2018-2019学年辽宁省阜新二高高二上学期第一次月考物理试题 解析版

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2018-2019学年辽宁省阜新二高高二上学期第一次月考物理试题 解析版

绝密★启用前 ‎2018-2019学年辽宁省阜新二高高二上学期第一次月考物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1.首先发现电流的磁效应的科学家是 ( )‎ A. 安培 B. 法拉第 C. 库伦 D. 奥斯特 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电流磁效应的科学家,故选项D正确,选项ABC错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查物理学史的相关知识,多了解物理学史,了解科学家的贡献,对培养学习物理的兴趣、树立奋斗目标是有帮助的。‎ ‎2.在地球赤道上空,沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线,则此导线受到的安培力方向( )‎ A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 由南向北 D. 由西向东 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且与手掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是安培力的方向,磁场的方向从南向北,电流的方向由西向东,所以安培力的方向竖直向上,故A正确,BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握左手定则,在赤道的上方磁场的方向从南向北,根据左手定则,判断安培力的方向;‎ ‎3.当穿过线圈的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是 (  )‎ A. 线圈中一定有感应电流 B. 线圈中一定有感应电动势 C. 感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比 D. 感应电动势的大小跟线圈的电阻有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当线圈中的磁通量发生变化时,若线圈是闭合的,则有感应电流,若不闭合,则无感应电流,有感应电动势。故A错误,B正确,根据法拉第电磁感应定律,知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。故C错误。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与线圈电阻无关。当电路闭合,则感应电流与线圈电阻有关。故D错误;故选B。‎ ‎【点睛】当穿过闭合回路的磁通量发生变化,在闭合回路中就会产生感应电流.线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比.‎ ‎4.磁感强度是0.8T的匀强磁场中,有一根跟磁感线垂直、长0.2m的直导线,以4m/s的速度、在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动,则导线中产生的感应电动势的大小等于( )‎ A. 0.04V B. 0.64V C. 1V D. 16V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 导线在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动,已知B、v、L,由可以求出直导线切割磁感线产生的感应电动势;‎ ‎【详解】‎ 根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为:,故选项B正确,选项ACD错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了求导体棒切割磁感线产生的感应电动势,应用公式E=BLv即可正确解题。‎ ‎5.面积是0.50m2的导线环,处于磁感强度为2.0×10-2T的匀强磁场中,环面与磁场垂直,穿过导线环的磁通量等于( )‎ A. 2.5×10-2Wb B. 1.5×10-2Wb C. 1.0×10-2Wb D. 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量:‎ ‎,故选项C正确,选项ABD错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键记住磁通量的计算公式Φ=BS,在匀强磁场中,当线圈与磁场垂直时,穿过线圈的磁通量Φ=BS,当线圈与磁场成θ角时,磁通量。‎ ‎6.如图所示,线圈P通入强电流,线圈Q水平放置,从靠近线圈P的附近竖直向下落,经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下落过程中感应电流的方向自上向下看( )‎ A. 始终是顺时针方向 B. 始终是逆时针方向 C. 先顺时针后逆时针方向 D. 先逆时针后顺时针方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 穿过线圈的磁通量发生变化,则闭合电路中产生感应电流,可以根据楞次定律来确定感应电流的方向;‎ ‎【详解】‎ 根据右手螺旋定则可知,通电螺线管的左端相当于N极,右端相当于S极, 线圈从位置I到位置II的过程中,穿过线圈的向下的磁通量减小,则根据楞次定律可知产生感应电流的磁场方向向下,由右手定则知感应电流顺时针方向; 线圈从位置II到位置III的过程中,线圈内穿过的向上的磁通量增加,则根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下,由右手定则知感应电流顺时针方向,故选项A正确,选项BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 考查如何判定感应电流的产生条件,及掌握楞次定律的应用,注意掌握右手螺旋定则,确定通电螺线管的磁极是解题的关键。‎ ‎7.如图所示,在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内.线圈在导线右侧平移时产生了A→B→C→D→A的电流,则线圈的移动方向为( )‎ A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当通过线圈的磁通量发生变化时,线圈中将会产生感应电流,根据楞次定律,结合感应电流的方向,即可判断出线圈的运动方向;‎ ‎【详解】‎ 若要使线圈中产生电流方向为A→B→C→D→A,即感应电流的方向是逆时针方向,根据楞次定律,线框中向外的磁通量减小,或向里的磁通量增大; 依据安培定则,向上的电流,在线圈处产生向内的磁场,由于是导线保持静止,故矩形线圈向左平移时(仍在I的右侧),使穿过线圈的向里的磁通量变大,故ABD错误,C 正确。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向,掌握感应电流的产生条件,还考查根据楞次定律判断感应电流的方向,注意右手定则与楞次定律的不同。‎ ‎8.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时( )‎ A. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:先判断电流所在位置的磁场方向,然后根据左手定则判断安培力方向;再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向,最后对磁体受力分析,根据平衡条件判断.‎ 解:根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向(切线方向),再根据左手定则判断安培力方向,如图;‎ 根据牛顿第三定律,电流对磁体的作用力向左上方,如图 根据平衡条件,可知通电后支持力变小,静摩擦力变大,向右.‎ 故选B.‎ ‎【点评】本题关键先对电流分析,得到其受力方向,再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况.‎ ‎9.如图a所示 ‎,虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场,直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正,那么在图b中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中,线框内感应电流随时间变化情况的是( ) ‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当线框以O为转轴进入磁场时,磁通量发生变化有感应电流产生,根据有效切割长度判断出电流大小变化,根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向,即可正确解答;‎ ‎【详解】‎ 从如图所示位置逆时针旋转的过程中没有进入磁场,故没有感应电流;‎ 再逆时针旋转即当线框进入磁场后,切割的有效长度为半圆的半径不变,即电动势及电流大小不变,由右手定则可知,电流为逆时针,故为正值; 在磁场内部再旋转即当线框全部进入磁场,磁通量不变,无感应电流; 当线框出磁场后,切割的有效长度为半圆的半径不变,即电动势及电流大小不变,由右手定则可知,电流为顺时针,故为负值; ‎ 当线框全部出磁场,磁通量没有,则无感应电流,故选项A正确,BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 在求导体切割磁感线类型的感应电流时,一定要会正确求解有效切割长度,同时掌握右手定则进行感应电流方向的确定。‎ 评卷人 得分 二、多选题 ‎10.关于磁感应强度,正确的说法是 ( )‎ A. 根据定义式,磁场中某点的磁感应强度B与F成正比,与IL成反比 B. 磁感应强度B是矢量,方向与电流所受安培力的方向相同 C. 磁感应强度B是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 D. 在确定的磁场中,同一点的B是确定的,不同点的B可能不同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 磁场中某点的磁感应强度B只由磁场本身决定,与F和IL无关,选项A错误; 磁感应强度B是矢量,方向与电流所受安培力的方向垂直,选项B错误;磁感应强度B是矢量,方向与通过该点的磁感线的切线方向相同,选项C正确;在确定的磁场中,同一点的B是确定的,不同点的B也可能相同,例如匀强磁场,选项D错误;故选C.‎ ‎11.如图所示,a、b、c、d四种离子,它们带等量同种电荷,质量为Ma=Mb<Mc=Md,以不等的速率Va<Vb=Vc<Vd进入速度选择器后,有两种离子从选择器中射出,进入磁感应强度为B2的磁场.由此可以判断(不计离子重力) ( )‎ A. 四种离子带正电,射向D1的是a离子 B. 四种离子带负电,射向D1的是c离子 C. 四种离子带正电,射向D2的是d离子 D. 四种离子带负电,射向D2的是b离子 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先由进入B2后的偏转方向确定出是负离子,在B1中,受到电场力向下,同洛伦兹力向上,两个能通过,则两个速度一定相同,故应是b或c,在由在B2中半径的大小确定出哪个是b,哪个是c;‎ ‎【详解】‎ 能通过速度选择器的为一定满足,即速度为,有两个粒子通过,则其速度相同,故为b和c,在磁场中,根据,得出质量大的半径大,因的半径大,则为c离子,射向D2的是b离子,同时由于磁场为垂直纸面向外,则根据左手定则可知四种离子带负电,故选项BD正确,选项AC错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查速度选择器的工作原理,同时要注意左手定则的应用,在平时训练时要加强训练。‎ ‎12.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关K闭合。两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子(不计重力)正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是( )‎ A. 保持开关闭合,将滑片p向上滑动一点, 粒子将可能从下极板边缘射出 B. 保持开关闭合,将滑片p向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出 C. 保持开关闭合,将a极板向下移动一点,粒子将一定向下偏转 D. 如果将开关断开,粒子将继续沿直线穿出 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电容器与R并联,故电容器两端的电压等于R两端的电压;而a、b之间形成电场,带电粒子在混合场中做匀速运动,则可知电场力应与磁场力大小相等方向相反,再分析滑片移动时,极板间场强的变化可知电场力的变化,则可知粒子受力的变化,即可得出带电粒子偏转的方向;‎ ‎【详解】‎ A、由图可知a板带正电,b板带负电,若带电粒子带负电,则受电场力向上,洛仑兹力向下,二力应大小相等,物体才能做匀速直线运动;若滑片向上滑动,则滑动变阻器接入电阻减小,则电流增大,定值电阻及内阻上的电压增大,则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压减小,故电容器两端的电压减小,则由可知,所受极板间电场强度小,则所受电场力减小,而所受洛仑兹力不变,故粒子将向下偏转从下极板边缘飞出,故A正确; B、若粒子带正电,则粒子所受电场力向下,洛仑兹力向上,而当滑片下移时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中电流减小,则由以上分析可知,滑动变阻器两端的电压增大,则电容器两极板间的电场强度增大,带电粒子受电场力变大,则粒子将向下偏转,故可能从下板边缘飞出,故B正确; C、两极板间的电势差不变,当a板下移时,两板间的距离减小,则两板间的电场强度增大,则所受电场力变大,若粒子为正电,则粒子会向下偏转;若粒子会负电粒子会向上偏转,故C错误; D、若开关断开,则电容器与电源断开,而与R形成通路,电荷会减小,故两板间的电场强度要减小,故所受电场力减小,粒子不会做直线运动,故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题综合了电路、电容及磁场的知识,综合性较强,同时要注意由于题目中没有给出粒子的电性,故必须讨论可能出现的情况。‎ 第II卷(非选择题)‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 ‎13.在“研究电磁感应现象”的实验中,有一灵敏电流计(电流表),当电流从它的正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转.现把它与一个线圈串联,试就如图中各图回答:‎ ‎(1)图(a)中灵敏电流计指针的偏转方向为____(填“偏向正极”或“偏向负极”)‎ ‎(2)图(b)中磁铁下方的极性是____(填“N极“或“S极”)‎ ‎(3)图(c)中磁铁的运动方向是____(填“向上”或“向下”)‎ ‎【答案】偏向正极;S极;向上;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据磁铁的运动方向分析磁通量变化,由楞次定律确定感应电流方向,结合题给条件:当电流从它的正接线柱流人时,指针向正接线柱一侧偏转判断指针偏转方向分析判断;‎ ‎【详解】‎ ‎(1)图(a)中磁铁向下运动,穿过线圈的磁通量增加,原磁场方向向下,根据楞次定律和右手定则可知感应电流方向俯视为逆时针方向,从正接线柱流入电流计,指针偏向正极. (2)图(b)中由图可知,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则,感应电流的磁场方向向下,又磁通量增加,根据楞次定律可知,磁铁下方为S极; (3)图(c)中磁场方向向下,电流从负接线柱流入电流计,根据安培定则,感应电流的磁场方向向下,根据楞次定律可知,磁通量减小,磁铁向上运动。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查安培定则和楞次定律综合应用的能力,只要细心分析就能正确作答。‎ 评卷人 得分 四、填空题 ‎14.如图所示,在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里,如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中磁感应强度最大的是_________点,磁感应强度最小的是_________点。‎ ‎【答案】a;c;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 该题考查了磁场的叠加问题,用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向,利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向,从而判断各选项;‎ ‎【详解】‎ 用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向,如图所示:‎ ‎ a点有向上的磁场,还有电流产生的向上的磁场,电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同,叠加变大,磁感应强度最大; b点有向上的磁场,还有电流产生的水平向左的磁场,磁感应强度叠加变大,方向向左上。 c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反,叠加变小,磁感应强度最小; d点有向上的磁场,还有电流产生的水平向右的磁场,叠加后磁感应强度的方向向右上;‎ 即在这四点中磁感应强度最大的是a点,磁感应强度最小的是c点。‎ ‎【点睛】‎ 磁感应强度既有大小,又有方向,是矢量,它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则,在平时学习时要加强注意。‎ ‎15.一闭合金属线圈有50匝,总电阻R=20Ω,穿过它的磁通量在0.1s内由8×10-3Wb增加到1.2×10-2Wb,则线圈中的感应电动势E=___________V,线圈中的电流强度I=___________A。‎ ‎【答案】2;0.1;‎ ‎【解析】‎ 试题分析:根据可得:‎ 线圈中的电流为:‎ 考点:法拉第电磁感应定律 ‎16.一质量为9.0×10-31kg,电量大小为1.6×10-19C的电子以1.0×107m/s的速度沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度大小为0.625T的匀强磁场中,则电子做匀速圆周运动的轨迹半径大小为____________m,周期为____________s。(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 ; ;‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,应用牛顿第二定律求出电子的轨道半径,根据周期公式求出电子的周期;‎ ‎【详解】‎ 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:,解得: 电子做圆周运动的周期:。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握带电粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式,并能灵活运用,注意有效数字的保留问题。‎ 评卷人 得分 五、解答题 ‎17.如图所示,宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用外力F使棒从静止开始沿导轨向右运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),棒最终的稳定速度v=2m/s,(框架电阻不计,g取10m/s2)则此时:‎ ‎(1)判断ab棒两端电势高低并求电压Uab是多少?‎ ‎(2)外力F的大小是多少?‎ ‎【答案】(1)-2V(2)3N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)根据右手定则可以判断电势的高低,通过法拉第电磁感应定律可以求出Uab;‎ ‎(2)根据平衡条件可以求解拉力F的大小;‎ ‎【详解】‎ ‎(1)根据右手定则可知,电流由,故b端电势高于a端电势 则根据法拉第电磁感应定律可知:;‎ ‎(2)棒稳定时,受到安培了为:‎ 其中:‎ 根据平衡条件可知: ‎ 代入数据解得。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查右手定则和法拉第电磁感应定律的应用,注意安培力的方向和大小的判断,然后根据平衡条件进行求解即可。‎ ‎18.如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场,从D点离开磁场,其中AD的距离为,不计重力,求:‎ ‎(1)粒子做圆周运动的半径;‎ ‎(2)粒子的入射速度;‎ ‎(3)粒子在磁场中运动的时间.‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动,画出轨迹,由几何知识求出半径,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律求出速度、定圆心角,求时间;‎ ‎【详解】‎ ‎(1)设粒子做匀速圆周运动的半径为R,如图所示:‎ ‎,所以:,则三角形是等边三角形,‎ 故:;‎ ‎(2)根据牛顿运动定律:,则:; (3)由图知,粒子在磁场中的运动方向偏转了60˚角,所以粒子完成了 个圆运动,根据线速度与周期的关系,得 粒子在磁场中的运动时间为:。‎ ‎【点睛】‎ 带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题,关键是画出粒子圆周的轨迹,找圆心,往往用数学知识求半径,然后利用洛伦兹力提供向心力进行求解即可。‎ ‎19.如图所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.求0至t1时间内 ‎(1)通过电阻R1上的电流方向和大小;‎ ‎(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.‎ ‎【答案】(1)电流方向为由b到a (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)由图象的斜率读出磁感应强度的变化率,由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势,由欧姆定律求出感应电流的大小; (2)由公式求出通过电阻上的电量,由焦耳定律求出电阻上产生的热量;‎ ‎【详解】‎ ‎(1)根据楞次定律可知,通过的电流方向为由b到a;‎ 由图象分析可知,0至时间内 由法拉第电磁感应定律有:‎ 而: 由闭合电路欧姆定律有: 联立以上各式解得,通过电阻上的电流大小为:;‎ ‎(2)通过电阻上的电量:; 通过电阻上产生的热量为:。‎ ‎【点睛】‎ 本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用,应用法拉第定律时要注意S是有效面积,并不等于线圈的面积。‎
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