江苏省淮安市田家炳中学2015-2016学年高二下学期期中考试物理试题

淮阴师院附属中学2015～2016学年度第二学期期中考试
高二年级物理试卷
命题人：吴飞 审核人：赵志东 分值120分 考试时间：100分钟
一、单项选择题（共16题，每题4分，共64分）
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是(　　)
A．小磁针在通电导线附近发生偏转
B．通电线圈在磁场中转动
C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流
D．磁铁吸引小磁针
2．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出(　　)
A．此时此地一定没有磁场
B．此时此地一定没有磁场的变化
C．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化
D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化
3．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，不正确的说法是(　　)
A．库仑发现了电流的磁效应
B．爱因斯坦创立了相对论
C．法拉第发现了电磁感应现象
D．牛顿提出了万有引力定律奠定了天体力学的基础
4．关于磁通量，下列说法中正确的是(　　)
A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
5．如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变 ( http: / / www.21cnjy.com )阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G没有示数的是(　　)
A．开关闭合瞬间
B．开关闭合一段时间后
C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端
D．开关断开瞬间
6.物理学的基本原理在生产生活中有着广泛的应用。下面列举的四种器件中,利用电磁感应原理工作的是(　　)
A.示波管 B.电磁炉 C.回旋加速器 D.电饭锅
7．如图所示，通电直导线下边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面．若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将(　　)
A．逐渐增大　　　 　B．逐渐减小
C．保持不变 D．不能确定
8．如图甲所示，一矩形线圈abcd位于一随 ( http: / / www.21cnjy.com )时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面向里，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示．以I表示线圈中的感应电流(图甲中线圈上箭头方向为电流的正方向)，则下列选项中能正确表示线圈中电流I随时间t变化规律的是 (　　)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
( http: / / www.21cnjy.com )
9．在下列选项所示的四种磁场变化情况中能产生恒定的感生电场的是 (　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
10．在空间某处存在一变化的磁场，则 (　　)
A．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定会产生感应电流
B．在磁场中放一闭合线圈，线圈中一定不会产生感应电流
C．在磁场中不放闭合线圈，在变化的磁场周围一定不会产生电场
D．在磁场中放不放闭合线圈，在变化的磁场周围都会产生电场
11．如图所示，在匀强磁场中，MN和PQ是 ( http: / / www.21cnjy.com )两条平行的金属导轨，而ab与cd为串联有电压表和电流表的两根金属棒，当两棒以相同速度向右运动时，正确的是(　　)
A．电压表有读数，电流表有读数
B．电压表无读数，电流表无读数
C．电压表有读数，电流表无读数
D．电压表无读数，电流表有读数
12.下列说法正确的是(　　)
A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大
13.如图所示,通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面,位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时,线圈所受安培力的合力方向(　　)
A.向左 B.向右
C.垂直纸面向外 D.垂直纸面向里
14．如图所示，ab和cd ( http: / / www.21cnjy.com )是位于水平面内的平行金属轨道，间距为l，其电阻可忽略不计，ac之间连接一阻值为R的电阻．ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ad和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为(　　)
A. B. C. D.
15．水平固定的大环中通过恒定的强电流 ( http: / / www.21cnjy.com )I，从上向下看为逆时针方向，如图1所示，有一小铜环，从上向下穿过大圆环，且保持环面与大环平行且共轴，下落过程中小环中产生感应电流的过程是(　　)
A．只有小环在接近大环的过程中
B．只有小环在远离大环的过程中
C．只有小环在经过大环的过程中
D．小环下落的整个过程
16．如图所示，在一均匀磁场中有一 ( http: / / www.21cnjy.com )导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一段导体杆，它可在ab，cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则(　　)
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
二、填空（每空3分，共9分）
17、一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________ Wb；磁通量的平均变化率是______ Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是_______ V.
三、计算题（18题16分，19题15分，20题16分，共47分）
18．（16分）如图所示，水平放置 ( http: / / www.21cnjy.com )的平行金属导轨，相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：
(1)ab棒中感应电动势的大小；
(2)回路中感应电流的大小；
(3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．
19.(15分)如图所示,匝数N=100、截面积S=0.2 m2、电阻r=0.5 Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内,磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t(T)的规律变化。处于磁场外的电阻R1=3.5 Ω,R2=6 Ω,电容C=30 μF,开关S开始时未闭合,
求:
(1)闭合S后,线圈两端M、N间的电压UMN和电阻R2消耗的电功率。
(2)闭合S一段时间后又打开S,则S断开后通过R2的电荷量为多少
20．(16分)如图所示，固定的水平光滑金属 ( http: / / www.21cnjy.com )导轨，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度v0，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力．
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为Ep，则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少？
(3)导体棒往复运动，最终将静止于何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q为多少？
答 案
一、单选题（共16题，每题4分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D A C B B B C
题号 9 10 11 12 13 14 15 16
答案 C D B D B A D A
二、填空（每空3分）
17、 4×10－4 Wb、
8×10－3 Wb/s、
1.6 V.
解析　磁通量的变化量为ΔΦ＝ΔB·Ssin θ
＝(0.5－0.1)×20×10－4×0.5 Wb
＝4×10－4 Wb
磁通量的平均变化率为
＝ Wb/s＝8×10－3 Wb/s
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为：
E＝n＝200×8×10－3 V＝1.6 V.
三、计算题
18、（16分）
答案　(1)0.80 V　(2)4.0 A　(3)0.8 N
解析　(1)根据法拉第电磁感应定律，ab棒中的感应电动势为E＝Blv＝0.40×0.50×4.0 V＝0.80 V
(2)感应电流大小为I＝＝ A＝4.0 A
(3)由于ab棒受安培力F＝IlB＝4.0×0.50×0.40 N＝0.8 N，故外力的大小也为0.8 N.
19、（15分）
答案:(1)0.38 V　9.6×10-3 W　(2)7.2×10-6 C
解析:等效电路如图所示:
(1)线圈中感应电动势
E=N=NS
=100×0.02×0.2 V=0.4 V
通过电源的电流
I= A=0.04 A
线圈两端M、N两点间的电压
UMN=E-Ir=0.4 V-0.04×0.5 V=0.38 V
电阻R2消耗的电功率
P2=I2R2=0.04×0.04×6 W
=9.6×10-3 W。
(2)闭合S一段时间后,电路稳定,电容器C相当于开路,其两端电压UC等于R2两端的电压,即
UC=IR2=0.04×6 V=0.24 V
电容器充电后所带电荷量为Q=CUC=30×10-6×0.24 C=7.2×10-6 C
当S再断开后,电容器通过电阻R2放电,通过R2的电荷量为7.2×10-6 C。
20、（16分）
答案　(1) 水平向左　(2) W1＝Ep－mv02 Q1＝mv02－Ep
(3)初始位置　mv02
解析　(1)初始时刻棒中感应电动势
E＝BLV0①
棒中感应电流I＝②
作用于棒上的安培力F＝BIL③
联立①②③得：F＝
由右手定则和左手定则判断可知，安培力方向水平向左．
(2)由功和能的关系，得
安培力做功W1＝Ep－mv02
电阻R上产生的焦耳热Q1＝mv02－Ep
(3)由能量转化及平衡条件等，可判断：
棒最终将静止于初始位置
Q＝　mv02