云南省玉溪市峨山一中2017-2018学年高二下学期4月份月考物理试题

云南省玉溪市峨山一中学年下学期4月份月考高二物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________分卷I一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)1.如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A．先向左，后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左2.如图所示的下列实验中，有感应电流产生的是()A．B．C．D．3.如图所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量()为零B．垂直向里C．垂直向外D．条件不足，无法判断4.下列选项中哪个不是交流电的有效值()A．交流电压表的读数B．保险丝的熔断电流C．电容器的击穿电压D．电动机铭牌上的额定电压5.在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()A．t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311V6.如图所示，矩形线圈长为L、宽为h、电阻为R、质量为m，线圈在空气中竖直下落一段距离后(空气阻力不计)，进入一宽度也为h、磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈进入磁场时的动能为Ek1，线圈刚穿出磁场时的动能为Ek2，从线圈刚进入磁场到线圈刚穿出磁场的过程中产生的热量为Q，线圈克服磁场力做的功为W1，重力做的功为W2，则以下关系中正确的是()A．Q＝Ek1－Ek2B．Q＝W2－W1C．Q＝W1D．W2＝Ek2－Ek17.500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中．若输送功率为3200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)()A．0.4PB．0.16PC．2.5PD．6.25P8.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场．如图所示，一半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电量为＋q的小球．已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是()A．0B．r2qkC．2πr2qkD．πr2qk9.如图所示，PQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成45°角，E、F分别为PS和PQ的中点．关于线框中的感应电流()A．当E点经过边界MN时，感应电流最大B．当P点经过边界MN时，感应电流最大C．当F点经过边界MN时，感应电流最大D．当Q点经过边界MN时，感应电流最大10.机场用于安全检查的“安全门”是应用了下列哪个现象()A．涡流B．静电除尘C．磁体产生磁场D．安全用电11.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图所示．在t＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是()A．第2秒内上极板为正极B．第3秒内上极板为负极C．第2秒末微粒回到了原来位置D．第3秒末两极板之间的电场强度大小为12.电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流，它的周期和频率分别是()A．0.04s,25HzB．0.08s,25HzC．0.04s,50HzD．0.08s,50Hz二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)如图所示，边长为L＝0.2m的正方形线圈abcd，其匝数为n＝10，总电阻为r＝2Ω，外电路的最阻为R＝8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B＝1T．若线圈从图示位置开始，以角速度ω＝2rad/s绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是()A．在t＝时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝0.8sin2tVC．从t＝0时刻到t＝时刻，电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4JD．从t＝0时刻到t＝时刻，通过R的电荷量q＝0.02C14.(多选)有一种高速磁悬浮列车的设计方案是：在每节车厢底部安装强磁铁(磁场方向向下)，并且在沿途两条铁轨之间平放一系列线圈。下列说法中正确的是()A．列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快C．列车运动时，线圈中会产生感应电动势D．线圈中的感应电动势的大小与列车速度无关15.(多选)如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是()A．2是磁铁，在1中产生涡流B．1是磁铁，在2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动D．该装置的作用是使指针能很快地稳定16.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动分卷II四、计算题17.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时．求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量是多少？18.一矩形线圈有100匝，面积为50cm2，线圈内阻r＝2Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B＝0.5T，线圈的转速n＝1200r/min，外接一用电器，电阻为R＝18Ω，试写出R两端电压瞬时值的表达式．19.如图所示，在磁感应强度B＝2T的匀强磁场中，有一个半径r＝0.5m的金属圆环．圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动．A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R＝0.1Ω，图中定值电阻R1＝100Ω、R2＝4.9Ω，电容器的电容C＝100pF.圆环和连接导线的电阻忽略不计，则：(1)电容器的带电荷量是多少？哪个极板带正电？(2)电路中消耗的电功率是多少？20.为了测量列车运行的速度和加速度的大小，可采用如图(a)所示的装置，它是由一块安装在列车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量仪组成的(测量仪未画出)．当列车经过线圈上方时，线圈中产生的电流被记录下来，就能求出列车在各位置的速度和加速度．假设磁体端部磁感强度为B＝0.004T，且全部集中在端面范围内，与端面垂直，磁体宽度与线圈宽度相同，且都很小，线圈匝数n＝5、长L＝0.2m、电阻0.4Ω(包括引线电阻)，测试记录下来的电流－位移图象如图(b)所示．试求：(1)在离O(原点)30m,130m处列车的速度v1和v2的大小；(2)假设列车是匀变速运动，求列车加速度的大小．

答案解析1.【答案】D【解析】根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故D正确．2.【答案】D【解析】根据电流的磁效应，导线通电后其下方存在磁场，小磁针在磁场的作用下偏转，没有感应电流，故A错误；由法拉第电磁感应定律知，闭合圆环在无限大匀强磁场中加速运动，磁通量没有变化，所以没有产生感应电动势，故不能产生感应电流，所以B错误；通电导线在磁场中受安培力的作用，所以不存在感应电流，故C错误；闭合回路中的金属杆切割磁感线运动，能够产生感应电流，故D正确．3.【答案】B【解析】由环形电流的磁感线分布可知，中间密，外部稀疏，所以穿过B圆的总磁通量是垂直纸面向里的，则选项B正确．4.【答案】C【解析】交流电压表测量的是交流电的有效电压，保险丝的熔断电流指有效电流，电动机铭牌上的额定电压也是指有效电压，电容器的击穿电压，指最大电压，故选C.5.【答案】A【解析】t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t＝0.010s时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期为0.02s，频率为50Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311V，选项D错误．6.【答案】C【解析】线圈进入磁场和离开磁场的过程中，克服安培力做的功等于产生的焦耳热即Q＝W1，C正确；根据动能定理：W1－W2＝Ek2－Ek1，D错误；根据功能关系，线圈减少的机械能等于产生的焦耳热，也等于克服安培力做的功．Q＝W2＋Ek1－Ek2，所以A、B错误．7.【答案】B【解析】根据P损＝r可知：当输电电压由200kV升高到500kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，选项B正确．8.【答案】D【解析】磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，故感应电动势为：U＝S＝πr2k；根据楞次定律，感应电动势的方向为顺时针方向；小球带正电，小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是：W＝qU＝πr2qk，故选D.9.【答案】B【解析】当P点经过边界MN时，有效切割长度最长，感应电动势最大，所以感应电流最大．10.【答案】A【解析】机场用于安全检查的“安全门”是应用了涡流现象，A对；静电除尘是利用带电粒子在磁场中的运动，B错误；磁体产生磁场跟安全门没有任何关系，C错；安全用电是电流等相关知识，D错．11.【答案】A【解析】第2s内磁场强度减小，所以圆环产生感应电动势，相当于一电源，由楞次定律知，金属板上端为正极，所以A正确．第3s内磁场方向向外，强度增加，产生的感应电动势仍然是上极板为正，所以B错误．第1s内，上极板为负，第2s内，上极板为正，这个过程中电场强度相反，所以微粒先加速，然后减速，当第2秒末微粒速度为零，离开中心位置最大，所以C错误．第3s末圆环产生的感应电动势为＝0.1πr2，电场强度E＝＝，所以D错误．12.【答案】A【解析】正弦交流电的方向一个周期改变2次，所以电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流的频率为25Hz，故周期T＝＝s＝0.04s选A.13.【答案】AD【解析】线圈在磁场中转动，Em＝nBSω＝0.4V，B项错；当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快，A正确；QR＝I2Rt＝[]2Rt＝1.6π×10－3J，C错；q＝n＝0.02C，D正确．14.【答案】ABC【解析】列车运动时，安装在每节车厢底部的强磁铁产生的磁场使通过线圈的磁通量发生变化；列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知，由于通过线圈的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过线圈的磁通量的变化率成正比，与列车的速度有关．由以上分析可知，选项A、B、C的说法正确，选项D的说法不正确．15.【答案】AD【解析】这是涡流的典型应用之一．当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来．16.【答案】BC【解析】17.【答案】(1)e＝50sin10πt(V)(2)43.3V(3)31.86V3．54A(4)C【解析】(1)e＝Emsinωt＝nBS·2πfsin(2πft)＝100××0.05×2π×sin(2π×t)V＝50sin10πtV(2)当t＝s时，e＝50sin(10π×)V≈43.3V(3)电动势的有效值为E＝＝V≈35.4V电流表示数I＝＝A＝3.54A电压表示数U＝IR＝3.54×9V＝31.86V(4)s内线圈转过的角度θ＝ωt＝×2π×＝该过程中，ΔΦ＝BS－BScosθ＝BS由I＝，I＝，E＝得q＝＝＝C＝C.18.【答案】u＝9πcos40πtV【解析】角速度ω＝2πn＝2π(r/s)＝40π