山东省德州市武城二中高二物理下学期3月月考试卷（含解析）.doc

2015-2016学年山东省德州市武城二中高二（下）月考物理试卷（3月份）一、选择题（本题共15小题，1-10题为单选题，11-15题为多选题，每小题4分，共60分）1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2如图所示，当直导线中电流不断增加时，a、b两轻导线圈的运动情况是（）aa向左，b向右ba向右，b向左c均向左d均向右3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所示若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（）abcd4在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，l为自感线圈，e为电源，s为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）a合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭b合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭c合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭d合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭5如图所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中（）a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大6如图所示，由均匀导线制成的半径为r的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为b的匀强磁场当圆环运动到图示位置（aob=90）时，a、b两点的电势差为（）a brvb brvc brvd brv7如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴o以角速度匀速转动设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（）abcd8用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中，m、n两点间的电压分别为ua、ub、uc和ud下列判断正确的是（）auaubucudbuaubuduccua=ubuc=uddubuauduc9如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于（）a棒的机械能增加量b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量d电阻r上放出的热量10如图所示，在空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等，方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为l现将宽度也为l的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是（）abcd11如图所示，用恒力f将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（）a线圈向左做匀加速直线运动b线圈向左运动且速度逐渐增大c线圈向左运动且加速度逐渐减小d线圈中感应电流逐渐减小12如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（）a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ad边两端电势差相同d通过导体框截面的电量相同13如图要使图中ab导线中有向右的电流，则导线cd应（）a向右加速运动b向右减速运动c向左加速运动d向左减速运动14如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在的平面，导体棒ab与电路接触良好当ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡l未被烧坏，电容器c未被击穿，则该过程中（）a电容器c的上极板带负电b感应电动势变大c灯泡l的亮度变大d电容器两极板间的电场强度减小15如图所示，相距为d的两水平线l1和l2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为b，正方形线框abcd边长为l（ld）、质量为m将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0，从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（）a线框一直都有感应电流b线框有一阶段的加速度为gc线框产生的热量为mg（d+h+l）d线框做过减速运动二、计算题（本题共3小题，第16题12分，第17、18题各14分，共40分）16如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为l，右端接有电阻r，磁感应强度为b，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：（1）棒能运动的距离；（2）r上产生的热量17u形金属导轨abcd原静放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒pq平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f已知磁感强度b=0.8t；导轨质量m=2kg，其中bc段长0.5m、电阻r=0.4，其余部分电阻不计；金属棒pq质量m=0.6kg、电阻r=0.2、与导轨间的动摩擦因数=0.2若向导轨施加方向向左、大小为f=2n的水平拉力，如图所示求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度（设导轨足够长，g取10m/s2）18如图所示，质量m1=0.1kg，电阻r1=0.3，长度l=0.4m的导体棒ab横放在u型金属框架上框架质量m2=0.2kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数=0.2，相距0.4m的mm、nn相互平行，电阻不计且足够长电阻r2=0.1的mn垂直于mm整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度b=0.5t垂直于ab施加f=2n的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与mm、nn保持良好接触，当ab运动到某处时，框架开始运动设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2（1）求框架开始运动时ab速度v的大小；（2）从ab开始运动到框架开始运动的过程中，mn上产生的热量q=0.1j，求该过程ab位移x的大小2015-2016学年山东省德州市武城二中高二（下）月考物理试卷（3月份）参考答案与试题解析一、选择题（本题共15小题，1-10题为单选题，11-15题为多选题，每小题4分，共60分）1将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）a感应电动势的大小与线圈的匝数无关b穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【考点】法拉第电磁感应定律；楞次定律【分析】解答本题应掌握感应电动势取决于磁通量的变化快慢，与磁通量的变化及磁通量无关【解答】解：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势e=n，即感应电动势与线圈匝数有关故a错误；同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量变化越快，感应电动势越大，故c正确；穿过线圈的磁通量大，但若所用的时间长，则电动势可能小，故b错误；由楞次定律可知：感应电流的磁场方向总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故原磁通增加，感应电流的磁场与之反向，原磁通减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，即“增反减同”，故d错误；故选c2如图所示，当直导线中电流不断增加时，a、b两轻导线圈的运动情况是（）aa向左，b向右ba向右，b向左c均向左d均向右【考点】楞次定律【分析】先根据安培定则判断出电流的磁场的方向，然后根据楞次定律判断出感应电流的磁场的方向，再使用安培定则判断出感应电流的方向，最后使用左手定则判断出线圈受力的方向和运动的方向【解答】解：直导线中的电流向上，所以左侧的磁场的方向向外，右侧的磁场的方向向里；当电流增大时，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，a环产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则得，a环的右侧受到的安培力的方向向左，a环将向左运动；b环产生逆时针方向的电流，b环的左侧受到的安培力的方向向右，所以b环将向右运动故选项a正确故选：a3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所示若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是（）abcd【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律【分析】由右图可知b的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况；【解答】解：由图可知，01s内，线圈中磁通量的变化率相同，故01s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为负方向；同理可知，12s内电路中的电流为顺时针，23s内，电路中的电流为顺时针，34s内，电路中的电流为逆时针，由e=可知，电路中电流大小恒定不变故选d4在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，l为自感线圈，e为电源，s为开关关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）a合上开关，a先亮，b逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭b合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭c合上开关，b先亮，a逐渐变亮；断开开关，a、b同时熄灭d合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭【考点】自感现象和自感系数【分析】对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流【解答】解：由于a、b为两个完全相同的灯泡，当开关接通瞬间，b灯泡立刻发光，而a灯泡由于线圈的自感现象，导致灯泡渐渐变亮；当开关断开瞬间，两灯泡串联，由线圈产生瞬间电压提供电流，导致两灯泡同时熄灭故选：c5如图所示，固定的水平长直导线中通有电流i，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行线框由静止释放，在下落过程中（）a穿过线框的磁通量保持不变b线框中感应电流方向保持不变c线框所受安培力的合力为零d线框的机械能不断增大【考点】电磁感应中的能量转化；楞次定律【分析】根据磁能量形象表示：穿过磁场中某一面积的磁感线的条数判断磁能量的变化用楞次定律研究感应电流的方向用左手定则分析安培力，根据能量守恒定律研究机械能的变化【解答】解：a、线框在下落过程中，所在磁场减弱，穿过线框的磁感线的条数减小，磁通量减小故a错误 b、下落过程中，因为磁通量随线框下落而减小，根据楞次定律，感应电流的磁场与原磁场方向相同，不变，所以感应电流的方向不变，故b正确 c、线框左右两边受到的安培力平衡抵消，上边受的安培力大于下边受的安培力，安培力合力不为零故c错误 d、线框中产生电能，机械能减小故d错误故选b6如图所示，由均匀导线制成的半径为r的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为b的匀强磁场当圆环运动到图示位置（aob=90）时，a、b两点的电势差为（）a brvb brvc brvd brv【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电势差【分析】根据感应电动势公式e=blv求出感应电动势的大小e，ab边切割磁感线，相当于电源，ab间的电压是路端电压，根据欧姆定律求解【解答】解：当圆环运动到图示位置，圆环切割磁感线的有效长度为l；线框刚进入磁场时ab边产生的感应电动势为：e=blv； 线框进入磁场的过程中a、b两点的电势差由欧姆定律得：uab=eirab=blv=blv；故选：d7如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴o以角速度匀速转动设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（）abcd【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律【分析】当线框以o为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向，即可正确解答【解答】解：当线框进入磁场后，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变；由右手定则可知，电流为逆时针，故为正值，当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流故选a8用相同导线绕制的边长为l或2l的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示在每个线框进入磁场的过程中，m、n两点间的电压分别为ua、ub、uc和ud下列判断正确的是（）auaubucudbuaubuduccua=ubuc=uddubuauduc【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律【分析】当线框进入磁场时，mn边切割磁感线，相当于电源，因此mn两端的电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可进行解答【解答】解：线框进入磁场后切割磁感线，a、b中产生的感应电动势是c、d中电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设a线框电阻为4r，b、c、d线框的电阻分别为6r、8r、6r则有：ua=blv=blv，ub=blv=blv，uc=b2lv=blv，ud=b2lv=blv，故uaubuduc故选b9如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻r，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，力f做的功与安培力做的功的代数和等于（）a棒的机械能增加量b棒的动能增加量c棒的重力势能增加量d电阻r上放出的热量【考点】电磁感应中的能量转化；导体切割磁感线时的感应电动势【分析】棒在竖直向上的恒力f作用下加速上升的一段时间内，f做正功，安培力做负功，重力做负功，动能增大根据动能定理分析力f做的功与安培力做的功的代数和【解答】解：a、棒受重力g、拉力f和安培力fa的作用由动能定理：wf+wg+w安=ek 得wf+w安=ek+mgh 即力f做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量故a正确 b、由动能定理，动能增量等于合力的功合力的功等于力f做的功、安培力的功与重力的功代数和故b错误 c、棒克服重力做功等于棒的重力势能增加量故c错误 d、棒克服安培力做功等于电阻r上放出的热量故d错误故选a10如图所示，在空间中存在两个相邻的，磁感应强度大小相等，方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为l现将宽度也为l的矩形闭合线圈，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图象是（）abcd【考点】导体切割磁感线时的感应电动势【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向，根据切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小根据安培力公式求出安培力的大小，通过左手定则判断安培力的方向【解答】解：a、线圈进入磁场，在进入磁场0l的过程中，e=blv，电流i=，方向为逆时针方向安培力的大小f=bil=，根据左手定则，知安培力方向水平向左在l2l的过程中，电动势e=2blv，电流i=，方向为顺时针方向，安培力的大小f=，根据左手定则，知安培力方向水平向左在2l3l的过程中，e=blv，电流i=，方向为逆时针方向，安培力的大小为f=bil=，根据左手定则，知安培力方向水平向左故d正确，a、b、c错误故选d11如图所示，用恒力f将闭合线圈自静止开始（不计摩擦）从图示位置向左加速拉出有界匀强磁场，则在此过程中（）a线圈向左做匀加速直线运动b线圈向左运动且速度逐渐增大c线圈向左运动且加速度逐渐减小d线圈中感应电流逐渐减小【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化【分析】本题的关键是首先根据右手定则或楞次定律判定ab边产生电动势的方向并写出电动势大小，再根据左手定则判定ab边产生安培力的方向并写出安培力大小，然后根据牛顿第二定律写出线圈产生加速度的表达式，再讨论即可【解答】解：线圈向左运动时，ab边做切割磁感线运动产生电动势，根据右手定则可知ab产生的电动势方向从a向b，电动势的大小为e=blv，通过ab的电流为i=，由左手定则可知ab边受到的安培力方向向右，大小为=bil根据牛顿第二定律应有f=ma联立可得a=，可见，加速度a随速度v的增大而减小，即线圈做加速度减小的加速运动，所以a错误bc正确；线圈加速运动，产生的感应电流应逐渐增大，所以d错误故选：bc12如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中（）a导体框中产生的感应电流方向相同b导体框中产生的焦耳热相同c导体框ad边两端电势差相同d通过导体框截面的电量相同【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电流、电压概念；电磁感应中的能量转化【分析】a、感应电流的方向可以通过楞次定律或右手定则进行判定b、根据热量的公式q=i2rt进行分析c、先求出感应电动势，再求外电压d、通过q=进行分析【解答】解：a、根据右手定则，导线框产生的感应电流方向相同故a正确 b、i=，t=，根据q=i2rt=，知q与速度v有关，所以导线框产生的焦耳热不同故b错误 c、向上移出磁场的过程中，电动势e=blv，ad边两端电势差u=；向右移出磁场的过程中，电动势e=3blv，ad边两端电势差u=故c错误 d、q=，沿两个不同方向移出，磁通量的变化量相同，所以通过导体框截面的电量相同故d正确故选ad13如图要使图中ab导线中有向右的电流，则导线cd应（）a向右加速运动b向右减速运动c向左加速运动d向左减速运动【考点】法拉第电磁感应定律【分析】根据导体棒切割磁感线，产生感应电动势，由右手定则来确定cd棒中的感应电流的方向，则螺线管内产生变化的磁通量，导致导线ab出现感应电流，再由右手螺旋定则可确定螺线管磁场方向，最后由楞次定则确定导线ab的感应电流方向【解答】解：由于导体棒cd的运动，导致ab导线中有向右的电流，从而根据楞次定律可知，穿过导线ab的磁场要么向左减小，要么向右增大因此由右手螺旋定则可知，要么从c到d的感应电流，且大小减小；要么有从d到c感应电流，且大小增大所以根据右手定则及切割感应电动势，可知，要么向左减速运动，要么向右加速运动，故ad正确，bc错误；故选ad14如图所示，匀强磁场的方向垂直于电路所在的平面，导体棒ab与电路接触良好当ab在外力f作用下从左向右做匀加速直线运动时，若不计摩擦和导线的电阻，整个过程中，灯泡l未被烧坏，电容器c未被击穿，则该过程中（）a电容器c的上极板带负电b感应电动势变大c灯泡l的亮度变大d电容器两极板间的电场强度减小【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电容【分析】根据e=blv判断产生的感应电动势的变化，根据右手定则判断出感应电流的方向，从而确定电容器极板带电的正负【解答】解：a、由右手定则可知，导体棒向右运动时，a端电势高、b端电势低，电热器上极板带正电，故a错误；b、导体棒做匀加速直线运动，v变大，由e=blv知，感应电动势变大，故b正确c、感应电动势增大，通过灯泡的电流增大，灯泡实际功率增大，灯泡的亮度变大，故c正确d、由电路图可知，电容器与灯泡并联，灯泡两端电压增大，电热器两极板电压增大，则电场强度增大，故d错误故选：bc15如图所示，相距为d的两水平线l1和l2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为b，正方形线框abcd边长为l（ld）、质量为m将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0，从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中（）a线框一直都有感应电流b线框有一阶段的加速度为gc线框产生的热量为mg（d+h+l）d线框做过减速运动【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化【分析】正方形线框abcd边长为l（ld），所以有一段过程线框完全进入磁场，线框无感应电流，只受重力根据能量守恒研究从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程求解【解答】解：a、正方形线框abcd边长为l（ld），所以cd进入磁场后，ab还在磁场内，所以线框磁通量不变，即无感应电流故a错误b、有一段过程，线框无感应电流，只受重力，线框有一阶段的加速度为g故b正确c、根据能量守恒研究从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程：动能变化为0，重力势能转化为线框产生的热量q=mg（d+l），故c错误d、线框ab边刚进入磁场速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0，线框有一阶段的加速度为g在这过程中必然有加速过程和减速过程，故d正确故选：bd二、计算题（本题共3小题，第16题12分，第17、18题各14分，共40分）16如图所示，匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架，框架宽为l，右端接有电阻r，磁感应强度为b，一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动，棒与框架的动摩擦因数为，测得棒在整个运动过程中，通过任一截面的电量为q，求：（1）棒能运动的距离；（2）r上产生的热量【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律【分析】（1）由法拉第电磁感应定律可求得通过棒的电量；（2）由能的转化和守恒定律可求得r上产生的热量【解答】解：（1）设在整个过程中，棒运动的距离为s，磁通量的变化量=bls，通过棒的任一截面的电量q=it=，解得s=（2）根据能的转化和守恒定律，金属棒的动能的一部分克服摩擦力做功，一部分转化为电能，电能又转化为热能q，即有mv02=mgs+q，解得q=mv02mgs=mv02答：（1）棒能运动的距离为；（2）r上产生的热量为mv0217u形金属导轨abcd原静放在光滑绝缘的水平桌面上，范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面，一根与bc等长的金属棒pq平行bc放在导轨上，棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱e、f已知磁感强度b=0.8t；导轨质量m=2kg，其中bc段长0.5m、电阻r=0.4，其余部分电阻不计；金属棒pq质量m=0.6kg、电阻r=0.2、与导轨间的动摩擦因数=0.2若向导轨施加方向向左、大小为f=2n的水平拉力，如图所示求：导轨的最大加速度、最大电流和最大速度（设导轨足够长，g取10m/s2）【考