安徽省蚌埠田家炳中学2020-2021学年高二物理4月月考试题.doc
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1、安徽省蚌埠田家炳中学2020-2021学年高二物理4月月考试题安徽省蚌埠田家炳中学2020-2021学年高二物理4月月考试题年级:姓名:29安徽省蚌埠田家炳中学2020-2021学年高二物理4月月考试题一、单选题(本大题共9小题,共36.0分)1. 关于物理学史以及原理,以下说法正确的是A. 奥斯特心系“磁生电”,总结出了电磁感应定律B. 洛伦兹力始终不做功,所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C. 线圈的磁通量与线圈的匝数无关,线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关D. 涡流跟平时说的感应电流一样,都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生2. 科学家发现一种新型合金材料,只要略微加热该材料下面的
2、铜片,这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。将两个相同的条状新型合金材料竖直放置,在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈,如图甲、乙所示。现对两条状新型合金材料下面的铜片加热,则( )A. 甲图线圈有收缩的趋势B. 乙图线圈有收缩的趋势C. 甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D. 乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流3. 如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是A. 同时向左运动,间距变小B. 同时向左运动,间距变大C. 同时向右运动,间距变小D. 同时向右运动,间距变大4. 如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕
3、向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是A. 当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点B. 当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点C. 当金属棒ab向右加速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点D. 当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点5. 如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正方形金属框电阻为R,边长是L,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进
4、入磁场区域,时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向。外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,则这些量随时间变化的关系可能正确的是A. B. C. D. 6. 如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B,将质量为m的导体棒ab由静止释放导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为在导体棒运动到稳定的过程中,下列说法正确的是( )A. 导体棒先做加速运动,然后做减速运动B. 导体棒中的电流方向为C. 导体棒运动的最大速度D. 电阻发热等于导体棒重力
5、势能的减少量7. 在如图所示电路中,和是两个完全相同的灯泡,L是自感系数很大的线圈,其直流电阻可忽略不计。先将电键S闭合,待电路稳定后,再将S断开,则下列说法正确的是A. S闭合瞬间,流过、的电流近似相等B. S闭合稳定后,流过、的电流相等C. S断开后,、均立即熄灭D. S断开后,、均先闪亮一下再逐渐熄灭8. 下列图中的设备或元件没有利用涡流的是A. 探测贵重金属的探测器B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯C. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D. 磁电式仪表的线圈用铝框做骨架9. 如图所示,矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动,产生了交变电流,下列说法正确的是A. 当线框位于
6、中性面时,线框中感应电动势最大B. 当穿过线框的磁通量为0时,线框中的感应电动势也为0C. 当穿过线框的磁通量为0时,线框中的磁通量变化率最大D. 线框经过如图位置时,电流方向将发生改变二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)10. 如图甲所示,在水平向右的匀强磁场中,匝数为10匝的矩形线圈绕与线圈平面共面的竖直轴匀速转动,从线圈转到图示位置开始计时,穿过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。则下列说法正确的是( )A. 线圈的感应电动势的瞬时值e随时间t的变化关系为B. 线圈的感应电动势的有效值为C. 当时,线圈的感应电动势最小D. 线圈从图示位置转过时,线圈的感应电动势瞬时值大小为5
7、V11. 如图所示,在电路两端加上正弦交流电,保持电压有效值不变,使频率增大,发现各灯的亮暗情况是:灯1变亮,灯2变暗,灯3不变,则以下选项可能的是A. M为电容器,N为电感线圈,L为电阻B. M为电感线圈,N为电容器,L为电阻C. 若改接电压恒定的直流电源,灯1、灯3亮,灯2不亮D. 若改接电压恒定的直流电源,灯2、灯3亮,灯1不亮12. 如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成角,其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度大小为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,并与导轨的两边始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R。从释放开始,当流过a
8、b棒某一横截面的电荷量为q时,金属棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中A. ab运动的平均速率小于B. 金属棒的位移大小为C. 产生的焦耳热为qBLvD. 受到的最大安培力大小为13. 如图甲所示,一个正方形导线框固定在匀强磁场中磁场未画出,磁场方向垂直于导线框所在平面。规定垂直向里为磁感应强度的正方向,水平向右为导线框中ab边所受安培力F的正方向,abcd方向为导线框中电流i的正方向,已知在时间磁场的磁感应强度的变化规律如图乙所示,则下列F-t图象和i-t图象所表示的关系可能正确的是A. B. C. D. 三、填空题(本大题共2小题,共12.0分)14. 如图1所示,匝数,边长的正方形
9、线框置于匀强磁场中,从图示位置开始计时,让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动,通过线框的磁通量随时间变化的图象如图2所示。匀强磁场的磁感应强度为_T;线框中感应电动势的有效值为_V;线框中感应电动势的瞬时值表达式为_。15. 如图所示,从匀强磁场中用外力把一矩形线圈匀速拉出磁场区域。如果两次拉出的速度之比,则在将线圈拉出磁场区域的过程中,两次所用的外力大小之比_,线圈中产生的焦耳热之比_,通过线圈某截面的电荷量之比_。四、计算题(本大题共4小题,共36.0分)16. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度。矩形线圈ABCD共10匝,线圈的面积,线圈总电阻。线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动,转速。外电路中
10、的电阻。从图示位置开始计时,求:结果可以用和根号表示 感应电动势的瞬时值表达式;时通过线圈的磁通量;维持该线圈匀速转动一周,外力需要做的功W。17. 在范围足够大,方向竖直向下的匀强磁场中,有一水平放置的光滑框架,宽度为,如图所示,框架上放置一质量为、电阻为的金属杆cd,框架电阻不计若杆cd以恒定加速度,由静止开始做匀变速运动,则:在内平均感应电动势是多少?第末,回路中的瞬时电流多大?第末,作用在cd杆上的水平外力多大?18. 如图所示,位于水平面内的两个平行金属导轨相距,一端与阻值的电阻串联。一质量、电阻的导体棒静止放置于导轨上并与导轨垂直,可在导轨上滑动。导轨足够长且其电阻忽略不计。在导轨
11、所在空间加上竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小,通电导体棒在水平向右的外力的作用下由静止开始向右运动,导体棒与导轨间的摩擦力。求导体棒运动的最大速度。当导体棒的速度为其最大速度的一半时,求导体棒的加速度大小。19. 如图所示,在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨,它们所构成的导轨平面与水平面成角,平行导轨间距匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度两根金属杆ab和cd可以在导轨上无摩擦地滑动,两金属杆的质量均为,电阻均为若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab上,使ab杆沿导轨匀速上滑并使cd杆在导轨上保持静止,整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好,金属导轨的电阻可忽略不计,取重力加
12、速度求: 杆受到的安培力F安的大小;通过金属杆的感应电流大小I;作用在金属杆ab上拉力的功率蚌埠田家炳中学2020-2021学年第二学期4月月考高二物理答案题号12345678910111213答案DBADCCABCBDADBDAD一、单选题(本大题共9小题,共36.0分)20. 关于物理学史以及原理,以下说法正确的是A. 奥斯特心系“磁生电”,总结出了电磁感应定律B. 洛伦兹力始终不做功,所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C. 线圈的磁通量与线圈的匝数无关,线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关D. 涡流跟平时说的感应电流一样,都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生【答案】D【解析】【分析】
13、本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。【解答】A.法拉第心系“磁生电”,通过近十年的艰苦探索终于发现了“磁生电”的条件。故A错误;B.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势,导体中的自由电荷随导体在磁场中运动,受到洛伦兹力,而向导体一端移动,动生电动势是洛仑兹力对导体中自由电荷做功而引起的。故B错误;C.线圈的磁通量与线圈的匝数无关,而线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比,故C错误;D.涡流跟平时说的感应电流一样,都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生。故D正确。故选D。21. 科学家发现一种新型合金材料,只要略微加热该材料下
14、面的铜片,这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。将两个相同的条状新型合金材料竖直放置,在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈,如图甲、乙所示。现对两条状新型合金材料下面的铜片加热,则A. 甲图线圈有收缩的趋势B. 乙图线圈有收缩的趋势C. 甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D. 乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流【答案】B【解析】【分析】本题考查感应电流产生的条件,明确只有磁通量变化才会有感应电流产生。产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。【解答】对两条状新型合金材料加热,均会从非磁性合金变成强磁性合金,甲图中,穿过线圈的磁通量
15、为零,故甲图线圈中始终无感应电流产生,也不受安培力,无收缩扩张趋势,故选项A、C错误;B.乙图线圈中磁通量增加,依据楞次定律,线圈有收缩并远离趋势,故选项B正确;D.依据感应电流产生条件,乙图线圈中一定产生感应电流,但磁场方向未知,所以感应电流方向不确定,故选项D错误。故选B。22. 如图所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是 A. 同时向左运动,间距变小B. 同时向左运动,间距变大C. 同时向右运动,间距变小D. 同时向右运动,间距变大【答案】A【解析】【分析】本题考查对楞次定律运动学的描述应用;从楞次定律相对运动角度可得:近则斥,
16、远则吸同时同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。磁铁运动,导致两金属圆环的磁通量发生变化,从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流,则处于磁铁的磁场受到安培力,使两圆环运动,同时两圆环间的电流相互作用而导致间距变化【解答】磁铁向左运动,穿过两环的磁通量都增加,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加,所以两环都向左运动另外,两环产生的感应电流方向相同,依据安培定则和左手定则可以判断两个环之间是相互吸引的,故BCD错误,A正确。故选A。23. 如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处在垂直于纸
17、面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是A. 当金属棒ab向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点B. 当金属棒ab向右匀速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点C. 当金属棒ab向右加速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点D. 当金属棒ab向右加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点【答案】D【解析】【分析】当棒匀速滑动时,左边线圈中产生恒定电流,右边线圈不产生感应电流,当ab棒变速滑动时,右边线圈中将产生感应电流根据右手定则、楞次定律和安培定则结合分析电势高低。应用楞次定律判断右边线圈中感应电流方向,应用安培定则判断电势高低要注意电源的正极电势比负极电势高。【解答】
18、棒向右匀速运动时,根据右手定则判断得知,ab棒中感应电流方向从,ab相当于电源,所以b点电势高于a点。线圈中产生的感应电流是恒定的,原线圈中的磁场是恒定的,穿过副线圈的磁通量不变,没有感应电动势产生,cd中没有电流流过,所以c点与d点等电势,故AB错误;棒向右加速运动时,根据右手定则判断得知,ab棒中感应电流方向从,ab相当于电源,所以b点电势高于a点,根据安培定则判断可知,原线圈中有向下的磁场,而且在增强,副线圈中有向上的磁场在增强,根据楞次定律可知,副线圈中感应电流从d通过电阻到c,d点电势高于c点,故C错误,D正确。故选D。24. 如图所示,虚线右侧存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,正
19、方形金属框电阻为R,边长是L,自线框从左边界进入磁场时开始计时,在外力作用下由静止开始,以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域,时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向。外力大小为F,线框中电功率的瞬时值为P,通过导体横截面的电荷量为q,则这些量随时间变化的关系正确的是A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】解决本题的关键掌握运动学公式,并由各自表达式来进行推导,从而得出结论是否正确,以及掌握切割产生的感应电动势,知道L为有效长度。由线框进入磁场中切割磁感线,根据运动学公式可知速度与时间关系;再由法拉第电磁感应定律,可得出产生感应电动势与速度关系;由闭合电路欧姆定
20、律来确定感应电流的大小,并由安培力公式可确定其大小与时间的关系;由牛顿第二定律来确定合力与时间的关系;最后电量、功率的表达式来分别得出各自与时间的关系。【解答】A.线框切割磁感线,则有运动速度,产生感应电动势,所以产生感应电流,故A错误;B.对线框受力分析,由牛顿第二定律,则有解得:,所以B错误;C.由功率表达式,所以C正确;D.由电量表达式,则有,所以D错误。故选C。25. 如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻R,匀强磁场垂直于导轨平面、磁感应强度为B,将质量为m的导体棒ab由静止释放导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加
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