山西省吕梁市汾阳中学2020-2021学年高二上学期第十四次周测物理试题

高二年级物理周测十四一．选择题（单项选择题为17题，多项选择题为810题，每小题6分，共计60分）1．图甲是法拉第发明的人类历史上的第一台发电机，图乙是这个圆盘发电机的示意图：圆盘安装在水平铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片、分别与转动轴和铜盘的边缘接触，下列分析正确的是A．因穿过铜盘的磁通量没有发生变化，故法拉第的第一台发电机不能发电 B．假若该发电机能发电，则图乙中上的电流从下向上流动 C．图乙中流过的是方向不断改变的交流电 D．设图乙中铜盘半径为，匀强磁场大小为，铜盘转动的角速度为，铜盘产生的电动势为2．如图（甲所示，、是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为．一个边长为的正方形导线框从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行。线框进入磁场过程中感应电流随时间变化的图象如图（乙所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流随时间变化的图象可能是以下的哪一个A． B． C． D．3．如图所示，闭合金属圆环用绝缘细线挂于点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程经过水平匀强磁场区域，虚线为该磁场的竖直边界，已知磁场区域的宽度大于圆环的直径．若不计空气阻力，则A．圆环在摆动过程中始终产生感应电流 B．圆环在摆动过程中，机械能始终守恒 C．圆环在磁场区域中摆动时，机械能守恒 D．圆环最终将静止在竖直方向上4．三根通电长直导线、、互相平行、垂直纸面放置．三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等．则、中点处的磁感应强度方向为A．方向水平向左 B．方向水平向右 C．方向竖直向上 D．方向竖直向下5．如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒，，电荷量相等，质量分别为，，．已知在该区域内，在纸面内做匀速圆周运动，在纸面内向右做匀速直线运动，在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是A． B． C． D．6．空间有一圆柱形匀强磁场区域，点为圆心．磁场方向垂直于纸面向外．一带正电的粒子从点沿图示箭头方向以速率射入磁场，，粒子在纸面内运动，经过时间离开磁场时速度方向与半径垂直．不计粒子重力．若粒子速率变为，其它条件不变，粒子在圆柱形磁场中运动的时间为A． B． C． D．7．如图所示，先后以速度和匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，，在先后两种情况下A．线圈中的感应电动势之比为 B．线圈中的感应电流之比为 C．线圈中产生的焦耳热之比 D．通过线圈某截面的电荷量之比8．如图甲所示，20匝的金属线圈（图中只画了2匝），电阻为，两端、与的电阻相连。线圈内有垂直线圈平面（纸面）向里的磁场，磁通量按图乙所示规律变化。则A．通过电阻的电流方向为 B．线圈产生的感应电动势为 C．电阻两端的电压为 D．，通过线圈导线横截面的电荷量为9．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，在外力作用下向右做匀加速直线运动穿过磁场，则下列判断正确的是A．导线框进入磁场时，感应电流随时间均匀增大 B．导线框离开磁场时，感应电流方向为 C．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左 D．导线框离开磁场时，受到的安培力恒定不变10．如图所示，水平面上两根相距为的平行光滑直导轨、，、间连有一固定电阻，导轨电阻忽略不计。为放在和上的一导体杆，与垂直，质量为，电阻为，整个装置处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。沿导轨以初速度水平向右运动，运动位移为时停止，在运动的过程中，下列说法正确的是A．流过电阻的感应电流由经到 B．通过电阻的电荷量为 C．电阻上产生的焦耳热为 D．电阻上产生的焦耳热为三．计算题（共2小题，每小题20分，共计40分）11．如图甲，正方形硬质金属框放置在匀强磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示金属框电阻，边长。（1）求时金属框中的感应电流大小；（2）后，将金属框从图示位置以边为轴转过，求该过程中通过金属框横截面的电量。12．如图所示，相距为的两条足够长的光滑平行金属导轨、与水平面的夹角为，、两点间接有阻值为的电阻。整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。将质量为、阻值也为的金属杆垂直放在导轨上，杆由静止释放，下滑距离时达到最大速度。重力加速度为，导轨电阻不计，杆与导轨接触良好。求：（1）杆下滑的最大速度；（2）上述过程中，杆上产生的热量；2021年01月05日梁文贵的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共7小题）1．【分析】根据右手定则判断间感应电流方向，即可知道电势高低．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与转动角速度有关．【解答】解：、圆盘在外力作用下切割磁感线，从而产生感应电动势，可以产生感应电流，可以发电，故错误；、根据右手定则可知，电流从点流出，流向点，因此电流方向为从向再到，即为，通过的电流从下向上，电流方向不变，通过的电流是直流电，故正确，错误；、根据法拉第电磁感应定律，则有，产生的电动势大小不变，故错误；故选：。【点评】本题是右手定则和法拉第电磁感应定律的综合应用，基本题，考查对实验原理的理解能力，同时注意切割磁感线相当于电源，内部电流方向是从负极到正极．注意由于圆盘在切割磁感线，相当于电源，所以处的电势比处低．2．【分析】由题意可知，线框进入磁场时，做匀速直线运动，根据，则可知，出磁场时，速度与进入磁场的速度相比较，从而确定线框的运动性质，进而由法拉第电磁感应定律，可求得感应电流的大小如何变化，即可求解。【解答】解：由题意可知，线框进入磁场过程中感应电流随时间变化的图象如图（乙所示，由法拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁场，由于，当完全进入磁场后，因磁通量不变，则没有感应电流，线框只受到重力，使得线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场的感应电流大于进磁场的感应电流，导致出磁场时的安培力大于重力，导致线框做减速运动，根据牛顿第二定律，，则有：加速度在减小的减速运动，故正确，错误；故选：。【点评】考查线框切割磁感线产生感应电流，掌握法拉第电磁感应定律与牛顿第二定律的应用，注意出磁场安培力大于进磁场的安培力，这是解题的关键，同时注意完全进入磁场后，不受到安培力作用。3．【分析】圆环向右穿过磁场后，会产生电流，根据能量守恒求解．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流．最终整个圆环在磁场区域来回摆动，不产生感应电流，机械能守恒．【解答】解：、只有当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流。故错误。、当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，机械能向电能转化，所以机械能不守恒。故错误。、整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，机械能守恒。故正确。、在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置。故错误。故选：。【点评】本题为楞次定律的应用和能量守恒相合．注意楞次定律判断感应电流方向的过程，先确认原磁场方向，再判断磁通量的变化，感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化．4．【分析】该题考查了磁场的叠加问题．用右手螺旋定则首先确定三根通电直导线在点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小和方向，从而判断各选项．【解答】解：用右手螺旋定则判断通电直导线在点上所产生的磁场方向，如图所示：直导线在点产生磁场与直导线在点产生磁场方向相反，大小相等。则合磁场为零；而直导线在点产生磁场，方向从指向，即为水平向左；故选：。【点评】磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．5．【分析】由粒子的运动状态，根据牛顿第二定律得到其合外力情况，再对粒子进行受力分析即可求解。【解答】解：微粒受重力、电场力、洛伦兹力的作用，三个带正电的微粒，，电荷量相等，那么微粒所受电场力大小相等，方向竖直向上；在纸面内做匀速圆周运动，则的重力等于电场力，即；在纸面内向右做匀速直线运动，则受力平衡，因为重力方向竖直向下，洛伦兹力方向竖直向上，则有；在纸面内向左做匀速直线运动，则受力平衡，且洛伦兹力方向向下，则有：所以，，故错误，正确；故选：。【点评】带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力的方向用左手定则判断，然后再分析粒子的受力情况，进而应用牛顿第二定律联系粒子的运动状态，进而求解。6．【分析】根据题意画出粒子速度变化前后两次的运动轨迹过程图，确定圆心，根据周期公式，利用几何关系比较两次粒子所转过的圆心角，再根据，即可求出粒子在磁场中运动的时间．【解答】解：设粒子电量为，质量为，磁场半径为，运动的轨迹半径分别为，磁感应强度为，根据洛伦兹力提供向心力：①粒子运动周期：②①②联立可得：可知速度变化前后，两次粒子的周期不变，设以速率射入磁场时运动轨迹的半径为，圆心为，画出粒子运动过程图如图一所示，根据题意可知：，，可得：所以△所以可知四边形为菱形，粒子在磁场中运动所转过的圆心角：，半径③设以速率射入磁场时运动轨迹的半径为，圆心为，根据①③式可知当粒子的速度变为时，粒子半径，根据几何关系画出粒子运动过程图如图二所示，粒子所转过的圆心角根据粒子在磁场中运动的时间：所以两次粒子在磁场中运动的时间之比：又因为，所以故正确，错误故选：。【点评】本题考查带电粒子在有界磁场（圆形）中的运动，要规范地作出粒子轨迹过程图，物理过程较为简单，对平面几何能力要求较高．7．【分析】根据，求出线圈中的感应电动势之比；根据欧姆定律求出感应电流，然后求出感应电流之比；根据，求出线圈中产生的焦耳热之比；根据，求出通过线圈某截面的电荷量之比。【解答】解：、感应电动势为：，由于，则感应电动势之比为：，故错误；、感应电流为：，由于，则感应电流之比为：，故错误；、线框穿出磁场的时间为：，由于，则有：，产生的焦耳热为：，则焦耳热之比：，故正确；、通过线圈某截面的电荷量为：△△△，由于、、都相等，则通过某截面的电荷量之比为，故错误；故选：。【点评】解决本题的关键掌握导体切割磁感线时产生的感应电动势，欧姆定律，知道电磁感应中电荷量公式。8．【分析】依据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，根据楞次定律判断感应电流的方向；根据闭合电路的欧姆定律求出电路的电流，由求出电路中的电流；由电荷量的表达式和法拉第电磁感应定律求解时间内通过电阻的电荷量。【解答】解：、由图知穿过线圈的磁通量均匀增大，根据楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则判断出感应电流方向为逆时针方向，通过电阻的电流方向为，故错误；、根据法拉第电磁感应定律得线圈产生的感应电动势为，故错误；、根据闭合电路欧姆定律得回路电流，电阻两端的电压为，故正确；、在，通过线圈导线横截面的电荷量，故正确；故选：。【点评】此题根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，由楞次定律判断感应电动势的方向，再结合闭合电路的欧姆定律进行解答。9．【分析】推导出电流强度和时间的关系分析电流强度的变化情况；根据楞次定律判断感应电流方向，根据左手定则判断线框受到的安培力方向；根据安培力的计算公式分析安培力的变化情况。【解答】解：设磁场的磁感应强度为，线框的长度为，线框的电阻为，匀加速直线运动的加速度为；、导线框进入磁场时，感应电流，所以导线框进入磁场时，感应电流随时间均匀增大，故正确；、导线框离开磁场时磁场方向向里，磁通量减少，根据楞次定律可知，感应电流方向为，故错误；、导线框进入磁场时，根据右手定则可知边的电流方向为，根据左手定则可知线框受到的安培力方向水平向左，故正确；、根据安培力的计算公式可得：，所以导线框离开磁场时，受到的安培力均匀增加，故错误。故选：。【点评】本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据闭合电路的欧姆定律、安培力的计算公式结合楞次定律等进行分析。10．【分析】根据右手定则分析电流的方向；根据电荷量的经验公式求解电量；根据能量关系分析上产生的热量。【解答】解：、根据右手定则可知，通过的电流方向有到，则固定电阻的感应电流由经到，故正确；、根据电荷量的经验公式可得：，故正确；、电阻与导体棒上产生的热量相等，设为，根据能量守恒可得：，解得固定电阻产生的焦耳热为，故正确，错误。故选：。【点评】本题主要是考查电磁感应现象的电路问题以及能量问题，掌握电荷量的经验公式，能够根据功能关系求解焦耳热。三．计算题（共1小题）11．【分析】（1）根据图乙所示磁感应强度变化情况应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势，应用欧姆定律求出感应电流。（2）由图乙所示图象求出磁感应强度，应用法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，应用欧姆定律求出平均感应电流，应用电流的定义式求出通过金属框横截面的电荷量。【解答】解：（1）在内，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势：，时金属框中的感应电流大小：（2）由图乙所示图象可知，后，磁感应强度，将金属框从图示位置以边为轴转过过程产生的平感应电动势：平均感应电流：通过金属框横截面的电量：△答：（1）时金属框中的感应电流大小是；（2）后，将金属框从图示位置以边为轴转过，该过程中通过金属框横截面的电量是。【点评】本题考查了法拉第电磁感应定律的应用，分析清楚磁感应强度变化过程与线框转动过程是解题的前提，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律与电流定义式即可解题。12．【分析】（1）当棒子开始运动，棒子做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到0时，速度达到最大。根据最终达到平衡，列出平衡方程，求出最大速度。（2）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，重力势能减小，动能增加，内能增加，根据能量守恒先求出整个电路产生的热量，再求出杆上产生的热量。【解答】解：（1）设杆的最大速度为，则此时杆产生的感应电动势为：回路中的感应电流为：杆所受的安培力为：根据平衡条件可得：最大速度为：，方向沿导轨平面向下；（2）杆从静止开始到最大速度过程中，根据能量守恒定律有：又所以得：。答：（1）杆下滑的最大速度为，方向沿导轨平面向下；（2）上述过程中，杆上产生的热量为。【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。A班周测物理试题答案一．选择题13．【分析】由法拉第电磁感应定律可分析电路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象。【解答】解：、由，由图乙知，的变化率不变，即保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流不变；根据楞次定律判断得知中感应电流沿，为负值；故错误。、由安培力可知，电路中安培力随的变化而变化，当为负值时，根据楞次定律判断可知中感应电流从到，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为，同理，为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为，故错误，正确；故选：。【点评】对于图象问题，关键要熟练运用法拉第电磁感应定律、安培力、左手定则等规律，得到物理量的表达式，再研究图象的意义。可定性判断与定量、排除法和直判法相结合的方法进行解答14．【分析】两个粒子在电场中均做类平抛运动，它们的运动轨迹关于切点中心对称，根据分位移公式和牛顿第二定律结合解答。【解答】解：两个粒子的质量、电荷量大小、初速度大小均相等，且粒子仅在电场力的作用下运动，可知两粒子均做类平抛运动，且运动轨迹形状中心对称，根据空间的对称性可知，相切点为电容器的几何中心，由类平抛运动的规律可得：竖直方向有，水平方向有，解得，故正确，错误。故选：。【点评】解决本题的关键要抓住两个粒子运动轨迹的对称性，得到竖直位移和水平位移，再根据牛顿第二定律和运动学公式解答。15．【分析】通过图象可以判断出磁场方向的变化，从而由楞次定律判断出感应电流的方向变化，则可由左手定则判断出安培力的方向，由于线框始终静止，则安培力与摩擦力等大反向，则可判断出摩擦力的变化情况。【解答】解：根据图象，时间内磁场方向垂直桌面向下，大小减小，时间内磁场方向垂直桌面向上，大小增大，由楞次定律可知线框中感应电流方向一直为顺时针方向，根据法拉第电磁感应定律得