山西省大同市浑源县第七中学校2022-2023学年高二下学期第二次月考物理试题

这是一份山西省大同市浑源县第七中学校2022-2023学年高二下学期第二次月考物理试题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
试题满分：100分 考试时间：90分钟
一、单选题（共8小题）
1. (4分)以下现象中属于涡流现象的应用的是( )
A. 某家用电烤箱B. 监考老师手中的探测仪
C. 高压带电作业屏蔽服D. 车载充电器
2. (4分)如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．下列说法中正确的是( )

A. 线圈中的感应电流沿顺时针方向B. 电阻R两端的电压随时间均匀增大
C. 电阻R两端的电压保持0.1 V不变D. 通过电阻R的电流为0.02 A
3. (4分)如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，若规定顺时针方向为感应电流的正方向，下列各图中正确的是( )
A. B. C. D.
4. (4分)如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一个总电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴匀速转动(O轴位于磁场边界)，周期为T，t＝0时刻线框置于如图所示位置，则线框内产生的感应电流的图像为(规定电流顺时针方向为正)( )
A. B.
C. D.
5. (4分)如图所示，在一匀强磁场中有一U形导线框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的一根导体棒，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻均可不计．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
6. (4分)如图所示是法拉第做电磁感应实验的示意图，分析这个实验，下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
B. 断开开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流
C. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，电流表G中有b→a的感应电流
D. 闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G中有b→a的感应电流
7. (4分)如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光．某时刻将开关S断开，则下列判断正确的是( )
A. M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭
B. M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C. N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
D. N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
8. (4分)如图所示，相距为L的两根足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ，上端接有定值电阻R，其余电路电阻都不计，匀强磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小为B.现将质量为m的导体棒由静止释放，当棒下滑到稳定状态时，速度为v.下列说法错误的是( )
A. 导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动
B. 当导体棒速度达到时加速度大小为gsinθ
C. 导体棒的a端电势比b端电势高
D. 导体棒达到稳定状态后，电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功
二、多选题（共4小题）
9. (4分)下列图像描述的电流属于交变电流的是( )
A. B.
C. D.
10. (4分)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向且与线圈共面的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示．以下判断正确的是( )
A. 通过电阻R的电流的最大值为10A
B. 线圈转动的角速度为50π rad/s
C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D. 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
11. (4分)关于感应电动势，下列说法正确的是( )
A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势一定越大
B. 穿过回路的磁通量变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关
C. 穿过回路的磁通量的变化率为零，回路中的感应电动势一定为零
D. 某一时刻穿过回路的磁通量为零，回路中的感应电动势一定为零
12. (4分)如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上，导体棒垂直于导轨放置．t＝0时，棒ab以初速度v0沿导轨向右滑动．两导体棒的质量都为m，两导体棒接入回路的电阻都为R，其余部分的电阻忽略不计，磁感应强度为B，两导轨间距为L，下列说法正确的是( )
A. 两导体棒最后的速度都为零B. 导体棒ab的最大加速度为
C. 导体棒cd产生的电热为D. 通过导体棒cd的电荷量为
三、实验题（共2小题）
13. (6分)如图所示，在图(1)中，G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况．今使它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图(2)中的条形磁铁的运动方向是________；图(3)中电流计的指针将向__________偏转；图(4)中的条形磁铁上端为________极．
14. (8分)(1)如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置：
①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转(填“向左”“向右”或 “不”)；
②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；
A．插入铁芯 B．拔出A线圈
C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S瞬间
(2)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图甲中所示，即电流从电流表G的左接线柱流入时，指针也从中央向左偏．今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向向________(填“上”或“下”)；图丁中的条形磁体下端为________极(填“N”或“S”)．
四、计算题（共4小题）
15. (7分)如图甲，1 000匝的线圈(图中只画了1匝)两端与一个R＝4 Ω的电阻相连，线圈面积S＝2×10－2m2、电阻r＝1 Ω。线圈中的磁感应强度按图乙所示规律变化，取垂直纸面向里为正方向。求：
(1)0～3 s内，回路中的感应电动势及通过电阻R的感应电流方向；
(2)t＝5 s时，电阻R两端的电压U。
16. (9分)如图所示是一个水平放置的导体框架，宽度L＝1.50 m，接有电阻R＝0.20 Ω，设匀强磁场和框架平面垂直，磁感应强度B＝0.40 T，方向如图。今有一导体棒ab垂直跨放在框架上，并能无摩擦地沿框架滑动，框架及导体棒ab电阻均不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，试求：
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小。
(2)回路上感应电流的大小。
(3)导体棒ab所受的外力的大小。
17. (10分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：
(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值．
(2)从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始感应电动势的瞬时值表达式．
(3)由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值．
(4)线圈从开始计时经s时线圈中感应电流的瞬时值．
(5)外电路R两端电压的瞬时值表达式．
18. (12分)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距L＝1 m，上端连接一个阻值R＝3 Ω的电阻，导轨平面与水平面夹角α＝37°，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．已知金属棒ab的质量为m＝0.5 kg，阻值r＝1 Ω，磁场的磁感应强度B＝1 T，重力加速度g取10 m/s2，导轨电阻不计．金属棒ab从静止开始运动，若金属棒下滑距离为s＝20 m时速度恰好达到最大．求：(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
(1)金属棒刚开始运动时的加速度；
(2)金属棒达到的最大速度；
(3)金属棒由静止开始下滑距离为s的过程中，金属棒上产生的焦耳热．
高二物理答案
1. 【答案】B
【解析】电烤箱是利用电流发热的原理，A错误；监考老师手中的探测仪，可以探测人身是否携带通讯设备(金属物品)，是通过物体上产生涡流而使报警器发出警告的，B正确；工人穿上屏蔽服可以高压带电作业是利用静电屏蔽原理，C错误；车载充电器是电容器，D错误。
2. 【答案】D
【解析】A错：根据楞次定律可知，穿过线圈的磁通量增大，方向垂直线圈平面向里，则线圈中的感应电流沿逆时针方向．
B、C错，D对：由法拉第电磁感应定律E＝n可得：感应电动势E＝100××200×10－4V＝0.1 V；
电流I＝＝A＝0.02 A；电阻R两端的电压U＝IR＝0.02×4 V＝0.08 V.
3. 【答案】D
【解析】0～1 s内，磁感应强度B均匀增大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势E＝恒定，由欧姆定律知，电流i＝恒定；由楞次定律可知，电流方向为逆时针方向，即负方向，在it图像上，是一段平行于t轴的直线，且为负值，可见，选项A、C错误；在1～2 s内，正向的磁感应强度均匀减小，i恒定，由楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向；在2～3 s内，负向的磁感应强度均匀增大，产生的感应电动势E＝恒定，电流i＝恒定，由楞次定律知，电流方向为顺时针方向，即正方向，在it图像上，是一段平行于t轴的直线，且为正值，选项B错误，D正确．
4. 【答案】A
【解析】扇形导线框匀速转动，因此导线框进入磁场的过程中产生的感应电动势是恒定的，则感应电流的大小也是恒定的．当完全进入时，由于磁通量不变，故无感应电流产生．由楞次定律可判断导线框进入磁场时，电流方向为逆时针，故选项A正确．
5. 【答案】A
【解析】ef向右运动，切割磁感线，产生感应电动势和感应电流，会受到向左的安培力而做减速运动，直到停止，但不是匀减速运动，由F＝BIL＝＝ma知，ef做的是加速度逐渐减小的减速运动，故A正确．
6. 【答案】C
【解析】闭合或断开开关S的瞬间，线圈B中的磁通量不变，电流表G中没有感应电流通过，故A、B错误；闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向左移动，线圈A中的电流减小，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下减小，根据楞次定律可知电流表G中有b→a的感应电流；闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，根据安培定则可知线圈B中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知电流表G中有a→b的感应电流，故C正确，D错误．
7. 【答案】D
【解析】开关S闭合稳定时，自感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流I1大于流过B、C灯的电流I2，且电流方向由M到N，因为自感线圈无内阻，故M点电势等于N点电势．当开关S断开，电感线圈会产生自感现象，由楞次定律知，感应电流方向由M到N，电感线圈相当于电源，故N点电势高于M点，流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭．故选D.
8. 【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律可知，金属棒下滑过程中的加速度a＝＝gsinθ－，由此可知，速度增大，则a减小，所以导体棒达到稳定状态前做加速度减小的加速运动，A选项正确；由A选项可知，a＝gsinθ－，当速度v′＝v时，加速度为零，即gsinθ＝，当导体棒速度达到时，加速度a＝gsinθ－＝gsinθ－＝gsinθ，B选项正确；根据右手定则可得，金属棒中的感应电流方向为a→b，由于金属棒相当于电源，所以b端电势高，C选项错误；导体棒达到稳定状态后，根据能量守恒定律可得，电阻R产生的焦耳热等于重力所做的功，D选项正确．
9. 【答案】AD
【解析】电流的大小和方向周期性变化的电流为交变电流，而B、C电流的方向没有发生变化，因此不属于交变电流，而A、D电流的方向发生周期性变化，属于交变电流，故选项A、D正确．
10. 【答案】AC
【解析】由题图乙知，产生的交变电流的最大值为10A，因此通过电阻R的电流的最大值为10A，A项正确；由ω＝可得，线圈转动的角速度为ω＝100π rad/s，B项错误；0.01 s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量为零，即该时刻线圈平面与磁场方向平行，C项正确；根据右手定则可得，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D项错误．
11. 【答案】BC
12. 【答案】BD
【解析】ab棒向右运动，切割磁感线产生感应电流，则受到向左的安培力，从而向左做减速运动，金属棒cd受到向右的安培力作用而做加速运动，随着两棒的速度差的减小安培力减小，加速度减小，当两棒速度相等时，感应电流为零，最终两棒共速，一起做匀速运动，两棒组成的系统受到外力的合力为零，故两棒组成的系统动量守恒，由mv0＝2mv，解得v＝，A错误；刚开始时两棒的加速度最大，根据牛顿第二定律得导体棒ab的最大加速度为a＝＝＝，B正确；根据能量守恒得系统产生的总电热Q＝mv02－×2mv2＝mv02，故导体棒cd产生的电热为，C错误；对导体棒cd根据动量定理得BILΔt＝BLq＝m×，解得q＝，D正确．
13. 【答案】向下 右 N
【解析】由图(1)可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏．图(2)中指针向左偏，可知感应电流的方向在螺线管中是由上到下，根据楞次定律知，条形磁铁S极向下插入．图(3)当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律，可知螺线管中感应电流方向由下到上，则电流从右端流入电流计，指针向右偏；图(4)中可知指针向右偏，则线圈中感应电流的方向从下到上，由楞次定律可知，条形磁铁S极向上拔出，上端为N极．
14. 【答案】(1)①向右 ②BD (2)下 S
【解析】(1)①已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转．
②要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据感应电流的磁场阻碍磁通量变化知，磁通量应减小．
插入铁芯时，B线圈中的磁通量增大，故A错误；拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，故B正确；变阻器的滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故C错误；断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故D正确．
(2)图乙中指针向左偏，可知感应电流的方向沿顺时针(俯视)，感应电流的磁场方向向下，条形磁体的磁场方向向上，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，磁通量增大，条形磁体向下插入．图丁中可知指针向右偏，则感应电流的方向是逆时针(俯视)，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁体向上拔出，即磁通量减小，由感应电流的磁场阻碍磁通量变化可知，条形磁体的磁场方向向上，所以条形磁体上端为N极，下端为S极．
15. 【答案】(1)2 V 由b到a或向上 (2)1.6 V
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律，可知电动势大小为E＝nS＝2 V，根据楞次定律可知线圈中电流始终为顺时针方向，所以通过电阻的感应电流方向为由b到a或向上。
(2)根据闭合电路欧姆定律可知回路中电流为I＝＝0.4 A
根据欧姆定律可知电阻R两端的电压为
U＝IR＝1.6 V
16. 【答案】(1)2.4 V (2)12 A (3)7.2 N
【解析】(1)导体棒ab上的感应电动势的大小
E＝BLv＝0.40 T×1.50 m×4 m/s＝2.4 V
(2)导体棒ab相当于电源，由闭合电路欧姆定律得I＝＝＝12 A
(3)导体棒ab所受外力
F＝F安＝BIL＝0.4 T×12 A×1.5 m＝7.2 N
17. 【答案】(1)2V (2)e＝2cs 2πt(V) (3)A (4)A (5)uR＝cs 2πt(V)
【解析】(1)设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为Em，则Em＝nBL2ω＝100××0.12×2π V＝2V.
(2)从题图所示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcsωt＝2cs 2πt(V)．
(3)从题图所示位置转过30°角时感应电动势的瞬时值表达式为
e′＝2cs 30° V＝V，
则电路中电流的瞬时值为i＝＝A.
(4)t＝s时，e″＝Emcsωt＝2cs(2π×)＝V，
对应的电流的瞬时值i′＝＝A
(5)由欧姆定律，得uR＝R＝cs 2πt(V)．
18. 【答案】见解析
【解析】(1)金属棒刚开始运动时，速度为0，不受安培力作用，根据牛顿第二定律：mgsinα＝ma
解得：a＝gsinα＝6 m/s2，方向沿斜面向下；
(2)根据受力分析可知，金属棒达到最大速度时：mgsinα＝F安
安培力表达式：F安＝ILB
根据闭合电路欧姆定律：I＝
金属棒产生的感应电动势：E＝BLvmax
代入数据得：vmax＝12 m/s；
(3)整个系统总能量守恒：Q＋mvmax2＝mgssinα
电阻R、r串联：Qr＝·Q
代入数据得：Qr＝6 J.