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文档介绍
2017-2018学年江西省临川实验学校高二上学期第三次月考物理试题(普通班)试题 解析版
临川实验学校2017-2018年上学期第三次月考高二物理(普通班) 一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~10小题有多个选项正确,全选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。) 1. 如图,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零.如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为( ) A. 0 B. C. D. 2B0 【答案】C 【解析】在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离为l的a点处的磁感应强度为零,如下图所示: 由此可知,外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,即B1=B0; 依据几何关系,及三角知识,则有:BPcos30°=B0; 解得:P或Q通电导线在a处的磁场大小为BP=B0; 当P中的电流反向,其他条件不变, 再依据几何关系,及三角知识,则有:B2=B0; 因外加的磁场方向与PQ平行,且由Q指向P,磁场大小为B0; 最后由矢量的合成法则,那么a点处磁感应强度的大小为,故C正确,ABD错误;故选C. 2. 如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合,则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( ) A. 1:1 B. 1:2 C. 1:4 D. 4:1 【答案】B 【解析】根据磁通量的定义,当B垂直于S时,穿过线圈的磁通量为Ф=BS,其中S为有磁感线穿过区域的面积,所以图中a、b两线圈的磁通量相等,所以A正确;BCD错误. 【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义,它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积. 3. 如图,一束电子沿z轴正向流动,则在图中y轴上A点的磁场方向是( ) A. +x方向 B. ﹣x方向 C. +y方向 D. ﹣y方向 【答案】D 【解析】据题意,电子流沿z轴正向流动,电流方向沿z轴负向,由安培定则可以判断电流激发的磁场以z轴为中心沿顺时针方向(沿z轴负方向看),通过y轴A点时方向向外,即沿x轴正向,则选项A正确。 【考点定位】安培定则、电子束产生电流的方向 【方法技巧】首先需要判断出电子束产生电流的方向,再根据安培定则判断感应磁场的方向。 视频 4. 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( ) A. ab中的感应电流方向由b到a B. ab中的感应电流逐渐减小 C. ab所受的安培力保持不变 D. ab所受的静摩擦力逐渐减小 【答案】D 【解析】试题分析:磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,ab中的感应电流方向由a到b,A正确.由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律,可知感应电动势恒定,则ab中的感应电流不变,B错误.根据安培力公式F=BIL知,电流不变,B均匀减小,则安培力减小,C错误.导体棒受安培力与静摩擦力平衡,f=F,安培力减小,则静摩擦力减小,D正确.选AD. 【点睛】根据楞次定律得出感应电流的方向,结合法拉第电磁感应定律判断感应电流是否不变,根据安培力公式分析安培力是否保存不变,结合平衡分析静摩擦力的变化. 5. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈.实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同.下列说法正确的是( ) A. 图1中,A1与L1的电阻值相同 B. 图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C. 图2中,变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】C 【解析】断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,由于线圈L1的自感,通过L1的电流逐渐减小,且通过A1,即自感电流会大于原来通过A1的电流,说明闭合S1,电路稳定时,通过A1的电流小于通过L1的电流,L1的电阻小于A1的电阻,AB错误;闭合S2,电路稳定时,A2与A3的亮度相同,说明两支路的电流相同,因此变阻器R与L2的电阻值相同,C正确;闭合开关S2,A2逐渐变亮,而A3立即变亮,说明L2中电流与变阻器R中电流不相等,D错误。 【名师点睛】线圈在电路中发生自感现象,根据楞次定律可知,感应电流要“阻碍”使原磁场变化的电流变化情况。电流突然增大时,会感应出逐渐减小的反向电流,使电流逐渐增大;电流突然减小时,会感应出逐渐减小的正向电流,使电流逐渐减小。 6. 磁铁在线圈中心上方开始运动时,线圈中产生如图方向的感应电流,则磁铁( ) A. 向上运动 B. 向下运动 C. 向左运动 D. 向右运动 【答案】B 【解析】据题意,从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下,由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上,即两个磁场的方向相反,则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加,故选项B正确。 【考点定位】楞次定律和安培定则 【方法技巧】通过安培定则判断感应磁场方向,通过楞次定律判断磁铁的运动情况。 视频 7. 有两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,I中的磁感应强度是Ⅱ中的k倍,两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动.与Ⅰ中运动的电子相比,Ⅱ中的电子( ) A. 运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍 B. 加速度的大小是Ⅰ中的k倍 C. 做圆周运动的周期是Ⅰ中的k倍 D. 做圆周运动的角速度是Ⅰ中的k倍 【答案】AD 【解析】试题分析:电子在磁场中做的圆周运动,洛伦兹力作为向心力,根据圆周运动的周期公式和半径公式逐项分析即可. 设Ⅱ中的磁感应强度为B,则Ⅰ中的磁感应强度为kB,根据电子在磁场中运动的半径公式可知,Ⅰ中的电子运动轨迹的半径为,Ⅱ中的电子运动轨迹的半径为,所以Ⅱ中的电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍,故A正确;电子在磁场运动的洛伦兹力作为向心力,所以电子的加速度的大小为,所以Ⅰ中的电子加速度的大小为,Ⅱ中的电子加速度的大小为,所以Ⅱ的电子的加速度大小是Ⅰ中的倍,故B错误;根据电子在磁场中运动的周期公式可知,Ⅰ中的电子运动周期为,Ⅱ中的电子运动周期为,所以Ⅱ中的电子运动轨迹的半径是Ⅰ中的k倍,所以Ⅱ中的电子运动轨迹的周期是Ⅰ中的k倍,故C正确;做圆周运动的角速度,所以Ⅰ中的电子运动角速度为,Ⅱ中的电子运动角速度为,在Ⅱ的电子做圆周运动的角速度是Ⅰ中的倍,故D错误。 视频 8. 如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流,a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为、l和3l.关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是( ) A. a处的磁感应强度大小比c处的大 B. b、c两处的磁感应强度大小相等 C. a、c两处的磁感应强度方向相同 D. b处的磁感应强度为零 【答案】BD 【解析】两根导线在a处的磁感应强度均垂直纸面向里,在c处的磁感应强度均垂直纸面向外,a处距左边导线为,距右边导线为,c处距左边导线为3l,距右边导线为l,而两导线中电流大小相等,距离电流越远,磁感应强度越小,故a处的磁感应强度大小比c处的大,选项A正确,选项C错误;左边导线在b处产生的磁感应强度垂直纸面向外,右边导线在b处产生的磁感应强度垂直纸面向里,两者与b处距离均为l,故b处的磁感应强度为零,选项D正确,选项B错误。 视频 9. 两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于t=0时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( ) A. 磁感应强度的大小为0.5 T B. 导线框运动速度的大小为0.5m/s C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外 D. 在t=0.4s至t=0.6s这段时间内,导线框所受的安培力大小为0.1N 【答案】CD 【名师点睛】此题是关于线圈过磁场的问题;关键是能通过给出的E–t图象中获取信息,得到线圈在磁场中的运动情况,结合法拉第电磁感应定律及楞次定律进行解答。此题意在考查学生基本规律的运用能力以及从图象中获取信息的能力。 10. 如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距.若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能( ) A. 始终减小 B. 始终不变 C. 始终增加 D. 先减小后增加 【答案】BCD 【解析】导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁场产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力,当安培力大于重力时,线框做减速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先减速后加速运动,故选项A错误、D正确;当ab边进入磁场后安培力等于重力时,线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先匀速后加速运动,故A错误;当ab边进入磁场后安培力小于重力时,线框做加速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速增大的加速运动,故加速运动,故选项C正确;故选CD. 二、实验题(本大题共3小题,共18分。) 11. 某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验.两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方,S极位于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且两导轨垂直. (1)在图中画出连线,完成实验电路.要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属棒沿箭头所示的方向移动. (2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议: A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流 其中正确的是_____(填入正确选项前的标号) 【答案】 AC 【解析】试题分析:(1)如图所示,注意滑动变阻器的接法是限流接法。 (2)根据公式可得适当增加导轨间的距离或者增大电流,可增大金属棒受到的安培力,根据动能定理可知金属棒离开导轨时的动能变大,即离开导轨时的速度变大,AC正确;若换用一根更长的金属棒,但金属棒切割磁感线的有效长度即导轨间的宽度不变,所以对最后的速度没有影响,B错误。 【考点定位】考查了研究安培力实验 【方法技巧】对于高中实验,要求能明确实验原理,认真分析各步骤,从而明确实验方法;同时注意掌握图像的性质,能根据图像进行分析,明确对应规律的正确应用。 视频 12. 为判断线圈绕向,可将灵敏电流计G与线圈L连接,如图所示,已知线圈由a端开始绕至b端,当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转. (1)将磁铁N极向下,从线圈L中向上抽出时,发现指针向左偏转,俯视线圈,其绕向为_____(填:“顺时针”或“逆时针”). (2)当条形磁铁从图示中的虚线位置向右远离L时,指针向右偏转,俯视线圈,其绕向为_____(填:“顺时针”或“逆时针”). 【答案】 (1). 逆时针 (2). 逆时针 【解析】(1)由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上,感应电流由a经G流向b,再由安培定则知线圈绕向如图所示,为顺时针。 (2)由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上,感应电流由b经G流向a,再由安培定则知线圈绕向为逆时针。 视频 13. 如图,两根通电长直导线a、b平行放置,a、b中的电流强度分别为I和2I,此时a受到的磁场力大小为F,若以该磁场力的方向为正,则b受到的磁场力大小为_____.当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,a受到的磁场力大小变为2F,则此时b受到的磁场力大小为_____. 【答案】 (1). F (2). 3F或5F 【解析】由牛顿第三定律,b受到a对它的磁场力为-F;a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后,c在a、b 两导线处的磁感应强度大小相等,方向相反,c导线对b导线的作用力是它对a导线的作用力的两倍,方向相反,a受到的磁场力大小变为2F,那么c导线对a导线的作用力可能是F也可能是-3F,c导线对b导线的作用力可能是-2F也可能是6F,故此时b受到的磁场力为-3F或5F。 【考点定位】安培力 视频 三、计算题(本大题共4小题,共42分。答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。) 14. 如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,系统处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,电池内阻不计,问:若导轨光滑,电源电动势E多大能使导体杆静止在导轨上? 【答案】 【解析】试题分析:导体杆静止在导轨上,受到重力、支持力和安培力三个力作用,安培力大小为F=BIL,根据平衡条件和闭合电路欧姆定律结合求解电源的电动势。 对导体棒受力分析如图所示: 由闭合电路欧姆定律得:E=IR 导体杆受力情况如图,则由共点力平衡条件可得F安=mgtanθ 因为:F安=BId 由以上各式可解得: 点睛:本题主要考查了情况是关键通电导体在磁场中平衡问题,分析受力情况,特别是正确判断安培力的方向。 15. 如图所示,分布半径为R的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,电荷量为负q、质量为m的带电粒子从磁场边缘的A点沿半径AO方向射入磁场,粒子离开磁场时速度方向偏转了90°角.求: (1)粒子做圆周运动的半径r; (2)粒子做圆周运动的速度大小v; (3)粒子在磁场中运动的时间t. 【答案】(1)R (2) (3) 【解析】(1)画出轨迹过程图如图所示, ............ 所以粒子做匀速圆周运动的半径为:r=R (2)粒子以入射速度v做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力得:qvB=m 即为: (3)匀速圆周运动的周期为: 粒子轨迹所对的圆心角为: 粒子在磁场中运动的时间为: 16. 如图所示,两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内,其右端接一阻值为R的电阻.质量为m的金属杆静置在导轨上,其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下.当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.导轨和金属杆的电阻不计,导轨光滑且足够长,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求: (1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小I; (2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小a; (3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率P. 【答案】(1) (2) (3) 【解析】(1)感应电动势 感应电流 解得 (2)安培力 牛顿第二定律 解得 (3)金属杆切割磁感线的速度,则 感应电动势 电功率 解得 【名师点睛】本题的关键在于导体切割磁感线产生电动势E=Blv,切割的速度(v)是导体与磁场的相对速度,分析这类问题,通常是先电后力,再功能. 17. 平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0 沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍.粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等.不计粒子重力,为: (1)粒子到达O点时速度的大小和方向; (2)电场强度和磁感应强度的大小之比. 【答案】(1) 方向与x轴方向的夹角为45° (2) 【解析】 (1)粒子在电场中由Q到O做类平抛运动,设O点速度v与+x方向夹角为α,Q点到x轴的距离为L,到y轴的距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,根据类平抛运动的规律,有: x方向: y方向: 粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为: 又: 解得:,即,粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上。 粒子到达O点时的速度大小为 (2)设电场强度为E,粒子电荷量为q,质量为m,粒子在电场中受到的电场力为F,粒子在电场中运动的加速度: 设磁感应强度大小为B,粒子做匀速圆周运动的半径为R,洛伦兹力提供向心力,有: 根据几何关系可知: 整理可得: 点睛:本题难度不大,但需要设出的未知物理量较多,容易使学生感到混乱,要求学生认真规范作答,动手画图。 查看更多