2018-2019学年福建省泉州市泉港区第一中学高二下学期第一次月考物理试题 Word版

2018-2019学年福建省泉州市泉港区第一中学高二下学期第一次月考物理试题 Word版

泉港一中 2018-2019 学年下学期第一次月考试卷 高二物理 试卷满分:100 分 考试时间：90 分钟； 一、单选题(第 1～11 题只有一个选项正确,每题 4 分，11～15 为多选，每题 4 分，漏选得 2 分，错选得 0 分) 1．下列情况中能产生感应电流的是（ ） A．如图甲所示，导体 AB 顺着磁感线运动 B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时 C．如图丙所示，小螺线管 A 置于大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通时 D．如图丙所示，小螺线管 A 置于大螺线管 B 中不动，开关 S 一直接通，在移动变阻器滑 片的过程中 2．下列电器和设备工作时，工作过程与电磁感应现象无关的是（ ） A．发电机 B．电磁炉 C．磁卡 D．电动机 3．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ） A．0.01s 时刻线圈处于中性面位置 B．0.01s 时刻穿过线圈的磁通量最大 C．该交流电流有效值为 2 2 A D．一个周期内该交流电流平均值为零 4．某实验小组用如图所示的实验装置来验证楞次定律，当条形磁铁自上而下穿过固定的 线圈并远离而去，该过程中（ ） A．通过电流表的感应电流方向一直是 b→G→a B．通过电流表的感应电流方向是先 b→G→a，后 a→G→b C．条形磁铁的加速度一直等于重力加速度 D．条形磁铁的加速度开始小于重力加速度，后大于重力加速度 5．如图，交流电压 u＝311sin(314 t＋ 6  ) V 加在阻值为 220 Ω 的电阻两端，则（ ） A．电压表的读数为 311 V B．电流表的读数为 1 A C．电流表的读数为 1.414 A D．2 s 内电阻产生的电热是 880 J 6．如图所示，abcd 为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨,间距为 L，导轨间有垂直 于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计．已知金属杆 MN 倾斜放置，与 导轨成θ角，单位长度的电阻为 r,保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动(金属杆滑动 过程中与导轨接触良好)．则（ ） A．电路中感应电动势的大小为 B．金属杆 M 端电势低于 N 端电势 C．金属杆所受安培力的大小为 r lvB2 D．金属杆的发热功率为 sin 22 r lvB 7．如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一个三角形闭 合导线框，由位置 1(左)沿纸面匀速运动到位置 2(右)。取线框刚到达磁场边界的时刻为计时 起点(t=0)，规定逆时针方向为电流的正方向，则下图中能正确反映线框中电流与时间关系的 是( ) 8．如图所示，图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈。实验时， 断开开关 S1 瞬间，灯 A1 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2 逐渐变亮，而另一个相 同的灯 A3 立即变亮，最终灯 A2 与灯 A3 的亮度相同。下列说法正确的是（ ） A．图甲中，A1 的电阻比 L1 的直流电阻小 B．图甲中，断开开关 S1 瞬间,流过 A1 的电流方向自右向左 C．图乙中，变阻器 R 连入电路的电阻比 L2 的直流电阻大 D．图乙中，闭合开关 S2 瞬间，L2 中的电流与变阻器 R 中的电流相等 9．如图所示是一交变电流的 i－t 图象，则该交变电流的有效值为( ) A．4 A B．2 2 A C.8 3 A D.2 30 3 A 10．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q 分别 于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中，圆盘旋转时，关于流过 电阻 R 的电流，下列说法正确的是（ ） A．若圆盘转动的角速度均匀增加，则电流大小恒定 B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿 b 到 a 的方向流过 R C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发 生变化 D．若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 4 倍 11．如图所示，两根间距为 l 的光滑平行金属导轨与水平面夹角为α，图中虚线下方区 域内存在磁感应强度为 B 的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。两金属杆质量均为 m，电阻 均为 R，垂直于导轨放置。开始时金属杆 ab 处在距磁场上边界一定距离处，金属杆 cd 处在导 轨的最下端，被与导轨垂直的两根小柱挡住。现将金属杆 ab 由静止释放，当金属杆 ab 刚进 入磁场便开始做匀速直线运动。已知重力加速度为 g，则( ) A．金属杆 ab 进入磁场时感应电流的方向为由 a 到 b B．金属杆 ab 进入磁场时速度大小为 22 sin2 lB mgR  C．金属杆 ab 进入磁场后产生的感应电动势为 Bl mg sin D．金属杆 ab 进入磁场后金属杆 cd 对两根小柱的压力大小为零 12．交流发电机线圈电阻 r=1 Ω，用电器电阻 R=9 Ω，电压表示数为 9 V，如图所示， 那么该交流发电机( ) A．电动势的峰值为 10 2 V B．电动势的有效值为 9 V C．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为 10 2 V D．交流发电机线圈自中性面转过 90°的过程中的平均感应电动势为  220 V 13．如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面(纸面)垂直，磁场的上、 下边界(虚线)均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框，其边长小于磁场上、下边 界的间距。若线框自由下落，从线框进入磁场时开始，直至到达磁场下边界为止，线框下落 的速度大小可能 A．先增大后不变 B．先不变后增加 C．先增大后减小 D．先减小后增加 14．如图所示，磁感应强度为 B 的有界匀强磁场的宽度为 L，一质量为 m、电阻为 R、边 长为 d（d＜L）的正方形金属线框竖直放置。线框由静止释放，进入磁场过程中做匀速运动， 完全离开磁场前已做匀速运动。已知重力加速度为 g，则线框（ ） A．进、出磁场过程中电流方向相同 B．进、出磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量相等 C．通过磁场的过程中产生的焦耳热为 mg（L+d） D．MN 边离开磁场时的速度大小为 22dB mgR 15．如图所示，足够长的 U 型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中 MN 与 PQ 平行且间距为 L，导轨平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，导轨电阻不计，金属棒 ab 由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab 棒接入电路的电阻为 R， 当流过 ab 棒某一横截面的电量为 q 时，棒的速度大小为 v，则金属棒 ab 在这一过程中 A．运动的平均速度大小为 2 v B．下滑位移大小为 BL qR C．产生的焦耳热小于 qBLv D．受到的最大安培力大小为 R vLB sin22 二、解答题（共 40 分,要求写出必要的文字说明和物理依据） 16．（8 分）如图所示，在磁感应强度为 1T 的匀强磁场中，让长度为 0.8m 的导体棒 MN 在 无摩擦的框架上以 5m/s 的速度向右匀速运动，电阻 R1=6  ，R2=4  ，MN 的电阻为 1.6  ， 其他导体电阻不计，试计算： （1）导体棒 MN 两端电压大小 （2）导体棒 MN 受到的安培力的大小。 17．（8 分）如图所示，矩形线圈匝数 N＝100 匝，ab＝30 cm，ad＝20 cm，匀强磁场磁感 应强度 B＝0.8 T，绕轴 OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω＝100π rad/s，试求： (1)穿过线圈的磁通量最大值Φm 为多大？ (2)线圈产生的感应电动势最大值 Em 为多大？ (3)写出感应电动势 e 随时间变化的表达式？ (4) 从图示位置开始匀速转动 30。过程中,线圈中产生的平均电动势为多少? 18．（11 分）如图所示，间距为 L 的平行且足够长的光滑导轨由两部分组成．倾斜部分与 水平部分平滑相连，倾角为θ，在倾斜导轨顶端连接一阻值为 r 的定值电阻．质量为 m、电阻 也为 r 的金属杆 MN 垂直导轨跨放在导轨上，在倾斜导轨区域加一垂直导轨平面向下、磁感应 强度为 B 的匀强磁场；在水平导轨区域加另一垂直轨道平面向下、磁感应强度也为 B 的匀强 磁场．闭合开关 S，让金属杆 MN 从图示位置由静止释放，已知金属杆 MN 运动到水平轨道前， 已达到最大速度，不计导轨电阻，且金属杆 MN 始终与导轨接触良好并保持跟导轨垂直，重力 加速度为 g. （1）求金属杆 MN 在倾斜导轨上滑行的最大速率 vm （2）若金属杆 MN 在倾斜导轨上运动，速度未达到最大速度 vm 前，在流经定值电阻的电 流从零增大到 I0 的过程中，通过定值电阻的电荷量为 q，求这段时间内金属杆 MN 通过的距离 x （3）求在（2）中所述的过程中，定值电阻上产生的焦耳热 Q 19．（13 分）如图甲所示，斜面的倾角α＝30°，在斜面上放置一矩形线框 abcd，ab 边 的边长 L1=1 m，bc 边的边长 L2=0.6 m，线框的质量 m=1 kg，线框的电阻 R= 0.1 Ω，线框受 到沿斜面向上的恒力 F 的作用，已知 F=15 N，线框与斜面间的动摩擦因数μ= 3 3 。线框的边 ab∥ef∥gh，斜面的 ef hg 区域有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度 B 随时间 t 的变化 情况如图乙的 B－t 图象所示，时间 t 是从线框由静止开始运动起计时的。如果线框从静止开 始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef 线和 gh 线的距离 x＝5．1 m，取 g＝10 m/s2。 求： （1）线框进入磁场前的加速度 a； （2）线框进入磁场时匀速运动的速度 v； （3）线框从静止开始运动直至 ab 边运动到 gh 线过程所经历的时间； （4）线框从静止开始运动直至 ab 边运动到 gh 线的过程中产生的焦耳热 Q。 泉港一中 2018-2019 学年下学期第一次月考试卷 物理参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D D D B B C A B D D 11 12 13 14 15 B AD BD BCD BC 16. 切割磁感线产生的感应电动势 …………………………………………2 分 电路相当于 与 并联，则外电阻 根据闭合电路欧姆定律 …………………………………………2 分 故电压大小 U=IR=2.4V…………………………………………2 分 根据安培力的公式 MN 受到的安培力 …………………………………………2 分 17. （1）φm=BS=0.8×0.3×0.2Wb=0.048Wb …………………………………………2 分 （2）ω=2π/T=100πrad/s Em=NBSω=100×0.8×0.3×0.2×100πV=480πV …………………………… ……………2 分 （3）感应电动势 e 随时间变化的表达式：e=480πcos100πt （V）………………2 分 （4） E =1440V …………………………………………2 分 18． (1)金属杆 MN 在倾斜导轨上滑行的速度最大时，其受到的合力为零， 对其受力分析，可得 mgsin θ-BImL＝0 ………………1 分 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律可得： ………………1 分 解得: ………………1 分 (2)由电流的定义可得： ………………1 分 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律得：平均电流 …………1 分 解得： …………1 分 (3)设电流为 I0 时金属杆 MN 的速度为 v0， 根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律，可得 …………1 分 解得: 设此过程中，电路产生的焦耳热为 Q 热， 由功能关系可得: …………2 分 定值电阻 r 产生的焦耳热 …………1 分 解得： …………1 分 19． （1）线框进入磁场前，线框受到线框的重力、拉力 F、斜面的支持力和线框的摩擦力作用， 由牛顿第二定律：F－mgsinα－μmgcosα=ma 得线框进入磁场前的加速度 a=5 m/s2…………………………………………2 分 （2）因为线框进入磁场的最初一段时间做匀速运动，ab 边进入磁场切割磁感线， 产生的电动势 E1=BL1v 形成的感应电流 I1= 受到沿斜面向下的恒定的安培力 F 安＝BI1L1 线框受力平衡，有 F＝mgsin α＋μmgcosα＋F 安 此时磁感应强度必恒定不变 B=0．5 T，代入数据解得 v＝2 m/s……………………………4 分 （3）线框 abcd 进入磁场前做匀加速直线运动，进入磁场前的运动时间 t1==0．4 s 进入磁场过程中线框做匀速运动的时间 t2= =0．3 s 线框完全进入磁场后至运动到 gh 线，线框受力情况与进入磁场前相同，仍做匀加速直线运动， 所以该阶段的加速度大小仍为 a＝5 m/s2，该过程有 x-l2＝vt3＋ at2 3，解得 t3=1 s 线框从静止开始运动直至 ab 边运动到 gh 线过程的总时间 t=1.7s……………………4 分 （4）线框整体进入磁场后，ab 边运动到 gh 线的过程中，线框中有感应电流的时间 t4=t1＋t2＋t3－0．9 s=0．8 s 此过程产生的焦耳热 Q2= = 0．5 J 线框匀速进入磁场过程中产生的焦耳热 Q1= I1 2Rt2 =3 J 线框从静止开始运动直至 ab 边运动到 gh 线的过程中产生的焦耳热 Q= Q1+ Q2=3．5 J …………………………………………3 分