河北省沧州市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

河北省沧州市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里．现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图象中的物理量均为已知量．重力加速度为g，不计空气阻力．下列说法正确的是 （ ）
A．金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向
B．金属线框的边长为v1(t2-t1)
C．磁场的磁感应强度为
D．金属线框在0 - t4的时间内所产生的热量为
2．如图，一导体圆环保持水平，沿一个形状匀称的条形磁铁轴线落下，条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上．已知当圆环落至B、D两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而C位置位于磁铁正中．不计空气阻力，下列说法正确的有（ ）
A．圆环由A落至B的过程中，环中感应电流从上至下看为顺时针
B．圆环由B落至C的过程中，圆环磁通量在减少
C．圆环落至C、D之间时，圆环有收缩趋势
D．圆环由C落至D的过程中，圆环磁通在增大
二、单选题
3．如图所示，水平放置的金属导轨MN、PQ处于竖直向下的匀强磁场中，导轨左端M、P连接电阻R，金属杆ab在水平力F的作用下沿导轨自静止开始向右运动，并与导轨接触良好．下列判断正确的是
A．流过电阻R的电流方向为M→P
B．金属杆ab运动时相当于电源
C．金属杆ab所受安培力方向向右
D．穿过回路abPM的磁通量保持不变
4．线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动，不能产生感应电流的是（ ）．A． B． C． D．
5．如图所示，赤道附近地区的几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长约20 m的导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。甲、乙两位同学按某一方向摇动导线的AB段，另两位同学观察电流计的指针。下列说法正确的是（　　）
A．若摇绳同学沿南北方向站立，摇绳过程中观察到电流计指针偏转不明显，其主要原因是导线太短
B．若摇绳同学沿东西方向站立，当导线运动到最高点时回路中的电流最小
C．若摇绳同学沿东西方向站立，摇绳过程中回路中的电流方向始终不变
D．若摇绳同学沿东西方向站立，换用更细的导线会使电流计指针偏转更明显
6．如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是
A． B．
C． D．
7．下列说法正确的是
A．火箭的飞行应用了反冲的原理
B．闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流
C．仅改变回旋加速器的加速电压，不影响粒子在加速器中运动的总时间
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反
8．如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计．线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，则（ ）
A．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流强度为零
B．电流有效值
C．外力做功的平均功率
D．当线圈平面与磁感线平行时开始转动过程中，通过电阻的电量为
三、实验题
9．如图所示是三个成功的演示实验，回答下列问题．
（1）在实验中，电流表指针偏转的原因是____________________．
（2）第一个成功实验（图a）中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是不同的_________________．（选填“磁通量的变化量”或 “磁通量的变化率”）
（3）从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：_________________________________
10．在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示．线圈C与灵敏电流表构成闭合电路．电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路．表格中的第三行已经列出了实验操作以及与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整．
实验操作 电流表的表针偏向
1.闭合开关S瞬间 表针向___摆动
2.在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时 表针向右摆动
3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时 表针向___摆动
4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的软铁棒抽出时 表针向___摆动
四、解答题
11．如图，在相距为L的光滑的足够长的水平轨道上放有一金属杆AB，在光滑的倾斜轨道上放有另一个质量为的金属杆CD，金属杆与轨道接触良好，整个回路电阻为R，倾斜轨道与水平面夹角为．有一一个与水平轨道平面垂直、方向向下、磁感应强度为B1的匀强磁场；有另一个与倾斜轨道平面垂直、磁感应强度为B2的匀强磁场．为了使CD能够静止，金属杆船在外力F作用下向左匀速运动，试问：
(1)匀强磁场B2的方向；
(2)通过CD杆的电流大小；
(3)外力F的功率是多大
12．如图，水平平行光滑金属导轨宽为L，导体棒PQ从图中位置开始以速度v沿导轨水平向右匀速通过一正方形 abcd磁场区域。ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac左侧的磁感应强度为B，ac右侧的磁感应强度为2B且方向相反，定值电阻阻值为R，导轨和金属棒的电阻均不计。求∶
（1）当 时，流过电阻R瞬时电流的大小及方向；
（2）导体棒从b运动到d过程中电路平均电动势的大小。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
试题分析：根据楞次定律可得金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda，A错误；
由图像可知，金属框进入磁场过程中是匀速直线运动，速度为，运动时间为；所以金属框的边长 B正确；
在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力 解得 ，C正确；
金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得
金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得
即： D错误；
故选BC
考点：本题考查读图能力和分析较为复杂的电磁感应现象的能力．
点评：金属框进入磁场前所做的运动是自由落体运动，由图分析可知，金属框进入磁场的过程中做匀速直线运动．根据平衡条件和电磁感应知识求解本题．
2．AC
【解析】
【详解】
圆环从A到B的过程中，穿过圆环的磁通量向上增加，根据楞次定律可知环中感应电流从上至下看为顺时针，故A正确；圆环从B到C的过程中穿过圆环的磁通量一直增加，故B错误；圆环从C到D的过程中穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环产生的感应电流有阻碍磁通量减小的趋势，所以圆环有收缩趋势，故C正确；圆环由C落至D的过程中，圆环磁通在减小，故D错误．所以AC正确，BD错误．
3．B
【解析】
【详解】
试题分析：由右手定则可知，导体ab的电流是由a到b，则流过电阻R的电流方向为P→M，选项A错误；金属杆ab运动时切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，选项B正确；由左手定则可知，金属杆ab所受安培力方向向左，选项C错误；当ab向右运动时，穿过回路abPM的磁通量增加，选项D错误；故选B.
考点：左手定则；右手定则；磁通量
【名师点睛】此题考查了左手定则、右手定则以及磁通量等问题；要知道判断导体切割磁感线产生的感应电流时用右手定则；判断通电导线在磁场中受力时用左手定则；这是容易搞错的问题.
4．A
【解析】
【详解】
A.线框向右运动时，虽然切割磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A正确；
B.线框向下运动时，垂直于磁感线运动做切割磁感线，穿过的磁通量减小，因此也会产生感应电流，故B错误；
C.线框绕轴转动，穿过的磁通量发生变化，因此会产生感应电流，故C错误；
D.线框向纸外平动的过程中，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电动势；因此也会产生感应电流， 故D错误；
故选：A；
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．赤道附近地区地磁场的方向由南指向北，与地面平行，两同学沿南北站立舞动绳子，切割磁感线效果不明显，所以不易观察到感应电流，A错误；
B．沿东西方向站立，舞动绳子运动到最高点时，绳子的速度方向与地磁场方向平行，切割磁感线效果最差，感应电动势最小，B正确；
C．沿东西方向站立舞动绳子，绳子有上升和下降，方向相反，感应电流相反，C错误；
D．更换更细导线，由
可知，电阻变大，电流更小，指针偏转更不明显，D错误；
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，感应电流也逐渐增大，如图的位置Ⅰ；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界，切割磁感线的有效长度不变，感应电流不变，如图的位置Ⅰ→Ⅱ；当正方形线框下边部分离开磁场，上边尚未进入磁场过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐减小，感应电流也逐渐减小，如图的位置Ⅱ→Ⅲ；当正方形线框下边部分继续离开磁场，上边也进入磁场过程中，上下两边线框切割磁感线产生的感应电动势方向相反，感应电流减小得更快，当上下两边在磁场中长度相等，感应电动势为零，如图的位置Ⅲ→Ⅳ；以后的过程与上述过程相反，故正确的选项为C．
7．A
【解析】
【详解】
A.火箭的飞行火箭与喷出的气体动量守恒，应用了反冲原理，故A正确；
B.闭合电路内只要有磁通量，如果磁通量不发生变化，则无感应电流产生，故B错误；
C.增大回旋加速器的加速电压，则每一次加速粒子获得的动能增大，则粒子加速的次数减少，所以粒子在加速器中运动的总时间将减少．故C错误；
D.楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总是会阻碍引起感应电流的磁通量的变化．故D错误
8．D
【解析】
【详解】
A．当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈中电流不为零，故A错误；
B．感应电动势最大值是，所以感应电动势有效值为
所以电流有效值为
故B错误；
C．根据能量守恒定律得：外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率为
解得
故C错误；
D．通过电阻R的电量为
故D正确。
故选D。
9． 磁通量发生变化 磁通量的变化率 ①穿过闭合线圈的磁通量发生了变化，闭合回路就会产生感应电流；
②感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关
【解析】
【详解】
（1）当磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转．
（2）将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和慢速插入磁通量的变化量相同，所用的时间不同，则磁通量的变化率不同．
（3）通过三个实验可以得出穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就会产生感应电流；感受应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关．
10． 左 右 右
【解析】
【详解】
由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的触头向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时磁通量减小，表针向右摆动；则1.闭合开关S瞬间，磁通量增加，则表针向左摆动；3.在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，磁通量减小，则表针向右摆动；4.在开关S闭合的情况下，将线圈A中的软铁棒抽出时，磁通量减小，则表针向右摆动．
11．(1)方向垂直于斜轨平面向上 (2) (3)
【解析】
【详解】
(1)由右手定则可以判断出通过CD杆的电流方向是从D到C，要使CD能够静止在斜轨上，再有左手定则可以判断出匀强磁场B2的方向垂直于斜轨平面向上．
(2)对斜面上的金属棒受力分析如图:
金属棒静止即受力平衡：mgsin30°=B2IL
解得:
(3)由焦耳定律得：
由能量的转化守恒得：
即得：
【点睛】能够灵活应用左手定则判断安培力的方向与右手定则判断感应电流的方向解决实际问题，根据能量的转化与守恒解出未知力的功或功率．
12．（1）；电流方向为N到M；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意知
根据几何关系得切割长度为
流过电阻R的电流方向为N到M （或下到上）
（2）导体棒从b运动到d过程中电路平均电动势的大小
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