【物理】黑龙江省齐齐哈尔市龙江二中2019-2020学年高二上学期12月月考试题（解析版）
物理试卷
一、选择题（本题12小题，每小题4分，共48分。1-8每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。9-12在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1.历史上第一个对电磁现象进行系统研究的是英国的吉尔伯特，此后一百多年，电和磁的研究不断获得重大发现．最先发现电流的磁效应的科学家是
A. 安培 B. 法拉第 C. 奥斯特 D. 洛伦兹
【答案】C
【解析】
最先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特，故选C.
2.磁场中某区域的磁感线如图所示，则
A. a、b两点磁感强度大小相等
B. a、b两点磁感强度大小不相等，Ba
rb，条形磁铁穿过圆心并与圆面垂直，则穿过两线圈的磁通量Φa、Φb间的大小关系为( )
A. Φa>Φb B. Φa＝Φb C. Φa<Φb D. 条件不足，无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】条形磁铁内部的磁感线全部穿过a、b两个线圈，而外部穿过线圈a的磁感线比穿过线圈b的磁感线要多，线圈a中磁感线条数的代数和要小，所以Φa<Φb；
A. Φa>Φb，，与结果不一致，故A错误；B. Φa＝Φb，与结果不一致，故B错误；
C. Φa<Φb，与结果一致，故C正确；D. 条件不足，与结果不一致，故D错误；
5.如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 甲带负电荷，乙带正电荷
B. 甲的质量大于乙的质量
C. 洛伦兹力对甲做正功
D. 甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A. 在点，带电粒子速度向下，磁场向外，甲受向左的洛伦兹力，根据左手定则可得甲带正电荷；同理在点，乙受向右的洛伦兹力，根据左手定则可得乙带负电荷；故A错误；
B. 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：
解得：
由于、、均相同，甲轨道半径比乙的轨道半径大，则有甲的质量大于乙的质量，故B正确；
C 根据左手定则，洛伦兹力与速度垂直，故洛伦兹力永不做功，故C错误；
D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的周期：
在磁场中运动的时间：
由于、
均相同，甲的质量大于乙的质量，故甲运动时间大于乙运动的时间，故D错误．
6.如图所示，下列情况下线圈中不能产生感应电流的是（ ）
A. I增加 B. 线圈向右平动
C. 线圈向下平动 D. 线圈以ab边为轴转动
【答案】C
【解析】
A、当I增加时，则穿过线圈的磁通量增大，所以导致线圈中产生感应电流．故A错误；
B、当线圈向右平动时，导致线圈中磁通量变小，则线圈中会出现感应电流，故B错误；
C、当线圈向下平动时，穿过线圈的磁通量仍不变，则线圈中不会出现感应电流，故C正确；
D、当线圈向左平动时，致线圈中磁通量变大，则线圈中会出现感应电流，故D错误；
故选C
7.面积S=4×10-2m2，匝数n=100匝的线圈，放在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，下列判断正确的是 ( )
A. 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s
B. 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零
C. 在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势等于0.08 V
D. 在第3 s末线圈中的感应电动势等于零
【答案】A
【解析】
【详解】A．磁通量的变化率为，A正确；
B．磁通量的变化为，B错误；
C．感应电动势应为磁通量的变化率乘以线圈的匝数，为8V，C错误；
D．在第3 s末，磁场的大小为零，但是此时磁通量的变化率不为零，故此时的感应电动势不为零，D错误．
8.如图所示, 开关S闭合时, 小灯泡能正常发光. 当S断开时（ ）
A. 小灯泡立即熄灭 B. 小灯泡将闪亮一下再熄灭
C. 小灯泡的亮度变小, 逐渐熄灭 D. 小灯泡的灯丝将因电流过大而烧断
【答案】C
【解析】
原来开关闭合时，线圈中有从右向左的电流，当开关断开时，灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的减小，电流只能从原来的值逐渐减小，所以小灯泡的亮度变小，逐渐熄灭．
综上所述本题的答案是：C
9.通电细杆ab置于倾角为的粗糙平行导轨上，加上如图所的磁场，杆ab恰好静止在导轨上．其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】根据左手定则，判断出安培力的方向，对物体受力分析，根据物体的受力的情况判断杆是否要受到摩擦力的作用，即可判断摩擦力是否是零．
【详解】杆受到向下的重力，水平向右的安培力，和垂直于斜面的支持力的作用，在这三个力的作用下，可以处于平衡状态，摩擦力可以为零，故A正确；杆受重力、竖直向上的安培力，在这两个力的作用下，可以处于平衡状态，故摩擦力可能为零，故B正确；杆受到的重力竖直向下，安培力竖直向下，支持力，杆要静止的话，必定要受到沿斜面向上的摩擦力的作用，摩擦力不可能为零，故C错误；杆受到的重力竖直向下，安培力水平向左，支持力，杆要静止，必有摩擦力，故D错误．所以AB正确，CD错误．
10.如图所示，光滑半圆形轨道固定在垂直纸面向外的匀强磁场内，一带量为的带电小球从轨道左端静止释放，则下列说法正确的是
A. 小球每次经过轨道最低点时对轨道压力相同
B. 小球每次经过轨道最低点时对轨道压力不同
C. 小球能到达轨道右端相同高度
D. 小球不能到达轨道右端相同高度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．洛伦兹力对小球不做功，小球运动过程只有重力做功，小球机械能守恒，小球每次到达最低点时速度大小相等，小球做圆周运动的向心力大小相等，小球向右经过最低点时所受洛伦兹力竖直向下，小球向左经过最低点时所受洛伦兹力竖直向上，两种情况下小球对轨道的压力不同，故A错误，B正确；
CD．由于洛伦兹力不做功，只有重力做功，小球运动过程机械能守恒，小球可以到达右端相同高度处，故C正确，D错误．
11.如图所示，平行导轨电阻忽略不计，要使悬挂着的金属环P能产生感应电流，则金属棒ab的运动应是 ( )
A. 向右匀速运动 B. 向左匀速运动 C. 向右加速运动 D. 向左加速运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A、当ab向右匀速运动时，由右手定则判断可知，ab中产生由b→a的感应电流，感应电动势恒定，感应电流恒定，螺线管产生的磁场恒定，则由楞次定律判断可知，金属环不产生电流，故A错误；
B、当ab向左匀速运动时，由右手定则判断可知，ab中产生由a→b的感应电流，感应电动势恒定，感应电流恒定，螺线管产生的磁场恒定，则由楞次定律判断可知，金属环不产生电流，故B错误；
C、当ab向右加速运动时，由右手定则判断可知，ab中产生由b→a的感应电流，感应电动势增大，感应电流增大，螺线管产生磁场增强，则由楞次定律判断可知，金属环产生感应电流，故C正确；
D、当ab向左加速运动时，由右手定则判断可知，ab中产生由a→b的感应电流，感应电动势增大，感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，则由楞次定律判断可知，金属环产生感应电流，故D正确．
12.截面积S=0.5 m2 ，n = 100匝的圆形线圈，处在如图甲所示的磁场内，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，已知电路中，线圈电阻，导线电阻忽略不计，t=0 时刻磁场方向垂直线圈平面向里，则有
A. 电容器两端电压为10 V B. 通过电阻R的感应电流大小为2 A
C. 通过电阻R的电流方向为b→R→a D. 电容器所带的电荷量
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为，电容器两端电压等于电路路端电压，可得U=6V，A错误
B．根据闭合电路欧姆定律可得，，B正确
C．根据楞次定律可得，通过电阻R的电流方向为a→R→b，C错误
D．电容器所带的电荷量，D正确
二、实验题（本题共8分）
13.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向．
（1）在给出的实物图中，用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路________．
（2）连好电路后，若将线圈L1插入线圈L2中，灵敏电流计的指针向左偏转，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的实验操作是_____
A．插入铁芯F B．拔出线圈L1
C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间．
【答案】 (1). (2). BD
【解析】
【详解】（1）[1]．探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路图如图所示；
（2）[2]．若将线圈L1插入线圈L2中，线圈L2中的磁通量应增大，灵敏电流计的指针向左偏转，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，线圈L2中的磁通量应该减小；
A．插入铁芯F，增大线圈L2中磁通量，故A错误；
B．拔出线圈L1，减小线圈L2中的磁通量，故B正确；
C．变阻器的滑片向左滑动，电阻减小，电流增大，线圈L2中的磁通量增大，故C错误；
D．断开电键S瞬间，线圈L2中的磁通量减小，故D正确．
三、计算题（本题共44分，14小题8分，15小题12分，16小题12分，17小题12分）
14.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一根长为L、质量为m、通有电流I的导体棒，重力加速度为g，若外加磁场方向竖直向上，欲使棒静止在斜面上，求：磁感应强度B的值．
【答案】
【解析】
【分析】
导体棒受重力、支持力和安培力处于平衡，根据共点力平衡求出安培力的大小，再根据求出磁感应强度的大小．
【详解】导体棒受重力、支持力和水平向右的安培力处于平衡，
根据共点力平衡得：
．
【点睛】正确受力分析、根据共点力平衡条件列式是解决本题的关键．
15.如图所示，直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，一质量为m、电荷量为q的负离子（重力可忽略）从O点以与MN成θ=30°角的速度v射入该磁场区域，经一段时间后从边界MN上P点射出．求：
(1)入射点O与出射点P间的距离L；
(2)负离子在磁场中运动的时间．
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】（1）负离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力：
所以
由图象知出射点间的距离为
L=2Rsin30°=
（2）离子在磁场中的圆心角为300°，所以在磁场中运动的时间
16.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm2．螺线管导线电阻r = 1Ω，R1 = 3Ω，R2 = 6Ω，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：
(1)流过R1的电流方向；
(2)螺线管中产生的感应电动势大小；
(3)电阻R1的电功率．
【答案】(1)R1的电流方向为由b流向a(2) (3)
【解析】
【详解】(1)由楞次定律可知流过R1的电流方向为由b流向a
(2)由图象分析可知，
由法拉第电磁感应定律得
(3)外电阻为：
R===2Ω
根据闭合电路欧姆定律
R1两端的电压为
17.如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ间距离为1 m，磁感应强度为1 T的匀强磁场垂直于导轨平面向内，两根电阻均为1Ω的金属杆ab、cd水平地放在导轨上，导轨的电阻可以忽略. 使 cd杆以2m/s的速率沿导轨水平向右匀速运动切割磁感线时，ab杆始终静止在导轨上，求：
（1）金属杆cd中感应电流的大小和方向．
（2）金属杆ab受到的静摩擦力的大小和方向．
【答案】（1）1A，电流方向为c→d（2）1N，向水平向左
【解析】
（1）cd杆产生的感应电动势 ，
感应电流的大小I，
由右手定则知金属杆cd中感应电流的方向分别为c→d；
（2）金属杆ab受到安培力和静摩擦力而处于平衡状态，根据平衡条件得：
金属杆ab受到的静摩擦力；
安培力方向向右，则金属杆ab受到的静摩擦力的方向向左．
