2017-2018学年贵州省思南中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版
贵州省思南中学2017--2018学年度第二学期第一次月考
高二年级物理试题
一、选择题
1. 如图所示，一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈，当磁铁经过A、B两位置时，线圈（ ）
A. 感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相同
B. 感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相反
C. 感应电流方向相反，感应电流所受作用力的方向相同
D. 感应电流方向相同，感应电流所受作用力的方向相反
【答案】C
【解析】试题分析：当磁铁从A到B时，导致线圈的磁通量先增加后减小，由于穿过线圈的磁感线的方向不变，所以由楞次定律可知，产生感应电流的方向必相反，由楞次定律的相对运动角度来分析，则有：“近则斥，远则吸”，当磁铁靠近时，线圈受到水平向右的安培力；当远离时，线圈受到水平向右的安培力，故感应电流受的作用力方向相同，故C正确，ABD错误。
考点：楞次定律
【名师点睛】因磁铁的运动，导致线圈的磁通量变化，根据楞次定律可知，从而确定感应电流的方向．再由左手定则可知，安培力的方向，从而判定感应电流受力的方向，即可求解。
2. 如图所示,闭合金属线框从一定高度自由下落进入匀强磁场中,磁场足够大,从ab边开始进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内,线框运动的v-t图象不可能是（ ）
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】试题分析：金属框自由下落，进入匀强磁场时，可能做匀速直线运动，可能做加速运动，也可能做减速运动，根据安培力与速度成正比的关系，分析加速度的变化，再选择图象．
解：A、金属框进入匀强磁场时，若重力与所受安培力平衡，做匀速直线运动，是可能的．不符合题意．故A错误．B、C、金属框进入匀强磁场时，若重力大于所受安培力，做加速运动．根据安培力公式F=可知，速度增大时，线框所受的安培力增大，则合力减小，加速度减小，不可能做匀加速运动，做加速度减小的加速运动．B符合题意，C不符合题意．故B正确，C错误．D、金属框进入匀强磁场时，若重力小于所受安培力，做减速运动．根据安培力公式F=可知，速度减小时安培力减小，则加速度减小，金属棒做加速度减小的减速运动，直到匀速运动，D不符合题意．故D错误．故选：B
3. 在交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路a、b 两点间逐次将图中的电路元件(1)（2）(3)单独接入，当使交变电流的频率增大时，可以观察到下面所述的情况正确的是( )
A. A1读数增大，A3读数减小
B. A1读数增大，A2读数增大
C. A1读数减小，A3读数不变
D. A1读数减小，A3读数增大
【答案】A
【解析】据题，电源电动势的最大值不变，当交流电的频率增加时，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，电阻R不变，则流过A1的电流增大，A3的电流减小，A2的电流不变，故A正确，BCD错误；
故选A。
【点睛】当交流电的频率增大时，感抗增大，容抗减小，电阻R不变，分析电流表示数的变化，从而即可求解。
4. 如图所示，以下判断正确的是( )
A. 一电子飞到通电导线正下方时，将做速度不断减小的曲线运动
B. 条形磁铁靠近干簧管时，管内两个簧片相对部分因形成相反的磁极而吸合
C. 当条形磁铁靠近水平桌面上的闭合铝圈时，铝圈对桌面压力将增大，且有扩张趋势
D. 条形磁铁放在水平桌面上，其上方一根直导线通电后，桌面受到的压力将减小
【答案】B
【解析】A、电子向受力方向偏转，力做正功，速度增大，故A错误；
B、条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片会被磁化成异名磁极，所以相互吸引而闭合，故B正确；
C、当条形磁铁靠近水平桌面上的闭合铝圈时，由楞次定律可知：铝圈会有排斥磁铁的趋势并尽量减少磁通量变化，铝圈对桌面压力将增大，且有收缩趋势，故C错误；
D、导线形成的磁场为顺时针方向，与磁铁互相排斥，故压力将增大，故D错误；
故选B。
5. 如图所示的电路中，两支路的电阻相等，流过电流表A1的电流强度为I1，流过电流表A2的电流强度为I2，则在接通开关S和断开开关S的瞬间，观察到的现象是( )
A. 接通S的瞬间，I1
I2
B. 接通S的瞬间，I1I2；断开S的瞬间，I1=I2
【答案】B
【解析】当接通瞬间，通过线圈L的电流要增加，则线圈的产生感应电动势去阻碍电流增加，从而使得电流慢慢增加．故，当断开瞬间，通过线圈L的电流要减小，则线圈的产生感应电动势去阻碍电流减小，从而使得电流慢慢减小．但两电流表是串联，故电流相等，B正确．
6. 如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动， MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )
A. c→a,2∶1 B. a→c,2∶1
C. a→c,1∶2 D. c→a,1∶2
【答案】C
MN产生的感应电动势公式为E=BLv，其他条件不变，E与B成正比，则得El：E2=1：2．故选C．
考点：楞次定律；感应电动势
【名师点睛】本题关键要掌握楞次定律和切割感应电动势公式E=BLv，并能正确使用，属于基础题。
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7. 用柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框，用绝缘细线将其悬挂起来，如图3所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强，当磁场均匀减弱时＝k，k＜0，下列说法正确的是( )
A. 细线可能断掉
B. 线框将会收缩
C. 线框可能变成圆形
D. 线框绕过a的竖直轴转动
【答案】C
【解析】A、当磁场均匀减弱时，在线圈中产生的感应电流沿顺时针方向，各边所受安培力如图所示．线圈所受总的安培力为零，因此细线对线框的作用力不变，故A错误；
BC、但各边所受安培力有使线圈面积变大的作用，以阻碍穿过线框的磁通量的减小，所以线框可能变成圆形，但线框不可能断裂(因为线框是用柔软的细金属丝弯成的)，故B错误，C正确；
D、从线框各边受力情况可知，线框不可能绕竖直轴a转动，故D错误；
故选C。
8. 是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件，d、k为定值；如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是( )
A. 将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大
B. 在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直
C. 在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D. 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将不发生变化
【答案】A
【解析】A、达到稳定状态时电子受到的电场力将和洛伦兹力平衡，有（L为左右两侧极板的板间距），解得，将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，则UH也变大，故A项正确；
BC、由地磁场的磁感线分布可知，两极的磁感线是竖直方向的，而在赤道上的磁感线是由南向北平行于海平面的；而霍尔元件测定磁场强度时，需要将其工作面垂直于磁感线，故BC错误；
D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，在垂直于工作面方向上的磁感应强度将小于原磁场磁感应强度的大小，则UH将减小，故D错误；
故选A。
9. 如图5所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】半径切割磁感线产生的感应电动势：，交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，则有：，解得，D正确．
10. 关于传感器的应用，下列说法中正确的是( )
A. 电饭锅中的敏感元件是光敏电阻
B. 测温仪中测温元件可以是热敏电阻
C. 用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验，所用的测力装置是力传感器
D. 火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态
【答案】BCD
【解析】跟温度有关的传感器一般都是利用热敏电阻做成的，电饭锅做饭跟温度有关，所以敏感元件是热敏电阻，A错误。测温仪中的测温元件跟温度有关，所以为热敏电阻，B正确。力传感器跟力有关，所以C正确。火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D正确。
11. 如图所示电路中，电源电压u＝311sin 100πt(V)，A、B间接有“220 V，440 W”的电暖宝、“220 V,220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是( )
A. 交流电压表的示数为311 V
B. 电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A
C. 电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D. 1 min抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J
【答案】BD
【解析】A、电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压，有效值为220V，故A错误；
B、因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流，油烟机的电流，即保险丝的额定电流不能小于3A，故B项正确。
C、电暖宝是纯电阻电路，其电功率等于发热功率440W，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即，所以电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，故C错误；
D、工作1min抽油烟机消耗的电能为，故D正确；
故选BD。
12. 如下图所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，R t 为负温度系数热敏电阻，R 为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变（光照或温度），发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是（ ）．
A. 温度不变，光照增强 B. 温度升高，光照不变
C. 温度降低，光照增强 D. 温度升高，光照减弱
【答案】AC
【解析】由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻和热敏电阻特性可知，A正确，B错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L变暗，C正确；若热敏电阻减小，光敏电阻增大，则小灯泡变亮，D错误。
13. 如图所示,边长为L=0.2 m的正方形线圈abcd,其匝数为n=10、总电阻为r=2 Ω,外电路的电阻为 R=8 Ω,ab的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度B=1 T,若线圈从图示位置开始,以角速度ω=2 rad/s绕OO'轴匀速转动,则以下判断中正确的是( )
A. 在t=时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快
B. 闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2t
C. 从t=0时刻到t=时刻,电阻R上产生的热量Q=3.2π×10-4 J
D. 从t=0时刻到t=时刻,通过R的电荷量 q=0.02 C
【答案】AD
【解析】A、，在时刻，线圈从图示位置转过900，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，但此时磁通量随时间变化最快，感应电动势最大，故A正确；
B、闭合电路中感应电动势的瞬时表达式，而，所以.，故B错误；
C、感应电动势的最大值：，从t=0时到时刻，电阻R上产生的热量为，故C错误；
D、由电流的公式，得，故D正确；
故选AD。
【点睛】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，最大值为有效值的倍， 计算产生的热量应该用有效值，不能用最大值；每当线框通过中性面时，电流方向改变；当磁通量为零时，线框切割速度最大，产生的电动势也最大。
二、填空题
14. 如图所示，理想变压器的原线圈接在220 V、50 Hz的正弦交流电源上，线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10 Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2：1.则二极管的耐压值至少为________V，电阻R上1 s内产生的焦耳热为________J，电阻R上电流的有效值为________A.
【答案】 (1). 110； (2). 605； (3).
【解析】理想变压器的原线圈接在220V、50Hz的正弦交流电源上,原副线圈的匝数比为2：1，故输出电压为110V，最大值为，二极管的耐压值是最大值至少为；
频率为50Hz，故周期为0.02是，1s有50个周期，因为二极管的作用是只允许正向的电流通过，故实际上只有0.5s有电流流过电阻R，故电阻R上1s内产生的焦耳热为
设电阻R上电流的有效值为I,根据焦耳定律,有：
计算得出：
【点睛】根据电压与匝数成正比求解变压器的输出电压,二极管的作用是只允许正向的电流通过,耐压值为电压的最大值。
15. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图,用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0 Ω,定值电阻R=2.0 Ω,AB间电压U=6.0 V。开关S原来闭合,电路处于稳定状态,在t1=1.0×10-3 s时刻断开开关S,此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。则线圈L的直流电阻 RL=____;断开开关后通过电灯的电流方向为____(选填“向左”或“向右”);在t2=1.6×10-3 s时刻线圈L中的感应电动势的大小为____。
【答案】 (1). 2 Ω； (2). 向左； (3). 2.0 V；
【解析】由图读出,开始时流过电感线圈L的电流，由欧姆定律，计算得出；
断开开关后，L中的电流从原来的数值逐渐减小，电流的方向不变,所以通过电灯L1中电流方向与原来的方向相反，是向左的；
由图读出，时刻线圈L的电流
线圈L此时是一个电源,由全电路欧姆定律
【点睛】由图读出开始时流过电感线圈L的电流；根据自感现象的特点来判断出断开开关后通过电灯的电流方向； 根据欧姆定律求电阻，再由闭合电路欧姆定律求电动势。
三．计算题
16. 如图所示，导线框abcd固定在竖直平面内，bc段的电阻为R，其它电阻均可忽略，ef是一电阻可忽略的水平放置的导体杆，杆长为L，质量为m，杆的两端分别与ab和cd保持良好接触，又能沿它们无摩擦地滑动．整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向与框面垂直，现用一恒力F竖直向上拉ef，当ef匀速上升时，其速度V的大小为多少？（重力加速度为g)
【答案】
【解析】试题分析：匀速上升时：F－mg－BIl="0"
E=Blv
I=
联立解得：
考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用；
点评：导体杆在上升过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态．由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出速度大小．
17. 如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω＝10π rad/s匀速转动，线圈共10匝，电阻r＝5 Ω，ab＝0.3 m，bc＝0.6 m，负载电阻R＝45 Ω。求：
(1)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)电阻R在0.05 s内产生的热量；
(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)。
【答案】(1)e＝113.04cos 10πt V；(2)5.76 J；(3)0.072 C ；
【解析】试题分析：（1）电动势的最大值为Em＝nBSω＝10×2×0．3×0．6×10πV≈113．04V
故瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝113．04cos10πtV
（2）电流的有效值I＝＝＝1．6A
所以0．05 s内R上产生的热量Q＝I2Rt＝5．76J
（3）平均感应电动势为：＝72V
平均感应电流为：＝1．44A
所以通过电阻R的电荷量为：＝0．072C。
考点：考查了交流电的产生
18. 发电机的端电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2
Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．
(1)画出全过程的线路图；
(2)求用户得到的电压和功率；
(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．
【答案】(1)线路图如图所示．；(2)219.6 V；43.92 kW；(3)180 V；36 kW；
【解析】(1)线路图如图所示．
(2)升压变压器副线圈上的输出电压
U2＝U1＝2 200 V，
升压变压器副线圈上的输出电流I2＝I1，
升压变压器原线圈上的输入电流，由P＝U1I1得
所以
输电线路上的电压损失和功率损失分别为
UR＝I2R＝4 V，PR＝I22R＝0.08 kW.
降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为
I3＝I2＝20 A，U3＝U2－UR＝2196 V.
降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为
.....................
用户得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW.
(3)若不采用高压输电，线路损失电压为
UR′＝I1R＝40 V，
用户得到的电压U′＝U1－UR′＝180 V，
用户得到的功率为P′＝U′I1＝36 kW.
19. 如图所示，PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道，其间距为L，O、P连线水平，M、N在同一水平高度，圆弧轨道电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：
(1)棒到达最低点时金属棒两端的电压；
(2)棒下滑过程中金属棒产生的热量；
(3)棒下滑过程中通过金属棒的电荷量。
【答案】(1) ； (2) ； (3) ；
【解析】（1）在轨道里的最低点MN处
解得
电动势
得：电压
（2）由动能定理（能量守恒）得
得金属棒产生的热量为
（3）电量，，
得到
本题考查圆周运动和电磁感应现象，在最低点由合力提供向心力，可求得速度大小，由E=BLv可求得感应电动势，再由欧姆定律可求得路端电压大小，在金属棒运动过程中，重力势能转化为动能和焦耳热，串联电路中电流相等，结合焦耳热公式可知r和R的焦耳热分配与电阻成正比，由此可求得r上的焦耳热