2017-2018学年辽宁省大石桥市第二高级中学高二12月月考物理试题 解析版

2017-2018学年辽宁省大石桥市第二高级中学高二12月月考物理试题 解析版

辽宁省大石桥市第二高级中学2017-2018学年高二12月月考物理试题 一、选择题 ‎1. 一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍,接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半,先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为 A. 3 B. 1 C. 2 D. 4‎ ‎【答案】B ‎【解析】由法拉第电磁感应定律：，可以得到： 则有：， 故两过程，线框中感应电动势的比值为，故选项B在正确。‎ 点睛：由题意可知两种情况下磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可求得感应电动势，即可求得比值。‎ ‎2. 图中电感线圈L的直流电阻为，小灯泡的电阻为R，小量程电流表、的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，电流表、的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是 A. 、的指针都立即回到零点 B. 缓慢回到零点，立即左偏，然后缓慢回到零点 C. 立即回到零点，缓慢回到零点 D. 立即回到零点，缓慢回到零点 ‎【答案】B 点睛：解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小，注意通过电表的电流方向与原来方向相反，这是解题的关键。‎ ‎3. 如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E。同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B。一束电子以大小为的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则、E、B之间的关系应该是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】电子进入平行板间，受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，要想使电子在两板间能沿虚线运动，电场力和洛伦兹力二力平衡，则有，得,故A正确,选项BCD错误。‎ 点睛：要想使电子在两板间能沿虚线运动，电场力和洛伦兹力二力平衡，由平衡条件得到之间的关系。‎ ‎4. 如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外,线框两次匀速地完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框导体横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框导体横截面的电荷量为q2,则 A. Q1=Q2,q1>q2 B. Q1>Q2,q1>q2‎ C. Q1=Q2,q1=q2 D. Q1>Q2,q1=q2‎ ‎【答案】D ‎【解析】设ab和bc边长分别为，，且，线圈产生的热量等于克服安培力做功，‎ 若假设穿过磁场区域的速度为v，‎ 则：，； 同理可以求得：，；‎ 由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：，，故D正确，ABC错误。‎ 点睛：在电磁感应题目中，公式，经常用到，要牢记，在选择题中可直接应用，计算题中要写出推导过程；对于电磁感应能量问题一般有三种方法求解：利用电路中产生的热量等于克服安培力做得功；利用动能定理；利用能量守恒；具体哪种方法，要看题目中的已知条件。‎ ‎5. 如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是 A. B. 5A C. D. 3.5A ‎【答案】A ‎【解析】设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R 则，解得：，故A正确，BCD错误。‎ 点睛：根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值。‎ ‎6. 如图所示的电路中,电源电动势为E,线圈L的电阻不计。以下判断正确的是 A. 闭合开关S,稳定后,电容器两端电压为E B. 闭合开关S,稳定后,电容器的a极带正电 C. 断开开关S的瞬间,电容器的a极板将带正电 D. 断开开关S的瞬间,电容器的a极板将带负电 ‎【答案】C ‎【解析】闭合S稳定后，线圈L相当于导线，则电容器被短路，则其电压为零，故A错误；当闭合S稳定后，电容器被短路，则其电压为零，电容器的a极板不带电，故B错误．断开S的瞬间，线圈L中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，结电容器充电，根据线圈的电流方向不变，则电容器的a极板将带正电．故C正确，D错误．故选：C．‎ 点睛：本题考查自感线圈的双重作用的理解：当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源。‎ ‎7. 如图，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向里的电流，则下列说法错误的是 A. 磁铁对桌面的压力减少 B. 磁铁对桌面的压力增大 C. 桌面对磁铁没有摩擦力 D. 磁铁所受的合力不变 ‎【答案】A ‎【解析】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中央上方，所以此处的磁感线是水平的，电流的方向垂直与纸面向里，根据左手定则，导线受磁铁给的“安培力”方向竖直向上，如下图所示：‎ 长直导线是固定不动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是竖直向下的；因此磁铁对水平桌面的压力除了重力之外还有通电导线的作用力，压力是增大的；因为这两个力的方向都是竖直向下的，所以磁铁不会发生相对运动，也就不会产生摩擦力，磁铁处于静止状态，则所受的合力为零，不变，故BCD正确，A错误。 点睛：本题的关键是判断正中央磁场的方向，知道磁场对电流的作用的方向可以通过左手定则判断，然后根据作用力和反作用力的知识进行推理分析。‎ ‎8. 如图所示，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动．现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速．在圆盘减速过程中，以下说法不正确的是 A. 处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高 B. 所加磁场越强越易使圆盘停止转动 C. 若所加磁场反向，圆盘将加速转动 D. 若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动 ‎【答案】C ‎【解析】A、将金属圆盘看成由无数金属幅条组成，根据右手定则判断可知：圆盘上的感应电流由边缘流向圆心，所以靠近圆心处电势高，A正确； B、根据右手定则可知，产生的电动势为 ‎，所以所加磁场越强，产生的电动势越大，电流越大，受到的安培力越大，越易使圆盘停止转动，B正确； C、若所加磁场反向，只是产生的电流反向，根据楞次定律可知，安培力还是阻碍圆盘的转动，所以圆盘还是减速转动，C错误； D、若所加磁场穿过整个圆盘时，圆盘的磁通量不变，感应电动势为0，则不会产生感应电流，没有安培力的作用，圆盘将匀速转动，D正确。‎ 点睛：将金属圆盘看成由无数金属幅条组成，根据右手定则判断感应电流的方向，从而判断电势的高低，圆盘中有感应电流，再根据左手定则，判断受到的安培力方向，再判断圆盘的运动情况。‎ ‎9. 如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合（彼此绝缘），下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是 A. A B. B C. C D. D ‎【答案】CD ‎【解析】A、电流与线圈的直径重合，线圈中的磁通量始终等于0，不会产生感应电流，故A错误； B、线圈与导线垂直，磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量始终等于0，不会产生感应电流，故B错误； C、导线位于线圈的上部，导线上边的面积比较小，穿过线圈上边的一部分的磁通量小于穿过线圈下边的一部分的磁通量，总磁通量的方向向里；切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会有感应电流产生，故C正确； D、导线位于线圈的右侧，穿过线圈磁通量的方向向外，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会有感应电流产生，故D正确。‎ 点睛：根据电流周围的磁场的特点，判断出线圈内的磁通量，然后根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化进行分析判断。‎ ‎10. 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场．若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则 A. 线圈中0时刻感应电动势最小 B. 线圈中C时刻感应电动势为零 C. 线圈中C时刻感应电动势最大 D. 线圈从0至C时间内平均感应电动势为0.4 V ‎【答案】BD ‎【解析】由图知，在t=0时刻磁通量最小，但磁通率的变化量最大，故产生感应电动势最大，A错误；同理C时刻磁通量的变化率等于零，所以电动势为零，故B正确；C错误；线圈从0至C时间内平均感应电动势，根据所以D正确。‎ ‎11. 如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A. 恒力F做的功等于电路产生的电能 B. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能 C. 克服安培力做的功等于电路中产生的电能 D. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：由动能定理可知：，即恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和，选项D正确，AB错误；克服安培力做的功等于电路中产生的电能；选项C正确；故选CD.‎ 考点：动能定理；安培力的功.‎ ‎12. 如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为。一直角三角形导线框abc（bc边的长度为）从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中线框中感应电流I、bc两端的电势差Ubc、bc边受到的安培力的大小F与线框移动的距离 x的关系图像正确的是（  ）。‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：导体棒切割磁感线产生感应电动势E=BLv，感应电流，在0-l内，有效长度L逐渐变大，感应电流I逐渐变大，方向为逆时针方向；在l-2l内，有效长度L逐渐变大，感应电流逐渐变大，方向为顺时针方向，故A错误，B正确；在0-l内，感应电流I逐渐变大，方向为逆时针方向，此时c端电势高于b端，且Ubc为负值且逐渐增大；在l-2l内，感应电流逐渐变大，方向为顺时针方向，此时b端电势高于c端，且Ubc为正值，且逐渐增大，故C正确；bc边受到的安培力的大小，故F随x变化关系不是线性关系，故选项D错误；故选BC.‎ 考点：法拉第电磁感应定律；安培力；‎ ‎ 二、填空题 ‎13. （1）用螺旋测微器测圆柱体的直径时，如图甲所示，此示数为_____mm；‎ ‎（2）用20分度的游标卡尺测量某物体的厚度时，如图乙所示，此示为_____mm。‎ ‎【答案】 (1). 6.125 (2). 61.70‎ ‎【解析】（1）、螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为 ‎，所以最终读数为； （2）、游标卡尺的主尺读数为，游标尺上第14个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为，所以最终读数为：。‎ 点睛：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，再读可动刻度读数时需估读。‎ ‎14. 某兴趣小组的一同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的原线圈A、副线圈B、电流计及开关按图示方式连接来研究电磁感应现象。‎ ‎（1）将原线圈A插入副线圈B中，闭合开关瞬间，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向_____（选填“相同”或“相反”）。‎ ‎（2）该同学发现：在原线圈A放在副线圈B中的情况下，将开关接通的瞬间电流计指针向左偏转，则开关闭合后将变阻器的滑动片P快速向接线柱C移动过程中，电流计指针将_____（选填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。若要看到电流计指针向右偏，请你说出两种具体做法：①_____；②_____。‎ ‎【答案】 (1). 相反 (2). 左偏 (3). 滑动变阻器滑片向左滑动 (4). 断开开关瞬间 ‎.........‎ 要使电流计指针向右偏，穿过副线圈的磁通量应减小，由电路图可知，此时应该：滑动变阻器滑片向左滑动，或闭断开关瞬间。‎ 点睛：本题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件，即可不根据绕向判出各项中应该出现的现象。‎ 三、计算题 ‎15. 如图所示的电路中，电源的电动势，内阻未知，，，L为规格“，”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光。（不考虑温度对灯泡电阻的影响）试求：‎ ‎（1）灯泡的额定电流和和灯丝电阻；‎ ‎（2）电源的内阻；‎ ‎（3）开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）灯泡的额定电流 ，灯丝电阻； （2）断开S时，灯L正常发光，即，根据闭合电路欧姆定律 ，得； （3）闭合S时，设外电路总电阻为，； 所以； 设干路电流为，则； 灯两端的电压，则； 灯的实际功率为：。‎ 点睛：对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流。‎ ‎16. 均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示,线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时:‎ ‎ ‎ ‎(1)求线框中产生的感应电动势大小； ‎ ‎(2)求c、d两点间的电势差大小；‎ ‎(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）cd边刚进入磁场时，线框速度 感应电动势E=BLv=BL （2）此时线框中电流 cd两点间的电势差 （3）安培力F=BIL= 根据牛顿第二定律mg－F=ma，由a=0 解得下落高度满足 ‎ ‎17. 如图所示，导体棒ab质量m1=0.1kg，，电阻，长度L=0.4m，横放在U型金属框架上。框架质量m2=0.2kg，，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数为0.2，MM'、NN'相互平行，相距0.4m，电阻不计且足够长。连接两导轨的金属杆MN电阻。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。垂直于ab施加F=2N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM'、NN'保持良好接触。当ab运动到某处时，框架开始运动。设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。‎ ‎（1）求框架开始运动时ab速度的大小；‎ ‎（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量量，求该过程ab位移的大小；‎ ‎（3）从ab开始运动到框架开始运动，共经历多少时间。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】（1）由题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力为： ab中的感应电动势为：，MN中电流为： MN受到的安培力为：，框架开始运动时，有： 由上述各式代入数据，解得：； （2）导体棒ab与MN中感应电流时刻相等，由焦耳定律得知， 则闭合回路中产生的总热量：‎ 由能量守恒定律，得： ‎ 代入数据解得： （3）ab加速过程中，有：‎ 取极短时间间隔，‎ 即： 对整过程求和可得： 解得： 代入数据解得：‎ 点睛：ab向右做切割磁感线运动，产生感应电流，电流流过MN，MN受到向右的安培力，当安培力等于最大静摩擦力时，框架开始运动，根据安培力、欧姆定律和平衡条件等知识，求出速度，依据能量守恒求解位移，对加速过程由动量定理列式，可得出合外力的冲量与动量变化之间的关系；本题是电磁感应中的力学问题，考查电磁感应、焦耳定律、能量守恒定律定律等知识综合应用和分析能力，要注意正确选择物理规律列式求解。‎ ‎ ‎ ‎ ‎