宁夏石嘴山市2016-2017学年高二物理下学期第一次月考试题

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡相对应的位置上

第I卷（选择题，共51分）

一.选择题（本题共17小题，每题3分，共51分，全对得3分，选不全的得1分，有错误选项的得0分）

1.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。则以下符合事实的是

A.丹麦物理学家奥斯特梦圆电生磁，终于发现了电磁感应现象

B.洛伦兹发现了“磁生电”现象

C.法拉第首先发现了电磁感应现象，并总结出引起感应电流的原因

D.安培定则用来判断通电导线在磁场中所受安培力的方向

2.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是

A.闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生

B.闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生

C.穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生

D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就一定有感应电流产生

3．如图是法拉第研究电磁感应现象的第一个成功实验，他把a．b两个线圈绕在同一个铁杯上，a线圈接电源，b线圈接电流表，当S闭合后可以在空间产生磁场．由于历史的局限性，法拉第经过长达11年的艰苦探索，终于在1831年发现了磁生电现象．对其中失败的原因，分析正确的是（ ）

A．a线圈产生的磁场太弱，不能在线圈中产生感应电流

B．b线圈中感应电流太小，当时无法测出

C．电与磁没有对称性

D．没有意识到b中的感应电流只出现在磁通量变化的暂态过程

4．一正弦交变电压的电压u随时间t变化的规律如图所示．下列说法正确的是（ ）

A．该交变电压的瞬时值表达式为u=10 sin（50πt）V

B．该交变电压有效值为5 V

C．将该交变电压接在匝数比为1：2的理想变压器原线圈上，副线圈输出频率为50 Hz的交变电压

D．将该交变电压加在阻值R=20Ω的白炽灯两端，电灯消耗的功率是5W

5．粗细均匀的电阻丝围成的正方形框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边ab两点间电势差绝对值最大的是(　　)

6．如图所示，将一半径为r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为B的匀强磁场中用力握中间成“8”字型，并使上、下两圆半径相等．如果环的电阻为R，则此过程中流过环的电荷量为(　　)

A. B. C．0 D.

7．如图甲，100匝的线圈，横截面积是0.1m2，线圈两端A、B与一个理想电压表相连．线圈中有垂直纸面向里的磁场，磁场的磁感应强度按图乙规律变化，则(　　)

A．电压表的示数是2V B．电压表的示数是2.5V

C．A点电势高于B点 D．B点电势高于A点

8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想电表，R为副线圈的负载电阻．现在原线圈a、b两端加上交变电压u，其随时间变化的规律，则 ( )

A．副线圈中产生的交变电流频率为100 Hz

B．电压表的示数22 V

C．若电流表示数为0.1 A，则原线圈中的电流为1 A

D．若电流表示数为0.1 A，则1 min内电阻R上产生的焦耳热为132 J

9.如图所示是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值为（ ）.

A. B. C. D.

10．如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0-T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）

A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左

B．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右

C．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右

D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

11.如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 ( )

A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些

B.闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些

C.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭

D.断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭

12．如图所示，电阻为R的金属棒从图示位置分别以的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到位置，若则在这两次过程中（ ）

A．回路电流 B．产生的热量

C．通过任一截面的电荷量 D．外力的功率

13．如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法正确的是（ ）

A．线框中的电流强度随时间按正弦规律变化

B．线框转动的角速度为

C．当穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为

D．当穿过线框的磁通量为的时刻，线框中的感应电动势为

14．如图所示，在直径为D、电阻为R的细金属丝圆环区域内有一垂直于该圆环的变化磁场，其磁场的变化规律为（k为大于零的常数），则以下说法正确的是（ ）

A．金属圆环中有顺时针方向的感应电流

B．金属圆环中通过的感应电流大小为

C．时间内，通过金属圆环横截面电荷量为

D．时间内，金属圆环中产生的电热为

15．如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里、向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框向右匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定导线框进入左侧磁场时的物理量方向为正．则关于线框中的磁通量Φ、感应电流i、外力F和电功率P随着位移x变化的图象正确的是（ ）

16．在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计．则下列说法错误的 （ ）

A．物块c的质量是2m

B．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能

C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能

D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是

17．如图所示，足够长的平行光滑导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中（方向向里），间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针以ω转过90°的过程中，通过R的电量为 ( )

A．Q= B． C. D.

第Ⅱ卷（非选择题 共69分）

二、填空题（本题共6小题，每题4分，共24分.把答案填在答题卷中的横线上）

18．如图所示，一面积为S的长方形线圈abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，这时穿过线圈的磁通量为 Wb，当线圈以ab为轴从图中位置转过60°的瞬间，穿过线圈的磁通量为 Wb。

19．匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，导体棒ab长为L，垂直磁场放置，ab棒以a端为轴在纸面内以角速度ω匀速转动（如图所示），则a、b两端的电势差为 （2分）， 端电势高。

20．在如图所示的实验装置中，已知灵敏电流计的电流从“＋”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏，从“—”接线柱流入时指针向左偏。（螺线管A线圈上端与左侧接线柱相连，线圈下端与右侧接线柱相连）

(1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向____偏。

(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向____偏。

21．如图所示，正方形闭合导线框从距磁场区域边界高度为h处自由下落，恰可匀速进入磁场区.若导线框的质量为m、边长为L,总电阻为R，匀强磁场的磁感应强度为B，导线框进入磁场区的过程中，线框平面始终与磁场方向垂直.则高度h为______________.则该导线框进入磁场的过程中流过导线某一横截面的电量Q＝__________.

22.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，

当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做

的运动可能是____ ___或___ ____

23．如图所示为一种可测量磁感应强度的实验装置：磁铁放在水平放置的电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场的影响可忽略不计，此时电子测力计的示数为G1。将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中，两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，此时电子测力计的示数为G2。现使铜棒以竖直向下的恒定速率v在磁场中运动，这时电子测力计的示数为G3，测得铜条在匀强磁场中的长度为L，回路总阻值为R。铜条始终未与磁铁接触。

（1）下列判断正确的是（ ）

A.G1＜G2＜G3 B.G1＝G2＜G3

C.G1＝G2＞G3 D.G1＜G2＝G3

（2）由以上测得量可以写出磁感应强度B大小的表达式为____________。

三、计算题：(本题共5小题，共45分.6+8+8+10+13解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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.)

24．（6分）桌面上放着一个单匝矩形线圈，线圈中心上方一定高度上有一竖直的条形磁铁，此时线圈内的的磁通量为0．04Wb。把条形磁铁竖直放在线圈内的桌面上时，线圈内的磁通量为0．12Wb。分别计算以下两个过程中线圈中的感应电动势。

（1）把条形磁铁从图中位置在0．5s内放到线圈内的桌面上；

（2）换用10匝的矩形线圈，线圈面积和原单匝线圈相同，把条形磁铁从图中位置在0．1s内放到线圈内的桌面上

25. （8分）如图所示，光滑金属导轨PN与QM相距1 m，电阻不计，两端分别接有电阻R1和R2，且R1＝6，R2＝3，ab导体棒的电阻为2.垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1 T.现使ab以恒定速度v＝3 m/s匀速向右移动，求：

(1)导体棒上产生的感应电动势 E.

(2)R1与R2消耗的电功率分别为多少？

(3)拉ab棒的水平向右的外力F为多大？

26．（8分）如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感应强度B=0.5T，电阻R=311，当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时，求：

（1）感应电动势的最大值；

（2）t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的

瞬时值表达式；

（3）此电压表的示数是多少？

27.（10分）如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3的电阻.一质量m＝0.1 kg、电阻r＝0.1的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝0.4 T.金属棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动，当金属棒的位移x＝9 m时撤去外力，金属棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前、后回路中产生的焦耳热之比Q1∶Q2＝2∶1.导轨足够长且电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触.求：

(1)金属棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；

(2)撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；

(3)外力做的功WF.

28．（13分）如图甲，单匝圆形线圈c与电路连接，电阻R2两端与平行光滑金属直导轨p1e1f1、p2e2f2连接．垂直于导轨平面向下、向上有矩形匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，它们的边界为e1e2，区域Ⅰ中垂直导轨并紧靠e1e2平放一导体棒ab．两直导轨分别与同一竖直平面内的圆形光滑绝缘导轨o1、o2相切连接，o1、o2在切点f1、f2处开有小口可让ab进入，ab进入后小口立即闭合．已知：o1、o2的直径和直导轨间距均为d，c的直径为2d；电阻R1、R2的阻值均为R，其余电阻不计；直导轨足够长且其平面与水平面夹角为，区域Ⅰ的磁感强度为B0．重力加速度为g．在c中边长为d的正方形区域内存在垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感强度B随时间t变化如图乙所示，ab在内保持静止．

（1）求ab静止时通过它的电流大小和方向；

（2）求ab的质量m；

（3）设ab进入圆轨道后能达到离f1f2的最大高度为h，要使ab不脱离圆形轨道运动，求区域Ⅱ的磁感强度B2的取值范围并讨论h与B2的关系式．