陕西省延安市黄陵县2016-2017学年高二物理下学期第一次月考试题(普通班)
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,时间90分钟
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( )
A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
2.闭合线框abcd,自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场,当它经过如图1所示的三个位置时,感应电流的方向是( )
图1
A.经过
Ⅰ
时,a→d→c→b→a
B.经过
Ⅱ
时,a→b→c→d→a
C.经过
Ⅱ
时,无感应电流
D.经过
Ⅲ
时,a→b→c→d→a
3.如图2所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为( )
图2
A.外环顺时针、内环逆时针
B.外环逆时针,内环顺时针
C.内、外环均为逆时针
D.内、外环均为顺时针
4.一无限长直导体薄板宽为l,板面与z轴垂直,板的长度方向沿y轴,板的两侧与一个电压表相接,如图所示,整个系统放在磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向沿z轴正方向。如果电压表与导体薄板均以速度v向y轴正方向移动,则电压表指示的电压值为
( )
A.0
BBlv
C.BLv
D.2Blv
5.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t发生如图乙所示变化时,下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是
( )
6.如图所示,一电阻为R的导线弯成半径为a的半圆形闭合回路,虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面,回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直,从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列结论中正确的是
( )
A.圆心到达磁场边界时感应电流方向发生改变
B.CD段直线始终不受安培力作用
C.感应电动势平均值为πBav
D.通过导线横截面的电荷量为
7.如图
水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点.棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好.下列说法正确的是( )
A.在运动过程中拉力的大小不断变化
B.棒通过整个圆环所用的时间为
C.棒经过环心时流过棒的电流为
D.棒经过环心时所受安培力的大小为
8.如图
所示,光滑的“”形金属导体框竖直放置,质量为m的金属棒MN与框架接触良好,磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反,但均垂直于框架平面,分别处在abcd和cdef区域.现从图示位置由静止释放金属棒MN,金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动.下列说法正确的有( )
A.若B2=B1,则金属棒进入cdef区域后将加速下滑
B.若B2=B1,则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑
C.若B2<B1,则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑
D.若B2>B1,则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑
9.如图
所示,两水平放置的平行金属板M、N放在匀强磁场中,导线ab贴着M、N边缘以速度v向右匀速滑行.当一带电粒子以水平速度v0射入两板间后,能保持匀速直线运动.该带电粒子可能( )
A.带正电,速度方向向左
B.带负电,速度方向向左
C.带正电,速度方向向右
D.带负电,速度方向向右
10.等离子气流由左方连续以速度v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中,ab直导线与P1、P2相连接,线圈A与直导线cd连接。线圈A内有随图乙所示变化的磁场,且磁场B的正方向规定为向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是
( )
A.0~1s内ab、cd导线互相排斥
B.1~2s内ab、cd导线互相吸引
C.2~3s内ab、cd导线互相吸引
D.3~4s内ab、cd导线互相排斥
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分。把答案直接填在横线上)
11.下图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材示意图.
(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路.
(2)哪些操作可以使电流表的指针发生偏转?
①____________________________________________________.
②____________________________________________________.
(3)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向________偏转.(填“左”或“右”)
12.有一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手连成一串,另一位同学用导线将电池、镇流器、开关与首、尾两位同学两个空着的手相连,如图所示,在电路通或断时就会使连成一串的同学有触电感觉,该实验的原理是__________________;
人有触电感觉时电路是接通还是断开的瞬间?________________________,
因为___________________________________________________________。
13.法拉第发现了电磁感应现象之后,又发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机,揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。法拉第圆盘发电机的原理如图所示,将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间,并使盘面与磁感线垂直,盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B,两电刷与灵敏电流计相连。当金属盘绕中心轴按图示方向转动时,则电刷A的电势________电刷B的电势(填高于、低于或等于);若仅提高金属盘转速,灵敏电流计的示数将________;(填增大、减小或不变);若仅将滑动变阻器滑动头向左滑,灵敏电流计的示数将______(填增大、减小或不变)
三、论述·计算题(共4小题,42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(9分)如图甲所示,截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中。磁场方向垂直纸面,其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,设向外为B的正方向。R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,线圈的内阻不计,求电容器上极板所带电荷量并说明正负。
15.(10分)如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5
T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab的长度与导轨宽度均为L=0.2
m,电阻R=1.0
Ω.导轨电阻不计,当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,均标有“6
V 3
W”字样的两小灯泡恰好正常发光,求:
(1)通过ab的电流的大小和方向;
(2)ab运动速度的大小;
(3)电路的总功率.
16.(11分))如图所示,间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置,ab是电阻为R0的金属棒,可紧贴导轨滑动,导轨右侧连接水平放置的平行板电容器,板间距为d,板长也为L,导轨左侧接阻值为R的定值电阻,其它电阻忽略不计。轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下,电容器处的磁场垂直纸面向里,磁感应强度均为B。当ab以速度v0向右匀速运动时,一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内,恰好做匀速圆周运动,并刚好从C板右侧边缘离开。求:
(1)AC两板间的电压U;
(2)带电颗粒的质量m;
(3)带电颗粒的速度大小v。
17.(12分)均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m,将其置于磁感应强度为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c、d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。
参考答案
1、 A
2、C
3
B
4
A
5
A
6
D
7
AD
8
BC
9
CD
10
BD
11、(1)如图所示.
①将开关K闭合(或者断开)
②将螺线管A插入(或拔出)螺线管B (3)右12、答案:镇流器的自感现象 断开瞬间 只有在电路断开时才能产生很高的自感电动势,使人产生触电的感觉
13、答案:低于;增大;减小
14、答案:7.2×10-6C 上极板带正电
解析:E=nS=100××0.2V=0.4V
电路中的电流I==A=0.04A
所以UC=U2=IR2=0.04×6V=0.24V
Q=CUC=30×10-6×0.24C=7.2×10-6C
由楞次定律和安培定则可知,电容器的上极板带正电。
15、解析:(1)每个小灯泡中的电流为I1==0.5
A
则ab中的电流为I=2I1=1
A
由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a.
(2)ab产生的感应电动势:
E=U1+IR=6
V+1×1.0
V=7
V
由E=BLv,知ab的运动速度v==70
m/s.
(3)电路的总功率P=IE=7
W.
答案:(1)1
A 由b到a (2)70
m/s (3)7
W
16、答案:(1) (2)
(3)
解析:(1)由法拉第电磁感应定律,ab棒的电动势为:
E=BLv0
设AC间的电压为U,由闭合电路欧姆定律,得:
I=,又U=IR
解得:U=
(2)带电颗粒恰好做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡有:q=mg
解得:m=
(3)颗粒做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:
qvB=m
颗粒运动轨迹如图所示,由几何关系可得:
L2+(r-d)2=r2
解得:v=
解析:(1)线框在cd边进入磁场前机械能守恒,当cd边刚进入磁场时,由mv2=mgh得线框速度
v=
线框中产生的感应电动势
E=BLv=BL。
(2)此时线框中电流I=
c、d两点间的电势差
U=IBL。
(3)cd边受安培力F=BIL=
根据牛顿第二定律mg-F=ma
由a=0解得下落高度满足h=。
答案:(1)BL (2)BL
(3)h=