2017-2018学年河北省永年县一中高二上学期12月月考物理试题 解析版

2017-2018学年河北省永年县一中高二上学期12月月考物理试题 解析版

永年县一中2017-2018学年高二上学期12月月考物理试卷 一．选择题 ‎1. 关于磁场和磁感线的描述，说法正确的是（ ）‎ A. 磁感线从磁体的N极出发，终止于S极 B. 磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向 C. 沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D. 在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：磁感线分布特点：在磁体外部磁感线从N极出发进入S极，在磁体内部从S极指向N极．故A错误．磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向垂直．故B错误．磁场的强弱看磁感线的疏密，与磁感线方向无关，沿磁感线方向，磁场不一定减弱．故C错误．据安培力公式F=BILsinα，可见，在B大的地方，F不一定大．故D正确．故选D．‎ 考点：磁场和磁感线 ‎【名师点睛】本题考查对磁场基本知识的理解和掌握程度，基础题．注意安培力与电场力不同：安培力方向与磁场方向垂直，而电场力方向与电场强度方向相同或相反．‎ ‎2. .安检门是一个用于安全检査的“门”，“门框”内有线圈’线圈中通有变化的电流.如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于这个安检门的以下说法正确的是（ ）‎ A. 安检门能检查出毒贩携带的毒品 B. 安检门能检查出旅客携带的水果刀 C. 如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作 D. 安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理 ‎【答案】B ‎【解析】安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，选项A错误；安检门能检查出旅客携带的水果刀，选项B正确；如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，选项C错误；安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，故D错误；故选B．‎ ‎3. 如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时，金属板两侧电子多少及电势高低，判断正确的是（ ）‎ A. 左侧电子较多，左侧电势较高 B. 左侧电子较多，右侧电势较高 C. 右侧电子较多，左侧电势较高 D. 右侧电子较多，右侧电势较高 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：根据左手定则，由于电子带负电，所以四指指向电子运动的反方向，故可得电子受到向左的洛伦兹力，故左端负电荷较多，故电势较低，右侧电势较高，故B正确 考点：考查了洛伦兹力 ‎【名师点睛】伸开左手，让磁场垂直穿过手心，四指指向粒子的运动方向，拇指指向为粒子受到的洛伦兹力方向，注意四指指向与负电荷的运动方向相反 ‎4. 穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图像分别如图①至④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）‎ A. 图①中回路产生的感应电动势恒定不变 B. 图②中回路产生的感应电动势一直在变大 C. 图③中回路在0至时间内产生的感应电动势是 时间内产生的感应电动势的2倍 D. 图④中回路产生的感应电动势先变大再变小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：图①中回路的磁通量不变化，没有感应电动势产生，A错误；图②中磁通量均匀增大，即磁通量变化率恒定，根据法拉第电磁感应定律可得可得回路中产生的感应电动势恒定不变，B错误；图③中回路在0~时间内产生的感应电动势为，时间内产生的感应电动势为，故，C正确；图像的斜率表示感应电动势大小，所以图④中回路中的感应电动势先减小后增大，D错误；‎ 考点：考查了法拉第电磁感应定律 ‎【名师点睛】通过Φ-t图象运用数学知识结合物理规律解决问题，其中我们要知道Φ-t图象斜率的意义．利用图象解决问题是现在考试中常见的问题．对于图象问题，我们也从图象的斜率和截距结合它的物理意义去研究 ‎5. 如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹的锐角为45°．将一个金属圆环ab置于磁场中，圆环的圆心为O，半径为r，两条半径oa和0b相互垂直，且oa沿水平方向．当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为（　　）‎ ‎ ‎ A. B. C. BIr D. 2BIr ‎【答案】A ‎【解析】通电导线的有效长度为L=r，故受到的安培力为F=BIL=BIr，故选A.‎ ‎6. 在如图所示的电路中，S闭合时流过自感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化的图线是下图中的（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】S断开后，线圈产生自感电动势与灯泡构成回路，自感线圈中电流由2 A逐渐减小为零，灯泡电流反向并由2 A逐渐减小为零，故选项D正确。‎ ‎7. 如图所示，比荷为e/m的电子，以速度从A点沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，欲使电子能从BC边穿出，磁感应强度B的取值为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，‎ ‎ 由牛顿第二定律得：evB=m，解得：；当电子从c点离开磁场时，电子做匀速圆周运动对应的半径最小，如图；由几何知识得：2rcos30°=a，解得：r=a，欲使电子能经过BC边，必须满足：r＞a，解得：B＜；故选C.‎ ‎8. 如图所示，闭合小金属环从高h处的光滑曲面上端无初速度滚下，又沿曲面的另一侧上升，则下列说法正确的是 （ ）‎ ‎ ‎ A. 若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h B. 若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h C. 若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h D. 若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：若是匀强磁场，穿过小球的磁通量不变，没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变，则环在左侧滚上的高度等于h．故A错误，B正确．若是非匀强磁场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小，则环在左侧滚上的高度小于h．故C错误，D正确．‎ 故选BD 考点：电磁感应中的能量转化．‎ 点评：若是匀强磁场，闭合小金属球中没有感应电流产生，机械能守恒，高度不变．若是非匀强磁场，闭合小金属球中由于电磁感应产生涡流，机械能减小转化为内能，高度减小．‎ ‎9. 如图所示, 两个线圈A和B分别通以电流I1、I2，为使线圈B中的电流增大，下列措施有效的是 ( )‎ ‎ ‎ A. 保持线圈的相对位置不变，增大A中的电流 B. 保持线圈的相对位置不变，减小A中的电流 C. 保持A中的电流不变，将线圈A向右平移 D. 保持A中的电流不变，将线圈A向上平移 ‎【答案】BCD ‎【解析】由楞次定律可知，线圈B中电流要增大，也就是说线圈B中向上的磁场增大，为产生这样的效果，选项必须要做到使线圈B中向上的磁场减弱．选项A使线圈B中向上的磁场增加，而选项B使线圈B中向上的磁场减弱．故A错误，B正确；将线圈A向右平移，线圈B中的磁场减弱，B中产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，所以B中的电流增大．故C正确；将线圈A向上平移，线圈B中向上的磁场减弱，B中产生的感应电流的方向与原电流的方向相同，所以B中的电流增大．故D正确．故选BCD．‎ 点睛：本题考查楞次定律的应用，在解题时同时要注意安培定则的正确应用，同时能够正确判断出线圈B中的磁通量的变化情况．‎ ‎10. 如图所示，弹簧秤下挂一条形磁铁，其中条形磁铁N极的一部分位于未通电的螺线管内，下列说法正确的是（ ） ‎ A. 若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数减小 B. 若将a接电源正极，b接负极，弹簧秤示数增大 C. 若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数增大 D. 若将b接电源正极，a接负极，弹簧秤示数减小 ‎【答案】AC 思路分析：将ａ接电源正极，ｂ接电源负极，螺线管上端为N极，将ａ接电源负极，ｂ接电源正极，螺线管上端为S极，‎ 试题点评：本题考查了右手定则的应用，关键是判断出通电螺线管的NS极，‎ ‎11.‎ ‎ 如图所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN．拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的（ ）‎ A. 感应电动势保持不变 B. 感应电流保持不变 C. 感应电动势逐渐增大 D. 感应电流逐渐增大 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：MN向右匀速平动时，有效的切割长度随时间在增大，根据数学知识得到有效切割长度L与时间t的关系式，即可判断其变化．根据电阻定律得到回路中电阻与时间的关系，再由欧姆定律得到感应电流与时间的关系，再判断感应电流大小如何变化．‎ 设MN从O点开始运动时间为t，则，有效切割的长度为，感应电动势为，故感应电动势随时间增大而逐渐增大，故A错误C正确；闭合电路的总电阻为，因此感应电流为，可知I与t无关，所以感应电流保持不变，故B正确D错误．‎ ‎12. 如图所示，长直导线通以方向向上的恒定电流i，矩形金属线圈abcd与导线共面，线圈的长是宽的2倍，第一次将线圈由静止从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ停下，第二次将线圈由静止从位置Ⅰ绕过d点垂直纸面的轴线旋转900到位置Ⅲ停下，两次变换位置的过程所用的时间相同，以下说法正确的是( )‎ A. 两次线圈所产生的平均感应电动势相等 B. 两次线圈所产生的平均感应电动势不相等 C. 两次通过线圈导线横截面积的电量相等 D. 两次通过线圈导线横截面积的电量不相等 ‎【答案】CD ‎【解析】根据通电直导线周围的磁场分布可知，两次通过线圈的磁通量不同，根据可知，线圈所产生的平均感应电动势不相等，选项A错误，B正确；根据可知两次通过线圈导线横截面积的电量不相等，选项C错误，D正确；故选BD.‎ ‎13. 粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频交流电的频率为f，加速电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速．不考虑相对论效应，则下列说法正确是（　　）‎ ‎ ‎ A. 不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速α粒子 B. 加速的粒子获得的最大动能随加速电压U的增大而增大 C. 质子被加速后的最大速度不能超过2πRf D. 质子第二次和第一次经过D形盒间狭缝后轨道半径之比为：l ‎【答案】BC ‎【解析】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等．‎ 解：A、带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速α粒子．故A错误．‎ B、根据qvB=m，知v=，则最大动能EKm=mv2=‎ ‎．与加速的电压无关．故B错误．‎ C、质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则v==2πRf．所以最大速度不超过2πfR．故C正确．‎ D、粒子在加速电场中做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，根据v=知，质子第二次和第一次经过D形盒狭缝的速度比为：1，‎ 根据r=，则半径比为：1．故D正确．‎ 故选CD．‎ ‎【点评】解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等．‎ 二．实验题 ‎14. 如图所示为“探究感应电流方向的规律”实验时所用电路 ‎（1）请将电路中剩余的导线补充完成_____________；‎ ‎（2）连接好电路后，当闭合电键时，发现灵敏电流计指针向左偏了一下；则闭合电键后将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针指向____偏；将滑动变阻器的动触片迅速向C端滑动时，灵敏电流计指针将向_____偏.‎ ‎【答案】 (1). 图见解析 (2). 左 (3). 右 ‎【解析】（1）将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示．‎ ‎ （2‎ ‎）闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏；闭合电键，将原线圈迅速插入副线圈时，磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向左偏转．将滑动变阻器的动触片迅速向C端滑动时，电阻变大，电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向右偏转． 点睛：本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同．知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键．‎ 三．计算题 ‎15. 如图，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，一倾角为α的光滑斜面上静止一根长为L、重力为G、通有电流I的金属棒。求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度大小；‎ ‎（2）导体棒对斜面的压力大小。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】解：由左手定则知金属棒受水平向右的安培力，对金属棒进行受力分析，运用合成法，如图；‎ 由平衡条件得：F安=BIL=Gtanα 则B=‎ ‎（2）由上图，根据三角函数关系知：‎ N=‎ 答：（1）匀强磁场的磁感应强度大小为 ‎（2）导体棒对斜面的压力大小为．‎ ‎【点评】本题借助安培力考查了受力分析以及平衡问题，可以用合成法也可以用正交分解法，属于基础题．‎ ‎16. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20cm2。螺线管导线电阻r = 1.0Ω，R1 = 4.0Ω，R2 = 5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：‎ ‎ ‎ ‎（1）求螺线管中产生的感应电动势；‎ ‎（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；‎ ‎（3）S断开后，求流经R2的电量。‎ ‎【答案】（1）1.2V（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律：；‎ 解得：E=4V；‎ ‎（2）根据全电路欧姆定律，有：‎ 根据 P=I2R1‎ 解得：P=0．64W；‎ ‎（3）S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q 电容器两端的电压：U=IR2=2V 流经R2的电量：Q=CU=6×10-5C 考点：法拉第电磁感应定律；全电路欧姆定律 ‎17. 在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电荷的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成 角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力。求：‎ ‎（1）M、N两点间的电势差；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；‎ ‎（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】(1)设粒子过N点时的速度为v，有 ‎ v＝2v0‎ 粒子从M点运动到N点的过程，有 ‎ ‎ ‎ ‎(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为O′N，有 ‎ ‎ ‎(3)由几何关系得ON＝rsinθ 设粒子在电场中运动的时间为t1，有ON＝v0t1 ‎ 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 ‎ ‎.........‎ t＝t1＋t2 ‎ ‎ ‎ 视频 ‎ ‎ ‎ ‎