2020-2021学年山东省济宁市鱼台县第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

这是一份2020-2021学年山东省济宁市鱼台县第一中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版，共10页。试卷主要包含了④ (1分）等内容，欢迎下载使用。

1.答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考号等填写在答题纸指定位置，并用铅笔涂上考号。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A.库仑 B.霍尔 C.法拉第 D.洛伦兹
2. 在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子(重力不计)可能沿水平方向向右做直线运动的是( )
3.如图所示，虚线左侧的匀强磁场磁感应强度为B1，虚线右侧的匀强磁场磁感应强度为B2，且B1＝2B2，当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时，粒子的( )
A．速率将加倍
B．轨迹半径将减半
C．周期将加倍
D．做圆周运动的角速度将加倍
4.一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为( )
A．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
5.如图所示,圆形闭合线圈a平放在绝缘水平桌面上,在a的中心静止放置一条形磁铁。把条形磁铁竖直向上移走的过程中,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈a的磁通量增加
B.线圈a中不会产生感应电流
C.线圈a对水平桌面的压力小于其重力
D.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流
6.如图甲所示,10匝的线圈内有一垂直纸面向里的磁场,线圈的磁通量在按图乙所示规律变化,下列说法正确的是( )
A.电压表读数为20 V
B.电压表读数为15 V
C.电压表“+”接线柱接B端
D.电压表“+”接线柱接A端
7.如图所示，宽为2L且上、下边界都水平的匀强磁场区域的正上方有一个高为L的闭合矩形线框由静止从某高处释放，线框竖直下落过程中，下边始终保持水平，磁感应强度方向垂直于线框平面向里，线框第一次从某高度由静止下落后，恰好匀速进入磁场，第二次调整下落高度后，线框恰好匀速穿过磁场下边界，用I1、I2分别表示第一次、第二次在整个进出磁场区域的过程中线框的感应电流大小，则下列反映线框的感应电流随位移变化的图像中可能正确的是( )
8.如图所示，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的离子，从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块正对面积为S，相距为d的平行金属板，与外电阻R相连构成电路．设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g，则流过外电阻R的电流I及电流方向为( )
A.eq \f(BdvS,SR＋gd)，B→R→A B.eq \f(BdvSg,gSR＋d)，A→R→B
C.eq \f(Bdv,R)，B→R→A D.eq \f(Bdv,R)，A→R→B
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.一个用于加速质子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与交流电源相连．设质子的质量为m、电荷量为q，则下列说法正确的是( )
A．D形盒之间交变电场的周期为eq \f(2πm,qB)
B．质子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
C．质子被加速后的最大速度随B、R的增大而增大
D．质子离开加速器时的最大动能与R成正比
10.如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈．图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n，电阻为r，横截面积为S，两端a、b连接车载变流装置，匀强磁场平行于线圈轴线向上穿过线圈．下列说法正确的是( )
只要送电线圈N中有电流流入，受电线圈M两端一定可以获得电压
只要受电线圈两端有电压，送电线圈中的电流一定不是恒定电流
C．当线圈M中磁感应强度均匀增加时，M中有电流从a端流出
D．若Δt时间内，线圈M中磁感应强度均匀增加ΔB，则M两端的电压为eq \f(nSΔB,Δt)
11.如图所示，光滑导轨的倾斜部分和水平部分在处平滑连接，导轨间距为L。导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为R的电阻。现让质量为m、阻值也为R的金属棒a从距水平导轨高h处由静止释放，金属棒到达位置时的速度是到达位置时速度的倍，并最终停止在水平导轨上。金属棒与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
金属棒运动到时加速度的大小为
金属棒刚进入磁场时回路中的电流大小为
C. 在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热为
D. 金属棒从运动到的过程中通过金属棒导体截面的电荷量为
12.如图所示,电灯A和B与固定电阻的电阻均为R,L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法正确的是( )
A.A灯将比原来更亮一些后再熄灭
B.B立即熄灭
C.有电流通过B灯,方向为c→d
D.有电流通过A灯,方向为b→a
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)观察如图实验装置，实验操作中，当导体棒AB沿着磁感线方向上下运动时，电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)；当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时，电流计指针________(选填“偏转”或“不偏转”)；若流入电流计的电流从右接线柱进入，指针就往右偏转，则为使图中电流计指针往左偏转，导体棒AB应往________(选填“上”“下”“左”“右”)运动．
14.(8分)按照如图所示进行实验。
(1)分别接通“1、4”和“2、3”,导线偏转的角度不同,说明导线受到的力的大小与 有关。
(2)只上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(3)只改变导线中电流的方向,导线受力的方向 (选填“改变”或“不改变”)。
(4)通过实验说明:安培力的方向与磁场方向、电流方向之间的关系满足 。
15.(8分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.5 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力大小．
16.(9分)如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合．磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T．在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域．求线圈在上述过程中
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q.
17.(13分)如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中,金属框平面与磁场方向垂直,电阻R=0.1 Ω,边长l=0.2 m。求:
(1)在t=0到t=0.1 s时间内，金属框中感应电动势E；
(2)t=0.05 s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；
(3)在t=0到t=0.1 s时间内，金属框中电流的电功率P。
18.(16分)如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上y＝h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x＝2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场．不计粒子重力．求：
(1)电场强度的大小E.
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r.
(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.
2021年鱼台县第一中学高二下学期4月月考物理试题参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.解析 选C。线圈中接高频交流电源,交变电流产生的交变磁场通过圆管,在圆管中产生交变电流,这是电磁感应现象,是法拉第发现的,C正确,A、B、D错误。
2.解析：选B。在A图中，电子向右运动，受力如图电子做曲线运动，A错误；在B图中，电子只受向左的电场力，不受洛伦兹力，只要电子v足够大，可以向右做匀减速直线运动，通过电磁场，B正确；在C图中，向右运动电子所受电场力，洛伦兹力均竖直向下，与v不共线，做曲线运动，C错误；在D图中，向右运动电子所受电场力，洛伦兹力均竖直向上，与v不共线，做曲线运动，D错误．
3.解析：选C。带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹半径R＝eq \f(mv,qB)，周期T＝eq \f(2πm,qB)，角速度ω＝eq \f(2π,T)＝eq \f(qB,m)，洛伦兹力不做功，B1＝2B2，故由B1进入B2后v不变，R加倍，T加倍，ω减半，C正确．
4.解析：选A。先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示．可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动，再分析导线转过90°时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向，如图乙所示，可知导线还要靠近螺线管，所以A正确，B、C、D错误．
5.解析 选C。根据楞次定律可知:当条形磁铁沿轴线竖直向上移走时,闭合线圈a内的磁通量向上减小,因此a中一定产生俯视逆时针方向的感应电流,故A、B、D错误;导体线圈作出的反应是面积有扩大的趋势,同时有靠近磁铁的趋势,则线圈a对桌面的压力减小,故压力小于重力,故C正确。
6.解析 选D。根据法拉第电磁感应定律可得E=n QUOTE =10× QUOTE V=10 V,A、B错误;线圈中垂直纸面向里的磁通量在增大,所以根据楞次定律可得线圈中的电流方向是逆时针,所以A端是正极,B端是负极,故电压表“+”接线柱接A端,D正确,C错误。
7.解析 选A。线框第一次从某高度由静止下落后，恰好匀速进入磁场，说明安培力与重力大小相等，方向相反，即mg=BI0L，其中：I0= QUOTE = QUOTE ，由于速度不变，所以感应电流的大小不变；线框完全在磁场中运动时，线框中没有感应电流，则没有安培力，线框做加速运动，速度增大，所以线框的下边刚出磁场时线框的速度大于v0，所以感应电流大于I0，线框受到的安培力大于mg，线框做减速运动，速度逐渐减小，所以安培力逐渐减小，线框做加速度逐渐减小的加速运动。若减速至v0时，安培力再次等于重力，线框重新做匀速运动。不存在速度小于v0的情况，所以线框中的电流不会小于I0，故A项正确，B项错误。第二次调整下落高度后，线框恰好匀速穿过磁场下边界，说明线框到达下边的速度是v0。由于线框完全在磁场中运动时，线框中没有感应电流，则没有安培力，线框做加速运动，速度增大，所以线框完全进入磁场时的速度一定小于v0，则进入磁场的过程中产生的感应电流一定小于I0，所以安培力一定小于重力，线框加速度的方向向下，线框在进入磁场的过程中一定一直做加速运动，此过程中电流一直增大且小于I0，故C、D项错误。
8.解析：选B。由左手定则知，正离子向上偏，负离子向下偏，故电流方向为A→R→B，设带电离子电荷量为q，由qeq \f(E,d)＝qvB，I＝eq \f(E,R＋r)，r＝ρeq \f(d,S)，ρ＝eq \f(1,g)，联立解得I＝eq \f(BdvSg,gSR＋d)，故选B.
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.解析：选AC。
D形盒之间交变电场的周期等于质子在磁场中运动的周期，A项正确；由r＝eq \f(mv,qB)得：当r＝R时，质子有最大速度vm＝eq \f(qBR,m)，即B、R越大，vm越大，vm与加速电压无关，C正确，B错误；质子离开加速器时的最大动能Ekm＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,m)＝eq \f(q2B2R2,2m)，故D错误．
10.解析：选BC。若送电线圈N中有恒定电流，则产生的磁场不变化，在受电线圈中不会产生感应电流，受电线圈两端也就不会获得电压，故A错误；如果受电线圈两端有电压，说明穿过受电线圈的磁场变化，此时送电线圈中的电流一定不是恒定电流，故B正确；穿过线圈M的磁感应强度均匀增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场向下，故感应电流方向从b向a，即电流从a端流出，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，有E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nSeq \f(ΔB,Δt)，由闭合电路欧姆定律得M两端的电压U＝eq \f(E,R＋r)R＝eq \f(nSΔBR,ΔtR＋r)，其中R为受电线圈M外接电路的电阻，故D错误．
11.选AD
12.解析 选B、D。当断开S2而只闭合S1时,A、B两灯一样亮,可知线圈L的电阻也是R,在S1、S2闭合时,IA=IL,故当S2闭合、S1突然断开时,流过A灯的电流只是方向变为b→a,但其大小不突然增大,A灯不出现更亮一下再熄灭的现象,故D项正确,A项错误。由于固定电阻R几乎没有自感作用,故断开S1时,B灯电流迅速变为零,而立即熄灭,故B项正确,C项错误。综合上述分析可知,本题正确选项为B、D。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.(6分)答案：不偏转(2分) 偏转(2分) 右(2分)。解析：当导体棒AB沿着磁感线方向上下运动时，不切割磁感线，无感应电流产生，则电流计指针不偏转；当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时，切割磁感线，有感应电流产生，则电流计指针偏转；若流入电流计的电流从右接线柱进入，指针就往右偏转，则为使图中电流计指针往左偏转，即电流从左端流入，则根据右手定则可知，导体棒AB应往右运动．
14.(8分)答案：(1)导线在磁场中的长度(2分) (2)改变(2分) (3)改变(2分) (4)左手定则(2分)
15.(8分)答案：(1)1.5 A (2)0.3 N (3)0.06 N
解析：(1)根据闭合电路欧姆定律I＝eq \f(E,R0＋r)＝1.5 A．(2分)
(2)导体棒受到的安培力
F安＝BIL＝0.3 N．(2分)
(3)导体棒受力分析如图，将重力正交分解
F1＝mgsin 37°＝0.24 N，(1分)
F1解得Ff＝0.06 N．(2分)
16.(9分)答案：(1)0.8 V (2)0.8 N (3)0.32 J
解析：(1)感应电动势E＝Blv代入数据得E＝0.8 V．(2分)
(2)感应电流I＝eq \f(E,R) （1分）
拉力的大小等于安培力F＝BIl （1分）
解得F＝eq \f(B2l2v,R) (1分)
代入数据得F＝0.8 N(1分)
(3)运动时间t＝eq \f(2l,v)(1分)
焦耳定律Q＝I2Rt(1分)
解得Q＝eq \f(2B2l3v,R)，代入数据得Q＝0.32 J(1分)
17.(13分)答案:(1)0.08 V (2)0.016 N 方向垂直于ab向左 (3)0.064 W
解析：(1)在t=0到t=0.1 s的时间Δt内,磁感应强度的变化量ΔB=0.2 T,设穿过金属框的磁通量变化量为ΔΦ,有
ΔΦ=ΔBl2 ①(2分)
由于磁场均匀变化,所以金属框中产生的电动势是恒定的,有
E= QUOTE ②(1分)
联立①②式,代入数据,解得
E=0.08 V ③(2分)
(2)设金属框中的电流为I,由闭合电路欧姆定律,有
I= QUOTE ④(1分)
由图可知,t=0.05 s时,磁感应强度为B1=0.1 T,金属框ab边受到的安培力
F=IB1l ⑤(1分)
联立①②④⑤式,代入数据,解得
F=0.016 N ⑥(2分)
方向垂直于ab向左。 ⑦(1分)
(3)在t=0到t=0.1 s时间内,金属框中电流的电功率
P=I2R ⑧(1分)
联立①②④⑧式,代入数据,解得
P=0.064 W ⑨(2分)
18.(16分)答案：(1)eq \f(mv\\al(2,0),2qh) (2)eq \f(\r(2)mv0,Bq) (3)eq \f(2h,v0)＋eq \f(3πm,4Bq)
解析：(1)设粒子在电场中运动的时间为t1
则有2h＝v0t1，① (1分）
h＝eq \f(1,2)ateq \\al(2,1)② (1分）
根据牛顿第二定律得Eq＝ma③ (1分）
解得E＝eq \f(mv\\al(2,0),2qh).④ (1分）
(2)设粒子进入磁场时速度为v，
在电场中，由动能定理得
Eqh＝eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \\al(2,0)⑤ (2分）
由④⑤得v＝eq \r(2)v0⑥ (1分）
由几何关系知，粒子射入磁场速度与x轴夹角为45°.
粒子的运动轨迹如图所示
又Bqv＝eq \f(mv2,r)⑦ (2分）
联立⑥⑦，解得r＝eq \f(\r(2)mv0,Bq).⑧ (1分）
(3)粒子在电场中运动的时间t1＝eq \f(2h,v0)⑨ (1分）
粒子在磁场中运动的周期T＝eq \f(2πm,Bq)⑩ (2分）
设粒子在磁场中运动的时间为t2，由几何关系可得
t2＝eq \f(135°,360°)·T＝eq \f(3,8)T，⑪ (2分）
联立⑨⑩⑪解得
t＝t1＋t2＝eq \f(2h,v0)＋eq \f(3πm,4Bq). (1分）