浙江省宁海县2012-2013学年高二物理第二次阶段性考试试题新人教版.doc

知恩中学2012-2013学年高二第二次阶段性考试物理试题
一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项最符合题意。）
1．下列家用电器中，利用电磁感应原理进行工作的是
A．电吹风 B．电冰箱 C．电饭煲 D．电话机
2．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是

3、如图所示，光滑水平桌面上平放着通有电流I1的导体圆环，圆环正上方靠近圆环直径的位置固定一根直导线（靠近而不接触）。若给直导线通以图示方向的电流I2，则有关圆环移动方向及圆环移动一点后圆环内部的磁通量变化，下列判断正确的是
A．向左移动；磁通量变大 B．向左移动；磁通量变小
C．向右移动；磁通量变大 D．向右移动；磁通量变小
B
图1
311
−311
O
0.01
0.02
t/s
e/V
图2
4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则
A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零
B．t=0.01s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311V
D．线框产生的交变电动势的频率为100Hz
5、一台发电机输出的电功率为50kW，输出电压为250V，现欲用变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则
A．输送电压越高，输电线上损失的功率越大
B．若升压变压器的变压比为1∶4，输电线上损失的功率为20kW
C．若升压变压器的变压比为1∶8，输电线上损失的功率为10kW
D．若不用升压变压器，输电线上损失的功率将达到320kW
N
b
a
c
d
M
6、如图所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，导体MN有电阻，可在ad边与bc边上无摩擦滑动，且接触良好，线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中。当MN由靠ab边处向cd边匀速移动的过程中，以下说法正确的是
A. MN中电流先增大后减小
B. MN两端电压先增大后减小
C. MN上拉力的功率先增大后减小
D. 矩形线框中消耗的电功率先减小后增大
7、宁海的地磁场水平分量为B1，竖直分量为B2，且B1＞B2，在知恩中学科技楼实验室高二某同学自南向北以初速度v0水平抛出一根东西向放置的长为L的导体棒，在导体棒平行下落的过程中，当导体棒运动方向与水平方向成45°角时，导体棒两端的电势差为
A. （B1-B2）Lv0 B.（B1+B2）Lv0 C.（B1-B2）Lv0 D.
8、如图所示，三个相同的金属圆环内，存在着不同的有界匀强磁场，虚线表示环的某条直径，已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt，方向如图。测得A环中感应电流强度为I，则B环和C环内感应电流强度分别为
A B C

A．IB=I、IC=0 B．IB=I、IC=2I C．IB=2I、IC=2I D．IB=2I、IC=0
9、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为+q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合稳定后传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是
A．正在增加， B．正在减弱，
C．正在减弱， D．正在增加，
10、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200V
C.电阻R2的电功率约为6.67 W
D.通过R3的电流始终为零
i/A
t/s
O
1
2
3

11、如图1所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有按正弦函数规律变化的电流，其i—t图象如图2所示，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则
A．在t=1.5s时刻，穿过P的磁通量最大，感应电流最大
B．在t=1.5s时刻，穿过P的磁通量最大，此时N=G
C．在t=3s时刻，穿过P的磁通量的变化率为零
D．在0~3s内，P受到的安培力先变大再变小
12、如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，由图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是

二、不定项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个选项或多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）
13、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B.欧姆预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
14、由交流电动势瞬时值表达式e=10sin4πt(V)，可知
A.此交流电的频率是4π(Hz)
B.此交流电的周期是0.5s
C.当t=0.5s时，此交流电动势有最大值
D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合
15、如图，铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上，一条形磁铁从铝管的正上方由静止开始下落，然后从管内下落到水平桌面上。已知磁铁下落过程中不与管壁接触，不计空气阻力，下列判断正确的是
A．磁铁在整个下落过程中做自由落体运动
B．磁铁在管内下落过程中机械能守恒
C．磁铁在管内下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力
D．磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量
16、如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下
判断正确的是
A．闭合S瞬间，R1、R2中电流强度大小相等
B．闭合S，稳定后，R1中电流强度为零
C．断开S的瞬间，R1、R2中电流立即变为零
D．断开S的瞬间，R1中电流方向向右，R2中电流方向向左
17、一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图甲所示。t=0时刻对线框施加一水平向右的外力F，让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场。外力F随时间t变化的图线如图乙所示。已知线框质量m=1kg、电阻R=1Ω。以下说法正确的是
A. 做匀加速直线运动的加速度为1m/s2
B.匀强磁场的磁感应强度为T
C.线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为C
D.线框穿过磁场的过程中,线框上产生的焦耳热为1.5J
三、填空题（每空2分，共18分。把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）
18、正方形导线框处于匀强磁场中，磁场方向垂直框平面，磁感应强度随时间均匀增加，变化率为k。导体框质量为m、边长为L，总电阻为R，在恒定外力F作用下由静止开始运动。导体框在磁场中的加速度大小为__________，导体框中感应电流做功的功率为_______________。
19、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。
⑴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”）。
⑵当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针向右
偏转。俯视线圈，其绕向为_______________（填“顺时针”或“逆时针”）。
20、如图为“研究电磁感应现象”的装置示意图．已知电流从正接线柱流入电流表时，指针向右偏转．闭合开关Ｓ稳定后，将滑动变阻器的滑动触头Ｐ向右滑动，发现电流表指针向右偏转，以下做法能使电流表指针向左偏转的是　　．

A．闭合开关Ｓ的瞬间
B．保持开关Ｓ闭合，将原线圈从副线圈中迅速抽出
C．将开关Ｓ断开的瞬间
D．保持开关Ｓ闭合，将原线圈中的铁芯迅速抽出
图1
21、在探究感应电动势E与磁通量变化快慢的关系实验时，用如图1所示装置，磁铁可随小车从固定斜面上滑下。
⑴某同学改变磁铁释放时的高度，作出E-△t图象
寻求规律，得到如图2所示的图线。由此他得出
结论：磁通量变化的时间△t越短，感应电动势
E越大，即E与△t成反比。
①实验过程是______的（填写“正确”“不正确”）；
②实验结论___________________________________（判断是否正确并说明理由）。
⑵对实验数据的处理可以采用不同的方法
①如果横坐标取_____________，就可获得如图3所示的图线；
②若在①基础上仅增加线圈的匝数，则实验图线的斜率将__________(填“不变” “增大”或 “减小”)。

四、计算题（本题共3小题，共26分。答题时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算和推导步骤，只写出最后答案的不能得分。）
22、（8分）如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L0、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。

⑴由b向a方向看到的装置如图所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
⑵在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小；
⑶求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值。

23、（8分）知恩中学某高二班级，物理老师在讲授交流电产生时，拿来如图1所示交流发电机模型。该模型磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电阻形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为, 长度为,物理老师在演示时线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）

⑴线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻线圈中的感应电动势 的表达式；
⑵线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻线圈中的感应电动势的表达式；
⑶若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。（其它电阻均不计）

24、（10分）上海浦东磁悬浮列车驱动系统由安培力提供，在沿轨道上安装的绕组中，通上交流电，产生随时间和空间做周期性变化的磁场，磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用，使车体获得牵引力。设图中平面代表轨道平面，轴与轨道平行，现有一与轨道平面垂直的磁场正以速度向方向匀速运动，设在时，该磁场的磁感应强度B的大小随空间位置x的变化规律为（式中B0、k为已知常量），且在y轴处，该磁场垂直平面指向纸里。与轨道平面平行的一金属矩形框MNPQ处在该磁场中，已知该金属框的MN边与轨道垂直，长度为L，固定在y轴上，MQ边与轨道平行，长度为d=，金属框的电阻为R，忽略金属框的电感的影响。求：
⑴t=0时刻，金属框中的感应电流大小和方向；
⑵金属框中感应电流瞬时值的表达式；
⑶经过时间，金属框产生的热量；
⑷画出金属框受安培力F随时间变化的图象。

知恩中学高二第一学期第二次阶段性考试物理参考答案
三、填空题（每空2分，共18分）
18、F/m、 k2L4/R
19、（1）顺时针 （2）逆时针，
20、A
21．(1) ① 正确；
② 不正确，只有在磁通量变化相同的条件下，时间越短，感应电动势才越大。另外，从E-△t图象并不能得到E与△t成反比的结论。

(2) ①1/△t ； ② 变大
四、计算题：（3小题,共26分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）
22（8分）
（1）如图重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上 （2分）
（2）当ab杆速度为v时，感应电动势E=BLv,此时电路电流
ab杆受到安培力
根据牛顿运动定律，有
（3分）
（3）当时，ab杆达到最大速度vm
（3分）

23（8分）解：(1)从中性面开始计时，经过时间t，线圈平面转过的角度，ab边和cd边的速度，则两边分别产生大小为的电动势。且两边电动势串联，故线圈中产生的电动势 （3分）
(2)若线圈从与中性面夹角位置时开始计时，其初相为，其表达式为： （2分）

(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为

由焦耳定律得 （3分）

24（10分）（1）磁场向方向运动，等效金属框向方向运动。
t=0时刻，金属框产生的电动势 （2分）
电流的方向根据右手定则可知为： （或顺时针方向） （1分）
（2）设经过时间t，金属框MN所在处磁场强度为B，
又，得到电流瞬时值的表达式是：，是正弦式电流。（2分）
（3） （2分）
（4）金属框受安培力的方向始终向左。设经过时间t，金属框受到安培力为（2分）

由此可知：金属框受到安培力F随时间变化的图象如下图： （1分）

10