学年河北省邢台市第八中学高二下学期第一次月考物理试题 Word版.docx

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学年河北省邢台市第八中学高二下学期第一次月考物理试题Word版

2018-2109年度邢台市第八中学第二学期第一次月考

高二物理试卷

考试范围：

选修3-2；考试时间：

90分钟；

评卷人

得分

一、选择题（1-10题为单选题，每题4分共40分）

1、自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法不正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系

D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系

2、如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．在磁铁的N极向下靠近线圈的过程中（　　）

A．通过电阻的感应电流方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥

B．通过电阻的感应电流方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥

C．通过电阻的感应电流方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引

D．通过电阻的感应电流方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引

3、如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时（　　）

A．圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生

B．整个环中有顺时针方向的电流

C．整个环中有逆时针方向的电流

D．环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流

4、如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是（　　）

A．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向

B．Ea∶Eb＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向

C．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向

D．Ea∶Eb＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向

5、如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la＝3lb，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　）

A．两线圈内产生顺时针方向的感应电流

B．a、b线圈中感应电动势之比为9∶1

C．a、b线圈中感应电流之比为3∶4

D．a、b线圈中电功率之比为3∶1

6、线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流的图象如图所示，由图象可知（　　）

A．在t1、t3时刻线圈处于中性面位置

B．在t2、t4时刻穿过线圈的磁通量为零

C．从t1时刻到t4时刻线圈转过的角度为π

D．若从0时刻到t4时刻经过0.02s，则在1s内交流电的方向改变100次

7．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　）

A．由顺时针方向变为逆时针方向

B．由逆时针方向变为顺时针方向

C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向

D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向

8、如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中.在Δt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B.在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　）

A.

　　　　　　　　　B.

C.

　　　　　　　　D.

9、2.穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图1所示，在下列几段时间内，线圈中感应电动势最小的是（　　）

A．0～2s　　　　　　B．2～4s

C．4～5sD．5～10s

10.如图5所示，闭合导线框abcd的质量可以忽略不计，将它从图中所示的位置匀速拉出匀强磁场。

若第一次用0.3s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9s时间拉出，拉动过程中导线ab所受安培力为F2，通过导线横截面的电荷图5

量为q2，则（　　）

A．F1＜F2，q1＜q2B．F1＜F2，q1＝q2

C．F1＝F2，q1＜q2D．F1＞F2，q1＝q2

评卷人

得分

二、不定项选择题（共8分）

11、相距较近的a、b线圈，要使b线圈中产生图示I方向的电流，可采用的办法有（　　）

A．闭合K瞬间B．闭合K后把R的滑动片向右移动

C．闭合K后把b向a靠近D．闭合K后把a中铁芯从左边抽出

12.如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在平面，导体棒ab与电路接触良好．当导体棒ab在外力F作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡L未被烧毁，电容器C未被击穿，则该过程中（　　）

A．感应电动势将变大B．灯泡L的亮度变大

C．电容器C的上极板带负电D．电容器两极板间的电场强度将减小

评卷人

得分

三、计算题（本大题共5个大题，共52分）

13．如图7（a）所示，一个500匝的线圈的两端跟R＝99Ω的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图7（b）所示。

求磁场变化过程中通过电阻R的电流为多大。

图7

14、固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？

请推导这种情况下B与t的关系式．

15．如图所示，边长为L的正方形线圈一半处在有右边界的无限大的匀强磁场中，磁感应强度为B.线圈平面与磁场垂直．现使线圈以左边为轴转动，求分别转过60°、90°、180°、360°时磁通量的变化．

16.如图所示，足够长的U型光滑导体框架的两个平行导轨间距为L，导轨间连有定值电阻R，框架平面与水平面之间的夹角为θ，不计导体框架的电阻．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于框架平面向上，磁感应强度大小为B.导体棒ab的质量为m，电阻不计，垂直放在导轨上并由静止释放，重力加速度为g.求：

（1）导体棒ab下滑的最大速度；

（2）导体棒ab以最大速度下滑时定值电阻消耗的电功率

17．（12分）如图所示，在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨上端跨接一阻值为R的电阻（导轨电阻不计）．两金属棒a和b的电阻均为R，质量分别为ma＝2×10－2kg和mb＝1×10－2kg，它们与导轨相连，并可沿导轨无摩擦滑动．闭合开关S，先固定b，用一恒力F向上拉a，稳定后a以v1＝10m/s的速度匀速运动，此时再释放b，b恰好能保持静止，设导轨足够长，取g＝10m/s2.

（1）求拉力F的大小；

（2）若将金属棒a固定，让金属棒b自由下滑（开关仍闭合），求b滑行的最大速度v2；

（3）若断开开关，将金属棒a和b都固定，使磁感应强度从B随时间均匀增加，经0.1s后磁感应强度增到2B时，a棒受到的安培力正好等于a棒的重力，求两金属棒间的距离h.

2018-2109年度邢台市第八中学第二学期第一次月考

参考答案

一、单选题

1．【解】选B.奥斯特发现的电流的磁效应表明了电能生磁，A正确．欧姆定律描述了电流与电阻、电压或电动势之间的关系，焦耳定律才揭示了热现象与电现象间的联系，B错误、D正确．法拉第发现的电磁感应现象表明了磁能生电，C正确．故选B.

2．　【解】选B.根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍磁通量的变化，因此阻碍条形磁铁的下落，即来拒去留，同名磁极相互排斥，所以线圈上端为N极，根据安培定则判断线圈电流方向向下，线圈下端为正极，上端为负极，电流方向从下端经b经电阻经过a回到线圈负极，B对．

3．【解】选D.由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.

4.【解】选B.由法拉第电磁感应定律E＝

＝

πr2，

为常数，E与r2成正比，故Ea∶Eb＝4∶1.磁感应强度B随时间均匀增大，故穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律知，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流均沿顺时针方向，故B项正确．

5.【解】选B.由于磁感应强度随时间均匀增大，则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向皆沿逆时针方向，则A项错误；根据法拉第电磁感应定律E＝N

＝NS

，而磁感应强度均匀变化，即

恒定，则a、b线圈中的感应电动势之比为

＝

＝

＝9，故B项正确；根据电阻定律R＝ρ

，且L＝4Nl，则

＝

＝3，由闭合电路欧姆定律I＝

，得a、b线圈中的感应电流之比为

＝

·

＝3，故C项错误；由功率公式P＝I2R知，a、b线圈中的电功率之比为

＝

·

＝27，故D项错误．

6.【解】选D.t1、t3时刻感应电流最大，线圈位置与中性面垂直，t2、t4时刻感应电流为零，线圈在中性面，磁通量最大．从t1时刻到t4时刻线圈转过的角度为3π/2.从0时刻到t4时刻经过0.02s，则T＝0.02s，在1s内交流电的方向改变100次．

7．【解】选D.将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：

时间段

长直导线中电流

线框中磁通量

感应电流的磁场

感应电流方向

0～T/4

向上，逐渐变大

向纸里、变大

垂直纸面向外

逆时针方向

T/4～T/2

向上，逐渐变小

向纸里、变小

垂直纸面向里

顺时针方向

T/2～3T/4

向下，逐渐变大

向纸外、变大

垂直纸面向里

顺时针方向

3T/4～T

向下，逐渐变小

向纸外、变小

垂直纸面向外

逆时针方向

看上表的最后一列，可知选项D正确．

8.【解】选B.线圈中产生的感应电动势E＝n

＝n·

·S＝n·

·

＝

，选项B正确．

9.解：

图像斜率越小，表明磁通量的变化率越小，感应电动势也就越小。

答案：

D

10.解：

由于线框在两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即ΔΦ1＝ΔΦ2，而通过导线横截面的电荷量q＝N

，得q1＝q2；由于两次拉出所用时间Δt1＜Δt2，则所产生的感应电动势E1＞E2，闭合回路中的感应电流I1＞I2，又安培力F＝BIl，可得F1＞F2，故选项D正确。

二、实验题

11.【解】选AC.由流经a螺线管的电流方向，用右手螺旋定则判定出a螺线管左边为S极，右边为N极，a螺线管内的磁场方向向右，由b螺线管的电流方向判断出感应电流的磁场方向向左，原磁场方向与感应电流的磁场方向相反，根据楞次定律，感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应的磁场方向，即“增反减同”，可知a中的电流增加，使a螺线管的磁性增强，为了使a中电流增加，则闭合K瞬间a中电流增加，故A选项正确；闭合K后把R的滑动片向右移动a中电流减少，故B选项错误；闭合K后把b向a靠近，则磁场增强，故C选项正确；闭合K后把a中铁芯从左边抽出则磁性减弱，故D选项错误．

12．【解】选AB.当导体棒从左向右做匀加速直线运动时，根据E＝BLv，则感应电动势变大，灯泡L的亮度变大，选项A、B正确；由右手定则，电容器C的上极板带正电，电容器两极板间的电场强度将增大，选项C、D错误．

三、计算题

13.解：

由题图（b）知，线圈中磁感应强度B均匀增加，其变化率

＝

T/s＝10T/s，由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为E＝n

＝n

S＝500×10×20×10－4V＝10V，由闭合电路欧姆定律得通过电阻R的电流大小为I＝

＝

A＝0.1A。

答案：

0.1A

14【解】要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化（2分）

在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量

Φ1＝B0S＝B0l2（3分）

设t时刻的磁感应强度为B，此时磁通量为

Φ2＝Bl（l＋vt）（3分）

由Φ1＝Φ2得B＝

.（4分）

【答案】B＝

15．【解】设原磁通量为正值，则有

Φ0＝BS＝

BL2（2分）

当转过60°、90°、180°、360°时，磁通量分别为

Φ1＝

BL2（1分）

Φ2＝0（1分）

Φ3＝－BL2（1分）

Φ4＝

BL2（1分）

故ΔΦ1＝Φ1－Φ0＝0（1分）

ΔΦ2＝Φ2－Φ0＝－

BL2（1分）

ΔΦ3＝－BL2－

BL2＝－

BL2（1分）

ΔΦ4＝

BL2－

BL2＝0.（1分）

【答案】0　－

BL2　－

BL2　0

16．【解】

（1）当导体棒受力平衡时，它下滑的速度达到最大；设最大速度为vm，则导体棒在沿斜面方向共受到两个力的作用：

重力沿斜面的分力，安培力；故它们存在二力平衡的关系：

mgsinθ＝BIL，（2分）

而电流I＝

＝

，（2分）

代入上式得vm＝

.（2分）

（2）法一：

定值电阻消耗的电功率就是安培力做功的功率大小，

故P＝F安·vm＝mgsinθ·vm＝

；（6分）

法二：

也可以通过电流求电功率

P＝I2R＝

×R＝

＝

×

＝

.（6分）

【答案】

（1）

（2）

17．【解】

（1）a棒匀速运动，F＝mag＋BIaL（1分）

b棒静止Ib＝

mbg＝

（1分）

F＝mag＋2mbg＝0.4N．（1分）

（2）当a匀速运动时Ea＝BLv1

Ia＝

，BIaL＝2BIbL＝2mbg（1分）

解得v1＝

①（1分）

当b匀速运动时：

mbg＝BI′L＝

（1分）

v2＝

②（1分）

①②式联立得v2＝5m/s.（1分）

（3）E＝

＝

＝

I＝

，2BIL＝mag（2分）

由①式得R＝

（1分）

得h＝

m．（1分）

【答案】

（1）0.4N　

（2）5m/s　（3）

m