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2019-2020年高二物理下学期第一次月考试题(含解析)一.单项选择题(题4分,共32分)1.由法拉第电磁感应定律知(设回路的总电阻一定)A.穿过闭合回路的磁通量达到最大时,回路中的感应电流最大B.穿过闭合回路的磁通量为零时,回路中的感应电流一定为零C.穿过闭合回路的磁通量变化越大,回路中的感应电流越大D.穿过闭合回路的磁通量变化越快,回路中的感应电流越大【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律,可知感应电动势E与磁通量的变化率成正比,即感应电动势取决于磁通量的变化快慢,与其他因素没有直接关系,而感应电动势越大,闭合电路的感应电流则越大,故D正确故选D【考点】法拉第电磁感应定律2.如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移【答案】B【解析】A、以bc边为轴转动45°,穿过线圈的磁通量仍为Φ=BS2,保持不变,没有感应电流产生,故A错误;B、以ad边为轴转动45°,穿过线圈的磁通量从Φ=BS2减小到零,有感应电流产生,故B正确;C、将线圈向下平移时,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,故C错误;D、将线框向上平移出磁场,穿过线圈的磁通量不变,没有感应电流产生,故D错误故选B【考点】法拉第电磁感应定律3.如图所示,半径为R的n匝线圈套在边长为a的正方形abcd之外,匀强磁场垂直穿过该正方形,当磁场以的变化率变化时,线圈产生的感应电动势的大小为A.B.C.D.【答案】D【解析】由题意知,线圈磁通量的变化率;根据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小为故选D【考点】法拉第电磁感应定律4.1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S,电流表G组成另一个回路如图所示,通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有的感应电流B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有的感应电流C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有的感应电流D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有的感应电流【答案】D【解析】AB、闭合开关S的瞬间,穿过线圈B的磁通量都不发生变化,电流表G中均无感应电流,故AB错误;CD、闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流减小,则通过线圈B的磁通量减小了,根据右手螺旋定则可确定穿过线圈B的磁场方向,再根据楞次定律可得电流表G中有b→a的感应电流,故C错误D正确故选D【考点】楞次定律5.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈.当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右D.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右【答案】C【解析】当磁铁向右运动时,线圈中的磁通量增大,根据楞次定律的第二种描述“来拒去留可知,线圈有向下和向右的趋势;故线圈受到的支持力增大;同时运动趋势向右故选C【考点】楞次定律6.一个面积S=4×10-2m
2、匝数n=100匝的线圈,放在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示,0时刻磁感应强度B垂直线圈平面向里,则下列判断正确的是A.t=1s时线圈中的电流方向发生变化B.在开始的2s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零C.1-2s内线圈中电流方向为顺时针方向D.在第3s末线圈中的感应电动势等于零【答案】C【解析】AC、由楞次定律可知,0-1s内,感应电流沿顺时针方向,在1-2s内,感应电流沿顺时针方向,由此可知,在t=1s时线圈中的电流方向不发生变化,故A错误C正确;B、由图象可知,在开始的2s内磁通量的变化量,故B错误;D、由图象可知,3s末磁感应强度的变化率不为零,磁通量变化率不为零,感应电动势不为零,故D错误故选C【考点】法拉第电磁感应定律;楞次定律7.如图1所示电路中,S是闭合的,此时流过L的电流为i1,流过灯A的电流为i2,且i1i
2.在t1时刻将S断开,那么通过灯泡的电流随时间变化的图象是图2中的【答案】D【解析】当闭合电键,因为线圈阻碍作用,所以电流i1会慢慢增大,灯泡A这一支路立即就有电流.当电键断开,A这一支路电流立即消失,因为线圈阻碍电流的减小,所以通过A的电流不会立即消失,会从原来的大小慢慢减小,而且A和L构成回路,通过A的电流也流过L,所以i2变成反向,且逐渐减小,因i1<i2,故D正确故选D【考点】自感现象和自感系数8.如图1所示,在O≤x≤2L的区域内存在着匀强磁场,磁场的方向垂直于xOy平面(纸面)向里,具有一定电阻的矩形线框abcd位于xOy平面内,线框的ab边与y轴重合,bc边的长度为L线框从t=0时刻由静止开始沿x轴正方向做匀加速运动,则线框中的感应电流i(取顺时针方向的电流为正)随时间t的函数图象大致是图2中的【答案】C【解析】分三段线框进入磁场的过程磁通量增加,根据楞次定律分析可知,感应电流的方向为逆时针方向,电流为正值;感应电流大小,则知,I与t成正比;设此过程所用时间为t0,则有,得;线框完全进入磁场的过程中穿过线框的磁通量不变,没有感应电流产生,根据运动学规律知,此过程所用时间为;线框穿出磁场的过程磁通量减小,根据楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,电流为负值;感应电流大小,此过程所用时间为故选C【考点】闭合电路的欧姆定律;法拉第电磁感应定律二.多项选择题本题共4小题,每小题4分在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的有多项符合题目要求全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.如图所示,金属三角形导轨EOF上放有一根金属棒ab,拉动ab使它以速度v在匀强磁场中向右匀速平动,若导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,它们的电阻率相同,则在ab运动过程中A.感应电动势逐渐增大B.感应电流逐渐增大C.感应电流渐保持不变D.金属棒受到安培力逐渐增大【答案】ACD【解析】A、根据知,金属棒的切割长度L增大,B、v不变,所以ab产生的感应电动势增大,故A正确;B、C、设回路单位长度的电阻为r,∠EOF=α,ab从O点开始运动时间t时,回路的总电阻为回路有效的感应电动势为感应电流为,可知I与t无关,保持不变,故B错误C正确;D、金属棒受到安培力为,F逐渐增大,故D正确故选ACD【考点】闭合电路的欧姆定律;安培力;法拉第电磁感应定律10.如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域,v1=2v2在先后两种情况下A.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=2∶1B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶2【答案】AC【解析】AB、根据,知感应电动势之比21,感应电流,则感应电流之比为21,故A正确B错误;C、由可知时间比为12,根据,线圈中产生的焦耳热之比,故C正确;D、电荷量,与速度无关,可知通过某截面的电荷量之比为11,故D错误故选AC【考点】电功、电功率;焦耳定律;法拉第电磁感应定律11.如图是电子感应加速器的示意图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动.上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出(不计初速度),当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,使电子在真空室中沿虚线逆时针加速旋转击中电子枪左端的靶,下列说法中正确的是A.真空室中磁场方向竖直向上B.真空室中磁场方向竖直向下C.电流应逐渐减小D.电流应逐渐增大【答案】AC【解析】AB、根据右手螺旋定则可知,真空中的磁场方向竖直向上,故A正确B错误;CD、若线圈中的电流增强,磁场就增强了,根据楞次定律,感生电场产生的磁场要阻碍它增大所以感生电场为顺时针方向,即电流方向顺时针,所以电子运动逆时针方向运动.正好加速打中左端的靶,因此电流应增大,故C正确D错误故选AC【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理;楞次定律12.如图所示,两根光滑平行的金属导轨,放在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身电阻不计,斜面处在一匀强磁场中,方向垂直斜面向上,一质量为m、电阻不计的金属棒,在沿斜面并与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升了h高度,则在上滑h的过程中A.金属棒所受合外力所做的功等于mgh与电阻R上产生的热量之和B.恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的热量C.金属棒受到的合外力所做的功为零D.恒力F与安培力的合力所做的功为mgh【答案】BCD【解析】AC、金属棒匀速运动时合外力为零,合外力所做的功等于零,不等于mgh与电阻R上产生的热量之和,故A错误C正确;B、导体棒匀速上升过程中,根据动能定理得,而克服安培力所做功等于回路电阻中产生的热量,即有,则得,故有,即恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的热量,故B正确;D、由动能定理得,故有,即恒力F与安培力的合力所做的功为mgh,故D正确故选BCD【考点】法拉第电磁感应定律;功;动能定理二.填空题(每题4分,共16分)13.如图所示,水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈abcd,当一竖直放置的条形磁铁的S极从线圈正上方快速靠近线圈时,流过ab边的电流方向为___________填“b到a”或“a到b”从b到a;若线圈始终不动,线圈受到的支持力FN与自身重力间的关系是FN_____mg(选填“>”、“<”或“=”).【答案】从b到a>【解析】当条形磁铁靠近线圈时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律判断出线圈中产生的感应电流方向为adcba,则ab边中电流方向为从b到a.若线圈始终不动,线圈受到排斥力作用,则线圈受到的支持力FN大于线圈的重力【考点】楞次定律14.如图所示,固定在水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动t=0时,磁感应强度为B0,此时到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B随时间t变化的函数式是________________【答案】【解析】当通过闭合回路的磁通量不变,则MN棒中不产生感应电流,有,所以【考点】法拉第电磁感应定律15.如图所示,长为L的金属杆OA绕过O点的轴在垂直于纸面向里的匀强磁场中沿顺时针方向匀速转动,角速度为ω,磁感应强度为B,磁场范围足够大,则OA杆产生感应电动势的大小为______,O、A两点电势高低关系为φA_____φO.(填“”或“”)【答案】【解析】OA杆产生感应电动势的大小为;根据右手定则判断可知OA杆产生的感应电动势方向从O到A,A点相当于电源的正极,电势较高,即O、A两点电势高低关系为【考点】法拉第电磁感应定律;右手定则16.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______【答案】【解析】导线框在磁场中受到的合外力等于F,由牛顿第二定律得导体框在磁场中的加速度大小为由法拉第的磁感应定律得线框中产生感应电动势为由可得导体框中感应电流做功的功率为【考点】法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率三.计算题
17、18题每题8分,
19、20题每题10分,共36分17.(8分)在匀强磁场中,有一个接有电容器的导线回路,如图所示,已知电容C=30μF,回路的长和宽分别为=5cm,=8cm,磁感应强度随时间均匀增加磁场变化率为5×10-2T/s.
(1)电容器上下两极板中哪个板带正电
(2)电容器的带电量q.【答案】上极板带正电【解析】1由图示可知,磁场垂直与纸面向里,磁感应强度增大,穿过回路的磁通量增加,由楞次定律可知,电容器上极板电势高,下极板电势低,则电容器上极板带正电;2感应电动势电容器所带电荷量【考点】法拉第电磁感应定律;电容;楞次定律18.(8分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=
0.1T,水平放置的框架宽度L=
0.4m,框架电阻不计金属棒电阻R=
0.8Ω,定值电阻R1=2Ω,R2=3Ω,当金属棒ab在拉力F的作用下以v=5m/s的速度向左匀速运动时,
(1)金属棒ab两端的电压
(2)电阻R1的热功率【答案】【解析】1感应电动势电路中总电阻流过金属棒的电流则电压2R1的热功率【考点】功率;法拉第电磁感应定律;欧姆定律19.(10分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行当cd边刚进入磁场时,
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件【答案】【解析】
(1)cd边刚进入磁场时,线框速度为,感应电动势大小为
(2)此时线框中电流,cd两点间的电势差
(3)线框所受的安培力为根据牛顿第二定律,则解得下落高度满足【考点】牛顿第二定律;安培力;法拉第电磁感应定律20.(10分)如图所示宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置左端接有R=
0.8Ω的电阻R框架处在竖直向上的匀强磁场中磁感应强度B=1T框架导轨上放置一根质量m=
0.2Kg、电阻r=
0.2Ω的金属金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数为=
0.5,现用一恒力F=3N的力使棒从静止开始沿导轨运动(棒始终与导轨接触良好且垂直),经过一段时间棒获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=
2.8C(框架电阻不计,g=10m/s2)问
(1)棒ab达到的稳定速度是多大?
(2)从开始到速度稳定时,电阻R产生的热量是多少?【答案】【解析】1金属棒运动时切割产生的电动势,电路中电流由牛顿第二定律得当a=0时速度最大,代入数据解得:最大速度2设从开始运动到速度最大金属棒运动的距离为x,由动能定理得电阻R产生的热量而解得【考点】牛顿第二定律;动能定理;焦耳定律高二物理月考答案一.
1.D
2.B
3.D
4.D
5.C
6.C
7.D
8.C二.
9.ACD
10.AC
11.AC
12.BCD三.填空题
13.从b到a;
14.
15.;φAφO
16.;四.计算题17.(8分)1由图示可知,磁场垂直与纸面向里,磁感应强度增大,穿过回路的磁通量增加,由楞次定律可知,电容器上极板电势高,下极板电势低,则电容器上极板带正电;2感应电动势电容器所带电荷量18.(8分)1感应电动势电路中总电阻流过金属棒的电流则电压2R1的热功率19.(10分)
(1)cd边刚进入磁场时,线框速度为,感应电动势大小为
(2)此时线框中电流,cd两点间的电势差
(3)线框所受的安培力为根据牛顿第二定律,则解得下落高度满足20.(10分)1金属棒运动时切割产生的电动势,电路中电流由牛顿第二定律得当a=0时速度最大,代入数据解得:最大速度2设从开始运动到速度最大金属棒运动的距离为x,由动能定理得电阻R产生的热量而解得。