物理试题参考答案(仅供参考)
一,单项选择题答案
1 2 3 4 5 6 7 8
C B A B C D D C
二,多项选择题答案
9 10 11 12
BD BD BD CD
三,实验题答案
13. AC
14,(1)电流从正(负)接线柱流入时,电流表指针的偏转方向
(2)右 左
四,计算题答案
15.解析:(1)由图象知,杆自由下落0.1 s进入磁场以v=1.0 m/s做匀速运动
产生的电动势E=BLv
杆中的电流I=
杆所受安培力F安=BIL
由平衡条件得mg=F安
代入数据得B=2 T.
(2)电阻R产生的热量Q=I2Rt=0.075 J.
16.解:(1)=2n=200rad/s Em=NBS=100×0.2×0.12×200=40V
表达式e=Emsint=40sin200t (V)
(2)有效值E=Em/=20V 电压表示数U==9×20/(9+1)=18V
(3)W==4800J
(4) △=BS=0.2×0.12=0.002Wb q=N△/(R+r)=0.02C
17. 解析:(1)由a流向b
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,设其为
有
设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有
E=Blv
设电路中的感应电流为I,由闭合电路的欧姆定律
设ab所受安培力为F安,有
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有
代入数据解得 v=5m/s
(3)设cd棒的运功过程中电路中产生的总热量为Q总,由能量守恒有
又
解得 Q=1.3J来凤中学高2025届12月月考物理试卷
(时间75分钟 总分100分)
一,单项选择题(该题有8个小题,每小题只有一个答案是正确的,每小题4分,共32分)
1. 如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上, S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是
A.总是顺时针
B.总是逆时针
C.先顺时针后逆时针
D.先逆时针后顺时针
2. 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象,根据图象可知
A.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin0.02t V
B.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100πt V
C.t=0.01 s时,穿过线圈的磁通量为零
D.t=0.02 s时,穿过线圈的磁通量的变化率最大
3. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示,当它对阻值为100Ω的灯泡供电时,灯泡恰好正常发光,电路组成如图乙所示。已知发电机线圈内阻为10 Ω,下列说正确的是:
A.t = 0.005s时穿过线圈的磁通量变化率最大
B.t = 0时电压表V的示数为0
C.灯泡额定电压为220V
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为400J
4. 如图所示,电路中L为一自感线圈,两支路直流电阻相等,则
A.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数等于电流表A2的示数
B.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数大于电流表A2的示数
C.闭合开关S时,稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数
D.断开开关S时,稳定前电流表A1的示数小于电流表A2的示数
5. 如图所示,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过1 min的时间,两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为
A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6
如图所示,先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,且v1=2v2,则在先后两种情况下
A.线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2
B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2
C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4
D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1
7. 如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框,在导线框右侧有一宽度为d(d>L )的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动,t=0是导线框的的右边恰与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列-t图像中,可能正确描述上述过程的是
8. 如图所示,足够长的平行光滑导轨固定在水平面上,导轨间距为L=1 m,其右端连接有定值电阻R=2 Ω,整个装置处于垂直导轨平面磁感应强度B=1 T的匀强磁场中.一质量m=2 kg的金属棒在恒定的水平拉力F=10 N的作用下,在导轨上由静止开始向左运动,运动中金属棒始终与导轨垂直.导轨及金属棒的电阻不计,下列说法正确的是
A.产生的感应电流方向在金属棒中由b指向a
B.金属棒向左做先加速后减速运动直到静止
C.金属棒的最大速度为20 m/s
D. 电阻R的最大热功率为20W
二,多项选择题(该题有4个小题,每小题至少有两个答案是正确的,每小题4分,共16分)
9. 如图所示,有两根与水平方向成角的光滑平行的足够长的金属导轨。滑动变阻器接入电路的电阻值为R(最大阻值足够大),导轨的宽度L=0.5 m,空间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度的大小B=1 T。一根质量m=1 kg、内阻r=1的金属杆从导轨上端由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度达到最大速度,取g=10m/s2,不计导轨电阻,则有
A.R越小,越大
B.金属杆的最大速度大于或等于20 m/s
C.若R不变,m变小,则变大
D.若R=1,则金属杆的最大速度为40 m/s
10. 如图所示,电阻不计的平行金属导轨与水平面间的倾角为θ,下端与阻值为R的定值电阻相连,磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一质量为m,长为L的导体棒从ab位置获得平行于斜面的、大小为 的初速度向上运动,最远到达a’ba’的位置,滑行的距离为s。已知导体棒的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为,则
A.上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B.上滑过程中电流做功产生的热量为
C.上滑过程中导体棒克服安培力做的功为
D.上滑过程中导体棒损失的机械能为
11. 如图所示,足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时,棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中
A.加速度大小为 B.下滑位移大小为
C.产生的焦耳热为qBLv D.受到的最大安培力大小为
12. 如图所示,边长为L的正方形线圈abcd,其匝数为n,总电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕OO′轴匀速转动,下列判断正确的是
A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL2ωsinωt
B.在t=时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率也为零
C.从t=0 时刻到t=时刻,电阻R上产生的热量为Q=
D.从t=0 时刻到t=时刻,通过R的电荷量q=
三,实验题(该题有两个小题,每个小问4分,共12分)
13. 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流入时,指针向右偏转.下列说法哪些是正确的:
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时,电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止,电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后,将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流表指针向左偏
14. 我们通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律.以下是探究过程的一部分.
(1)如图甲所示,当磁铁的N极向下运动时,发现电流表指针偏转,若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须知道__________________________________________________________________________________
(2)如图乙所示,实验中发现闭合开关时,电流表指针向右偏.电路稳定后,若向左移动滑动触头,此过程中电流表指针向________偏转;若将线圈A抽出,此过程中电流表指针向________偏转(均选填“左”或“右”).
四.计算题 (该题共3个小题,8+16+16=40分)
15. 如图甲所示,不计电阻的平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R=3 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场,现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落过程中始终与导轨保持良好接触,杆下落过程中的v-t图象如图乙所示(取g=10 m/s2).求:
(1)磁感应强度B的大小.
(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量.
16. 如图所示,在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中,有一边长为L=10cm,匝数N=100匝,总电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO/轴匀速转动,转速 r/s,有一电阻R=9Ω,通过电刷与两滑环接触,R两端接有一理想交流电压表,求:
(1)若从线圈通过中性面时开始计时,写出电动势的瞬时表达式.
(2)电压表的示数.
(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功.
(4)从图中所示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量
17. 如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角=300的斜面上,导轨电阻不计,间距L=0.4m.导轨所在空间被分成区域I和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN,I中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁场感应度大小均为B=0.5T,在区域I中,将质量m1=0.1kg,电阻R1=0.1的金属条ab放在导轨上,ab刚好不下滑.然后,在区域Ⅱ中将质量m2=0.4kg,电阻R2=0.1的光滑导体棒cd置于导轨上,由静止开始下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与轨道垂直且两端与轨道保持良好接触,取g=10m/s2,问:(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.