山西省太原市第五中学2018_2019学年高二物理下学期4月月考试题（含解析）.docx

山西省太原市第五中学2018-2019学年高二物理下学期4月月考试题（含解析）一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.下列说法正确的是（ ）A. 通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应B. 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反C. 线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大D. 只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场【答案】D【解析】【详解】通电线圈在磁场中转动的现象是电流受到安培力的作用产生的，不是电流的磁效应。故A错误；根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同。故B错误。根据法拉第电磁感应定律：可知线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势不一定越大，与磁通量的变化快慢有关。故C错误；根据电磁场理论可知，只要磁场变化，即使没有电路，在空间也将产生感生电场。故D正确。2.如图所示的情况中，金属导体中产生的感应电动势不是Blv的是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】由图A所示可知，Blv，则动生电动势为 E=Blv，故A不符合题意； 由图B所示可知，水平金属导体不切割磁感线，只有竖直导体切割磁感线，感应电动势为 E=Blv；故B不符合题意； 由图C所示可知，v与金属导体不垂直，有效切割长度小于l，则感应电动势小于Blv；故C符合题意； 由图D所示可知，金属导体切割磁感线有效长度为l，感应电动势E=Blv，故D不符合题意； 本题选产生的感应电动势不是Blv的是，故选C。3.如图甲所示，线圈的匝数n=300匝，横截面积S=50cm2，线圈总电阻r=100，沿轴向有匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示规律变化，则（）A. 若在a、b间接一个理想电流表时，第末电流表的示数为B. 若在a、b间接一个理想电流表时，第末和末的电流方向相同C. 第1s末a、b间电压为零D. 第末a、b间电压比末的小【答案】A【解析】【详解】由法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势E为：，由闭合电路欧姆定律可得感应电流I大小为：，故A正确；由图可知，在0-0.4s时间内磁通量向右增加，而0.4-0.8s时间内磁通量向右减小，由楞次定律可知，在第0.2s末和0.6s末的电流方向相反。故B错误；在第1s末，磁通量的变化率不为零，则产生的电动势不为零，则ab之间的电压不为零故C错误；在0.9s时刻的电动势与0.8-1.0s时间内的电动势相等，为：，所以在第0.9s末a、b间电压比0.2s末的大。故D错误。4.光滑曲面与竖直平面交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y=x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y=2m的直线（如图中的虚线所示）。一个质量为1kg的小金属块从抛物线上y=4m处以速度v=2m/s沿抛物线下滑，假设曲面足够长，重力加速度g取10m/s2，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量为（）A. 20JB. 18JC. 22JD. 42J【答案】C【解析】【详解】圆环最终在y=2m以下来回摆动，以y=4m处为初位置，y=2m处为末位置，知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒定律得：，故C正确，ABD错误；5. 电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（ ）A. 当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B. 电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C. 电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热性能较差D. 在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用【答案】B【解析】试题分析：电磁炉就是采用涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。故A错误B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用D错误；考点：考查了电磁炉工作原理6.如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B的匀强磁场，半径为L、总电阻为R的直角扇形导线框OAC绕垂直于线框平面轴O以角速度匀速转动。线框从图中所示位置开始计时，设转动周期为T，在转动过程中，下列说法正确的是（）A. 的过程中，线框内无感应电动势产生B. 的过程中，线框内感应电流为C. 的过程中，线框内感应电流方向为D. 转动过程中，线框中产生的是交变电流【答案】D【解析】【详解】0的过程中，OA和OC切割磁感应线产生感应电动势，故A错误；从的过程中，穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，在此过程中，感应电动势：E=2 BL2=BL2，感应电流，故B错误；根据楞次定律可知，T的过程中，线框内感应电流方向为OCA，故C错误；从的过程中，根据楞次定律可知线框内感应电流方向为OAC，整个过程中电流方向发生变化，产生的是交流电，故D正确。7.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1R2R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管开关K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的是( )A. L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮然后逐渐变暗B. L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮然后逐渐变暗C. L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗D. L1、L2、L3均先变亮然后逐渐变暗【答案】B【解析】【详解】当K突然断开时，电感L由于自感，电流继续原方向流动，L、L1和L2构成一闭合回路，L中电流从I1逐渐减少，则通过L1的电流也逐渐减少，L1逐渐变暗；通过L2的电流开始时比原来电流大，后逐渐变小，L2先变亮，然后逐渐变暗；当K突然断开时，电感L相当于电源，由此时二极管处于反向截止状态，故L3立即熄灭，故B正确，A、C、D错误；故选B。8.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，矩形线圈ABCD与可变电容器C、理想交流电流表组成闭合电路。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，产生交变电流的u-t图象如图乙所示。以下判断正确的是（）A. 时线圈平面与磁场方向平行B. 该交流电的频率为50HZC. 电容器的耐压值至少为220VD. 电容器的电容C变大时，电流表的示数变小【答案】B【解析】【详解】由图象乙可知0.01s时，电压值为零，此时线圈平面与磁场方向垂直，处于中性面上，故A错误；由图乙可知T=0.02s，则频率为：，故B正确；由图乙可知，电压的峰值为：，电容器的耐压值为峰值，故该电容器的耐压值至少为，故C错误；根据容抗公式可知，电容器电容变大时，容抗减小，则电路中电流增大，故D错误；二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9.如图，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增加（）A. 环A有扩张的趋势B. 环A有缩小的趋势C. 螺线管B有缩短的趋势D. 螺线管B有伸长的趋势【答案】AC【解析】AB、当B中通过的电流逐渐增加时,电流产生的磁场逐渐增强,故穿过A的磁通量增加,为阻碍磁通量增加,根据楞次定律可以知道,环A应向磁通量减小的方向形变.因为A环中有两种方向的磁场:B线圈外的磁感线方向与B线圈内的磁感线方向相反,B线圈外的磁感线要将B线圈内的磁通量抵消一些,当A的面积增大时,穿过A的磁通量会减小,所以可以知道环A应有扩张的趋势,所以A选项是正确的,B错误;CD、线圈B中电流增加,每匝线圈产生的磁场增强,线圈间的引力增大,所以螺线管B有缩短的趋势,所以C选项是正确D错误;综上所述本题答案是：AC10.如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是（）A. 导线中的电流变大B. 线框以PQ为轴转动C. 线框向下平动D. 线框以AB边为轴转动【答案】AD【解析】【详解】导线中电流强度变大，磁场增大，线框中的磁感应强度增大，故磁通量增大，可以产生感应电流，故A正确； 线框以直导线PQ为轴转动，穿过线框的磁通量不变化，则没有产生感应电流，故B错误； 线框向下运动时，线框中的磁感应强度不变，磁通量不变，故不会产生感应电流，故C错误；线框以AB边为轴转动，则线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项D正确.11.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现在外力F的作用下，此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。以线框的ab边到达磁场边界时开始计时，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向右为力的正方向。则关于线框中的感应电流i和线框所受到的外力F随时间变化规律的以下图线中，可能正确的是（）A. B. C. D. 【答案】BC【解析】【详解】开始时进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，当开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针；不论进入磁场，还是出磁场时，由于切割的有效长度变小，导致产生感应电流大小变小，故A错误，B正确；进入磁场过程中，根据平衡条件可得F=FA=，由于有效切割长度逐渐减小，所以拉力逐渐减小；完全进入磁场过程中安培力为零，则拉力为零；出磁场过程中，有效切割长度逐渐减小，所以拉力逐渐减小；整个过程中安培力方向向左，则拉力方向向右，故C正确、D错误。12.如图所示，平行金属导轨与水平面成角，导轨间间距为L，导轨与固定电阻R1和R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等为R，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时（）A. 通过棒电流为B. 电阻消耗的热功率为C. 整个装置因摩擦而消耗的热功率为D. 整个装置消耗的机械功率为【答案】BC【解析】【详解】设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻为：R1=R2=R电路中感应电动势为：E=BLv，ab中感应电流为：，故A错误；电阻R1消耗的热功率为：，故B正确；整个装置因摩擦而消耗的热功率为：P2=fv=mgcosv=mgvcos，故C正确；ab所受安培力为：FA=BIL=，整个装置消耗的机械功率为：P3=FAv+P2=（+mgcos）v，故D错误。三、实验题探究题（本大题共1小题，共10.0分）13.如图是“探究感应电流的产生条件”实验的器材。（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路_；（2）写出三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转。A_；B_；C_。（3）该实验得到的实验结论是_。【答案】 (1). (2). 将开关闭合或断开 (3). 将螺线管A插入（或拔出）螺线管B (4). 将滑动变阻器的滑处向左或向右移动 (5). 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，则闭合导体回路中就有感应电流。【解析】【详解】（1）.电路连接如图； （2） 三个操作使灵敏电流计的指针发生偏转：A.将开关闭合或断开；B. 将螺线管A插入（或拔出）螺线管B；C.将滑动变阻器的滑处向左或向右移动；（3）结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，则闭合导体回路中就有感应电流。四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）14.如图所示，N匝矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴逆时针转动（俯视），若线圈两个边长分别是L1和L2，线圈匀速转动的角速度为，磁场的磁感应强度为B求：（1）在图示位置时，线圈中的感应电动势（2）从图示位置转过90过程中，感应电动势的平均值（3）若从图示时刻开始计时，求t时刻的感应电动势【答案】（1）在图示位置时，线圈中的感应电动势是NBL1L2；（2）从图示位置转过90过程中，感应电动势的平均值是；（3）若从图示时刻开始计时，t时刻的感应电动势是NBL1L2cost。【解析】【详解】（1）在图示位置时，线圈中的感应电动势最大，最大值为：Em=nBS=NBL1L2；（2）从图示位置转过90过程中，根据E=N得感应电动势的平均值为：=。（3）若从图示时刻开始计时，t时刻的感应电动势为：e=NBL1L2cost。15.如图所示，表示一交流电电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？【答案】该交流电的有效值为A。【解析】【详解】设电流的有效值为I通过阻值为R的电阻，取一个周期时间，由焦耳定律得：I2R0.2=R0.1+（10）2R0.1解得：I=A16.如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下。在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为L=0.1m，线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：（1）匀强磁场的磁感应强度B；（2）线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量q。【答案】（1）匀强磁场的磁感应强度B=1T；（2）通过线框横截面的电荷量q=0.75C【解析】详解】（1）由F-t图象可知，当线框全部进入磁场后，F=0.2N时，线框的加速度为：a=m/s2=2m/s2，0时刻线框所受的安培力为：F安培=BIL=，由图