福建省福州市福清市西山学校2020-2021学年高二物理3月月考试题.doc

福建省福州市福清市西山学校2020-2021学年高二物理3月月考试题

福建省福州市福清市西山学校2020-2021学年高二物理3月月考试题

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8

福建省福州市福清市西山学校2020-2021学年高二物理3月月考试题
第I卷（选择题 共48分）
一、选择题（本题共10个小题，共48分。其中第1--6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7--10题有多项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1．1820年宣布发现了电流的磁效应，他首次揭示了电与磁的联系，该科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．库仑
2．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匀速运动到位置2。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右
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
3．图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　）
A．图1中，与的电阻值相同
B．图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C．图2中，变阻器与的电阻值相同
D．图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等
4．两个完全相同的电热器，分别通以如图甲、乙所示的交变电流，在一段相同且较长时间内，它们的发热量之比为Q1∶Q2＝4∶1，则I1∶I2等于（　　）
A．4∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．1∶1
5．某正弦交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数n=100匝，线圈面积为S=0.1 m2，线圈内阻为r=1 Ω，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知（　　）
A．线圈在匀强磁场中转动的角速度为50π rad/s B．线圈所在处的磁感应强度是B=1T
C．交流电压表的读数为220 V D．时间内交变电动势的平均值为=200 V
6．在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m，电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．此时线框中的电功率为 B．此时线框的加速度为
C．此过程中回路产生的电能为 D．此过程中通过线框截面的电荷量为

7．图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
8．如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡．将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法中正确的是 （ ）
A．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后熄灭，变亮
B．K闭合瞬间，先亮，后亮，最后两灯亮度一样
C．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭
D．K断开时，立即熄灭，闪一下再慢慢熄灭
9．如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上．t=0时，棒ab以初速度v0向右滑动．运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用v1、v2表示，回路中的电流用I表示．下列图像中可能正确的是
A．B．C．D．

10．如图所示，abcd是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则( )
A．线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反
B．线框进入磁场区域后，越靠近OO′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大
C．线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D．线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能
第II卷（非选择题 共52分）

二、实验题（本题共2小题，第11题8分，第12题4分，共12分）
11．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。
（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_______。
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。
12．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．
三、解答题（本题共4小题，第13题8分，第14和15题各10分，第16题12分，共40分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写答案的不给分。）
13．如图甲所示，水平放置的线圈匝数匝，直径，电阻，线圈与阻值的电阻相连．在线圈的中心有一个直径的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。
(1)求通过电阻R的电流方向；
(2)求通过电阻R的电流和电压表的示数。
14．如图所示，水平面上固定有两根相距的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间有阻值为R的电阻，导体棒ab长，其电阻为r，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度，现在在导体棒ab上施加一个水平向右的力F，使ab以的速度向右做匀速运动时，求：
中电流的方向和感应电动势大小？
若定值电阻，导体棒的电阻，F多大
15．交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动．线圈共有n匝，边长ab＝L1，bc＝L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是ω，如图所示．求：
(1)感应电动势的最大值；(2)转动过程中电流表的读数；
(3)线圈转动一周，外力做了多少功？
16．如图甲所示，MN、PQ为水平放置的足够长平行光滑导轨，导轨间距为，导轨左端连接的定值电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，将电阻为（接入电路中的电阻）的金属棒ab垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨电阻不计，规定水平向右为x轴正方向，在处给棒一个向右的初速度，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，在运动过程中受的安培力FA随位移x的关系图象如图乙所示。求：
(1)金属棒速度时，金属棒受到安培力大小FA1；
(2)金属棒运动到时，速度大小v2；
(3)估算金属棒运动到的过程中克服安培力做功值WA。

参考答案
1．A 2．D 3．C 4．A 5．D 6．A 7．AC 8．AD 9．AC 10．AC
11．a c B 磁通量的变化率 12．顺时针 逆时针
13．(1)；(2)；(3)
【解】(1)磁感应强度方向向里且增大，根据楞次定律判断可知电流方向为
(2)根据法拉第电磁感应定律得:
感应电流为:, 故电压表的示数为
14．（1）2（2）0.1
【解】由右手定则，电流方向为b到a；感应电动势：
棒受到的安培力：
棒做匀速运动，由平衡条件得：
15．(1)nBL1L2ω(2) (3)
【详解】(1)感应电动势的最大值Em＝nBL1L2ω.
(2)根据有效值与最大值的关系, 可得电压有效值：
根据闭合电路欧姆定律
(3)线圈匀速转动，外力做的功等于电路所产生的电能
16．(1)1.0N；(2)0.9m/s；(3)2.08J
【解】(1)由法拉第电磁感应定律，感应电动势为E1=BLv1
由闭合电路欧姆定律，回路中感应电流
由安培力公式FA1=BLI1, 联立解得FA1=1.0N
(2)由图乙可得，金属棒运动到x=3m处，受到的安培力FA2=0.9N，根据安培力公式F=BIL
可得, 解得v2=0.9m/s
(3)由FA-x图象中图线与x轴围成面积值就等于此过程安培力做的功，由图可得，在0~3m区域内大约有104个小方格，每个小方格面积值0.1×0.2=0.02J，所以此过程克服安培力做功
WA≈0.02×104=2.08J