安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）

育才学校2020学年度第二学期期中考试 ‎ 高二普通班物理试题 总分：100分 时间：90分钟 一、单项选择题(本题共12个小题，每小题4分，共48分)‎ ‎1.闭合线圈放在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，因磁场变化而发生电磁感应现象，则(　　)‎ A. 穿过线圈的磁通量越大，产生的感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量变化量越大，产生的感应电动势越大 C. 穿过线圈的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大 D. 穿过线圈的磁感线条数越多，产生的感应电动势越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 解：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E=n，即感应电动势与线圈匝数有关；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量变化越快，感应电动势越大，穿过线圈的磁通量大，但若所用的时间长，则电动势可能小，故ABD错误，C正确；‎ 故选C．‎ ‎【点评】感应电动势取决于穿过线圈的磁通量的变化快慢，在理解该定律时要注意区分磁通量、磁通量的变化量及磁通量变化率三者间区别及联第．‎ ‎2.自然界的电、热和磁等现象是相互联系的，许多物理学家为探寻它们之间的联系做出了卓越的贡献，以下说法不符合史实的是：(　　)‎ A. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的联系 B. 伏特发现了电流热效应的规律，定性地给出了电能和热能之间的转化关系 C. 法拉第发现了电磁感应现象，进一步完善了电与磁现象的内在联系 D. 法拉第提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的联系，故A正确；焦耳发现了电流热效应的规律，定性地给出了电能和热能之间的转化关系，故B错误；1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象与电现象之间的联系，故C正确；英国物理学家法拉第引入了“电场”和“磁场”的概念，并用画电场线和磁感线的方法来描述电场和磁场，为经典电磁学理论的建立奠定了基础，故D正确。‎ 考点：物理学史 ‎【名师点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要注意记忆，这是考试内容之一。‎ ‎3.一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木质圆柱上无摩擦移动。M连接在如图所示的电路中，其中R为滑线变阻器，和为直流电源，www..comS为单刀双掷开关。下列情况中，可观测到N向左运动的是 A. 在S断开情况下，S向a闭合的瞬间 B. 在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C. 在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向c端移动时 D. 在S已向a闭合的情况下，将R的滑动头向d端移动时 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由楞次定律的第二种描述：“来拒去留”可知要使N向左运动，通过N的磁通量应减小；而A、B中由断开到闭合过程中磁通量均增大，故AB错误；‎ 若将移动滑动头，则向c端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，磁通量减小，故会使N左移，故C正确；‎ 而D中向d移动时，滑动变阻器接入电阻减小时，故电路中电流增大，磁场增大，故会使N右移，故D错误；‎ 故选C 考点：楞次定律；‎ 点评：楞次定律有两种描述：“增反减同”和“来拒去留”，后者判断导体的运动更有效，应学会应用．‎ ‎4.在如图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据=，知磁场线性变化才会产生恒定的感生电场，选项C对。‎ ‎5.如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体棒ef与导体环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)‎ A. 圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B. 整个环中有顺时针方向电流 C. 整个环中有逆时针方向电流 D. 环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：A、导体ef切割磁感线产生感应电动势，圆环两侧组成外电路，所以环上有感应电流，故A错误．‎ B、C、D根据右手定则判断可知，ef中产生的感应电流方向从e→f，则环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流，故BC错误，D正确．‎ 故选：D ‎6.由法拉第电磁感应定律公式可知(　　)‎ A. 穿过线圈的磁通量Φ越大，感应电动势E一定越大 B. 穿过线圈的磁通量改变量ΔΦ越大，感应电动势E一定越大 C. 穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势E一定越大 D. 穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小，感应电动势E一定越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由法拉第电磁感应定律可知：，即E与磁通量的变化率成正比，即电动势取决于磁通量的变化快慢，故C正确，ABD错误。‎ ‎7.如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是(　　)‎ A. 向右摆动 B. 向左摆动 C. 静止 D. 无法判定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当磁铁向铜环运动时,铜环的磁通量增大,则由楞次定律可知,铜环为了阻碍磁通量的变化而会向后摆,即向右摆,故A正确.‎ ‎8.如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是(　　)‎ A. 流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B. 流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C. 流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D. 流过R的电流为由c到d，流动r的电流为由a到b ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由右手定则可判断切割磁感线形成电源的正负极如图所示，由闭合电路电流流向可知B对；‎ ‎9.下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)‎ A. 磁场对电流产生力的作用 B. 变化的磁场使闭合电路中产生电流 C. 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D. 电流周围产生磁场 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 电磁感应现象指的是由于磁场的变化而在闭合回路中产生感应电流的现象，所以B正确。‎ ‎10.在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是（　　）‎ A. 电压表有读数，电流表没有读数 B. 电压表有读数，电流表也有读数 C. 电压表无读数，电流表有读数 D. 电压表无读数，电流表也无读数 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当两棒以相同的速度向右匀速运动时，回路的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表没有读数．电压表是由电流表改装而成的，核心的是电流表，没有电流，指针不偏转，电压表也没有读数，故D正确．故选D．‎ ‎11.环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（　　）‎ A. 感应电流大小恒定，顺时针方向 B. 感应电流大小恒定，逆时针方向 C. 感应电流逐渐增大，逆时针方向 D. 感应电流逐渐减小，顺时针方向 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：在第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，所以B正确，ACD错误．故选B．‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，并理解法拉第电磁感应定律的内容,变化的磁场产生电场，而均匀变化的磁场产生恒定的电场．‎ ‎12.如图所示，4匝矩形线圈abcd，ab＝1m，bc＝0.5m，其总电阻R＝2Ω，线圈绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，磁感应强度B＝1T，角速度ω＝20rad/s，当线圈由图示位置开始转过30°时，线圈中的电流强度为（　　）‎ A. 20A B. 0A C. 10A D. 17.3A ‎【答案】B ‎【解析】‎ 线圈由图示状态开始转动，穿过线圈的磁通量始终为零，没有感应电流产生，B对；‎ 二、填空题（每空4分，共12分。把正确答案填写在题中横线上）。‎ ‎13.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．‎ ‎(1)请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好______．‎ ‎(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下．将原线圈A迅速拔出副线圈B，发现电流计的指针向________偏；原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，发现电流计的指针向________偏．‎ ‎【答案】 (1). (2). 右 (3). 右 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)将电源，开关，变阻器，原线圈串联与一个回路，再将电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎(2) 闭合开关时，穿过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏了一下；‎ 将原线圈A迅速拔出副线圈B，穿过线圈的磁通量减小，所以灵敏电流计的指针向右偏；‎ 原线圈插入副线圈不动，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，滑动变阻器接入电路中电阻增大，电流变小，穿过线圈的磁通量减小，所以灵敏电流计的指针向右偏。‎ 三、计算题（本大题共3小题，共40分。）‎ ‎14.用均匀导线弯成正方形闭合金属线框abcd，线框每边长80cm，每边电阻为1Ω。把线框放在磁感应强度的匀强磁场中，并使它绕轴以的角速度匀角速度旋转，旋转方向如图所示，已知轴在线框平面内，并且垂直于B，od=3oa，，当线框转至和B平行的瞬间，求：‎ ‎（1）每条边产生的感应电动势大小；‎ ‎（2）线框内感应电流的大小；‎ ‎【答案】（1）2.4V （2）0.8A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）线框转动时，ad边和bc边没有切割磁感线，所以有 ‎ 因为，，‎ ‎（2）在电路中电动势和的方向相同，则=0.8A，电流方向为顺时针方向。‎ ‎15.如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：‎ ‎(1)ab棒中感应电动势的大小，并指出a、b哪端电势高？‎ ‎(2)回路中感应电流的大小；‎ ‎(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小(说明：计算时可认为导体棒ab长为L＝0.50 m)‎ ‎【答案】（1）ab棒中感应电动势的大小为0.8V，a端电势较高；（2）回路中感应电流的大小为4A；（3）维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小0.80N，方向水平向右．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）导体垂直切割磁感线，由磁感应强度B、长度L、速度v，则公式E=BLv求出感应电动势．‎ ‎（2）ab相当于电源，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流大小．‎ ‎（3）ab棒做匀速运动，水平外力F与安培力平衡，根据安培力公式F=BIL求解．‎ 解：（1）根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为 E=BLυ=0.40×0.50×4.0V=0.80V ‎（2）根据闭合电路欧姆定律，感应电流大小为 I==A=4.0A 由右手定则可知，回路中感应电流的方向为逆时针方向，所以a端电势较高．‎ ‎（3）当ab棒向右匀速运动时，ab棒中有由b向a的电流，根据左手定则可知ab棒所受的磁场力F安水平向左．为维持ab棒做匀速运动，应施加一个与F安等值反向的水平外力F．即F=F安=BIL=0.40×4.0×0.50N=0.80N，方向水平向右．‎ 答：（1）ab棒中感应电动势的大小为0.8V，a端电势较高；（2）回路中感应电流的大小为4A；（3）维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小0.80N，方向水平向右．‎ ‎【点评】本题是电磁感应、电路和磁场知识的综合，考查分析和解决综合题的基本能力．关键要掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、右手定则和安培力公式等等电磁学基本规律．‎ ‎16.如图所示，处于光滑水平面上的矩形线圈边长分别为L1和L2，电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程。‎ 求：（1）拉力大小F；‎ ‎（2）拉力的功率P；‎ ‎（3）拉力做的功W；‎ ‎（4）线圈中产生的电热Q；‎ ‎（5）通过线圈某一截面的电荷量q。‎ ‎【答案】（1）F＝；（2）P＝；（3）W＝；（4）Q＝；（5）q＝‎ ‎【解析】‎ 试题分析: （1）E＝BL2v，I＝，F＝BIL2， ∴F＝（2分）‎ ‎（2）拉力功率P＝Fv＝（2分）‎ ‎（3）拉力做功W＝FL1＝（2分）‎ ‎（4）根据功能关系Q＝W＝（2分）‎ ‎（5）通过导体横截面的电量q＝I·t＝t＝（2分）‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势，电磁感应中的功能关系。‎