重庆市天星桥中学2020-2021学年高二下学期第一次月考物理试题word版含解析

重庆天中2020—2021学年高二（下）第一次月考物理试题一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.有关电磁感应现象的下列说法中正确的是A.感应电流的磁场总跟原来的磁场方向相反B.穿过闭合回路的磁通量发生变化时不一定能产生感应电流C.闭合线圈整个放在磁场中一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原来的磁通量的变化【答案】D【解析】【详解】A．根据楞次定律得知，当原来磁场的磁能量增加时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相反，当原来磁场的磁能量减小时，感应电流的磁场跟原来的磁场方向相同，A错误；B．根据感应电流产生的条件可知，当穿过闭合电路的磁能量发生变化时，电路中能产生感应电流，B错误；C．当闭合线框放在变化的磁场中，不一定能产生感应电流．如果线圈与磁场平行时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不能产生感应电流，C错误；D．根据楞次定律得知，感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化，D正确．故选D.【点睛】根据楞次定律分析感应电流的磁场与原磁场方向的关系．当穿过闭合电路的磁能量发生变化时，电路中能产生感应电流．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时闭合电路中能产生感应电流．2.如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1【答案】A【解析】【详解】根据磁通量的定义，当B垂直于S时，穿过线圈的磁通量为Ф=BS，其中S为有磁感线穿过区域的面积，所以图中a、b两线圈的磁通量相等，所以A正确；BCD错误．【名师点睛】本题主要注意磁通量的计算公式中S的含义，它指的是有磁感线穿过区域的垂直面积．3.在平行于水平面的有界匀强磁场上方有两个由相同金属材料制成的正方形线框A、B，从同一高度由静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直，A线框有一个小缺口，B线框是闭合的．则下列判断正确的是（）A.A、B在进入磁场过程中均产生感应电流B.A、B都做自由落体运动C.A线圈比B线圈先落地D.B的落地速度比A的大【答案】C【解析】【分析】【详解】A．A为断开线圈，B为封闭的线圈，进入磁场过程中，A线圈中产生感应电动势，没有电流，B中既产生感应电动势，又产生感应电流，A错误；BC．A中没有电流，不受安培力，仅受重力，做自由落体运动，刚进入磁场时，B中有感应电流，受向上安培力，加速度a<g，做变加速运动，A线圈比B线圈先落地，B错误，C正确；D．安培力对B做负功，所以B的落地速度比A的小，D错误。故选C。4.竖直导线ab与水平面上放置的圆线圈隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当同时通以如图4所示方向的电流时（圆线圈内电流从上向下看是逆时针方向电流），则从左向右看，线圈将（）A.不动． B.顺时针转动，同时靠近导线．C.顺时针转动，同时离开导线． D.逆时针转动，同时靠近导线．【答案】D【解析】【详解】分析：根据安培定则判断通电导线AB产生的磁场方向，采用电流元法和特殊位置法分析圆环所受安培力，判断圆环的运动情况．解答：解：根据安培定则可知，通电导线AB在右侧产生的磁场方向垂直纸面向里．采用电流元法，将圆环分成前后两半，根据左手定则可知，外侧半圆受到的安培力向上，内侧受到的安培力向下，圆环将逆时针转动．再用特殊位置法：圆环转过90°时，通电直导线AB对左半圆环产生吸引力，对右半圆环产生排斥力，由于吸引力大于排斥力，圆环靠近AB．则从左向右看，线圈将逆时针转动，同时靠近直导线AB．故D正确，A、B、C错误．故选D．5.如图所示，阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以v1、v2的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到a′b′位置，若v1∶v2＝1∶2，则在这两次过程中()A.回路电流I1∶I2＝1∶2B.产生的热量Q1∶Q2＝1∶4C.通过任一截面的电荷量q1∶q2＝1∶2D.外力的功率P1∶P2＝1∶2【答案】A【解析】【分析】【详解】A．回路中感应电流为则有故A正确；B．产生的热量为则有故B错误；C．通过任一截面电荷量为即q与v无关，则有故C错误；D．由于棒匀速运动，外力的功率等于电路中的热功率，即则有故D错误。故选A。6.如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出。左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中，下列说法中正确的是（）A.当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点B.当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点C当金属棒ab向右加速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点D.当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点【答案】D【解析】【详解】AB．当金属棒ab向右匀速运动时，根据电动势不变，左线圈电流恒定，右线圈中无电流，c点电势等于d点，AB错误；CD．当金属棒ab向右加速运动时，根据右手定则，棒中的电流向下且增大，b点电势高于a点，左线圈的电流增大，右线圈的磁通量增大，根据楞次定律，右线圈下端是N极，电阻的电流向上，d点电势高于c点，C错误，D正确。故选D。7.如图所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈，现将S闭合，下面说法正确的是()A.B、C灯同时亮，A灯后亮B.A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C.A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D.A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化【答案】B【解析】【分析】【详解】当开关闭合的瞬间，因为线圈产生的感应电流，相当于一个很大的电阻，阻碍电流通过，所以ABC三个灯同时亮，但稳定后，线圈没有产生感应电流，其电阻较小，则A灯被短路，A灯逐渐变暗，最后熄灭，所以ACD错误；B正确；故选B。二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）8.如图所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，在没有磁场时处于静止状态，从某时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，则在后面的一段时间内，关于棒的情况描述正确的是（  ）A.金属棒仍可处于静止状态B.金属棒沿斜面向下运动C.金属棒受到的摩擦力先变小后变大D.金属棒无感应电流【答案】AC【解析】【详解】ABD．金属棒在没有磁场时处于静止状态，此时摩擦力方向向上，根据平衡条件加一个垂直框架平面向上均匀增强的磁场，穿过回路的磁通量均匀增大，回路中产生恒定的电流，金属棒受到的安培力B增大，F增大，根据楞次定律可知安培力方向应沿斜面向上，金属棒不可能沿斜面向下运动，当安培力大于重力沿斜面向下的分力时，静摩擦力沿斜面向下，当安培力增大到时（为最大静摩擦力），金属棒开始运动，此前的一段时间内，金属棒仍处于静止状态，故A正确，BD错误；C．开始时，金属棒所受的静摩擦力沿斜面向上，安培力增大时，根据平衡条件，静摩擦力先变小，当安培力大于重力沿斜面向下的分力时，静摩擦力沿斜面向下，随着安培力的增大，静摩擦力增大，故C正确。故选AC。9.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ和固定不动的金属棒MN，线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，PQ棒所在区域有垂直轨道平面向下的匀强磁场，当PQ在外力的作用下运动时，MN中有从M到N的电流，则PQ所做的运动可能是（）A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动【答案】BC【解析】【分析】【详解】MN中有从M到N的电流，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动；故选BC10.如图所示，在光滑水平面内，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，一正方形金属线框质量为m，电阻为R，边长为L，从虚线处进入磁场时开始计时，在外力作用下，线框由静止开始，以垂直于磁场变化的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场，规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t和q-t图像均为抛物线，则这些量随时间变化的图像正确的是（）A. B. C. D.【答案】CD【解析】【详解】A．线框做匀加速直线运动，则有运动速度为产生感应电动势为所以产生感应电流I随t为正比变化，故A错误；B．对线框受力分析，由牛顿第二定律，则有解得F随t的变化不从坐标原点开始，故B错误；C．由功率表达式P与t是二次函数，图像为抛物线，故C正确；D．由电量表达式，则有q与t是二次函数，图像为抛物线，故D正确；故选CD。三、实验题：（共11分）11.（1）在“研究电磁感应现象”的实验中：为了研究感应电流的方向，图中滑动变阻器和电源的连线已经画出，请将图中实物连成实验所需电路图．_____________（2）连接好实验线路后，闭合开关，发现电流计的指针向右偏，则在闭合开关后，把螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将向_____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；（3）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，电流表指针将向____________偏转（填“向左”“向右”或“不”）；（4）闭合开关后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向____________（填“相同”或“相反”或“无电流”）．【答案】①.如图所示②.向右③.向左④.相同【解析】【分析】【详解】(1)[1]探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、B线圈（大线圈）组成闭合电路，电流表与A线圈（小线圈）组成另一个闭合电路，电路图如图所示：(2)[2]闭合开关，发现电流计的指针向右偏，由此可知，磁通量增大，则指针向右偏；当闭合开关后，再把螺线管A插入螺线管B的过程中，导致线圈B的磁通量增大，则电流表的指针将向右偏；(3)[3]闭合开关后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向右滑动的过程中，由图可知，通过线圈A的电流减小，那么穿过线圈B的磁通量减小，则电流表指针将向左偏；(4)[4]在突然断开S时，根据楞次定律：增反减同，则有B线圈中产生的感应电流方向与A线圈中的电流方向相同。四、计算题：（共46分）12.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=150匝，螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁通量Φ按如图乙所示的规律变化，螺线管内的磁场B的方向向下为正方向。求：（1）闭合S，电路稳定后，a、b两点的电势差Uab（2）电路稳定后电阻R2的电功率P。（3）电路稳定时某时刻断开S，则流经R2的电荷量。【答案】（1）-27V；（2）45W；（3）4.5×10-4C【解析】【分析】【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律得根据楞次定律，b点为等效电源的正极，所以(2)电路稳定后电阻R2的电功率解得(3)电路稳定时，电容器的带电量为断开S后，电容器放电，所以流经R2的电荷量为13.足够长的平行金属轨道M、N，相距L=0.5m，且水平放置。M、N左端与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道相连，与轨道始终垂直且接触良好的金属棒b和c可在轨道上无摩擦地滑动，两金属棒的质量都为0.1kg接入电路的有效电阻都为1，轨道的电阻不计。平行水平金属轨道M、N处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上，光滑竖直半圆轨道在磁场外，如图所示。若使b棒以初速度开始向左运动，运动过程中b、c不相撞，g取，求：（1）c棒的最大速度；（2）若c棒达最大速度后沿半圆轨道上滑，金属棒c到达轨道最高点时对轨道压力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在磁场力作用下，b棒做减速运动，c棒做加速运动，当两棒速度相等时，c棒达最大速度。取两棒组成的系统为研究对象，因为两根棒所受的安培力等大、反向，故系统动量守恒。根据动量守恒定律有解得c棒的最大速度为（2）设c棒沿半圆轨道滑到最高点时的速度为v′，从半圆轨道最低点上升到最高点的过程由机械能守恒可得mcv2－mcv′2＝mcg·2R解得v′＝3m/s在最高点，设轨道对c棒的弹力为F，由牛顿第二定律得mcg＋F＝mc解得F＝1.25N由牛顿第三定律得，在最高点c棒对轨道的压力为1.25N，方向竖直向上。14.如图甲所示，两条相距L=1m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。T=0s时，一质量m=1kg、阻值r=0.5的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN，MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v-t图象如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数=0.