2017-2018学年重庆市大学城第一中学校高二下学期第一次月考物理试题 解析版

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‎2017-2018学年重庆市大学城第一中学校高二下学期第一次月考物理试题 解析版 一、选择题:本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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. 如图所示，阻值一定的环形线框固定在某匀强磁场中．当穿过它的磁通量均匀增加时，下列说法正确的是 A. 感应电流的大小均匀增加 B. 感应电流的方向为a→b→c→d→a C. 环形线框有向左移动的趋势 D. 环形线框有向外扩大的趋势 ‎【答案】B ‎【解析】当穿过它的磁通量均匀增加时，在线圈中产生恒定的感应电动势，形成恒定的感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向为a→b→c→d→a，选项A错误，B正确；根据楞次定律可知，环形线框有向内收缩的趋势，由对称性可知，线圈无移动的趋势，选项CD错误；故选B.‎ ‎3. 如图所示，L为直流电阻不计的自感线圈，G1和G2为零点在表盘中央的相同的电流表．下列说法正确的是 A. 开关S闭合瞬间，G1、G2都有示数，并且示数相等 B. 电路稳定后，G1有示数，G2无示数 C. 开关S断开瞬间，G1有示数，G2无示数 D. 开关S断开瞬间，G1、G2都有示数，并且示数相等 ‎【答案】D ‎【解析】开关S闭合瞬间，G1立即有示数，而G2所在的支路由于自感线圈阻碍电流的增加，则G1电流逐渐变大，稳定后两电表读数相等，选项AB错误；当开关断开时，通过G1的原来的电流立即消失；通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，从而阻碍电流的变小，所以在G1、L和G2中形成新的回路，然后缓慢地回到零点；则开关S断开瞬间，G1、G2都有示数，并且示数相等，故C错误，D正确；故选D。‎ 点睛：线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈右端是电源正极．当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈左端是电源正极．‎ ‎4. 如图所示，为某正弦交流电的u-t图象，当该交流电通过一个阻值R=100Ω的电热丝时，发热功率为 A. B. 968W C. 484W D. 2.2W ‎【答案】C ‎.........‎ ‎5. 如图所示，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在开始运动的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是 A. PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 B. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 C. PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 D. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 ‎【答案】A ‎【解析】PQ向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由Q流向P，即逆时针方向；根据楞次定律可知，通过T的磁场减弱，则T的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应电流方向为顺时针。故A正确、BCD错误。故选A.‎ 点睛：本题考查了感应电流的方向判断，两种方法：一种是右手定则，另一种是楞次定律．使用楞次定律判断比较难，但是掌握它的核心也不会很难．‎ ‎6. 如图所示，两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a．高度为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，能正确描述感应电流i与线框移动距离x关系的是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】x在0-a内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正方向；有效切割的长度为 ，感应电动势为 E=BLv，感应电流为 ，随着x的增大，I均匀减小，当x=0时， ；当x=a时，I=0；‎ x在a-2a内，线框的AB边和其他两边都切割磁感线，由楞次定律可知，电流方向为顺时针，为负方向；有效切割的长度为 ，感应电动势为 E=BLv，感应电流大小为 ，随着x的增大，I均匀减小，当x=a时， ；当x=2a时，I=0；‎ x在2a-3a内，由楞次定律可知，电流方向为逆时针，为正方向；有效切割的长度为 ，感应电动势为 E=BLv，感应电流为 ‎ ‎ ，随着x的增大，I均匀减小，当x=2a时， ；当x=3a时，I=0；故根据数学知识可知B正确．故选：B ‎7. 如图所示，三根金属棒和三根电阻丝连成一个回路，虚线框内有均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3，金属棒电阻不计．当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I；当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是 A. 7I B. 3I C. 6I D. 0‎ ‎【答案】A ‎【解析】因为R1：R2：R3=1：2：3，可以设R1=R，R2=2R，R3=3R；由电路图可知，当S1、S2闭合，S3断开时，电阻R1与R2组成闭合回路，设此时感应电动势是E1，由欧姆定律可得：E1=3IR；当S2、S3闭合，S1断开时，电阻R2与R3组成闭合回路，设感应电动势为E2，由欧姆定律可得：E2=5I×5R=25IR；当S1、S3闭合，S2断开时，电阻R1与R3组成闭合回路，此时感应电动势E=E1+E2=28IR，则此时的电流I′==7I．故A正确，BCD错误。故选A.‎ 点睛：分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律是正确解题的关键；要注意在三种电路情况下，产生的感应电动势不同，这是容易出错的地方．‎ ‎8.‎ ‎ 一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示．设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正．已知圆形线圈中感应电流I随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正，则由乙可知：线圈中在前0.5s内产生了逆时针方向的感应电流，由楞次定律可得：当磁通量增加时，感应磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减小时，感应磁场方向与原磁场方向相同。 A图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的。而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的。所以A选项错误； B图：在前0.5s内，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的。而在0.5s-1.5s，由感应电流方向，结合楞次定律可得：若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的。故B错误； C图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的。而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的。所以C正确； D图中磁场的变化引起的感应电流与A中完全相同，故可知D错误； 故选C。‎ 点睛：本题考查法拉第电磁感应定律的图象应用，要注意正确掌握楞次定律的应用，同时要注意正确分析图象的性质，能正确应用排除法进行分析．‎ ‎9. 一台小型发电机的构造如图甲所示，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的规律如题9图乙所示．若发电机线圈内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则 A. 电压表的示数为6V B. 发电机的输出功率为4W C. 在l.0×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量最大 D. 在0.5×10﹣2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：由图象可知，电动机电压的最大值为6V，那么有效电压就是6V，电压表测量的是灯泡的电压，所以电压为×9V=5.4V，选项A错误；由P=知，P==3.24W，想B错误；在t=l×10﹣2s时刻，有图象可知此时的电动势为零，那么此时的磁通量应该是最大，选项C正确；在t=0.5×10﹣2s时刻，由图象可知此时的电动势最大，此时的磁通量变化率最大，选项D正确。‎ 考点：交流电 ‎【名师点睛】根本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量。由最大值和有效值间的关系，由图象可以判断电压的最大值，在根据欧姆定律可以求电压表的示数，由P=可以计算灯泡的功率。‎ ‎10. 如图所示，边长为L的正方形闭合导线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直．用力将线框分别以速度v1和v2匀速拉出磁场，比较这两个过程，下列说法正确的是 A. 若v1＞v2，则通过线框导线的电荷量q1＞q2‎ B. 若v1＞v2，则拉力F1＞F2‎ C. 若v1=2v2，则拉力做功的功率P1=2P2‎ D. 若v1=2v2，则拉力所做的功W1=2W2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】由于E=，I=，q=I△t，所以q=，由于△Φ及R一定，故q1=q2，所以A错误。由于F=F安，而F安=BIl，I=，E=Blv，所以F=F安=；故若v1＞v2，拉力F1＞F2；故B正确；由P=Fv　F=F安=所以P=．由于v1=2v2，P1=4P2，故C错误。由拉力做功W=Fl=F安l=•l=，又因v1=2v2，故W1=2W2，故D正确；故选BD。‎ ‎11. 用一段横截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R()的圆环．圆环竖直向下落入如图所示的径向磁场中，圆环的圆心始终在N极的轴线上，圆环所在位置的磁感应强度大小均为B．圆环在加速下滑过程中某一时刻的速度为v，忽略电感的影响，下列说法正确的是 A. 此时在圆环中产生了（俯视）顺时针的感应电流 B. 圆环因受到了向下的安培力而加速下落 C. 此时圆环的加速度 D. 如果径向磁场足够长，则圆环的最大速度 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：根据切割产生的感应电动势公式求出整个环产生的电动势的大小，根据欧姆定律求出电流的大小，根据安培力大小，结合牛顿第二定律求出加速度，当加速度为零时，速度最大．‎ 根据右手定则，右图中，环左端面电流方向垂直纸面向里，右端电流方向向外，则有（俯视）顺时针的感应电流，结合左手定则可知，环受到的安培力向上，阻碍环的运动，A错误B正确；圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，垂直切割磁感线，则产生的感应电动势，圆环的电阻为，圆环中感应电流为，圆环所受的安培力大小为，此时圆环的加速度为，，得，C错误．当圆环做匀速运动时，安培力与重力相等，速度最大，即有，则得，解得，D正确．‎ ‎12. 如图所示，为三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的感应电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正．则能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律的图象是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】当线框进入磁场时，位移在0-L内，磁通量开始均匀增加，当全部进入左侧磁场时达最大，且为负值；位移在L-2L内，向里的磁通量增加，总磁通量均匀减小；当位移为1.5L时，磁通量最小，为零，位移在1.5L到2L时，磁通量向里，为正值，且均匀增大。位移在2L-2.5L时，磁通量均匀减小至零。在2.5L-3L内，磁通量均匀增大，且方向向外，为负值。在3L-4L内，磁通量均匀减小至零，且为负值。故A正确；当线圈进入第一个磁场时，由E=BLv可知，E保持不变，由右手定则知，感应电动势沿逆时针方向，为正值；线框开始进入第二个和第三个磁场时，左右两边同时切割磁感线，感应电动势应为2BLv，感应电动势沿逆时针方向，为正值；完全在第三个磁场中运动时，左边切割磁感线，感应电动势为BLv，感应电动势沿逆时针方向，为正值；故B正确；因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C错误；拉力的功率P=Fv，因速度不变，而在线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时，由B的分析可知，电流加倍，故安培力加培，外力加倍，而功率变为原来的4‎ 倍；此后从第二个磁场中离开时，安培力应等于线框在第一个磁场中的安培力，故D正确；故选ABD。‎ 二、实验题：本题共1小题，共10分 ‎13. 某学习小组为研究小灯泡的伏安曲线的特性，选用规格为“2.0V，0.5A”的小灯泡，实验室还提供了以下器材：‎ A．直流电源（电动势3V，内阻忽略不计）；‎ B．电压表（量程15V、内阻约80KΩ）；‎ C．电压表（量程3V、内阻约30KΩ）；‎ D．电流表（量程0.6A、内阻0.1Ω）；‎ E．电流表（量程50mA、内阻1Ω）；‎ F．滑动变阻器（0～20Ω）；‎ G．导线、开关等 ‎(1)为了提高测量的精度，电压表应选用_____，电流表应选用_____ （填序号字母）；‎ ‎(2)请在答题卡上对应位置将方框内的电路图补充完整___________；‎ ‎(3)通过实验得到了该小灯泡的U﹣I曲线，如图所示．由图象可知，小灯泡在不同的电压下工作时灯丝的电阻_____（选填“相同”或“不同”），当小灯泡中流过0.3A的电流时，它消耗的功率是______W．‎ ‎【答案】 (1). A (2). D (3). (4). 不同 (5). 0.15‎ ‎【解析】（1）灯泡额定电压是2V，电压表应选择A，灯泡额定电流是0.5A，电流表应选择D。 （2）灯泡正常发光时电阻R==4Ω，电压表内阻约为30kΩ，电流表内阻为0.1Ω， 电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示： （3）由图2所示图象可知，在不同电压下，灯泡电压与电流的比值不同，灯泡电阻阻值不同；由图2所示图象可知，电流为0.3A时，灯泡两端电压为0.5V，此时灯泡消耗的功率P=UI=0.5×0.3=0.15W。 点睛：本题考查了选择实验器材、作电路图、求灯泡功率，要掌握实验器材的选择原则，当电压表内阻远大于待测电阻阻值时，电流表应采用外接法。‎ 三、计算题：本题共3 小题，总42分.‎ ‎14. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，求此时AB两端的电压．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：E=B•2a=2Ba=Bav；AB两端的电压是路端电压，外电路电阻：；根据欧姆定律得：AB两端的电压大小为： ‎ 点睛：本题是电磁感应与电路的结合问题，关键是弄清电源和外电路的构造，然后根据电学知识进一步求解，容易出错之处是把AB间的电压看成是内电压，导致结果错误．‎ ‎15. 如图所示，面积S＝0.2m2、匝数n＝100匝的圆形线圈A，处在均匀磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度随时间变化规律为B＝(6-0.02t)T，开始时外电路开关S断开，已知R1＝4Ω，R2＝6Ω，电容器电容C＝30μF，线圈内阻不计，求：‎ ‎(1)S闭合后，通过R2的电流大小；‎ ‎(2)S闭合足够长时间后又断开，求断开S后流过R2的电荷量．‎ ‎【答案】(1)I2＝＝0.04 A (2)Q＝7.2×10－6 C ‎【解析】(1)由题意知 ‎|ΔB/Δt|＝0.02 T/s (1分)‎ E＝nΔΦ/Δt＝n|ΔB/Δt|S，‎ ‎＝100×0.02×0.2 V＝0.4 V ( 3分)‎ 由I＝E/(R1＋R2)，得IR2＝I＝0.4/(4＋6 )A＝0.04 A. (2分)‎ ‎(2)S闭合后，电容器两端电压 UC＝U2＝IR2＝0.04×6 V＝0.24 V (2分)‎ 电容器带电量Q＝CUC＝30×10－6×0.24 C ＝7.2×10－6C (2分)‎ ‎16. 如图所示，用水平绝缘传送带输送一正方形单匝闭合铜线框，在输送中让线框随传送带通过一固定的匀强磁场区域，铜线框在进入磁场前与传送带的速度相同，穿过磁场的过程中将相对于传送带滑动．已知传送带以恒定速度v0运动，当线框的右边框刚刚到达边界PQ时速度又恰好等于v0．若磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ的距离为d，磁场的磁感应强度为B，铜线框质量为m，电阻均为R，边长为L(L

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