【物理】西藏拉萨市那曲二高2018-2019学年高二下学期第一次月考试卷（解析版）

【物理】西藏拉萨市那曲二高2018-2019学年高二下学期第一次月考试卷（解析版）

物理试卷 第I卷 客观题 一、选择题（共8小题，48分；其中第6-8题为多选，全对6分，选不全3分，错选0分）‎ ‎1.在电磁感应现象中,下列说法正确的是( )‎ A. 导体相对磁场运动，导体内一定产生感应电流 B. 导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 C. 闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流 D. 穿过闭合电路的磁通量发生变化，在电路中一定会产生感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动．根据这个条件进行选择．‎ ‎【详解】A、导体相对磁场运动，若没有切割磁感线，则导体内不会产生感应电流，故A错误；‎ B、导体做切割磁感线运动时，能产生感应电动势，若导体所在电路不闭合，则导体中就没有感应电流，故B错误；‎ C、闭合电路在磁场内做切割磁感线运动时，若穿过闭合电路的磁感线的条数不发生变化，磁通量就不发生变化，则闭合电路中就没有感应电流，故C错误；‎ D、穿过闭合电路的磁通量发生变化，根据法拉第电磁感应定律，闭合电路中一定会产生感应电流，故D正确．‎ ‎2.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列关于穿过平面的磁通量的情况中，不正确的是(　　)‎ A. 如图所示位置时等于BS B. 若使框架绕OO′转过60°角，磁通量为BS C. 若从初始位置转过90°角，磁通量为零 D. 若从初始位置转过180°角，磁通量变化2BS ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为Scosθ，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积．线圈从图示转过90°时，磁通量为0，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差．‎ ‎【详解】A项：线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．故图示位置的磁通量为φ=BS，故A正确；‎ B项：使框架绕OO′转过60°角，则在磁场方向的投影面积为S/2则磁通量为BS/2，故B错误；‎ C项：线圈从图示转过90°的过程中，S垂直磁场方向上的投影面积逐渐减小，故磁通量逐渐减小，当线圈从图示转过90°时，磁通量为0，故C正确；‎ D项：从初始位置转过180°角，磁通量变化为△∅=BS-（-BS）=2BS，故D正确．‎ 本题选错误的，故选B．‎ ‎【点睛】本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式φ=BScosθ，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角．夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面．‎ ‎3.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ．设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（ ）‎ A. T1>mg，T2>mg B. T1mg，T2mg ‎【答案】A ‎【解析】圆环从静止开始向下运动到落到磁铁下方的过程中，穿过圆环的磁通量先增加再减小，根据楞次定律可知磁铁对线圈的反应是：感应电流的磁场先阻碍磁通量先增加再阻碍其减小，即先是排斥其向下运动，阻碍其磁通量增大，后是吸引线圈，阻碍其磁通量的减小．故两种情况下，绳的拉力都大于mg，即，A正确．‎ ‎【点睛】深刻理解楞次定律“阻碍”的含义．如“阻碍”引起的线圈面积、速度、受力等是如何变化的．‎ ‎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】A．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错误；‎ B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，根据可知电阻R消耗的热功率不变，B错误；‎ C．根据安培力公式知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，C错误；‎ D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，，安培力减小，则静摩擦力减小，D正确．‎ ‎5.如图电路中有A1、A2两完全相同灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是（　　） ‎ A. 开关K闭合时，A2先亮A1后亮，最后一样亮 B. 开关K闭合瞬间，A1和A2同时变亮 C. 开关K断开时，A2立即熄灭，A1缓慢熄灭 D. 开关K断开时，A1 和A2同时立即熄灭 ‎【答案】A ‎【解析】AB．合上开关K接通电路瞬间， A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，因为两灯泡完全相同，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，故A正确，B错误；‎ CD．断开开关K切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且会流过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，故C错误，D错误。故选A。‎ ‎6.如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线圈分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线圈都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间 A. 两小线圈会有相互靠拢的趋势 B. 两小线圈会有相互远离的趋势 C. 两小线圈中感应电流都沿顺时针方向 D. 左边小线圈中感应电流沿顺时针方向，右边小线圈中感应电流沿逆时针方向 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手螺旋定则可知，通电导线瞬间，对于左金属框，因矩形金属框内部的磁场比外部强，所以左小线圈有向外的磁通量，且增大；同理，右边金属框也一样，因此左、右小线圈的磁通量均增大，根据楞次定律可知，线圈的感应电流方向都是顺时针方向，再由同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互远离．故B、C正确，A、D错误．故选BC．‎ ‎7.如图一金属圆环用绝缘细绳吊在两相同的通电直导线之间，三者在同一竖直平面内，两直导线到金属圆环圆心的距离相等,通入其中的电流同步同速率增大,则下列说法正确的是（　）‎ A. 若导线中电流异向等大，环将有收缩的趋势 B. 若导线中电流异向等大，环中将产生逆时针方向电流 C. 若导线中电流同向等大，环将有收缩的趋势 D. 若导线中电流同向等大，环中没有电流 ‎【答案】AD ‎【解析】AB．若导线中电流异向等大，通过安培定则可知两导线在金属圆环中产生的磁场方向相同，当电流增大时，在金属圆环中产生的磁场增大，由楞次定律可知环将有收缩的趋势，又因不知道两导线中电流的具体方向，故不能确定金属圆环中产生的感应电流方向，故A正确，B错误。‎ CD．若导线中电流同向等大，则由安培定则可知两导线在金属圆环中产生的磁场等大反向，合磁场为零，当电流增大时，金属圆环中的磁场依然为零，故环中没有感应电流，也没有收缩或扩张的趋势，故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎8.一个圆形线圈放在磁感应强度均匀变化的匀强磁场中，线圈平面与磁感线成30 o角，要想使线圈中产生的感应电流增大1倍，可采用的方法是( )‎ A. 将线圈的匝数增加1倍 B. 将线圈的面积增加1倍 C. 将线圈的直径增加1倍 D. 使线圈平面与磁感线垂直 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 线圈中的感应电流，将线圈匝数增加一倍，会使线圈长度加倍，所以电阻也增大一倍，则感应电流不变，故A错误 将线圈的面积增加1倍，会使线圈长度变为原来的倍，所以电阻也增大为原来的倍，则感应电流也变为原来的倍，故B错误 将线圈直径增加1倍，面积变为原来的4倍，长度加倍，电阻加倍，所以电流加倍，故C正确 使线圈平面与磁感线垂直，则有效面积加倍，所以感应电流加倍，故D正确 故选CD 第II卷 主观题 二、填空题（共2小题，16分）‎ ‎9.矩形线圈abcd，ab和bc边长分别为‎0.2m和‎0.1m，线圈共200匝，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则：‎ ‎(1)当t=0s时，穿过线圈的磁感应强度为______T；‎ ‎(2)穿过线圈磁通量的变化率为______Wb/s；‎ ‎(3)线圈回路中产生的感应电流为______A；‎ ‎(4)当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力为______N；‎ ‎(5)在1min内线圈回路产生的焦耳热为______J。‎ ‎【答案】 (1). 5×10-2 (2). 001 (3). 0.4 (4). 3.2 (5). 48‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由图可知当t=0s时，穿过线圈的磁感应强度为5×10-2T；‎ ‎(2)[2]穿过线圈磁通量的变化率为：‎ ‎；‎ ‎(3)[3]由法拉第电磁感应定律有：‎ 则回路中感应电流的大小为：‎ ‎；‎ ‎(4)[4]由图可知当t=0.3s时，磁感应强度 T，则安培力为：‎ ‎；‎ ‎(5)[5]1min内线圈回路产生的焦耳热为：‎ ‎。‎ ‎10.观察电磁感应实验的实物图。当闭合开关S时，可发现电流表指针向左偏转一下后，又回到中央位置。现在通电状态下继续实验。‎ ‎(1)把原线圈插入副线圈的过程中，电流表的指针将______；‎ ‎(2)把原线圈插入副线圈后静止，电流表的指针将______；‎ ‎(3)原、副线圈保持不动，把变阻器滑动片P向右移动过程中，电流表的指针将______。‎ ‎【答案】 (1). 向左偏转 (2). 指零 (3). 向左偏转 ‎【解析】‎ ‎【详解】当在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明穿过大线圈磁通量增加时，电流计指针向左偏转；‎ ‎(1)[1]把原线圈插入副线圈的过程中，穿过大线圈的磁通量增加，电流表的指针将向左偏转；‎ ‎(2)[2]把原线圈插入副线圈静止后，穿过大线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表的指针将指零；‎ ‎(3)[3]原、副线圈保持不动，把变阻器滑动片P向右移动过程中，回路中电流增加，穿过大线圈的磁通量增加，电流表的指针将向左偏转。‎ 三、计算题（共3小题，36分）‎ ‎11.2019年是中华人民共和国成立七十周年，‎10月1日上午，北京天安门广场将举行盛大的阅兵式。我国第五代战斗机“歼‎-20”‎届时将在天安门上空沿水平方向自东向西飞过。已知该机型机长‎20.3m、翼展‎13m，最大飞行速度‎950m/s。若北京地区地磁场竖直分量为4.5×10-5T，“歼‎-20”‎在阅兵中以‎200m/s速度飞行，求：‎ ‎(1)北京地区地磁场磁感应强度竖直分量的方向；‎ ‎(2)求阅兵飞行中“歼‎-20”‎两翼间的电势差E；‎ ‎(3)左右两翼哪端电势高。‎ ‎【答案】(1)竖直向下；(2)0.117V；(3)左端。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)我国北京实在北半球，根据地磁场的的特点可知北半球地磁场磁感应强度的竖直分量方向竖直向下的；‎ ‎(2)阅兵飞行中“歼‎-20”‎两翼间的电势差即为产生电动势，根据：‎ E=BLv 可得两翼间的电势差：‎ ‎；‎ ‎(3)由右手定则可知，机翼上感应电动势方向自右向左，故左端的电势较高。‎ ‎12.如图甲，在半径r为‎4m、总电阻R为5Ω的10匝圆形线圈内，存在一边长l为‎2m的正方形abcd区域，变化的匀强磁场充满该区域，区域外无磁场。磁场随时间的变化规律如图乙所示，其中B0=5T，t0=16s时，求：‎ ‎(1)穿过圆形线圈磁通量的变化量（取绝对值）；‎ ‎(2)线圈中的感应电动势E；‎ ‎(3)t0时刻线圈有无感应电流？若无请说明原因，若有请求出其值I感。‎ ‎【答案】(1)20Wb；(2)12.5V；(3)‎2.5A。‎ ‎【解析】(1)由图乙可知磁通量的变化量为：‎ ‎；‎ ‎(2)根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势为：‎ ‎；‎ ‎(3)t0时刻线圈磁通量为零，但此刻磁通量的变化率不为零，故线圈有感应电流；感应电流大小为：‎ ‎。‎ ‎13.如图，水平面（纸面）内同距为的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为的金属杆置于导轨上，t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F 的恒定拉力作用下由静止开始运动．时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为．重力加速度大小为g．求 ‎（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；‎ ‎（2）电阻的阻值．‎ ‎【答案】 ； R=‎ ‎【解析】（1）设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：ma=F-μmg ①‎ 设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有：v=at0 ②‎ 当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律，杆中的电动势为:E=Blv ③‎ 联立①②③式可得: ④‎ ‎（2）设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆的电流为I，根据欧姆定律：I= ⑤‎ 式中R为电阻的阻值．金属杆所受的安培力为： ⑥‎ 因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得：F–μmg–f=0 ⑦‎ 联立④⑤⑥⑦式得: R=‎