【全国百强校】山西省怀仁县第一中学2015-2016学年高二下学期第一次月考物理试题(解析版)

一、选择题（每小题4分，漏选得2分，错选或不选得0分，共48分）
1、关于磁感线和磁通量的概念，下列说法中正确的是
A 、磁感线是磁场中客观存在，肉眼看不见的曲线，且总是从磁体的N 极指向S 极
B 、两个磁场叠加的区域，磁感线就有可能相交
C 、穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定时磁场发生变化引起的
D 、穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零
【答案】D
考点：考查了磁感线，磁通量
【名师点睛】磁感线是为了方便人研究磁场而假想出来的，不是客观存在的，在磁体外部磁感线从磁体的N 极指向S 极，在磁体的内部磁感线从S 极到N 极，而对于磁通量，一定要紧扣定义式=BS Φ，需要注意的是公式中的S 表示穿过线圈的有效面积，不一定等于线圈的面积
2、一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的的交流电动势为(V)e t π=，关于这个交流电，下列说法中正确的是
A 、交变电流的频率为100Hz
B 、电动势的有效值为220V
C 、t=0时，穿过线圈的磁通量为零
D 、t=0时，线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【解析】
试题分析：对比公式sin m e e t ω=可得100ωπ=，故根据公式2f ωπ=可得交变电流的频率为50f Hz =，
A 错误；该交流电电动势的有效值为220V
U ===，B 正确；t=0时，e=0，故此时磁通量变
化率为零，磁通量最大，线圈平面与中性面平行，CD错误；
考点：考查了交流电表达式
【名师点睛】对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．
3、如图电阻R，电容C与一线圈相连成闭合电路，条形磁铁静止与线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
A、从a到b，上极板带正电
B、从a到b，下极板带正电
C、从b到a，上极板带正电
D、从b到a，下极板带正电
【答案】D
考点：考查了楞次定律的应用
【名师点睛】使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，导致线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，线圈中出现感应电流，由楞次定律可判定电流的方向．当线圈中有电动势后，对电容器不断充电．
4、在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是
【答案】A
考点：考查了理想变压器
【名师点睛】原理是依据电磁感应原理的．电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成．它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路
5、如图所示，匀强磁场方向垂直于线圈平面，先后两次将线圈从同一位置匀速地拉出有界磁场，第一次拉出时的速度为v ，第二次拉出时的速度为2v ，这两次拉出线圈的过程中，下列说法错误的是
A 、线圈中的感应电流之比为1：2
B 、线圈中产生的电热之比为1：2
C 、施力的方向与速度方向相同，外力的功率之比为1：2
D 、流过线圈任一截面的电荷量之比为1：1
【答案】C
【解析】
试题分析：过程中产生的感应电动势为=E BLv ，产生的感应电流为E BLv I v R R
==∝，故线圈中的感应电流之比为1：2，A 正确；产生的电热之比2
Q I Rt =，而L t v =，联立可得23B L v Q R =线圈中产生的电热之比为1：2，B 正确；因为是匀速运动，所以受到的拉力和安培力相等，故F F =安，22B L v F BIL R
==安，外力功率P Fv =，联立可得外力的功率之比为1：4，C 错误；两次拉动过程中，线圈的磁通量相同，流过线圈任一截面的电荷量q t tR R
∆Φ∆Φ=∆=∆，与拉动速度无关，D 正确；
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】根据=E BLv ，求出线圈中的感应电动势之比，再求出感应电流之比．根据焦耳定律2
Q I Rt =，求出线圈中产生的热量之比．根据F BIL =和平衡条件，求出外力大小之比．
根据P=Fv 求解外力功率之比．
6、如图中的虚线上方空间由垂直于线框平面的匀强磁场，直角扇形导线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方向，那么在下图中能正确描述线框从图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
【答案】A
考点：考查了电磁感应与图像
【名师点睛】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
7、初速度为0v 的电子（重力不计），沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则
A 、电子将向右偏转，速率不变
B 、电子将向左偏转，速率改变
C 、电子将向左偏转，速率不变
D 、电子将向右偏转，速率改变
【答案】
A
考点：考查了带电粒子在磁场中的运动
【名师点睛】在使用左右手判断磁场问题时，一定要弄清楚用哪只手判断洛伦兹力或者电场力，用哪只手判断磁场方向或者感应电流方向，在判断洛伦兹力时，需要注意粒子的正负性，如果粒子带负电，则四指应指向粒子运动的反方向
8、如图所示，一只理想变压器的原副线圈的匝数比是10：1，原线圈接入电压为220V 的照明用电，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R 串联接在副线圈上，则以下说法中正确的是
A 、1min 内电阻R 上产生的热量为1452J
B 、电压表的读数约为15.6V
C 、二极管两端的最大电压为22V
D 、若将R 换成一个阻值大于10Ω的电阻，则电流表读数变大
【答案】AB
【解析】
试题分析：根据公式1122U n U n =
可得副线圈两端的电压为222022V U ==，故R 两端的电压为22V ，由于加了一个二极管，所以R 上只有一半时间有电压，1min 内电阻R 上产生的热量为
2222301452J 10U Q t R ==⨯=，A 正确；根据才生热量的等效性可得22
222T U T R R
⋅=
，解得15.6V U ==，B
正确；二极管两端的最大电压应该是电压最大值m U =，所以C 错误；若将R 换成一个阻值大于10Ω的电阻，相当于减少负载，输出功率减小，输入电压不变，根据输入功率等于输出功率，则电流表的读数变小，所以D 错误
考点：考查了理想变压器
【名师点睛】本题一定要注意二极管的作用，因为理想二极管只有单向导电性，导致副线圈中R 上只有一半时间有电压，需要掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系，同时对于二极管和电容器的作用要了解．
9、如图时某交变电流的图像，该交变电流的有效值为
A 、 A
B 、4A
C 、
D 、6A
【答案】D
【解析】
试题分析：根据才生电热的等效性可得((22212133
R R I R ⋅+⋅=⋅可得6A I =，D 正确； 考点：考查了交流电有效值的计算
【名师点睛】根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值
10、如图所示，电路中A 、B 是规格相同的灯泡，L 是电阻可忽略不计的电感线圈，那么
A 、合上S ，A 、
B 一起亮，然后A 变暗后熄灭
B 、合上S ，B 先亮，A 逐渐变亮，最后A 、B 一样亮
C 、断开S ，A 立即熄灭，B 由亮变暗后熄灭
D 、断开S ，B 立即熄灭，A 闪亮一下后熄灭
【答案】AD
考点：考查了自感现象
【名师点睛】本题通电自感和断电自感问题，关键明确线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化，线圈中电流发生变化时，会产生自感电动势，阻碍电流的变化；分通电和断电两种情况分析
11、两光滑水平导轨放置匀强磁场中，磁场与导轨所在平面垂直，金属棒ab 可沿导轨自由移动，如图所示，导轨一端跨接一个定值电阻，金属棒和导轨的电阻不计，现将金属棒沿导轨由静止向右拉动，若保持拉力F 恒定，经过时间1t 速度变为v ，金属棒受到的磁场力为1F ，最终以2v 的速度做匀速运动；若保持拉力的功率P 恒定，经过时间2t ，速度也变为v ，金属棒受到的磁场力为2F ，最终也以2v 的速度做匀速运动。

则
A 、12t t >
B 、12t t =
C 、12F F =
D 、22F F =
【答案】ACD
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】分析清楚两种情况下的运动形式区别，从做匀速运动安培力和拉力相等着手，然后根据牛顿第二定律和运动学规律求解，注意两种情况下导体棒最终匀速运动时所受拉力大小是相同的
12、如图所示，一束电子以大小不同的速率从同一位置沿图示方向飞入横截面为一正方形的匀强磁场区，在从ab 边离开磁场的电子钟，下列判断正确的是
A 、从b 点离开的电子速度最大
B 、从b 点离开的电子在磁场中运动时间最长
C 、从b 点离开的电子速度屏偏转角最大
D 、在磁场中运动时间相同的电子，其轨迹一定重合
【答案】AD
考点：考查了带电粒子在匀强磁场中的运动 【名师点睛】带电粒子在匀强磁场中运动时，洛伦兹力充当向心力，从而得出半径公式mv R Bq
=，周期公式2m T Bq
π=，运动时间公式2t T θπ=，知道粒子在磁场中运动半径和速度有关，运动周期和速度无关，画轨迹，定圆心，找半径，结合几何知识分析解题，
二、实验题
13、某同学要用多用电表测量一只电阻，已知多用电表电阻档有4个倍率，分别是×1k 、×100、×10、×1，
该同学选择×100倍率，用正确的操作步骤测量发现指针偏转角太大（指针位置如图中虚线所示），为了较准确地进行测量，请你补充完整接下去应该进行的主要操作步骤：
（1）调节选择开关旋钮，选择×____________倍率；
（2）两表笔______________（填“短接”“断开”），调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处；
（3）重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该电阻的阻值为__________；（4）测量完毕，把选择开关旋钮调至___________。

【答案】（1）×10档（2）短接（3）120Ω（4）OFF档或者调至交流电压最高档，
考点：考查了欧姆表的使用
【名师点睛】对于欧姆表需要掌握“+”插孔与内置电源的负极相连，红表笔查“+”插孔，黑表笔差“-”插孔；欧姆表的刻度盘是不均匀的，右侧刻度线稀疏，左端刻度线密集；使用欧姆表测电阻时，应选择合适的档位，使指针指在中央刻度线附近；
14、如图甲为某同学描绘额定电压为3.8V的小灯泡伏安特性曲线的实验电路图。

（1）根据电路图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实验电路连接完整；
（2）开关闭合之前，图乙中滑动变阻器的滑片应该置于_________端（选填“A”、“B”或“AB中间”）；（3）实验中测出8组对应的数据，如下表
则测得小灯泡的额定功率为________W，请在给出的坐标中，描点做出I-U图线。

由图像可知，随着电流的增大，小灯泡的电阻____________（选填“增大”、“减小”、“不变”）
【答案】（1）如图所示（2）A（3）1.254W，如图所示，增大
【解析】
试题分析：（1）根据实验原理图连接即可，注意电压表、电流表的量程不要选错，正负极不能连反，滑动变阻器采用分压接法．如图所示
考点：考查了描绘小灯泡伏安特性曲线实验
三、计算题（解答时要求必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，共34分）
15、如图所示，在倾角为30°的斜面OA 左侧有一竖直挡板，挡板与斜面OA 间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B=0.2T ，挡板上有一小孔P ，OP=0.6m ，现有一质量m=4×2010
-kg ，带电量q=+2×1410-C 的
粒子，从小孔以速度40310v =⨯m/s 水平射进磁场区域，粒子重力不计。

（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径是多少？
（2）通过调整粒子进入磁场的速度大小可以控制粒子打到斜面OA 时的速度方向，现若要粒子垂直打到斜面OA 上，则粒子进入磁场的速度该调整为多少？此情况下粒子打到斜面OA 的时间又为多少？
【答案】（1）0.3m （2）53103R t s v π
π
-'
==⨯
考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动
【名师点睛】本题是带电粒子在磁场中运动的问题，在磁场中做匀速圆周运动，要求同学们能画出粒子运动的轨迹，结合几何关系求解，知道半径公式及周期公式，难度适中．
16、如图所示，两平行金属导轨之间的距离L=0.6m ，两导轨所在平面与水平面之间的夹角θ=37°，电阻R 的阻值为1Ω（其余电阻不计），一质量为m=0.1kg 的导轨横放在导轨上，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度为B=0.5T ，方向垂直导轨平面斜向上，已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数为μ=0.3，今由静止释放导体棒，导体棒沿导轨下滑s=3m ，开始做匀速直线运动，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度210/g m s =，求：
（1）导体棒匀速运动的速度；
（2）导体棒下滑s的过程中产生的电能。

【答案】（1）v=10m/s（2）E=0.28J
考点：考查了导体切割磁感线运动
【名师点睛】根据安培力公式求出安培力，导体棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件求出导体棒匀速运动的速度．由能量守恒定律可以求出产生的电能
17、如图，发电机输出功率为100kW，输出电压为
1250V
U=，用户需要的电压为
4220V
U=，两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω，其它电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4％，试求：（变压器是理想的）
（1）发电机输出电流和输电线上的电流大小；
（2）在输电线路中设置的升、降变压器原副线圈的匝数比。

【答案】（1）20A、400A（2）1
20
、
240
11
考点：考查了理想变压器，远距离输电
【名师点睛】画出输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流2I ，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流1I ，由是1I ，2I 得升压变压器的匝数比；求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比。