【物理】山西省晋中市和诚中学2019-2020学年高二下学期3月试题(解析版)

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【物理】山西省晋中市和诚中学2019-2020学年高二下学期3月试题(解析版)

和诚中学2019-2020学年度高二3月月考 物理试卷 ‎(考试时间:90分钟满分:100分)‎ 第Ⅰ卷(选择题共48分)‎ 一、选择题(每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一个选项是正确的,9~12题为多选题,全部选对得4分,对而不全得2分。)‎ ‎1.如图所示,线圈abcd水平向右穿过磁场区域B时,在以下情况中,线圈中有感应电流产生的是(  )‎ A. 整个线圈都在磁场中上下平动 B. 整个线圈都在磁场中左右平动 C. 线圈离开磁场的过程中 D. 线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转 ‎【答案】C ‎【解析】A.整个线圈都在磁场中上下平动时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流,A错误;‎ B.整个线圈都在磁场中左右平动时,穿过线圈磁通量不变,没有感应电流,B错误;‎ C.线圈离开磁场的过程中,磁通量减小,有感应电流产生,C正确;‎ D.线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流,D错误。故选C。‎ ‎2.如图所示的电路中,P、Q为两相同的灯泡,L的电阻不计,则下列说法正确的是(  )‎ A. S断开瞬间,P立即熄灭,Q过一会儿才熄灭 B. S接通瞬间,P、Q同时达到正常发光 C. S断开瞬间,通过P的电流从右向左 D. S断开瞬间,通过Q的电流与原来方向相反 ‎【答案】C ‎【解析】A.S断开瞬间,由于线圈自感作用,阻碍原电流减小,相当于新的电源,通过Q、P形成回路,所以PQ均过一会熄灭,选项A错误.‎ CD.通过线圈的电流沿原方向,所以通过Q的电流与原来方向相同,通过P的电流与原来方向相反,从右向左,选项C正确,D错误.‎ B.S接通瞬间,P立即正常发光,由于线圈自感阻碍电流增大,Q缓慢变亮,选项B错误.‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示,通电螺线管左侧和内部分别静止吊一环a和b,当变阻器R的滑动头c向左滑动时( )‎ A. a向左摆,b不动 B. a向右摆,b向左摆 C. a 向左摆,b向右摆 D. a向右摆,b不动 ‎【答案】A ‎【解析】当变阻器R的滑动头c向左滑动时,螺线管中的电流增大,产生的磁场增强,穿过线圈a和b的磁通量增大,都将产生感应电流,根据“增反减同”,a要向左摆,而b水平方向上受力平衡,保持不动.故选A。‎ ‎4.如图,线圈的平面与条形磁铁垂直,且磁铁轴心通过线圈圈心,线圈由高处下落并穿过条形磁铁,在这个过程中,线圈内感应电流的方向自上往下看是(  )‎ A. 逆时针 B. 顺时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当线圈自上而下穿过磁铁,导致穿过线圈的磁感线向上,磁通量大小增加,根据楞次定律,可知,从上向下看,线圈中感应电流方向是顺时针;到达磁铁中点位置后,穿过线圈的磁感线向上,磁通量大小减小,根据楞次定律,可知,从上向下看,线圈中感应电流方向是逆时针;C正确,ABD错误。故选C。‎ ‎5.某实验小组在利用如图所示的装置探究产生感应电流方向的规律,下列说法正确的是 A. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相反 B. 线圈中的感应电流产生的磁场总是与磁铁产生的磁场方向相同 C. 不管哪个磁极在下端,只要磁铁向下插入线圈,线圈中就会产生如图所示的感应电流 D. 只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时,线圈中才产生如图所示的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】AB.线圈中的感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化,当原磁场减弱时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,当原磁场增强时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,故AB错误;‎ CD.根据楞次定律可得只有N极在下端且向下插入线圈或S极在下端且向上远离线圈时,线圈中产生如图所示的感应电流,故C错误,D正确。故选D.‎ ‎6.如图所示,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2 , 螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=4Ω.螺线管所在空间存在着向右的匀强磁场,磁感应强度大小随时间的变化如图所示,下列说法正确的是(  )‎ A. 电阻R的电流方向是从A到C B. 感应电流的大小随时间均匀增大 C. 电阻R两端的电压为6V D. C点的电势为4.8V ‎【答案】D ‎【解析】A.由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左,那么通过电阻R的电流方向是从C到A,故A错误;‎ B.根据法拉第电磁感应定律有 由图知 代入数据解得E=1500×2×20×10-4=6V 由闭合电路欧姆定律得 因此感应电流的大小是恒定的,故B错误;‎ C.电阻两端的电压是外电压为U=IR=1.2×4V=4.8V 故C错误;‎ D.在外电路,顺着电流方向电势降低,因A的电势等于零,那么C点的电势为4.8V,故D正确.故选D.‎ ‎7.水平放置的绝缘桌面上,有一个带正电的小球,其足够远处有一个金属圆环,它们的正上方各有一个N极向下的条形磁铁,磁铁在水平向右移动的极短时间内,对小球和圆环分别产生水平方向的驱动力,下列选项正确的是   ‎ 圆环受到的力水平向右 圆环受到的力水平向左 小球受到的力垂直纸面向外 小球受到的力垂直纸面向内.‎ A. 正确 B. 只有正确 C. 只有正确 D. 正确 ‎【答案】A ‎【解析】当条形磁铁沿水平向右移动的极短时间内,由左手定则判断小球受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外,故③正确;根据楞次定律可知:当条形磁铁沿水平向右移动的极短时间内,闭合金属环内的磁通量增大后减小,由“来拒去留”可判断线圈将跟随磁铁同向运动,故①正确.故选A.‎ ‎8. 如图所示,条形磁铁静止在水平桌面上,闭合铝环从条形磁铁的正上方附近由静止竖直下落至桌面.则在下落过程中( )‎ A. 铝环中产生方向不变的感应电流 B. 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 C. 铝环所受安培力的方向先向上后向下 D. 铝环加速度小于或等于g ‎【答案】D ‎【解析】本题考查了楞次定律的应用,正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键.由图示可知,在圆环下落过程中,穿过圆环的磁场方向向下,穿过圆环的磁通量先变大后变小,由楞次定律可知,从上向下看,圆环中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向,故A错误;由楞次定律可知,感应电流总是阻碍磁铁间的相对运动,在圆环靠近磁铁的过程中为阻碍圆环的靠近,磁铁对圆环的作用力竖直向上,圆环对磁铁的作用力竖直向下,磁铁对桌面的压力大于其自身的重力.当圆环达到磁铁中间时,圆环中无电流,此时无相互作用力,磁铁对桌面的压力等于重力,圆环过了磁铁中间以后,由左手定由可知,磁铁对圆环的作用力竖直向上,圆环对磁铁的作用力竖直向下,故B、C错误;由牛顿第二定律知,铝环的加速度小于或等于g ,故D正确.‎ ‎9.关于生活中的实际情形,下列说法正确的是( )‎ A. 电容器外壳上标的电压是额定电压,这个数值比击穿电压低 B. 汽车在通过水库泄洪闸下游的凹形桥的最低点时,驾驶员处于失重状态 C. 为了便于行车,高大的桥通常要造很长的引桥,以减小汽车重力垂直桥面的分力 D. 电动机等大功率设备内部含有多匝线圈,在开关断开时,因线圈自感产生电火花 ‎【答案】AC ‎【解析】电容器外壳上标的电压是工作电压,又叫额定电压,这个数值比击穿电压低.故A正确.当汽车在通过水库泄洪闸下游的凹形桥的最低点时,此时有向上的加速度,汽车对接触面的压力大于物体的真实重力,汽车处于超重状态;故B错误;为了便于行车,高大的桥通常要造很长的引桥,以减小桥面的倾角,从而减小重力沿桥面向下的分量,增大了汽车重力垂直桥面的分力,选项C错误;电动机等大功率设备内部含有多匝线圈,在开关断开时,因线圈自感产生反电动势,容易产生电火花.故D正确.故选AD.‎ ‎10.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件种类,小华同学把DIS 计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后,分别将AB、BC、CD接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图A,B,C所示,则如下判断中正确的是(  )‎ A. AB间是电容器 B. BC间是电感线圈 C. CD间电容器 D. CD间是定值电阻 ‎【答案】ABD ‎【解析】根据a图可知,有瞬时充电电流,稳定后电路中无电流,说明AB间是电容器,充电完毕,电路为开路,故A正确 根据b图可知,阻碍电流的增大,但是最后稳定后电流恒定,符合电感线圈的特点,所以BC间为电感线圈,故B正确 根据c图,接通电路后,电流马上达到稳定值,说明CD间为定值电阻,故C错误D正确 故选ABD ‎11.如图所示,一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论正确的是(  )‎ A. 感应电流方向发生变化 B. CD段直线始终不受安培力 C. 感应电动势最大值E=Bav D. 感应电动势平均值 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A.根据楞次定律,知半圆形闭合回路在进入磁场的过程中,感应电流的方向为逆时针方向,方向不变,A错误;‎ B.根据左手定则,CD段所受的安培力方向竖直向下,B错误;‎ C.切割的有效长度的最大值为a,则感应电动势的最大值E=Bav C正确;‎ D.根据法拉第电磁感应定律得 D正确。故选CD。‎ ‎12.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与两阻值相等的定值电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一质量为m的导体棒ab,其电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,给导体棒一个初速度,使之沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,导体棒受到的安培力的大小为F.此时( )‎ A. 电阻R1消耗的电功率为 B. 电阻R2消耗的电功率为 C. 整个装置摩擦生热的功率为μmgvcosθ ‎ D. 整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v ‎【答案】BCD ‎【解析】AB.设ab长度为L,磁感应强度为B,电阻 电路中感应电动势 ab中感应电流为 ab所受安培力为 电阻消耗的热功率为 可得 电阻和阻值相等,它们消耗的电功率相等,则 故A正确,B错误;‎ C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为 故C正确;‎ D.整个装置消耗的机械功率为 故D正确.故选BCD。‎ 第Ⅱ卷(非选择题共52分)‎ 二、填空题(每空2分,共12分。把正确答案填写在题中的横线上,或按题目要求作答。)‎ ‎13.如图,右手握住通电直导线,让伸直的拇指方向与电流的方向一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向。‎ ‎【答案】磁感线 ‎【解析】根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是:右手握住导线,让大拇指所指的方向跟电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。‎ ‎14.匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,导体棒ab长为L,垂直磁场放置,ab棒以a端为轴在纸面内以角速度ω匀速转动(如图所示),则a、b两端的电势差为_________________, ___________ 端电势高.‎ ‎【答案】 (1). ; (2). b;‎ ‎【解析】[1].ab棒上的点的速度为,各点的速度不同,所以需要求平均速度,为 所以产生的感应电动势为 ‎[2].根据右手定则可得b端的电势高。‎ ‎15.演示自感现象的实验电路图如图所示.L是自感线圈,A1、A2是规格相同的灯泡,R 的阻值与L的直流电阻阻值相同.当开关S由断开到合上时,观察到的自感现象是____________,最后达到同样亮.‎ ‎【答案】A2立即亮,A1逐渐亮(或A2先亮,A1后亮)‎ ‎【解析】[1].A2支路是纯电阻电路,S接通,电流立即通过;A1支路的电感线圈L对电流的变化起阻碍作用,当电路稳定后,自感的阻碍作用才会消失,所以A1逐渐亮,最后两灯同样亮.‎ ‎16.一个线圈,接通电路时,通过它的电流变化率为10A/s,产生的自感电动势为2.0V;切断电路时,电流变化率为5.0×103A/s,产生的自感电动势是________V,这线圈的自感系数是________H。‎ ‎【答案】 (1). 1.0×103 (2). 0.2‎ ‎【解析】[2]自感电动势公式 结合电流变化率为10A/s,产生的自感电动势为2.0V,则有 ‎[1]当切断电路时,电流变化率为5.0×103A/s,产生的自感电动势是 三、计算题(共40分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分。)‎ ‎17.一个线圈的电流在0.001s内有0.02A的变化,产生50V的自感电动势,求线圈的自感系数?如果这个电路中的电流的变化率变为40A/s,自感电动势为多大?‎ ‎【答案】2.5H;100V ‎【解析】由 得自感系数 当时,自感电动势 ‎18.如图所示,abcd为静止于水平面上宽度为L而长度足够长的U型金属滑轨,ac边接有电阻R,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动、质量为m的均匀导体棒.整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.忽略所有摩擦.若用恒力F沿水平方向向右拉棒,使其平动,求导体棒的最大速度.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】导体棒向右运动过程中,根据楞次定律可知受到向左的安培力;导体棒运动过程中受到恒力F和向左的安培力,刚开始时拉力大于安培力,故做加速运动,随着速度的增大,安培力在增大,加速度在减小,当两者相等时,加速度为零,速度最大,当a=0时,有 又 解得 ‎19.如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30º角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止.取g=10m/s2,问 ‎⑴通过棒cd的电流I是多少,方向如何?‎ ‎⑵棒ab受到的力F多大?‎ ‎⑶棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?‎ ‎【答案】(1);棒cd中的电流方向由d至c ;(2)F=0.2N;(3)W=0.4J ‎【解析】(1)棒cd受到的安培力为: ① ‎ 棒cd在共点力作用下平衡,则: ② ‎ 由①②式,代入数据解得: ③ ‎ 根据楞次定律可知,棒cd中电流方向由d至c ④ ‎ ‎(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等,即: ‎ 对棒ab,由共点力平衡知: ⑤ ‎ 代入数据解得: ⑥ ‎ ‎(3)设在时间t内棒cd产生的热量,由焦耳定律知:Rt ⑦ ‎ 设棒ab匀速运动速度大小为v,其产生的感应电动势为: ⑧ ‎ 由闭合电路欧姆定律知: ⑨ ‎ 由运动学公式知在时间t内,棒ab沿导轨的位移为: ⑩ ‎ 力F做的功为: ‎ 综合上述各式,代入数据解得:.‎
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