河南省洛阳市东方外国语学校高中部高二物理上学期12月月考试卷（含解析）.doc

河南省洛阳市东方外国语学校高中部2015-2016学年高二（上）月考物理试卷（12月份）一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分每小题至少一个答案正确）1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述不符合史实的是（）a奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是（）a线圈中通以恒定的电流b通电时，使变阻器的滑片p匀速移动c通电时，使变阻器的滑片p加速移动d将开关突然断开的瞬间3如图所示，当导线棒mn在外力作用下沿导轨向右运动时，流过r的电流方向是（）a由abb由bac无感应电流d无法确定4如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从正上方下落至l的正下方过程中，从上往下看，线圈2中的感应电流应为（）a无感应电流b有顺时针方向的感应电流c先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流d先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流5一环形线圈放在匀强磁场中，设在第1s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示若磁感强度b随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2s内，线圈中感应电流的大小和方向（）a大小恒定，逆时针方向b大小恒定，顺时针方向c大小逐渐增加，顺时针方向d大小逐渐减小，逆时针方向6如图所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到如图所示位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是（）a向右进入磁场b向左移出磁场c以ab为轴转动d以cd为轴转动7如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）则（）a导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdab导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbac导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右d导线框进入磁场时受到的安培力方向水平向左8对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）a电流大小变化，方向不变，是直流电b电流大小、方向都变化，是交流电c电流最大值为0.2a，周期为0.01sd电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电9面积为s的矩形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，从中性面起以角速度匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为（）absbbscostcbssintd10一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）a0.01s时刻线圈处于中性面位置b0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零c该交流电流有效值为2ad该交流电流频率为50hz11如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入mn极板间，突然发现电子向m板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是（）a开关s闭合瞬间b开关s由闭合后断开瞬间c开关s是闭合的，变阻器滑片p向右迅速滑动d开关s是闭合的，变阻器滑片p向左迅速滑动12如图所示电路中，l为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计，a、b为两相同灯泡，则下列说法不正确的是（）a合上s的瞬间，a、b同时亮b合上s的瞬间，a先亮，b后亮c合上s后，a逐渐变得更亮，b逐渐变暗直至熄灭d断开s时，a立即熄灭，b重新亮随后逐渐熄灭二、填空题（每空2分，共14分）13匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向里，导体棒ab长为l，垂直磁场放置，ab棒以a端为轴在纸面内以角速度匀速转动（如图所示），则a、b两端的电势差为，端电势高14如图所示是一演示实验的电路图图中l是一带铁芯的线圈，a是一灯泡起初，开关处于闭合状态，电路是接通的现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡a的电流方向是这个实验是用来演示现象的15当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量 （选择“最大”或“最小”），线圈中的电流（选择“有”或“无”），且线圈平面经过中性面时，就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变次三、计算题（本大题共3小题，共38分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）16如图（a）所示，一个500匝的线圈的两端跟r=99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图（b）所示求磁场变化过程中通过电阻r的电流为多大17如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨mn和pq，它们的电阻可忽略不计，在m和p之间接有阻值为r的定值电阻导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.4t现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动求：（1）ab中的感应电动势多大？（2）若定值电阻r=3.0，导体棒的电阻r=1.0，则电路中的电流多大？ab两端的电压多大？（3）导体棒ab所受的安培力多大？方向如何？18一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为400v，线圈匀速转动的角速度为314rad/s，（1）试写出电动势瞬时值的表达式（2）如果该发电机的外电路只有电阻元件，闭合电路的总电阻为2 000，则电路中电流的峰值为多少？电流的瞬时值表达式怎样？2015-2016学年河南省洛阳市东方外国语学校高中部高二（上）月考物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分每小题至少一个答案正确）1在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用下列叙述不符合史实的是（）a奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系b安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说c法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流d楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【考点】物理学史【分析】对于物理中的重大发现、重要规律、原理，要明确其发现者和提出者，了解所涉及伟大科学家的重要成就【解答】解：a、1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，符合史实故a正确b、安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，符合史实故b正确c、法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流故c错误d、楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化故d正确本题选不符合史实的，故选：c【点评】本题关键要记住力学和电学的一些常见的物理学史，需要学生平时加强积累2如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是（）a线圈中通以恒定的电流b通电时，使变阻器的滑片p匀速移动c通电时，使变阻器的滑片p加速移动d将开关突然断开的瞬间【考点】感应电流的产生条件【分析】感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化根据这个条件分析判断有没有感应电流产生【解答】解：a、线圈中通以恒定的电流时，线圈产生稳恒的磁场，穿过铜环a的磁通量不变，没有感应电流产生故a错误b、通电时，使变阻器的滑片p作匀速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a磁通量变化，产生感应电流，故b正确c、通电时，使变阻器的滑片p作加速滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜环a磁通量变化，产生感应电流故c正确d、将电键突然断开的瞬间，线圈产生的磁场从有到无消失，穿过穿过铜环a的磁通量减小，产生感应电流故d正确本题选择不产生感应电流的，故选：a【点评】产生感应电流的条件细分有两个：一是电路要闭合；二是磁通量要发生变化，注意有磁通量与磁通量变化的区别3如图所示，当导线棒mn在外力作用下沿导轨向右运动时，流过r的电流方向是（）a由abb由bac无感应电流d无法确定【考点】右手定则【专题】电磁感应与电路结合【分析】右手定则的：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内磁感线垂直进入手心，大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向【解答】解：导线棒mn在外力作用下沿导轨向右运动而切割磁感线产生感应电流，根据右手定则可以判定感应电流的方向为由ab故a正确故选a【点评】本题考查了右手定则，只要是导体切割磁感线而产生感应电流就可以利用右手定则判定感应电流的方向4如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈2从正上方下落至l的正下方过程中，从上往下看，线圈2中的感应电流应为（）a无感应电流b有顺时针方向的感应电流c先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流d先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】根据安培定则判断线圈1产生的磁场方向在线圈2从正上方落至1的正下方过程中，分析穿过线圈2的磁通量的变化情况和磁场方向，根据楞次定律判断感应电流方向【解答】解：根据安培定则判断可知，线圈1产生的磁场方向向上当线圈2靠近线圈1时，穿过线圈2的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈2中产生顺时针方向的电流；当线圈2远离线圈1时，穿过线圈2的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈2中产生逆时针方向的电流所以线圈2中感应电流的方向先是顺时针方向，后是逆时针方向故c正确，a、b、d错误故选：c【点评】楞次定律是关于感应电流方向的普遍规律，运用时关键明确两个条件：一是原磁场的方向，二是磁通量的变化情况5一环形线圈放在匀强磁场中，设在第1s内磁场方向垂直于线圈平面向里，如图甲所示若磁感强度b随时间t的变化关系如图乙所示，那么在第2s内，线圈中感应电流的大小和方向（）a大小恒定，逆时针方向b大小恒定，顺时针方向c大小逐渐增加，顺时针方向d大小逐渐减小，逆时针方向【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】变化的磁场产生电磁，均匀变化的磁场产生恒定的电磁，根据楞次定律判断出感应电流的方向【解答】解：由题意可知，第1s内磁场方向垂直于线圈平面向里，则在第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，所以a正确，bcd错误故选：a【点评】解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，注意磁场的方向与大小的变化6如图所示，闭合线圈abcd在磁场中运动到如图所示位置时，ab边受到的磁场力竖直向上，此线圈的运动情况可能是（）a向右进入磁场b向左移出磁场c以ab为轴转动d以cd为轴转动【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；安培力；左手定则【分析】由题意知，ab边受到的磁场力的方向竖直向上，根据左手定则判断出ab边中感应电流的方向，再由右手定则判断abcd的运动情况【解答】解：a、b据题，ab边受到的磁场力的方向竖直向上，根据左手定则判断出ab边中感应电流的方向为ab，再由右手定则判断可知，abcd的运动情况是向左平动故a错误，b正确c、d以ab为轴转动或以cd为轴转动时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律判断可知，线圈中产生的感应电流方向沿abcda，ab边所受的磁场力方向竖直向上，故cd正确故选：bcd【点评】本题是右手定则、左手定则和楞次定律的综合应用在电磁感应现象中，常常右手定则、安培定则和左手定则会结合应用，要明确三个定则应用的条件，不能混淆7如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1（左）匀速运动到位置2（右）则（）a导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdab导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbac导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右d导线框进入磁场时受到的安培力方向水平向左【考点】右手定则【分析】线框进入时bc边切割磁感线，出来时ad边切割磁感线，因此根据右手定则可以判断出电流方向，注意完全进入时，磁通量不变，无感应电流产生；然后根据左手定则判断安培力方向也可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向【解答】解：线框进入磁场时，磁通量增大，因此感应电流形成磁场方向向里，由安培定则可知感应电流方向为adcba，安培力方向水平向左，同理线框离开磁场时，电流方向为abcda，安培力方向水平向左，故abc错误，d正确故选：d【点评】本题可以利用楞次定律直接判断电流和受力方向，也可以利用右手定则先判断电流向，然后利用左手定则判断受力方向8对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）a电流大小变化，方向不变，是直流电b电流大小、方向都变化，是交流电c电流最大值为0.2a，周期为0.01sd电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电【考点】交变电流【分析】电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可以看出电流的最大值和周期【解答】解：由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流最大值为0.2a，周期为0.01s，所以ac正确，bd错误故选ac【点评】本题主要考查了交流电的定义以及读图的能力，要求同学们能根据图象读出有效信息，难度不大，属于基础题9面积为s的矩形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，从中性面起以角速度匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为（）absbbscostcbssintd【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式【专题】交流电专题【分析】首先从中性面开始转动，初始位置磁通量最大，故可知磁通量为余弦式变化【解答】解：由初始磁通量为最大可知，磁通量表达式为：=bscost，故acd错误，b正确故选：b【点评】解决本题的关键掌握线圈转动初始位置及对应的特点，这个表达式取决于其初始位置10一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）a0.01s时刻线圈处于中性面位置b0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零c该交流电流有效值为2ad该交流电流频率为50hz【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【专题】交流电专题【分析】由it图象可以读出电流的周期、最大值；当感应电动势最大时，线圈与中性面垂直；当感应电动势最小时，线圈与中性面重合【解答】解：a、b、0.01s时刻感应电流最大，感应电动势最大，故线圈与中性面垂直，磁通量为零，故a错误，b正确；c、该交流电流的最大值为6.28a，故有效值为：i=，故c错误；d、该电流的周期为0.04s，故频率f=25hz，故d错误；故选：b【点评】本题关键是明确：当线圈位于中性面时，感应电动势最小，为零；当线圈与中性面垂直时，感应电动势最大11如图所示，一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入mn极板间，突然发现电子向m板偏转，若不考虑磁场对电子运动方向的影响，则产生这一现象的原因可能是（）a开关s闭合瞬间b开关s由闭合后断开瞬间c开关s是闭合的，变阻器滑片p向右迅速滑动d开关s是闭合的，变阻器滑片p向左迅速滑动【考点】法拉第电磁感应定律；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向【专题】电磁感应与电路结合【分析】电子向m偏转，与两金属板相连的线圈产生的感应电动势与m相连的一端电势高，与n板相连的一端电势低，然后应用楞次定律分析答题【解答】解：电子向m板偏转，说明电子受到向左的电场力，两金属板间的电场由m指向n，m板电势高，n板电势低，这说明：与两金属板相连的线圈产生的感应电动势：左端电势高，与n板相连的右端电势低；a、开关s闭合瞬间，由安培定则可知，穿过线圈的磁通量向右增加，由楞次定律知在右侧线圈中感应电流的磁场方向向左，产生左正右负的电动势，电子向m板偏振，a正确；b、开关s由闭合后断开瞬瞬间，穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律知在右侧线圈中产生左负右正的电动势，电子向n板偏振，b错误；c、开关s是闭合的，变阻器滑片p向右迅速滑动，变阻器接入电路的电阻增大，电流减小，穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律知在上线圈中产生左负右正的电动势，电子向n偏振，c错误；d、开关s是闭合的，变阻器滑片p向左迅速滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电流增大，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律知在上线圈中感应出左正右负的电动势，电子向m偏振，d正确故选：ad【点评】根据电子偏转方向判断两金属板电势高低，判断出感应电动势电势方向，应用右手定则与楞次定律即可正确解题12如图所示电路中，l为自感系数很大的电感线圈，其直流电阻不计，a、b为两相同灯泡，则下列说法不正确的是（）a合上s的瞬间，a、b同时亮b合上s的瞬间，a先亮，b后亮c合上s后，a逐渐变得更亮，b逐渐变暗直至熄灭d断开s时，a立即熄灭，b重新亮随后逐渐熄灭【考点】自感现象和自感系数【分析】闭合s，a、b同时亮，随着l中电流增大，线圈l直流电阻可忽略不计，分流作用增大，b灯逐渐被短路，总电阻减小，再由欧姆定律分析b灯亮度的变化断开s，a灯立即熄灭，线圈中的电流逐渐减小，根据楞次定律判断b灯亮度如何变化【解答】解：a、b、c闭合s时，电源的电压同时加到两灯上，a、b同时亮；随着l中电流增大，由于线圈l直流电阻可忽略不计，分流作用增大，b逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，a灯变亮故ac正确，b错误d、断开s，a立即熄灭，线圈l中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过b灯，b闪亮一下后熄灭故d正确故选：acd【点评】对于通电与断电的自感现象，它们是特殊的电磁感应现象，可楞次定律分析发生的现象二、填空题（每空2分，共14分）13匀强磁场的磁感应强度为b，方向垂直纸面向里，导体棒ab长为l，垂直磁场放置，ab棒以a端为轴在纸面内以角速度匀速转动（如图所示），则a、b两端的电势差为bl2，b端电势高【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；法拉第电磁感应定律；楞次定律【专题】电磁感应与电路结合【分析】根据转动切割产生的感应电动势公式求出a、b两端的电势差，根据右手定则判断电势的高低【解答】解：ab棒以a端为轴在纸面内以角速度匀速转动，则a、b两端的电势差根据右手定则知，b端电势高故答案为： bl2，b【点评】解决本题的关键掌握转动切割产生的感应电动势公式e=bl2，会运用右手定则判断电势的高低14如图所示是一演示实验的电路图图中l是一带铁芯的线圈，a是一灯泡起初，开关处于闭合状态，电路是接通的现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡a的电流方向是b到a这个实验是用来演示自感现象的【考点】自感现象和自感系数【分析】线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大，断开时产生一自感电动势相当于电源，与a组成闭合回路，l的右端电势高【解答】解：在s断开前，自感线圈l中有向右的电流，断开s后瞬间，l的电流要减小，于是l中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零原来跟l并联的灯泡a，由于电源的断开，向右的电流会立即消失但此时它却与l形成了串联的回路，l中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡a中流过，方向由b到a因此，灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭故答案为：b到a，自感【点评】做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配，结合线圈特点分析新组成的闭合回路的电流流向15当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量最大 （选择“最大”或“最小”），线圈中的电流无（选择“有”或“无”），且线圈平面经过中性面时，电流就发生改变，故线圈转动一周电流方向改变2次【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【专题】定性思想；推理法；交流电专题【分析】感应电动势方向即为感应电流方向当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次，线圈平面经过中性面时磁通量最大，感应电流为零【解答】解：线圈平面经过中性面时磁通量最大，感应电流为零； 当线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次； 故答案为：最大； 无； 电流；2【点评】本题考查中性面特点：线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流方向改变两次三、计算题（本大题共3小题，共38分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）16如图（a）所示，一个500匝的线圈的两端跟r=99的电阻相连接，置于竖直向下的匀强磁场中，线圈的横截面积是20cm2，电阻为1，磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图（b）所示求磁场变化过程中通过电阻r的电流为多大【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律【专题】电磁感应功能问题【分析】由图象b的斜率读出磁感应强度b的变化率，由法拉第电磁感应定律可求得线圈中的感应电动势由闭合电路欧姆定律可求得感应电流大小【解答】解：由图b知：感感应强度b均匀增加，其变化率不变，为：=t/s=10t/s由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势e为： e=n=ns=5001020104v=10v由闭合电路欧姆定律可得感应电流i大小为： i=a=0.1a答：磁场变化过程中通过电阻r的电流为0.1a【点评】本题是感生电动势类型，关键要掌握法拉第电磁感应定律的表达式e=n，再结合闭合电路欧姆定律进行求解17如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨mn和pq，它们的电阻可忽略不计，在m和p之间接有阻值为r的定值电阻导体棒ab长l=0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.4t现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动求：（1）ab中的感应电动势多大？（2）若定值电阻r=3.0，导体棒的电