2018-2019学年宁夏银川长庆高级中学高二下学期第二次月考物理试题 解析版

2018-2019学年宁夏银川长庆高级中学高二下学期第二次月考物理试题 解析版

宁夏银川长庆高级中学2018-2019高二下学期第二次月考物理试卷 一、单项选择题 ‎1. 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 只要有磁通量穿过电路，电路中就有感应电流 B. 只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流 C. 只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流 D. 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，则回路中产生感应电流，AC错误，D正确，只要闭合回路的一部分切割磁感线运动，回路中有感应电流，B错误，‎ 故选D 考点：考查了感应电流产生的条件 点评：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，或者闭合回路的一部分切割磁感线运动，则回路中产生感应电流，‎ ‎2. 关于感应电流的方向，以下说法中正确的是 ( )‎ A. 感应电流的方向总是与原电流的方向相反 B. 感应电流的方向总是与原电流的方向相同 C. 感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化 D. 感应电流磁场总是与原线圈内的磁场方向相反 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场就与它相反，来消弱它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误。‎ ‎3.长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i＝Imsin ωt，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是(　　)‎ A. 由顺时针方向变为逆时针方向 B. 由逆时针方向变为顺时针方向 C. 由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向 D. 由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 据图乙可知,在四分之一周期内,电流变大,据右手螺旋定则可知,矩形线圈所处的磁场垂直面向里变大,即导致穿过线圈中的磁通量减大,由楞次定律可知,产生的感应电流方向为逆时针；同理分析可知,在T/4−3T/4时间内,矩形线圈产生的电流方向为顺时针；在3T/−T时间内矩形线圈产生的感应电流方向逆时针；故ABC错误，D正确。‎ 故选：D。‎ ‎【名师点睛】‎ 根据磁场与时间的变化关系，由楞次定律可确定线圈产生的感应电流方向。‎ ‎4.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）‎ A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当线圈向下运动时，穿过线圈的磁通量向下，且增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加，方向向上，则线圈中的电流方向与箭头方向相同．由于感应电流会阻碍线圈与磁铁之间的相对运动，所以二者之间有作用力的斥力．故B正确，ACD错误．此题选项错误的选项，故选：ACD．‎ 点睛：该题可得楞次定律的极板应用，解决本题可以结合楞次定律使用的基本步骤判断感应电流的方向，也可以使用楞次定律的推广形式来判定．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎5. 如图所示，当穿过闭合回路的磁通量均匀增加时，内外两金属环中感应电流的方向为（ ）‎ A. 内环逆时针，外环顺时针 B. 内环顺时针，外环逆时针 C. 内环逆时针，外环逆时针 D. 内环顺时针，外环顺时针 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：因为原来的磁场要增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可得内环顺时针外环逆时针，故B正确；‎ 考点：考查了楞次定律 ‎【名师点睛】当磁感应强度B增加时，穿过两金属环的磁通量增加，而磁场方向向里，根据楞次定律判断感应电流的方向，关键要明确研究对象，其次要搞清两个条件：一是磁场的方向；二是磁通量的变化情况 ‎6.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，流过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；‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎7.如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0‎ ‎.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为，由欧姆定律得感应电流为；当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得，又　，根据欧姆定律得感应电流为．由题设知：，于是得：，解得：‎ 故ABD错误，C正确．‎ 考点：本题考查导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路的欧姆定律、法拉第电磁感应定律，意在考查考生的综合应用能力．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎8.如图，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，磁场宽度大于球的直径。铜球在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）‎ A. A、B两点在同一水平线上 B. A点高于B点 C. A点低于B点 D. 铜环做等幅摆动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由于铜环刚进入和要离开磁场过程中，会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到与A点等高点，即B点低于A点，故B正确。‎ 考点：考查了感应电流产生条件 ‎9.如图所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)(　　)．‎ A. S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮 B. S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮 C. S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才熄灭 D. S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即不亮，L1‎ 亮一下才熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将L1灯短路，L1逐渐变暗直到熄灭，同时，L2电流逐渐增大，变得更亮； S断开瞬时，L2中电流消失，故立即熄灭，而L1中由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，故右端为正，电流由灯泡L1的右侧流入，故L1亮一下逐渐熄灭。故D正确，ABC错误；‎ 点睛：对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。‎ ‎10. 一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是：‎ A. t1时刻通过线圈磁通量为零 B. t2时刻通过线圈的磁通量最大 C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D. 每当e改变方向时，通过线圈的磁通量都为最大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ t1、t3时刻感应电动势为零，线圈处于中性面处，通过线圈的磁通量最大，AC错误；t2时刻感应电动势最大，此时线圈与磁场平行，通过线圈的磁通量的为零，B错误；线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次，D正确。‎ ‎11.‎ 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中，不正确的是( )‎ A. t＝0时刻，线圈平面与中性面平行 B. t＝0.01s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C. t＝0.02s时刻，线圈中有最大感应电动势 D. t＝0.03s时刻，线圈中感应电流为零 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，故A错误； B、时刻，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故B正确； C、时刻，磁通量为零，感应电动势最大，故C正确； D、时刻，磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的面，感应电动势最大，感应电流最大，故D错误。‎ ‎12.如图，将R＝220Ω的电阻接入电压u＝311sin314t V的交流电路中，则(　　) ‎ A. 电压表示数是311V B. 电压表示数是157V C. 电流表示数是‎1A D. R消耗的功率是311W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由知电压的有效值为，所以电压表的读数应该为，电流表的读数为：，则R上消耗的功率为，故C正确，ABD错误。‎ ‎13.如图，单匝矩形线圈abcd处在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，线圈所围面积为S，线圈的总电阻为R.t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动，则(　　)‎ A. 时刻t线圈中电流的瞬时值 B. 线圈中电流的有效值 C. 线圈中电流的有效值 D. 线圈消耗的电功率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：线圈所围面积为S，角速度是ω，所以线圈产生的交流电的最大值是：BSω，线圈从中性面的位置开始计时，所以时刻t线圈中电流的瞬时值，故A错误；线圈中电流的有效值．故B错误，C正确；线圈消耗的电功率，故D正确；故选CD．‎ 考点：交流电的瞬时值；有效值 ‎【名师点睛】该题考查正弦式交流电的产生的原理，正确写出交流电表达式是解决本题的关键，注意求解电功和电功率都要用交流电的有效值． 题目难度不大．‎ ‎14.图甲为电热毯的电路示意图。电热丝接在u=311sin 100πt ‎ (V)的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图乙所示波形,从而进入保温状态。若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是(　 　)‎ A. 110 V B. 156 V C. 220 V D. 311 V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 交流电压表的读数是电压的有效值，由，B对。‎ ‎15.如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中不正确的是(　　)‎ A. 副线圈两端M、N的输出电压减小 B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压增大 C. 通过灯泡L1的电流减小 D. 原线圈中的电流增大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 试题分析：根据可知变压器次级电压是一定，故A说法错误；当开关S接通时，次级的电阻减小，则次级电流变大，故根据UR=I2R可知副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大，则灯泡L1的电压减小，故通过灯泡L1的电流减小，选项BC说法正确；根据可知，原线圈上电流增大，选项D说法正确。故选A.‎ 考点：变压器；动态电路分析.‎ 二、多项选择题 ‎16. 如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上放一弹性闭合导体环，在导体环轴线上方有一条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断中正确的是（ ）‎ A. 导体环有收缩趋势 B. 导体环有扩张趋势 C. 导体环对桌面压力减小 D. 导体环对桌面压力增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，闭合导体环内的磁通量增大，因此线圈做出的反应是面积有收缩的趋势，同时将远离磁铁，故增大了和桌面的挤压程度，从而使导体环对桌面压力增大，选项AD正确，BC错误，故选AD 考点：楞次定律。‎ ‎17.一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面．半圆形回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，正确的是( )‎ A. 感应电流方向始终沿顺时针方向 B. CD段直导线始终不受安培力 C. 感应电动势最大值Em＝Bav D. 感应电动势平均值E＝πBav/4‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：在闭合电路进入磁场的过程中，通过闭合电路的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向不变，A错误．根据左手定则可以判断，CD段直导线受安培力向下，故B错误．当半圆闭合回路进入磁场一半时，即这时等效长度最大为a，这时感应电动势最大E=Bav，C正确．由法拉第电磁感应定律可得感应电动势平均值，故D正确．故选CD.‎ 考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律；左手定则 ‎【名师点睛】本题是法拉第电磁感应定律、楞次定律以及左手定则的应用问题；解题时应注意以下几点：（1）感应电动势公式只能来计算平均值；（2）利用感应电动势公式E=Blv计算时，l应是等效长度，即垂直切割磁感线的长度.‎ ‎18.下列说法正确的是( )‎ A. 感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反 B. 感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反 C. 楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向 D. 楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化，方向可能与原磁场方向相同，可能相反，故A错误，B正确； C、楞次定律既能判定闭合回路中感应电流的方向，也能判定不闭合的回路中感应电动势的方向，故C错误，D正确。‎ ‎19.如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现使金属棒以初速度v0沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q.下列说法正确的是( )‎ A. 金属棒导轨上做匀减速运动 B. 整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv20/4‎ C. 整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为qR/BL D. 整个过程中金属棒克服安培力做功为mv20/2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】金属棒在整个运动过程中，受到竖直向下的重力，竖直向上的支持力，这两个力合力为零，受到水平向左的安培力，金属棒受到的合力为安培力； A、金属棒受到的安培力，金属棒受到安培力作用而做减速运动，速度v不断减小，安培力不断减小，加速度不断减小，故金属棒做加速度逐渐减小的减速运动，故A错误； B、整个过程中由动能定理可得：，金属棒克服安培力做功为，克服安培力做功把金属棒的动能转化为焦耳热，由于金属棒电阻与电阻串联在电路中，且阻值相等，则电阻R上产生的焦耳热,故BD正确； C、整个过程中感应电荷量为：，又 联立得：，故金属棒的位移，故C错误。‎ ‎20.如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时(　　)‎ A. 穿过回路的磁通量为零 B. 回路中感应电动势大小为2BLv0‎ C. 回路中感应电流的方向为顺时针方向 D. 回路中ab边与cd边所受安培力方向相同 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 试题分析：磁通量为穿过平面的净磁通，故此时刻磁通量为零，所以A正确；ab切割磁感线产生电动势为Blv0，cd边切割磁感线产生电动势也是Blv0，由右手定则知，两电动势串联，故回路中感应电动势大小为2Blv0，所以B正确；根据右手定则可知感应电流的方向为逆时针方向，所以C错误；再根据左手定则可判断回路中ab边与cd边所受安培力方向均向左，所以D正确。‎ 考点：本题考查磁通量、右手定则、左手定则 三、填空题 ‎21.理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为______________‎ ‎【答案】0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】变压器不能改变直流电的电压，所以在副线圈中没有电压，示数为零。‎ ‎22.金属杆ABC处于磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．已知AB=BC=‎20cm，当金属杆在图中标明的速度方向运动时，测得A、C两点间的电势差是3.0V，则可知移动速度v = _______m/s，其中A、B两点间的电势差UAB= ________ V ‎ ‎【答案】‎100m/s，2V ‎【解析】‎ 试题分析：AB边和BC边都切割磁感线，切割的有效长度为L=AB+BCcos60°，产生的感应电动势为E=BLv．A、C两点间的电势差等于感应电动势．‎ 解：AB边和BC边都切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，则A、C两点间的电势差等于感应电动势．‎ 所以AC产生的感应电动势为：E=3V．‎ 由：E=BLv=B（AB+BCcos60°）v 得：v==‎100m/s A、B两点间的电势差 UAB=B•AB•v=0.1×0.2×100V=2V 故答案为：‎100m/s，2V．‎ ‎【点评】本题要理解切割的有效长度，即为垂于速度方向上的投影长度，所以本题中BC的有效切割长度为Lcos60°．‎ ‎23.把一线框从一匀强磁场中匀速拉出，如图所示。第一次拉出的速率是 v ，第二次拉出速率是2v ，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比________ 拉力功率之比 ____________ ‎ ‎【答案】 (1). 1:2 (2). 1:4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设线框切割磁感线的边长为L，线框受到的安培力：， 线框匀速运动，由平衡条件得：拉力，拉力与速度成正比，则拉力之比为； 拉力功率，拉力功率与速度的平方成正比，则拉力功率之比为。‎ 四、计算题 ‎24.水平的平行光滑导轨，导轨间距离为L＝‎1 m，左端接有定值电阻R＝2 Ω.金属棒PQ与导轨良好接触，PQ的电阻为r＝0.5 Ω，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1 T的匀强磁场中，现使PQ在水平向右的恒力F＝2 N作用下运动，求：‎ ‎(1)棒PQ中感应电流的方向； ‎ ‎(2)棒PQ中哪端电势高；‎ ‎(3)棒PQ所受安培力方向； ‎ ‎(4)棒PQ的最大速度．‎ ‎【答案】（1）感应电流的方向由Q→P ‎（2）P端电势高 ‎（3）安培力方向向左 ‎（4）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由右手定则判断知，棒PQ中感应电流的方向由Q→P； （2）P端相当于电源的正极，即P端电势高； （3）由左手定则判断知，棒PQ所受安培力方向向左； （4）当金属杆PQ受到的安培力时，杆获得的速度最大 安培力为： 联立得，PQ棒的最大速度 。‎ ‎25.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形．为使MN棒中不产生感应电流。‎ ‎（1）上述闭合电路不产生感应电流的条件是什么？‎ ‎（2）从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t 的关系式．‎ ‎【答案】（1）穿过回路的磁通量应保持不变 ‎（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）要使闭合电路不产生感应电流，则穿过回路的磁通量应保持不变；‎ ‎（2)回路的磁通量不变，则有：， 解之得：。‎ ‎26.一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.求：‎ ‎(1)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？‎ ‎(2)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电量是多少？‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题可知，感应电动势的最大值为：‎ 则电动势的瞬时值表达式为：‎ 线圈平面与磁感线夹角为时的感应电动势为： ；‎ ‎（2）根据法拉第电磁感应定律以及欧姆定律可知：‎ 则电量：。‎