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文档简介
第=page66页,共=sectionpages1010页2025-2026学年安徽省合肥一中高二(下)月考物理试卷一、单选题:本大题共7小题,共28分。1.如图,在水平向右的匀强磁场中,一闭合导线框平行于磁场放置,导线框在磁场中运动,可以产生感应电流的是(
)A.导线框以左边框为轴旋转 B.导线框以上边框为轴旋转
C.导线框垂直纸面向外平动 D.导线框水平向右平动2.高层建筑中的电梯系统安装了电磁缓冲装置。在电梯轿厢底部对称安装了8台永久强磁铁,磁铁S极均朝上,电梯井道内壁上铺设若干金属线圈,当电梯轿厢超速下降时会迅速启动缓冲系统,使线圈立即闭合。当电梯轿厢超速下降到如图所示位置时,下列说法正确的是(
)A.轿厢上下方线圈对轿厢均有阻碍作用
B.轿厢上方与下方金属线圈中感应电流方向相同
C.上、下方线圈都有扩张的趋势
D.上方线圈有收缩的趋势,下方线圈有扩张的趋势3.如图甲所示,一轻质弹簧上端固定,下端悬挂一个体积很小的磁铁,在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放,小磁铁将做阻尼振动,其位移x随时间t变化的图像如图乙所示,取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行,不计空气阻力,下列说法正确的是(
)A.B时刻线圈中有顺时针(从上往下看)方向的电流
B.A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力
C.小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能
D.磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒4.某同学利用图1所示电路研究自感现象,其电路图如图2所示。闭合开关待电路稳定,某时刻断开开关并开始计时,之后每隔时间T变换开关状态(每次变换前,电路均已处于稳定状态)。若电源内阻不计,则通过电阻R1的电流随时间变化的图像可能正确的是(
)A. B.
C. D.5.如图所示,足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置,间距为L,一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。t=0时导体棒在水平向右的恒力作用下开始运动。设导体棒MN两端的电压为U,所受安培力的大小为FA,通过的电流为I,速度大小为v,加速度的大小为a。关于导体棒MN开始运动后的情况,下列图像中合理的是(
)A. B. C. D.6.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为L,磁感应强度的大小为B。一直角边长为2L的等腰直角三角形均匀导线框ABC从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。规定逆时针电流方向为正,水平向左为安培力的正方向。则关于线框中的电流I,线框受到的安培力F与线框移动距离x的关系图像可能正确的是(
)
A. B.
C. D.7.如图所示,间距为L的两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在固定的轻弹簧下端,弹簧的劲度系数为k,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直。重力加速度大小为g,除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,下降h的高度达到最大速度,该过程所用时间为t。则(
)A.释放瞬间金属棒的加速度小于g
B.金属棒的最大速度为vmax=(mg-kh)RB2L2
C.该过程电阻R二、多选题:本大题共3小题,共16分。8.如图所示,由互相垂直的两部分组成的导体棒放置在竖直平面内,两端点a、c的竖直高度差为L,ab段与水平方向的夹角为θ,bc段的长度为d,空间存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。现让导体棒以与磁场垂直的速度v0运动,下列说法正确的是(
)A.若v0沿水平方向,导体棒产生的电动势为BLv0
B.若v0与ab平行,导体棒产生的电动势为Bdv0
C.若v0与ab垂直,导体棒产生的电动势为9.如图所示,将质量为m的闭合矩形导线框abcd先后两次从图示位置由静止释放,穿过其下方垂直于纸面向里的匀强磁场。第一次线框恰好匀速进入磁场。已知ab边长为2L,bc边长为L,磁场的宽度h>2L。不计空气阻力。下列判断正确的是(
)A.第一次进入磁场过程中,线框减少的重力势能为mgh
B.第二次刚进入磁场时,线框的加速度大小为3g
C.先后两次刚进入磁场时,线圈中的感应电动势之比为1:1
D.先后两次刚进入磁场时,ab两点间的电势差之比为1:4
10.我国第三艘航母福建舰已正式下水,如图甲所示,福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型,直流电源的电动势为E,电容器的电容为C,两条相距L的固定光滑导轨,水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m,电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态,并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电,充电结束后,再将K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下向右加速运动,达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻,忽略空气阻力。下列说法正确的是(
)
A.空间存在的磁场方向为垂直纸面向外
B.金属滑块在轨道上运动的最大加速度为BELmR
C.金属滑块在轨道上运动的最大速度为BLCECB2三、计算题:本大题共4小题,共56分。11.如图甲所示,N=200匝的线圈(图中只画了2匝),电阻r=2Ω,其两端与一个R=48Ω的电阻相连,线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
(1)判断通过电阻R的电流方向;
(2)求线圈产生的感应电动势E;
(3)求电阻R两端的电压U。12.如图所示,两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L=0.1m,导轨平面与水平面的夹角为θ=30°,导轨上端连接一定值电阻R=0.3Ω,导轨的电阻不计,整个装置处于方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场B中,长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持良好的接触,金属棒的质量为m=0.8kg,电阻为r=0.1Ω。现将金属棒从紧靠NQ处由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为x=14m时,速度达到最大值vm=10m/s。(重力加速度g取10m/s2),求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中,电阻R产生的焦耳热Q;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中通过金属棒截面的电荷量13.电磁滑道成为未来运动的一种设想,人们可以通过控制磁场强弱,实现对滑动速度的控制。为了方便研究,做出以下假设:如图甲所示,足够长的光滑斜面与水平面成θ角,虚线EF上方的整个区域存在如图乙规律变化且垂直导轨平面的匀强磁场,t=0时刻磁场方向垂直斜面向上(图中未画出),磁感应强度在0~t1时间内均匀变化,磁感应强度最大值为B0,t1时刻后稳定为-B0。0~t1时间内,单匝正方形闭合金属框ABCD在外力作用下静止在斜面上,金属框CD边与虚线EF的距离为d。t1时刻撤去外力,金属框将沿斜面下滑,金属框上边AB刚离开虚线EF时的速度为v1,已知金属框质量为m、边长为d,每条边电阻为R。求:
(1)CD边刚过虚线EF时,AB两点间的电势差;
(2)从t=0时刻到AB边经过虚线EF的过程中金属框产生的焦耳热;14.相距为L=2m的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面。质量均为m=0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5,导轨电阻不计,细杆ab、cd接入电路部分电阻分别为R1=0.6Ω、R2=0.4Ω。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab在平行于水平导轨的拉力F作用下,从静止开始以a=2m/s2匀加速运动时,cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动。(ab起动瞬间记为0时刻)求:
(1)力F随时间变化的规律;
(2)经过多长时间cd杆速度达到最大;
(3)经过多长时间cd杆速度减为0;
(4)若ab杆从开始运动到cd杆达到最大速度的过程中拉力F做了6130答案1.A
2.A
3.A
4.C
5.D
6.A
7.B
8.AB
9.BD
10.BC
11.解:(1)磁场垂直于纸面向里,穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流沿逆时针方向,通过R的电流由A流向B。
(2)由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势:
E=N△⌀△t=200×0.15-0.100.1V=100V;
(3)感应电流I=Er+R=1002+48A=2A,
电阻R两端的电压U=IR=2×48V=96V;
答:(1)通过电阻R的电流方向由A流向B;
(2)线圈产生的感应电动势E是12.解:(1)金属棒速度达到最大值,金属棒所受外力为0,对棒进行分析,根据平衡条件有BIL=mgsinθ
金属棒中的感应电流I=BLvmR+r
代入数据可得B=4T
(2)根据能量守恒定律有Q总=mgxsinθ-12mvm2
则电阻R产生的焦耳热Q=Q总RR+r
代入数据可得Q=12J
(3)感应电动势的平均值E-=ΔΦΔt=BLxΔt
感应电流的平均值I-=E-R+r
根据电流的定义式有I-=qΔt
代入数据可得q=14C
答:(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小是4T;
(2)金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中,电阻R产生的焦耳热Q是12J;
(3)金属棒沿导轨下滑距离为14m的过程中通过金属棒截面的电荷量q是14C。
13.解:(1)CD边从开始至运动到EF的过程中,由动能定理可得
mgdsinθ=12mv2
CD边刚过虚线EF时,AB边作为电源,AB两点间的电势差为
UAB=34E=34B0dv
解得UAB=34B0d2gdsinθ
(2)从t=0时刻到AB边运动到EF的过程中,热量分为两部分:
第一部分:在t1时间内,金属框产生的焦耳热为Q1=E24Rt1
根据法拉第电磁感应定律得
E=△Φ△t=△B△tS=2B0t1d2
第二部分:t1时刻后,设t1时刻后的过程中金属框克服安培力做功为W,由动能定理得
2mgdsinθ-W=12mv12
14解:(1)对ab杆,根据牛顿第二定律得F-μmg-FA=ma
又FA=BIL=BBLvR1+R2L=B2L2atR1+R2
代入数据可得F=2t+0.7(N)
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