天津市四合庄中学2022学年高二物理下学期第一次月考试题

2022-2022第二学年度第一次月考高二物理试卷一单项选择题(每题3分，共24分）1．关于感应电流，下列说法中正确的是(　C　)A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管的线圈中就一定有感应电流产生C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流2.三角形导线框abc固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示。规定线框中感应电流i沿顺时针方向为正方向,下列i-t图象中正确的是(　B　)3.矩形线圈abcd，长ab＝20cm，宽bc＝10cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则(　D　)A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化B．线圈回路中产生的感应电流为0.2AC．当t＝0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016ND．在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J4．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是(D)A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小5.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1-8-\n，通过线框导体横截面的电荷量为q1；第二次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　A　)A．Q1>Q2，q1＝q2　　B．Q1>Q2，q1>q2C．Q1＝Q2，q1＝q2D．Q1＝Q2，q1>q26.如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是(D　　)A．G1和G2指针都立即回到零点B．G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C．G1指针缓慢地回到零点，而G2指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G2指针缓慢地回到零点，而G1指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点7.某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图所示．如果此线圈和一个R＝100Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是(　B　)A．交变电流的周期为0.02sB．交变电流的最大值为1AC．交变电流的有效值为1AD．电阻R两端的最大电压为141V8.如图所示是一交变电流随时间而变化的图像，此交变电流的有效值是(　B　)A．5AB．5AC．3.5AD．3.5A二．多项选择题（每题5分不全得3分，共20分）9．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是A．磁感应强度的大小为0.5TB．导线框运动速度的大小为0.5m/sC．磁感应强度的方向垂直于纸面向外-8-\nD．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N【答案】BC10.一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5T，导体棒ab、cd长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是(　　)A．ab受到的拉力大小为2NB．ab向上运动的速度为2m/sC．在2s内，拉力做功，有0.4J的机械能转化为电能D．在2s内，拉力做功为0.6J答案：　BC11．如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光，则(　AD　)图甲　　　　　　　图乙A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗12．如图甲所示，abcd是匝数为100匝、边长为10cm、总电阻为0.1Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则以下说法正确的是(ACD)A．导线圈中产生的是交变电流B．在t＝2.5s时导线圈产生的感应电动势为1VC．在0～2s内通过导线横截面的电荷量为20CD．在t＝1s时，导线圈内电流的瞬时功率为10W三．计算题（13、14、15每题8分，16、17每题10分，18题12分，共56分）13．如图所示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1Ω，与外电阻R＝9Ω-8-\n相连．当线圈在B＝T的匀强磁场中绕OO′以转速n＝300r/min匀速转动时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；(2)两电表的示数；14．如图，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下．一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略．求：(1)电阻R消耗的功率；(2)水平外力的大小．15.如图所示，正方形导线框abcd的质量为m，边长为l，导线框的总电阻为R.导线框从有界匀强磁场的上方某处由静止自由下落，下落过程中，导线框始终在与磁场垂直的竖直平面内，cd边保持水平．磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，磁场上、下两个界面竖直距离为l，已知cd边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动，重力加速度为g.求：(1)cd边刚进入磁场时导线框的速度大小；(2)从导线框cd边刚进入磁场到ab边刚离开磁场的过程中，导线框克服安培力所做的功．-8-\n16.如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值的电阻，导轨间距为，电阻，长约的均匀金属杆AB水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数，导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为，今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量，求：(1)杆AB下滑的最大速度；(2)杆AB从静止开始到匀速运动位移的大小；(3)从静止开始到杆AB匀速运动过程R上产生的热量；17.如图所示,倾斜角=300的光滑倾斜导体轨道(足够长)与宽度相同的光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,磁感应强度B1的大小未知,方向水平向右;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg电阻均为R=0.5的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;-8-\n18.如图所示，光滑平行金属导轨相距L=30cm，电阻不计．ab是电阻为0.3Ω的金属棒，可沿导轨滑动．电阻R为0.1Ω.与导轨相连的平行金属板A、B相距d=6cm，.全部装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中．当ab以速度v向右匀速运动时，一带电微粒在A、B板间做半径为r=2cm的匀速圆周运动，速率也是v.试求速率v的大小．-8-\n答案12345678CBDDADBB9101112BCBCADACD13.（1）e＝100sin10πtV　(2)5A45V　14.解析：(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为E＝BLv，根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为I＝，电阻R消耗的功率为P＝I2R，联立可得P＝.(2)对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有F安＋μmg＝F，F安＝BIl＝B··l，故F＝＋μmg.15.解析：(1)设线框cd边刚进入磁场时的速度为v，则在cd边进入磁场过程中产生的感应电动势为E＝Blv，根据闭合电路欧姆定律，通过导线框的感应电流为I＝，导线框受到的安培力为F安＝BIl＝.因cd刚进入磁场时，框做匀速，所以有F安＝mg，以上各式联立得：v＝.(2)导线框ab刚进入磁场时，cd边即离开磁场，因此导线框继续做匀速运动，导线框穿过磁场的整个过程中，其动能不变．设导线框克服安培力做功为W安，根据动能定理有2mgl－W安＝0，解得：W安＝2mgl.16.解:(1)AB杆为研究对象其受力如图AB下滑的最大速度,加速度为零知①       ②其中③④⑤⑥联立上面①②③④⑤⑥计算得出-8-\n(2)静止开始到运速运动过程中⑦⑧⑨联立⑦⑧⑨可以知道而所以电阻发热和为,由能量守恒可以知道由能量守恒可以知道 联立上式17.解:(1)cd棒匀速运动时速度最大,设为,棒中感应电动势为E,电流为I,感应电动势为:,电流为:,由平衡条件得:,代入数据计算得出:;(2)设cd从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t,通过的距离为x,cd棒中平均感应电动势为,平均电流为,通过cd棒横截面的电荷量为q,由能量守恒定律得:,电动势为:,电流为:,电荷量为:,代入数据计算得出:;18.【解析】　设磁感应强度为B，平行板AB间距为d，ab杆的有效长度为L，带电粒子质量为m，带电荷量为q，因为E＝BLv所以Uab＝UAB＝＝×0.1＝Blv带电粒子在A、B板间能做匀速圆周运动，则mg＝Eq＝q所以m＝带电粒子做圆周运动的半径r＝＝＝v＝＝0.4m/s袁佳慧13、16题齐欣15、17题任仲会14、18题-8-