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- -1 2021 学年高二物理 3 3 月月考试题

　第 第 I I 卷（选择题

　共 共 8 48 分）

　一、选择题（本题共 0 10 个小题，共 8 48 分。其中第 1 1 --6 6 题只有一项符合题目要求，每小题 4 4 分；第 7 7 -- 10题有多项符合题目要求，全选对的得 6 6 分，选对但不全的得 3 3 分，有选错或不选的得 0 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，1L 和2L 为电感线圈。实验时，断开开关1S 瞬间，灯1A 突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关2S ，灯2A 逐渐变亮，而另一个相同的灯3A 立即变亮，最终2A 与3A 的亮度相同。下列说法正确的是（

　）

　A．图 1 中，1A 与1L 的电阻值相同 B．图 1 中，闭合1S ，电路稳定后，1A 中电流大于1L 中电流 C．图 2 中，变阻器 R 与2L 的电阻值相同 D．图 2 中，闭合2S 瞬间，2L 中电流与变阻器 R 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 Q 1 ∶ Q 2

　 2 ＝4∶1，则 I 1 ∶ I 2 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．4T时间内交变电动势的平均值为 E =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2v，则下列说法正确的是（

　）

　A．此时线框中的电功率为2 2 2B a vR

　 B．此时线框的加速度为2 22B a vmR C．此过程中回路产生的电能为22mv

　D．此过程中通过线框截面的电荷量为22BaR

　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，1D 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1D 熄灭，2D 变亮 B．K 闭合瞬间，1D 先亮，2D 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，2D 立即熄灭，1D 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 v 0 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 v 1 、 v 2 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 第 I II 卷（非选择题

　共 共 2 52 分）

　 4 二、实验题（本题共 2 2 小题，第 1 11 题 题 8 8 分，第 2 12 题 题 4 4 分，共 2 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 4 小题，第 3 13 题 题 8 8 分，第 4 14 和 和 5 15 题各 0 10 分，第 6 16 题 题 2 12 分，共 0 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 200 n  匝，直径140cm d  ，电阻 =2Ω r ，线圈与阻值 6 Ω R  的电阻相

　连．在线圈的中心有一个直径220cm d  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 0.5m 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 0.5 L m  ，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 0.4 B T  ，现在在导体棒 ab 上施加一个水平向右的力 F ，使ab 以 10 / v m s  的速度向右做匀速运动时，求：

　  1 ab 中电流的方向和感应电动势大小？   2 若定值电阻 3.0 R   ，导体棒的电阻 1.0 r   ， 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 ＝ L 1 ， bc ＝ L 2 ，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 0.5m L  ，导轨左端连接的定值电阻 0.5Ω R  ，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为 2T B  ，将电阻为 0.5Ω r  （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 0 x  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 F A 随位移 x 的关系图象如图乙所示。求：

　(1)金属棒速度11m/s v  时，金属棒受到安培力大小 F A1 ；

　 6 (2)金属棒运动到 3m x  时，速度大小 v 2 ； (3)估算金属棒运动到 3m x  的过程中克服安培力做功值 W A 。

　 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) A R B   ；(2)πA4；(3) 1.5π V

　【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 A R B  

　(2)根据法拉第电磁感应定律得:2 2π( ) 2π V2d B BE n S nt t      感应电流为:2πA A6 2π4EIR r   ,

　 故电压表的示数为1.5π V U IR   14．（1）2（2）0.1 【解】

　  1 由右手定则，电流方向为 b 到 a ；感应电动势：

　0.4 0.5 10 2 E BLv     

　V

　   2 ab 棒受到的安培力：2 2 2 20 4 05 10N 0.1N3 1B L vF BILR r     安培． ． 棒做匀速运动，由平衡条件得：

　0.1N F F  安培 15．(1) nBL 1 L 2 ω (2)

　(3)

　【详解】(1)感应电动势的最大值 E m ＝ nBL 1 L 2 ω . (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 E 1 = BLv 1

　由闭合电路欧姆定律，回路中感应电流11EIR r 由安培力公式 F A1 = BLI 1,

　 联立解得 F A1 =1.0N (2)由图乙可得，金属棒运动到 x =3m 处，受到的安培力 F A2 =0.9N，根据安培力公式 F = BIL 可得2 222 AB L vFR r,

　解得 v 2 =0.9m/s (3)由 F A - 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 W A ≈0.02×104=2.08J