北京二中2017－2018学年高二下学期第三学段考试物理(4月)试题

北京二中2017—2018学年度第三学段高二年级学段考试试卷物理选修32命题人：审核人：得分：单项选择题（每小题2分，共52分）以下过程中能够产生感应电流的方式有：④条形磁铁插入或者播出螺线管的过程中③④条形磁铁插入或者播出螺线管的过程中③闭合开关后通电线圈A放在螺线管B中静止不动的过程中①导体棒左右晃动的过程中②②条形磁铁靠近或者远离铝环B的过程中第2题图NS①②B.②③第2题图NS2、如图所示为一台小型发电机示意图，磁场为水平方向。若线圈绕着转轴QUOTE做匀速圆周运动，当线圈转到如图所示的水平位置时，下列判断正确的是（）A．通过线圈的磁通量最大B．此时线圈恰好经过中性面C．线圈中产生的电动势最大D．此时交流电流正好改变方向第3题图3、如右图所示，在铁芯P上绕有两组线圈A和B，如果线圈A中通有如下所示的四种电流，规定从线圈A上端流入为电流正方向，试分析在t1~t2这段时间内（从上方俯视）线圈第3题图A．甲可以B.乙可以C.丙可以D.丁可以第第4题图4、如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持水平。在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行。则从上方俯视可见（）A.线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向先逆时针后顺时针B.线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向先顺时针后逆时针C.线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向始终是顺时针D．线圈从A到C的运动过程中感应电流的方向始终是逆时针第5题图甲5、1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）。它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。据说，在法拉第表演他的圆盘发电机时，一位贵妇人问道：“法拉第先生，这东西有什么用呢？”法拉第答道：第5题图甲图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。已知铜盘半径为r，铜盘内阻忽略不计，铜盘所在区域磁感强度B，转动的角速度为ω，则以下判断正确的是（）铜盘转动过程中产生的电流方向是D到C铜盘转动过程中D点的电势高于C点铜盘转动过程中产生的感应电动势大小为QUOTE④铜盘转动过程中产生的感应电流大小为QUOTE①②B.②③C.③④D.①④第第6题图6、如图所示，电源在电动机线圈中产生的电流的方向已经标出。在如图所示位置，以下关于电动机运动过程中的分析正确的是（）①导线AB边所受安培力与图示v箭头方向相反②导线AB边产生的反电动势方向由B指向A③线圈中产生的感应电动势对电源电流起到了促进作用④如果要维持线圈的持续转动，电源必须源源不断的提供电能来克服反电动势的阻碍作用①②B.①③C.②③D.②④7、一个单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直，图中表示穿过线圈平面的磁通量随时间变化的函数图像。图中磁通量的最大值Φmax＝0.20Wb，变化周期T＝0.02s。则由图可知，()A．线圈中感应电动势的最大值出现在0.005、0.015s各时刻B．电流改变方向出现在0.010s、0.020s时刻第7题图C．根据SKIPIF1<0有Emax＝62.8V第7题图D．线圈中电动势的有效值是SKIPIF1<0第8题图8、如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均10匝，半径rA=2r第8题图A．线圈中产生的感应电动势之比EA∶EB=2:1B.两线圈中电阻之比RA∶RB=1:2C．两线圈中感应电流之比IA∶IB=1:2D．两线圈中产生的热功率之比PA∶PB=8:1第9题图9、如图是电磁流量计的示意图。圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。电磁流量计的管道内没有任何阻碍流体流动的结构，所以常用来测量高黏度及强腐蚀性流体的流量。它的优点是测量范围宽、反应快、易与其他自动控制装置配套。当管中流过含有大量阴阳离子的导电液体，这些导电液体流过磁场区域时，在管壁上MN两点间形成电势差U，通过电势差U就可以知道管中液体的流量q—单位时间内流过管道横截面的液体的体积。已知管的直径为d，磁感应强度为第9题图M点的电势高于N点此时液体的流速v=QUOTE在MN两点间接入电压表所测电压略大于MN之间的实际电压液体的流量q=QUOTE×××××××××××××Lablcd第10题图10、如图所示，匀强磁场的上下边界水平，宽度为L，方向垂直纸面向里。质量为m、边长为l（l<L）的正方形导线框abcd始终沿竖直方向穿过该磁场，已知cd边进入磁场时的速度为v0，ab边离开磁场时的速度也为v0，重力加速度的大小为g。下列说法正确的是()A．线框进入和离开磁场时产生的感应电流方向相同B．线框进入和离开磁场时受到的安培力方向相反C．线框穿过磁场的过程中克服安培力所做的功为mg(L+l)D．线框穿过磁场的过程中可能先做加速运动后做减速运动第11第11题图AOitt1BOitt1COitt1DOitt111、如图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为EAOitt1BOitt1COitt1DOitt1第12题图12、铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置。如图所示（俯视图），能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置。若一列火车匀加速驶来，则电压信号U随时间t第12题图ABoUoUtoUtoUtoUtSKIPIF1<0B第13题图13、如图，光滑斜面的倾角为SKIPIF1<0，斜面上放置一矩形导体线框SKIPIF1<0，SKIPIF1<0边的边长为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0边的边长为SKIPIF1<0，线框的质量为SKIPIF1<0，电阻为SKIPIF1<0，线框通过细棉线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为SKIPIF1<0，斜面上SKIPIF1<0线（SKIPIF1<0平行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的SKIPIF1<0边始终平行底边，则下列说法正确的是（）SKIPIF1<0B第13题图A．线框进入磁场前运动的加速度为SKIPIF1<0B．线框进入磁场时匀速运动的速度为SKIPIF1<0C．线框做匀速运动的总时间为SKIPIF1<0D．该匀速运动过程产生的焦耳热为SKIPIF1<014、如图a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ω匀速转动。设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b中能正确描述线框从图a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（）图b图bi0tAi0tBi0tCi0tD图aωOBLt1R1R2CaLt1R1R2CabSE第15题图A．闭合S，稳定后，电容器两端电压为EB．闭合S，稳定后，电容器的a极带正电C．断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电D．断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电AB乙LR甲ABR16AB乙LR甲ABRA．甲图中外力做功多B．两图中外力做功相同C．乙图中外力做功多 D．无法判断第第17题图17、插有铁芯的线圈（电阻不能忽略）直立在水平桌面上，铁芯上套一铝环，线圈与电源、开关相连。以下说法中正确的是()A．闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起B．闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起C．闭合开关的瞬间铝环不跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起D．闭合开关的瞬间铝环跳起，开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起空心铝管永磁体第空心铝管永磁体第18题图A．若仅增强永磁体的磁性，则其穿出铝管时的速度变小B．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的时间缩短C．若仅增强永磁体的磁性，则其穿过铝管的过程中产生的焦耳热减少D．在永磁体穿过铝管的过程中，其动能的增加量等于重力势能的减少量NMcabPQRB第19题图19、如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN、PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨的右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好。现使金属棒以一定初速度向左运动，它先后通过位置a、b后，到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度为B，金属棒通过a、b处的速度分别为va、NMcabPQRB第19题图A．金属棒运动到a处时的加速度大小为SKIPIF1<0B．金属棒运动到b处时通过电阻的电流方向由N指向QC．金属棒在a→b过程与b→c过程中通过电阻的电荷量相等D．金属棒在a处的速度va是其在b处速度vb的SKIPIF1<0倍甲乙AB第20题图20、如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。两个同学迅速摇动AB这段“绳”。假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北。图中摇“绳甲乙AB第20题图A．当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大B．当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大C．当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向BD．在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高qB第21题图21、如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B＝B0+kt，其中B0、k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为qB第21题图A．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπr从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为2qkπrC.从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr2D.从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为qkπr20Et0FAt0It0PxABCD22、如图所示，在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABC固定在水平面内，AB与BC间夹角为θ，光滑导体棒DE在框架上从B点开始在外力作用下以速度v向右匀速运动，导体棒与框架足够长且构成等腰三角形电路．若框架与导体棒单位长度的电阻均为R，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，下列关于电路中电动势E0Et0FAt0It0PxABCD23、以下哪些现象利用了电磁阻尼规律（）线圈能使振动的条形磁铁快速停下来无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅速停下来转动把手时下面的闭合铜线框回随U形磁铁同向转动A.①②③线圈能使振动的条形磁铁快速停下来无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅速停下来转动把手时下面的闭合铜线框回随U形磁铁同向转动ab图甲d2lxocB24、如图甲所示，由粗细均匀的电阻丝制成边长为l的正方形线框abcd，线框的总电阻为R。现将线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcd流动的方向为正，u0=Blv。在图乙中画出线框中a、ab图甲d2lxocBxxAuab0l2l3lu0u0u0图乙u0u0u0/43u0/4Dxuab0l2l3lxCuab0l2l3lu0u0u0/43u0/4u0u0xBuab0l2l3l3u0/4u0/4adbc（甲）0（乙）Bt24第25题图adbc（甲）0（乙）Bt24第25题图44AF安t240t0BF安2CF安240DF安t240tt第26题图adbcB26、如图所示，水平面上固定有间距为1m的平行光滑导轨，磁感应强度为1T的匀强磁场方向竖直向下。导体棒ab的质量为1kg、电阻为2Ω；cd的质量为2kg、电阻为1Ω。开始时ab静止，cd棒以6m/s的初速度向右运动，经过t＝4s，棒第26题图adbcB①达到稳定前ab棒做匀加速运动，cd棒做匀减速运动②整过程回路中产生焦耳热Q=12J③在t时间内通过ab棒电量q=8C④在t时间内abcd围成的回路面积增加量为QUOTEm2A.①②B.①③C.②③D.②④班级 学号 班级 学号 姓名 密封线 物理32答题纸二、计算题（本大题共3小题，共48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。）27、电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。BMN图271v（1）如图271所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为l。金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直BMN图271va.请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1；b．在金属棒产生电动势的过程中，请画图说明是什么力充当非静电力，并根据电动势的定义式SKIPIF1<0求出这个非静电力产生的电动势表达式E2；图272OrR（2）由于磁场变化而产生的感应电动势，也是通过非静电力做功而实现的。在磁场变化时产生的电场与静电场不同，它的电场线是闭合的，我们把这样的电场叫做感生电场，也称涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。如图272所示，空间存在一个垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B0，磁场区域半径为R。一半径为r的圆形导线环放置在纸面内，其圆心O图272OrR如果磁感应强度Bt随时间t的变化关系为Bt=B0+kt。求圆形导线环中的感应电动势E3的大小；b．上述感应电动势中的非静电力来自于涡旋电场对电子的作用。求上述导线环中电子所受非静电力F3的大小。28、