高二物理3月阶段性测试试题 理

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”山西省太原市2016-2017学年高二物理3月阶段性测试试题 理一、选择题（每小题4分，共48分，1-7小题为单项选择题；8-12小题为多项选择题，漏选得2分，多选错选得0分）1闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是 （ ）A都会产生感应电流B都不会产生感应电流C甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流D甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流2我国已经制订了登月计划，假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是( )A直接将电流表放于月球表面，通过观察电流表是否有示数来判断磁场的有无B将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，电流表无示数，则判断出月球表面无磁场3. 如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。下列说法正确的是()A当磁感应强度增加时，线框中可能无感应电流B当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变4. 如图甲所示，在竖直向上的磁场中，水平放置一个单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示，规定从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向则（）A05s内i的最大值为0.1AB第4s末i的方向为正方向C第3s内线圈的发热功率最大D35s内线圈有扩张的趋势5. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直、长度为L金属杆aO，已知ab=bO=L/2，a、b与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好一电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度顺时针匀速转动时（ ）A B C电容器带电量 D若在eO间连接一个电压表，则电压表示数为零6.如图所示,两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a，高度也为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，规定以逆时针方向为电流的正方向，在下列图形中能正确描述感应电流I与线框移动距离x关系的是( )7两个完全相同的灯泡A、B，自感线圈L的直流电阻与定值电阻R的阻值相等，由灯泡、线圈、电阻组成如下图所示的电路，在电键K断开的瞬间，A灯比B灯亮的电路是（ ）8如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟杯内的水沸腾起来，若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯9. 如图所示，为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以如图初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量为正，外力F向右为正。则以下关于线框中磁通量、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的图象正确的是（ ）A. B.C. D.10在图甲、乙、丙三图中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中，导轨足够长。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情形下导体棒动的最终运动状态是（ ）A甲中导体棒ab 最终向右做匀速运动B乙中导体棒ab最终静止C丙中导体棒ab 最终向右做匀速运动D丙中导体棒ab 最终向左做匀速运动11如图所示，在倾角为的斜面上固定两条光滑导轨MN、PQ，电阻不计，导轨处于垂直于斜面向上的匀强磁场中。在导轨上放置一质量为m的金属棒ab，并对其施加一平行斜面向上的恒定作用力F，使其加速向上运动。某时刻在导轨上再由静止放置一个质量和电阻均与ab相同的金属棒cd，cd棒恰好能保持静止，且ab棒同时由加速运动变为匀速运动，则()A外力F大小为2mgsin B放置cd棒前外力的功率保持不变C放置cd棒后，ab棒克服安培力的功率等于cd棒消耗电功率的2倍D放置cd棒后，外力F做的功等于ab棒增加的重力势能和ab棒上产生的焦耳热12如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是()A导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左B导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压UBLv0C导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能EpmvD导体棒最终会停在初始位置，在导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Qmv二、计算题：本题包含5小题，共52分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。B图a13.（7分）如图a所示，一个质量为m = 0.5kg，边长L = 0.2 m，匝数n=50匝的正方形线框，总电阻r =5。现用两根轻质棉线将其竖直悬挂在空中，线框下方有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图b所示，重力加速度为g = 10 m/s2.求：图b4B/T 4 0 2 t/s 2（1）线框中感应电流的大小和方向（2）t =2s时每根棉线的拉力大小14. （10分）如图所示，间距为L=1m、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R=1的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m=0.1kg、电阻也为R=1的导体棒MN，导体棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中现对导体棒MN施加一水平向右的拉力F，1s时撤去拉力，导体棒继续向右滑动了一段后静止，其速度-时间图像如图所示。已知撤去拉力前后通过电阻R的电荷量之比为1:4，重力加速度为g = 10 m/s2。求：（1）t=0.4s时拉力的大小。 （2）导体棒静止时离出发点的距离。15. （10分）如图所示，倾角为=530斜面上有一界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁场的方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小为B。置于斜面上的均匀的矩形导线框abcd在磁场上方某处，导线框ab边长为l1，bc边长为l2，导线框的质量为m，电阻为R，与斜面之间的滑动摩擦因数为=1/3。磁场边界PQ与cd边平行且水平，P间距d l2。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向沿斜面向下、大小为2g/5；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向沿斜面向上、大小为g/5。运动过程中，线框平面上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g，sin530=0.8.求：（1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的距离S；（2）cd边刚离开磁场时，电势差Ucd（3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；16.（12分）如图所示，水平放置的金属细圆环半径为r =0.2m，竖直放置的金属细圆柱（其半径比0.2m 小得多）的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O，在一质量和电阻均不计的导体棒A端固定一个质量为m=0.1kg的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，导体棒的O端有一小孔套在细轴上，固定小球的一端可绕轴线沿圆环做圆周运动，小球与圆环的动摩擦因数为=0.1，圆环处于磁感应强度大小为B =2T、方向竖直向上的匀强磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，现闭合S1，将S2拨在1位置，对小球施加一个方向始终垂直于棒、大小恒定的水平外力作用，稳定后导体棒以角速度=10rad/s匀速转动，已知R1 =0.3，R2 =R3 =0.6.则：（1）求水平外力的功率。（2）保持S1闭合，作用在棒上的水平外力不变，将S2由1拔到2位置，求导体棒再次匀速转动时的角速度。17. （13分）如图甲所示，弯折成90角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成53角，右导轨平面与水平面成37角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中t=0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动cd杆运动的vt图象如图乙所示（其中第1s内、第3s内图线为直线）若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8求：（1）在第1秒内cd杆受到的安培力的大小（2）ab杆的初速度v1 （3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内cd杆所产生的焦耳热高二物理答案（理科）一、选择题1.D 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 7.D 8.AB 9.AD 10.ABD 11.AC 12.AD二、计算题13.（7分）如图a所示，一个质量为m = 0.5kg，边长L = 0.2 m，匝数n=50匝的正方形线框，总电阻r =5。现用两根轻质棉线将其竖直悬挂在空中，线框下方有一半处于匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图b所示，重力加速度为g = 10 m/s2.求：B图a（1）线框中感应电流的大小和方向（2）t = 2s时每根棉线的拉力大小【参考答案】（1）根据楞次定律知，电流方向是逆时针根据法拉第电磁感应定律 1分 据闭合电路欧姆定律得：1分图b4B/T 4 0 2 t/s 21分（2）t=3s时线框处于平衡状态，受力分析知1分1分由图像知：T=2s时，B=2+0.52（T）=3 T1分T=1 N1分FBMNRt/sv/ m.s-101514.（10分）如图所示，间距为L=1m、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R=1的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m=0.1kg、电阻也为R=1的导体棒MN，导体棒与导轨接触良好，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中现对导体棒MN施加一水平向右的拉力F，1s时撤去拉力，导体棒继续向右滑动了一段后静止，其速度-时间图像如图所示。已知撤去拉力前后通过电阻R的电荷量之比为1:4，重力加速度为g = 10 m/s2。求：（1）t=0.4s时拉力的大小。（2）导体棒静止时离出发点的距离。14.（1）由运动图像知：0-1s内，导体棒做匀加速直线运动，且1分 t=0.4s时，对于导体棒，据牛顿第二定律：1分据闭合电路欧姆定律得：1分据法拉第电磁感应定律，导体棒的电动势 1分据运动学规律： 得： F=1.5N1分（2）设撤去F之前导体运动距离为x1,通过R的电荷量为q1；撤去F之后导体运动距离为x2,通过R的电荷量为q2. 根据电流与电荷关系： 据闭合电路欧姆定律 据法拉第电磁感应定律： 所以： 2分同理得： 据运动学规律： 2分所以： 1分15.（10分）如图所示，水平放置的金属细圆环半径为r =0.2m，竖直放置的金属细圆柱（其半径比0.2m 小得多）的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O，在一质量和电阻均不计的导体棒A端固定一个质量为m=0.1kg的金属小球，被圆环和细圆柱端面支撑，导体棒的O端有一小孔套在细轴上，固定小球的一端可绕轴线沿圆环做圆周运动，小球与圆环的动摩擦因数为=0.1，圆环处于磁感应强度大小为B =2T、方向竖直向上的匀强磁场中，金属细圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，现闭合S1，将S2拨在1位置，对小球施加一个方向始终垂直于棒、大小恒定的水平外力作用，稳定后导体棒以角速度=10rad/s匀速转动，已知R1 =0.3，R2 =R3 =0.6.则：（1）求水平外力的功率。（2）保持S1闭合，作用在棒上的水平外力不变，将S2由1拔到2位置，求再次达到稳定时导体棒的角速度。【参考答案】（1）导体棒绕金属细圆柱旋转切割磁感线产生的电动势为 2分小球与圆环之间的摩擦力f=mg 对整个系统由功能关系得水平外力的功率 2分代入数据得P =0.4W 1分（2）S1闭合，S2拨到2位置，设稳定后的导体棒绕金属细圆柱旋转的角速度为，则导体棒绕金属绕金属细圆柱旋转切割磁感线产生的电动势为 1分对整个系统 1分 2分解得： 1分16.（12分）如图所示，倾角为=530斜面上有一界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁场的方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小为B。置于斜面上的均匀的矩形导PMabcdQNa线框abcd在磁场上方某处，导线框ab边长为l1，bc边长为l2，导线框的质量为m，电阻为R，与斜面之间的滑动摩擦因数为=1/3。磁场边界PQ与cd边平行且水平，P间距d l2。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向沿斜面向下、大小为2g/5；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向沿斜面向上、大小为g/5。运动过程中，线框平面上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g，sin530=0.8.求：（1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的距离S；（2）cd边刚离开磁场时，电势差Ucd（3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；【参考答案】（1）线框未进入磁场之前的过程中 1分Cd边刚进入磁场切割磁感线线框中电流cd边受安培力 1分根据牛顿第二定律，则线框 1分联立可以解得： 1分（2）cd边刚离开磁场时，ab边受安培力1分根据牛顿第二定律，则线框 1分1分解得：1分（3）cd边刚离开磁场时ab边切割磁感线线框中电流1分从cd边刚进入磁场到cd边刚离开磁场的过程中1分线框中产生的焦耳热因为线框完全在磁场中运动时回路中没有感应电流，也就不会产生焦耳热，所以，从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热：Q= Q1 1分解得：1分17.（13分）如图甲所示，弯折成90