2018-2019学年辽宁省阜新二高高二上学期第一次月考物理试题 解析版 16页

绝密★启用前 ‎2018-2019学年辽宁省阜新二高高二上学期第一次月考物理试题 评卷人 得分 一、单选题 ‎1．首先发现电流的磁效应的科学家是 ( )‎ A． 安培 B． 法拉第 C． 库伦 D． 奥斯特 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故选项D正确，选项ABC错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查物理学史的相关知识，多了解物理学史，了解科学家的贡献，对培养学习物理的兴趣、树立奋斗目标是有帮助的。‎ ‎2．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东电流的直导线，则此导线受到的安培力方向( )‎ A． 竖直向上 B． 竖直向下 C． 由南向北 D． 由西向东 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向，磁场的方向从南向北，电流的方向由西向东，所以安培力的方向竖直向上，故A正确，BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握左手定则，在赤道的上方磁场的方向从南向北，根据左手定则，判断安培力的方向；‎ ‎3．当穿过线圈的磁通量发生变化时，下列说法中正确的是 (　 )‎ A． 线圈中一定有感应电流 B． 线圈中一定有感应电动势 C． 感应电动势的大小跟磁通量的变化成正比 D． 感应电动势的大小跟线圈的电阻有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当线圈中的磁通量发生变化时，若线圈是闭合的，则有感应电流，若不闭合，则无感应电流，有感应电动势。故A错误，B正确，根据法拉第电磁感应定律，知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。故C错误。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与线圈电阻无关。当电路闭合，则感应电流与线圈电阻有关。故D错误；故选B。‎ ‎【点睛】当穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就会产生感应电流．线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比．‎ ‎4．磁感强度是0.8T的匀强磁场中，有一根跟磁感线垂直、长0.2m的直导线，以4m/s的速度、在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动，则导线中产生的感应电动势的大小等于（ ）‎ A． 0.04V B． 0.64V C． 1V D． 16V ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 导线在跟磁感线和直导线都垂直的方向上做切割磁感线的运动，已知B、v、L，由可以求出直导线切割磁感线产生的感应电动势；‎ ‎【详解】‎ 根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为：，故选项B正确，选项ACD错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了求导体棒切割磁感线产生的感应电动势，应用公式E=BLv即可正确解题。‎ ‎5．面积是0.50m2的导线环，处于磁感强度为2.0×10-2T的匀强磁场中，环面与磁场垂直，穿过导线环的磁通量等于（ ）‎ A． 2.5×10-2Wb B． 1.5×10-2Wb C． 1.0×10-2Wb D． 4.0×10-2Wb ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：‎ ‎，故选项C正确，选项ABD错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键记住磁通量的计算公式Φ=BS，在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS，当线圈与磁场成θ角时，磁通量。‎ ‎6．如图所示，线圈P通入强电流，线圈Q水平放置，从靠近线圈P的附近竖直向下落，经过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下落过程中感应电流的方向自上向下看（ ）‎ A． 始终是顺时针方向 B． 始终是逆时针方向 C． 先顺时针后逆时针方向 D． 先逆时针后顺时针方向 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 穿过线圈的磁通量发生变化，则闭合电路中产生感应电流，可以根据楞次定律来确定感应电流的方向；‎ ‎【详解】‎ 根据右手螺旋定则可知，通电螺线管的左端相当于N极，右端相当于S极， 线圈从位置I到位置II的过程中，穿过线圈的向下的磁通量减小，则根据楞次定律可知产生感应电流的磁场方向向下，由右手定则知感应电流顺时针方向； 线圈从位置II到位置III的过程中，线圈内穿过的向上的磁通量增加，则根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下，由右手定则知感应电流顺时针方向，故选项A正确，选项BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 考查如何判定感应电流的产生条件，及掌握楞次定律的应用，注意掌握右手螺旋定则，确定通电螺线管的磁极是解题的关键。‎ ‎7．如图所示，在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内.线圈在导线右侧平移时产生了A→B→C→D→A的电流，则线圈的移动方向为（ ）‎ A． 向上 B． 向下 C． 向左 D． 向右 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流，根据楞次定律，结合感应电流的方向，即可判断出线圈的运动方向；‎ ‎【详解】‎ 若要使线圈中产生电流方向为A→B→C→D→A，即感应电流的方向是逆时针方向，根据楞次定律，线框中向外的磁通量减小，或向里的磁通量增大； 依据安培定则，向上的电流，在线圈处产生向内的磁场，由于是导线保持静止，故矩形线圈向左平移时（仍在I的右侧），使穿过线圈的向里的磁通量变大，故ABD错误，C 正确。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，还考查根据楞次定律判断感应电流的方向，注意右手定则与楞次定律的不同。‎ ‎8．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（ ）‎ A． 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用 B． 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用 C． 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用 D． 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断．‎ 解：根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向（切线方向），再根据左手定则判断安培力方向，如图；‎ 根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向左上方，如图 根据平衡条件，可知通电后支持力变小，静摩擦力变大，向右．‎ 故选B．‎ ‎【点评】本题关键先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况．‎ ‎9．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( ) ‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当线框以O为转轴进入磁场时，磁通量发生变化有感应电流产生，根据有效切割长度判断出电流大小变化，根据楞次定律或右手定制判断出感应电流方向，即可正确解答；‎ ‎【详解】‎ 从如图所示位置逆时针旋转的过程中没有进入磁场，故没有感应电流；‎ 再逆时针旋转即当线框进入磁场后，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，由右手定则可知，电流为逆时针，故为正值； 在磁场内部再旋转即当线框全部进入磁场，磁通量不变，无感应电流； 当线框出磁场后，切割的有效长度为半圆的半径不变，即电动势及电流大小不变，由右手定则可知，电流为顺时针，故为负值； ‎ 当线框全部出磁场，磁通量没有，则无感应电流，故选项A正确，BCD错误。‎ ‎【点睛】‎ 在求导体切割磁感线类型的感应电流时，一定要会正确求解有效切割长度，同时掌握右手定则进行感应电流方向的确定。‎ 评卷人 得分 二、多选题 ‎10．关于磁感应强度，正确的说法是 ( )‎ A． 根据定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比 B． 磁感应强度B是矢量，方向与电流所受安培力的方向相同 C． 磁感应强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同 D． 在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B可能不同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 磁场中某点的磁感应强度B只由磁场本身决定，与F和IL无关，选项A错误； 磁感应强度B是矢量，方向与电流所受安培力的方向垂直，选项B错误；磁感应强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的切线方向相同，选项C正确；在确定的磁场中，同一点的B是确定的，不同点的B也可能相同，例如匀强磁场，选项D错误；故选C.‎ ‎11．如图所示,a、b、c、d四种离子,它们带等量同种电荷,质量为Ma=Mb＜Mc=Md,以不等的速率Va＜Vb=Vc＜Vd进入速度选择器后,有两种离子从选择器中射出,进入磁感应强度为B2的磁场.由此可以判断(不计离子重力) ( )‎ A． 四种离子带正电，射向D1的是a离子 B． 四种离子带负电，射向D1的是c离子 C． 四种离子带正电，射向D2的是d离子 D． 四种离子带负电，射向D2的是b离子 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先由进入B2后的偏转方向确定出是负离子，在B1中，受到电场力向下，同洛伦兹力向上，两个能通过，则两个速度一定相同，故应是b或c，在由在B2中半径的大小确定出哪个是b，哪个是c；‎ ‎【详解】‎ 能通过速度选择器的为一定满足，即速度为，有两个粒子通过，则其速度相同，故为b和c，在磁场中，根据，得出质量大的半径大，因的半径大，则为c离子，射向D2的是b离子，同时由于磁场为垂直纸面向外，则根据左手定则可知四种离子带负电，故选项BD正确，选项AC错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查速度选择器的工作原理，同时要注意左手定则的应用，在平时训练时要加强训练。‎ ‎12．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器电阻为R，开关K闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子(不计重力)正好以速度v匀速穿过两板。以下说法正确的是( )‎ A． 保持开关闭合，将滑片p向上滑动一点, 粒子将可能从下极板边缘射出 B． 保持开关闭合，将滑片p向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出 C． 保持开关闭合，将a极板向下移动一点，粒子将一定向下偏转 D． 如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电容器与R并联，故电容器两端的电压等于R两端的电压；而a、b之间形成电场，带电粒子在混合场中做匀速运动，则可知电场力应与磁场力大小相等方向相反，再分析滑片移动时，极板间场强的变化可知电场力的变化，则可知粒子受力的变化，即可得出带电粒子偏转的方向；‎ ‎【详解】‎ A、由图可知a板带正电，b板带负电，若带电粒子带负电，则受电场力向上，洛仑兹力向下，二力应大小相等，物体才能做匀速直线运动；若滑片向上滑动，则滑动变阻器接入电阻减小，则电流增大，定值电阻及内阻上的电压增大，则由闭合电路的欧姆定律可知R两端的电压减小，故电容器两端的电压减小，则由可知，所受极板间电场强度小，则所受电场力减小，而所受洛仑兹力不变，故粒子将向下偏转从下极板边缘飞出，故A正确； B、若粒子带正电，则粒子所受电场力向下，洛仑兹力向上，而当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中电流减小，则由以上分析可知，滑动变阻器两端的电压增大，则电容器两极板间的电场强度增大，带电粒子受电场力变大，则粒子将向下偏转，故可能从下板边缘飞出，故B正确； C、两极板间的电势差不变，当a板下移时，两板间的距离减小，则两板间的电场强度增大，则所受电场力变大，若粒子为正电，则粒子会向下偏转；若粒子会负电粒子会向上偏转，故C错误； D、若开关断开，则电容器与电源断开，而与R形成通路，电荷会减小，故两板间的电场强度要减小，故所受电场力减小，粒子不会做直线运动，故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题综合了电路、电容及磁场的知识，综合性较强，同时要注意由于题目中没有给出粒子的电性，故必须讨论可能出现的情况。‎ 第II卷（非选择题）‎ 请点击修改第II卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题 ‎13．在“研究电磁感应现象”的实验中，有一灵敏电流计（电流表），当电流从它的正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转．现把它与一个线圈串联，试就如图中各图回答：‎ ‎（1）图（a）中灵敏电流计指针的偏转方向为____（填“偏向正极”或“偏向负极”）‎ ‎（2）图（b）中磁铁下方的极性是____（填“N极“或“S极”）‎ ‎（3）图（c）中磁铁的运动方向是____（填“向上”或“向下”）‎ ‎【答案】偏向正极；S极；向上；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据磁铁的运动方向分析磁通量变化，由楞次定律确定感应电流方向，结合题给条件：当电流从它的正接线柱流人时，指针向正接线柱一侧偏转判断指针偏转方向分析判断；‎ ‎【详解】‎ ‎（1）图（a）中磁铁向下运动，穿过线圈的磁通量增加，原磁场方向向下，根据楞次定律和右手定则可知感应电流方向俯视为逆时针方向，从正接线柱流入电流计，指针偏向正极． （2）图（b）中由图可知，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，又磁通量增加，根据楞次定律可知，磁铁下方为S极； （3）图（c）中磁场方向向下，电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，磁通量减小，磁铁向上运动。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查安培定则和楞次定律综合应用的能力，只要细心分析就能正确作答。‎ 评卷人 得分 四、填空题 ‎14．如图所示，在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根长通电直导线,电流的方向垂直于纸面向里,如图所示,a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点,在这四点中磁感应强度最大的是_________点，磁感应强度最小的是_________点。‎ ‎【答案】a；c；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 该题考查了磁场的叠加问题，用右手定则首先确定通电直导线在abcd四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变化和方向，从而判断各选项；‎ ‎【详解】‎ 用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示：‎ ‎ a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加变大，磁感应强度最大； b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，磁感应强度叠加变大，方向向左上。 c点电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相反，叠加变小，磁感应强度最小； d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向向右上；‎ 即在这四点中磁感应强度最大的是a点，磁感应强度最小的是c点。‎ ‎【点睛】‎ 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，在平时学习时要加强注意。‎ ‎15．一闭合金属线圈有50匝，总电阻R＝20Ω，穿过它的磁通量在0.1s内由8×10－3Wb增加到1.2×10－2Wb，则线圈中的感应电动势E＝___________V，线圈中的电流强度I＝___________A。‎ ‎【答案】2；0.1；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：根据可得：‎ 线圈中的电流为：‎ 考点：法拉第电磁感应定律 ‎16．一质量为9.0×10-31kg，电量大小为1.6×10-19C的电子以1.0×107m/s的速度沿垂直于磁场的方向进入磁感应强度大小为0.625T的匀强磁场中，则电子做匀速圆周运动的轨迹半径大小为____________m，周期为____________s。(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 ； ；‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出电子的轨道半径，根据周期公式求出电子的周期；‎ ‎【详解】‎ 电子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力 由牛顿第二定律得：，解得： 电子做圆周运动的周期：。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握带电粒子在磁场中运动的半径公式和周期公式，并能灵活运用，注意有效数字的保留问题。‎ 评卷人 得分 五、解答题 ‎17．如图所示，宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用外力F使棒从静止开始沿导轨向右运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），棒最终的稳定速度v=2m/s,（框架电阻不计，g取10m/s2）则此时：‎ ‎（1）判断ab棒两端电势高低并求电压Uab是多少？‎ ‎（2）外力F的大小是多少？‎ ‎【答案】（1）-2V（2）3N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据右手定则可以判断电势的高低，通过法拉第电磁感应定律可以求出Uab；‎ ‎（2）根据平衡条件可以求解拉力F的大小；‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据右手定则可知，电流由，故b端电势高于a端电势 则根据法拉第电磁感应定律可知：；‎ ‎（2）棒稳定时，受到安培了为：‎ 其中：‎ 根据平衡条件可知： ‎ 代入数据解得。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查右手定则和法拉第电磁感应定律的应用，注意安培力的方向和大小的判断，然后根据平衡条件进行求解即可。‎ ‎18．如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，从D点离开磁场，其中AD的距离为，不计重力，求：‎ ‎（1）粒子做圆周运动的半径；‎ ‎（2）粒子的入射速度；‎ ‎（3）粒子在磁场中运动的时间．‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出半径，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出速度、定圆心角，求时间；‎ ‎【详解】‎ ‎（1）设粒子做匀速圆周运动的半径为R，如图所示：‎ ‎，所以：，则三角形是等边三角形，‎ 故：；‎ ‎（2）根据牛顿运动定律：，则：； （3）由图知，粒子在磁场中的运动方向偏转了60˚角，所以粒子完成了 个圆运动，根据线速度与周期的关系，得 粒子在磁场中的运动时间为：。‎ ‎【点睛】‎ 带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹，找圆心，往往用数学知识求半径，然后利用洛伦兹力提供向心力进行求解即可。‎ ‎19．如图所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路.线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示.图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计.求0至t1时间内 ‎（1）通过电阻R1上的电流方向和大小；‎ ‎（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量.‎ ‎【答案】（1）电流方向为由b到a （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）由图象的斜率读出磁感应强度的变化率，由法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流的大小； （2）由公式求出通过电阻上的电量，由焦耳定律求出电阻上产生的热量；‎ ‎【详解】‎ ‎（1）根据楞次定律可知，通过的电流方向为由b到a；‎ 由图象分析可知，0至时间内 由法拉第电磁感应定律有：‎ 而： 由闭合电路欧姆定律有： 联立以上各式解得，通过电阻上的电流大小为：；‎ ‎（2）通过电阻上的电量：； 通过电阻上产生的热量为：。‎ ‎【点睛】‎ 本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、焦耳定律的综合应用，应用法拉第定律时要注意S是有效面积，并不等于线圈的面积。‎