2017-2018学年安徽省定远重点中学高二下学期第一次月考物理试题（解析版）

2017-2018学年安徽省定远重点中学高二下学期第一次月考物理试题（解析版）

定远重点中学 2017-2018 学年第二学期第一次月考 高二物理试题 注意事项： 1．答题前在答题卡、答案纸上填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将第 I 卷（选择题）答案用 2B 铅笔正确填写在答题卡上；请将第 II 卷 （非选择题）答案黑色中性笔正确填写在答案纸上。 第 I 卷（选择题 45 分） 一．选择题（本题有 15 小题，每小题 3 分，共 45 分。） 1.自然界的力、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。下列说法正确的是（ ） A. 焦耳研究了摩擦生热等现象，确定了热与功之间的定量关系 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. 法拉第发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系 D. 奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系 2.如图所示，两个同心放置的共面金属圆环 a 和 b，一条形磁铁穿过圆心且与环 面垂直，则穿过两环的磁通量 Фa 和 Фb 大小关系为( ) A. Фa＞Фb B. Фa＜Фb C. Фa＝Фb D. 无法比较 3.如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于 O 点，将圆环拉离平衡位置并释放， 圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（空气阻力不计）（ ） A.圆环向右穿过磁场后，还能摆至原高度 B.在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C.圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大 D.圆环最终将静止在平衡位置 4.如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导 线框 abcd，沿纸面由位置 1（左）匀速运动到位置 2（右）．则（ ） A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为 a→b→c→d→a B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为 a→d→c→b→a C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向左 D. 导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向右 5.如图所示，边长为 1m 的正方形线框固定不动，一半处于匀强磁场中，磁场方 向与线框平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律为 B=（0.5+0.2t）T，则线框 与磁场边界相交的两点 ab 的电势差 Uab=（ ） A. 0.05V B. -0.05V C. 0.1V D. -0.1V 6.圆环形导线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b，二者 轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器 的滑片 P 向上滑动，下面说法中正确的是(　　) A. 穿过线圈 a 的磁通量变大 B. 线圈 a 有扩大的趋势 C. 线圈 a 中将产生逆时针方向的感应电流 D. 线圈 a 对水平桌面的压力将增 大 7.如图所示，金属杆 ab 静放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向 上的磁场中。当磁感应强度均匀减小时，杆 ab 总保持静止，则（ ） A. 杆中感应电流方向是从 b 到 a B. 杆中感应电流大小减小 C. 金属杆所受安培力逐渐增大 D. 金属杆所受安培力大小不变 8.矩形导线框 abcd 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感 应强度 B 随时间 t 变化的图象如图所示。设 t＝0 时刻，磁感应强度的方向垂直 纸面向里，则在 0～4 s 时间内，选项图中能正确反映线框 ab 边所受的安培力 F 随时间 t 变化的图象是(规定 ab 边所受的安培力向左为正)(　　) A. B. C. D. 9.如图所示一块绝缘薄圆盘可绕其中心的光滑轴自由转动，圆盘的四周固定着一 圈带电的金属小球，在圆盘的中部有一个圆形线圈．实验时圆盘沿顺时针方向绕 中心转动时，发现线圈中产生逆时针方向（由上向下看）的电流，则下列关于可 能出现的现象的描述正确的是（ ） A. 圆盘上金属小球带负电，且转速减小 B. 圆盘上金属小球带负电且转速增加 C. 圆盘上金属小球带正电，且转速不变 D. 圆盘上金属小球带正电，且转速减小 10.如图所示，粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框 abcd 处于匀强磁场中，另一 种材料的导体棒 MN 可与导线框保持良好接触并做无摩擦滑动．当导体棒 MN 在 外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动一直滑到右端的过程中， 导线框上消耗的电功率的变化情况可能为(　　) A. 逐渐增大 B. 先增大后减小 C. 逐渐减小 D. 先增大后 减小，再增大，接着再减小 11.如图所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为 q、质量为 m 的带电球体，管道半径略大于球体半径．整个管道处于磁感应强度为 B 的水平 匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电球体一个水平速度 v0，则在 整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为（ ） A ． 0 B ． m C ． mv02 D ． m[v02﹣ ] 12.如图所示，一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷．一光滑细杆从圆心垂直 圆环平面穿过圆环，杆上套有带正电的小球，现使小球从 a 点由静止释放，并开 始计时，后经过 b、c 两点，运动过程中的 v-t 图 如图乙所示．下列说法正确的 是 A. 带电圆环在圆心处产生的场强为零 B. a 点场强大于 b 点场强 C. 电势差 D. 小球由 b 到 c 的过程中平均速度大于 0．55m/s 13.如图所示，相距为 d 的两条水平虚线之间是方向垂直纸面向里的匀强磁场， 磁感应强度为 B，正方形线圈 abcd 边长为 L（L R外 minR r< R外 minR r> 综上所述，B、D 正确。 11.ACD 【解析】当 时，圆环不受支持力和摩擦力，摩擦力做功为零，故 A 可 能；当 时，圆环做减速运动到静止，只有摩擦力做功．根据动能定理 得： 得 故 C 可能；当 时，圆环先做减速运动， 当 ，即当 ， 时，不受摩擦力，做匀速直线运动。根据 动能定理得： ，代入解得： ，故 D 可能。 12.ACD 【解析】A、根据电场的叠加原理和对称性可知，带电圆环在圆心处产生的场强 为零，A 正确； B、由乙图知，小球在 a 处的加速度小于 b 处加速度，由 知，a 点场强小 于 b 点场强，B 错误； C、根据动能定理得： ，可得 ，C 正确； D、小球由 b 到 c 的过程中做非匀加速运动，位移大于匀加速运动的位移， 所以平均速度大于 ，D 正确； 故选 ACD。 13.BD 【解析】因为 cd 边刚进入磁场时速度为 v0，cd 边刚离开磁场时速度也为 v0，则 线框进入磁场过程先做减速运动，在完全进入磁场后做匀加速运动，若线圈没有 完全进入磁场之前已经做匀速运动，则有最小速度满足： ，则最小速 0qv B mg= 0 ＜qv B mg 2 0 10 2W mv− = − 2 0 1 2W mv= 0 ＞qv B mg qvB mg= qvB mg= v mg qB = 2 2 0 1 1 2 2w mv mv− = − 2 2 0 1 2 [ （ ）]W m mg qBv= − 2 2B L vmg R = 度为： ．故 AC 错误；根据能量守恒研究从 cd 边刚进入磁场到 cd 边刚 穿出磁场的过程：动能变化为 0，重力势能转化为线框产生的热量，Q=mgd．cd 边刚进入磁场时速度为 v0，cd 边刚离开磁场时速度也为 v0，所以从 cd 边刚穿出 磁场到 ab 边离开磁场的过程，线框产生的热量与从 cd 边刚进入磁场到 cd 边刚 穿出磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从 cd 边进入磁场到 ab 边离开磁场的 过程，产生的热量 Q′=2mgd，感应电流做的功为 2mgd．故 B 正确；因为进磁场 时要减速，即此时的安培力大于重力，速度减小，安培力也减小，当安培力减到 等于重力时，线圈做匀速运动，全部进入磁场将做加速运动，设线圈的最小速度 为 v，可知全部进入磁场的瞬间速度最小．由动能定理，从 cd 边刚进入磁场到 线 框 完 全 进 入 时 ， 则 有 ， 综 上 所 述 ， 线 圈 的 最 小 速 度 为 ： 又进入磁场前有： ；解得最小速为： ．故 D 正 确． 14.BC 【解析】如图乙所示，磁通量随时间的变化规律为均匀增大，而磁场方向为垂直 纸面向里。根据楞次定律“增反减同”原则，故感应磁场应垂直纸面向外，据右手 螺旋定则可知电流方向应为逆时针方向，即通过 R 的电流方向应为 b→a，A 选 项 错 误 。 根 据 图 的 斜 率 为 磁 通 量 的 变 化 率 可 以 得 到 ，又因为线圈内阻不计，故 R 两端的电压就应为 5V， 故 B.C 均正确。 根据部分电路的欧姆定律可知 可知 D 错误。 15.AC 【解析】因为磁场垂直纸面向里均匀增大，故根据楞次定律可得金属框中感应电 流方向为 abcda，e 板带负电，f 板带正电，A 正确；因为粒子刚好从 f 板右边缘 射出，所以粒子受到向下的电场力，而电场方向向上，所以粒子带负电，B 错误； 2 2 mgRv B L = 2 2 0 1 1 =2 2mv mv mgL W mgL mgd− = − −安 2 0 1 2mgh mv= ( )2v g h L d= + − t-ϕ ）（V504 2410 =− −×=∆ ∆= tnE ϕ )A(2 5== R UI 粒 子 在 电 场 中 做 类 平 抛 运 动 ， 在 水 平 方 向 上 有 ， 在 竖 直 方 向 上 有 ， ， ，而电容器两极板间的电压等于 R 两端的电压， 故 ，联立解得 ，C 正确；根据动能定理 可得粒子增加的动能为 ，D 错误． 16.4×10-4 8×10-3 1．6 【解析】磁通量的变化量是由磁场的变化引起的，应该用公式：△Φ=△BSsinθ 来 计算， 所以：△Φ=△BSsin θ=（0．5-0．1）×20×10-4×0．5 Wb=4×10-4 Wb． 磁通量的变化率： ； 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为 ． 17. 增大 阻碍 逆时针(abcda) 减小 阻碍 顺时针(adcba) 【解析】17.在线框进入磁场的过程中，线框内的磁通量增大，由楞次定律可知， 感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化；故产生向外的磁场；由右手定则可知， 电流方向为 abcda； 同理可得，当线框移出磁场的过程中，磁通量减小，感应电流的磁场阻碍原磁场 的减小；感应电流为 adcba； 18.右；向右偏；静止不动；向左偏；穿过闭合线圈中的磁通量变化，则会产生 感应电流 【解析】在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏 转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转． 当开关 S 断开时，电流表指针偏向右． 0L v t= 21 2L at= Eqa m = UE d = 2 21 1 1 1 2 2 2 4 BSU k L kLt ∆= ⋅ = ⋅ =∆ 0 2 L kqv m = 2 21 1 1 1 2 2 4 8kE Uq qkL qkL∆ = = ⋅ = 4 34 10 / 8 10 /0.05 Wb s Wb st ϕ − −× = ×  ＝ 3200 8 10 1.6 E n V Vt ϕ −= = × × =  在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈 A 中的电流产生的磁场竖直向 上； 将 S 闭合后，将螺线管 A 插入螺线管 B 的过程中，穿过 B 的磁场向上，磁通量 变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将右 偏转； 若将线圈 A 放在 B 中不动时，穿过线圈 B 的磁通量不变，则线圈中没有感应电 流，那么指针将静止不动； 若将线圈 A 从 B 中抽出，导致穿过 B 的磁场向上，且穿过 B 的磁通量减小，由 楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏 转． 从该实验的探究可以得到的结论是：穿过闭合线圈中的磁通量变化，则会产生感 应电流． 故答案为：右；向右偏；静止不动；向左偏；穿过闭合线圈中的磁通量变化，则 会产生感应电流． 19.0.5A、方向自 b 端到 a 端 【解析】由法拉第电磁感应定律可得出线圈中的电动势，则由欧姆定律可求得通 过 R 的电流；由楞次定律可求得电流的方向。 由法拉第电磁感应定律可得： 则电路中 电流: ,由题意知线圈中的磁通量增大，则由楞次定律可得线 圈电 流方向为逆时针，故 R 中电流方向从 b 指向 a. 20.（1） ；顺时针；（2）7.3m/s2；（3）1.02J 【解析】由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律列方程组求解；对导体棒受 力分析，根据牛顿第二定律求加速度；根据能量守恒定律列方程求解． （1）导体棒被锁定前，闭合回路的面积不变， 由法拉第电磁感应定律可得 由闭合回路欧姆定律可得 由楞次定律可知，感应电流的方向，顺时针方向 （2）导体棒刚离开导轨时受力如图所示 ， ， ，解得 由牛顿第二定律可得 解得 （3）由能量守恒定律 ， 解得 21.（1）螺线管中产生的感应电动势为 1.2V； （2）闭合 S，电路中的电流稳定后，电阻 R1 的电功率为 7.2×10﹣2W； （3）S 断开后，流经 R2 的电量为 1.8×10﹣5C． 【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律： ； 解得：E=4V； （2）根据全电路欧姆定律，有： 根据 P=I2R1 解得：P=0．64W； （3）S 断开后，流经 R2 的电量即为 S 闭合时 C 板上所带的电量 Q 电容器两端的电压：U=IR2=2V 流经 R2 的电量：Q=CU=6×10-5C 22. 解： （1）棒从静止释放到刚进磁场的过程中做匀加速运动，由牛顿第二定律得： mgsinθ=ma 得：a=gsinθ=5m/s2 由运动学公式：d= 得：t= =1s （2）棒刚进磁场时的速度 v=at=5m/s 由法拉第电磁感应定律：E=BLv 而 I= 、F 安=BIL 得：安培力 F 安= =2.5N （3）因为 F 安=mgsinθ=2.5N，所以金属棒进入磁场后做匀速直线运动，运动至 导轨底端的时间为：t1= =2s 由图可知，棒被卡住 1s 后磁场才开始均匀变化，且 =1T/s 由法拉第电磁感应定律：E1= = •Ls=5V 所以在 0﹣5s 时间内电路中产生的焦耳热为：Q=Q1+Q2 而 Q1= =25J，Q2= =50J 所以 Q=75J 【解析】1）棒从静止释放到刚进磁场的过程中做匀加速运动，由牛顿第二定律 求出加速度，由运动学位移公式求解时间；（2）由速度公式求出棒刚进磁场时 的速度 v，由 E=BLv、I= 、F=BIL 结合，求解安培力；（3）根据安培力与重 力沿斜面向下的分力关系，分析可知棒做匀速直线运动，即可求出棒运动到导轨 底端的时间．棒被卡住后磁场开始均匀变化，根据法拉第电磁感应定律求出感应 电动势，由焦耳定律求解热量．