河北省衡水市景县高二物理12月月考试题-人教版高二全册物理试题

河北省衡水市景县2016-2017学年高二物理12月月考试题
一、选择题〔此题共15小题，其中1—10题为单项选择题，11—15题为多项选择题，每一小题4分，共60分〕
1.如图，在一水平、固定的闭合导体圆环上方。

有一条形磁铁(N 极朝上， S 极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触，关于圆环中感应电流的方向
(从上向下看)，如下说法正确的答案是( )
A ．总是顺时针
B ．总是逆时针
C ．先顺时针后逆时针
D ．先逆时针后顺时针
2．在法拉第时代，如下验证“由磁产生电〞设想的实验中，能观察到感应电流的是( )
A ．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B ．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C ．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D ．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
3．如下列图，一正方形线圈的匝数为n ，边长为a ，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。

在Δt 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B
均匀地增大到2B 。

在此过程中，线圈中产生的感应电动势为( )
A.Ba 22Δt
B.nBa 2
2Δt C.nBa 2Δt D.2nBa 2Δt
4．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(上)所示．有一变化的磁场垂直于纸面，规定向里为正，变化规律如图(下)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．如此以下说法正确的答案是( )
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2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2
/d
O
5．如图，在磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN 在平行金属导轨上以速度v 向右匀速滑动， MN 中产生的感应电动势为E 1；假设磁感应强度增为2B ，其他条件不变，MN 中产生的感应电动势变为E 2。

如此通过电阻R 的电流方向与E 1与E 2之比E 1∶E 2分别为( )
A ．c →a,2∶1
B ．a →c,2∶1
C ．a →c,1∶2
D ．c →a,1∶2
6．如图，均匀磁场中有一由半圆弧与其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0。

使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流。

现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。

为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔB
Δt
的大小应为( )
A.4ωB 0π
B.2ωB 0π
C.
ωB 0πD.ωB 0
2π
7．如图，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动。

现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速。

在圆盘减速过程中，以下说法不正确的
答案是
A ．处于磁场中的圆盘局部，靠近圆心处电势高
B ．所加磁场越强越易使圆盘停止转动
C ．假设所加磁场反向，圆盘将加速转动
D ．假设所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动
8.如图，直角三角形金属框abc 放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向平行于ab 边向上。

当金属框绕ab 边以角速度ω逆时针转动时，a 、b 、c 三点的电势分别为Ua 、Ub 、Uc.bc 边的长度为l 。

如下判断正确的答案是: A ．U a > U c ，金属框中无电流
B. U b >U c ，金属框中电流方向沿a -b -c -a C .U bc =-1/2Bl ²ω，金属框中无电流
D. U bc =1/2Bl ²w，金属框中电流方向沿a -c-b -a
9．将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面(纸面)。

回路的ab 边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。

回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度B 随时间t 变化的图像如图乙所示。

用F 表示ab 边受到的安培力，以水平向右为F 的正方向，能正确反映F 随时间t
变化
的图像是( )
10.如下列图，abcd 为水平放置的平行“〞形光滑金属导轨，间距为l 。

导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，导轨电阻不计。

金属杆MN 倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r ，保持金属杆以速度v 沿平行于cd 的方向滑动〔金属
杆滑动过程中与导轨接触良好〕。

如此: A ．电路中感应电动势的大小为sin Blv
θ
B ．电路中感应电流的大小为
sin Bv r
θ
C ．金属杆所受安培力的大小为2
sin lv r
B θ
D ．金属杆的热功率为2
2sin l r v
B θ
11. 如图，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形。

如此该磁场( )
A ．逐渐增强，方向向外
B ．逐渐增强，方向向里
C ．逐渐减弱，方向向外
D ．逐渐减弱，方向向里 12．以下表示正确的答案是( )
A ．法拉第发现了电磁感应现象
B ．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
C ．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
D ．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果 13．如下列图，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。

假设要缩短上述加热时间，如下措施可行的有
( )
A ．增加线圈的匝数
B ．提高交流电源的频率
C ．将金属杯换为瓷杯
D ．取走线圈中的铁芯
14．如图，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好。

在向右匀速通过M 、N 两区的过程中，导体棒所受安培力分
别
用F M 、F N 表示。

不计轨道电阻。

以下表示正确的答案是( )
A ．F M 向右
B ．F N 向左
C ．F M 逐渐增大
D ．F N 逐渐减小
15．如下列图，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I ，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B 与I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为I H ，与其前后外表相连的电压表测出的霍尔电压U H 满足：U H ＝k
I H B
d
，式中k 为霍尔系数，d 为霍尔元件两侧面间的距离。

电阻R 远大于R L ，霍尔元件的电阻可以忽略，如此( )
A ．霍尔元件前外表的电势低于后外表
B ．假设电源的正负极对调，电压表将反偏
C ．I H 与I 成正比
D ．电压表的示数与R L 消耗的电功率成正比
二、计算题:〔16、17、18题各12分，19题14分，共计50分〕
16.(12 分)如下列图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，
宽度 L =
0.4 m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度 B = 1 T，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。

导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。

在平行于导轨的拉力 F 作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度
v = 5 m/s ，求:
( 1 ) 感应电动势 E 和感应电流 I ; ( 2 ) 在 0.1 s 时间内，拉力的大小;
( 3 ) 假设将 MN 换为电阻为 r = 1 Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压 U。

17. (12分) 如下列图，“凸〞字形硬质金属线框质量为m，相邻各边互相垂直，且处于同一水平面内，ab边长为l，cd边长为2l。

ab与cd平行，间距为2l。

匀强磁场区域的上下边界均水平，磁场方向垂直于线框所在平面。

开始时．cd边到磁场上边界的距离为2l ，线框由静止释放，从cd边进入磁场直到ef、pq边进入磁场前，线框做匀速运动。

在ef、pq边离开磁场后，ab边离开磁场之前，线框又做匀速运动。

线框完全穿过磁场过程中产生的热量为Q。

线框在下落过程中始终处于原竖直平面内．且ab、cd边保持水平，重力加速度为g。

求 (1)线框ab边将离开磁场时做匀速运动的速度大小是cd边刚进入磁场时的几倍：
(2)磁场上下边界间的距离H。

18．(12分)如下列图，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4 m。

导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。

在区域Ⅰ中，将质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.1 Ω的金属条ab 放在导轨上，ab 刚好不下滑。

然后，在区域Ⅱ中将质量m 2＝0.4 kg ，电阻R 2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd 置于导轨上，由静止开始下滑。

cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab 、cd 始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g ＝10 m/s 2。

问：
(1)cd 下滑的过程中，ab 中的电流方向； (2)ab 刚要向上滑动时，cd 的速度v 多大；
(3)从cd 开始下滑到ab 刚要向上滑动的过程中，cd 滑动的距
离x ＝3.8 m ，此过程中ab 上产生的热量Q 是多少。

19.(14分)如下列图，足够长的光滑平行金属导轨MN 、PQ 竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M 与P 间连接阻值为R ＝0.40 Ω的电阻，质量为m ＝0.01 kg 、电阻为r ＝0.30 Ω的金属棒ab 紧贴在导轨上．现使金属棒ab 由静止开始下滑，其下滑于初始位置的距离与时间的关系如下表所示，导轨电阻不计，重力加速度g 取10 m/s 2
.
试求：(1)当t ＝0.7 s 时，重力对金属棒ab 做功的功率；
(2)金属棒ab 在开始运动的0.7 s 内，电阻R 上产生的焦耳热； (3)从开始运动到t ＝0.4 s 的时间内，通过金属棒ab 的电荷量．
高二年级物理试题答案
1C2D3B4A5C6C7C8C9B10B11CD12AD13AB14BCD15CD
16.【答案】根据动生电动势公式得E=BLv = 1T ×0.4m ×5m /s =2V 故感应电流A 21V 2R E I =Ω
==
〔2〕金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为
时间t(s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 下滑距离s(m)
0.1
0.3
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
F 安= BIL =0.8N, 因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F = F 安 = 0.8N 〔3〕导体棒两端电压V 1E 2
1
R r R E IR U ==+=
=R= E=1V 17.
18．解析：(1)由a 流向b 。

(2)开始放置ab 刚好不下滑时，ab 所受摩擦力为最大静摩擦力，设其为F max ，有F max ＝m 1g sin θ①
设ab 刚好要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ，由法拉第电磁感应定律有
E ＝BLv ②
设电路中的感应电流为I ，由闭合电路欧姆定律有
I ＝E
R 1＋R 2
③ 设ab 所受安培力为F 安，有F 安＝ILB ④
此时ab 受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件有
F 安＝m 1g sin θ＋F max ⑤
综合①②③④⑤式，代入数据解得v ＝5 m/s 。

⑥
(3)设cd 棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒有
m 2gx sin θ＝Q 总＋12
m 2v 2⑦
又Q ＝
R 1
R 1＋R 2
Q 总⑧(2分) 解得Q ＝1.3 J 。

⑨
答案：(1)由a 流向b (2)5 m/s (3)1.3 J 19.【答案】(1) 0.7W ；(2) 0.06J ；(3) 0.2C
【解析】(1)由表格中数据可知：金属棒先做加速度减小的加速运动，最后以7m s 的速度匀速下落 如此0.7t s =时，重力对金属棒ab 做功的功率为：G P mgv = 解得：0.7G P W =
(2)根据动能定理：22
01122
G W W mv mv +=
-安
22
0110.10522
W mv mv mgh J =
--=-安 R R
Q W R r =
+安
0.06R Q J =
(3)当金属棒ab 匀速下落时，G F =安，如此：22B L v
mg BIL R r
==+
解得：0.1BL T m = 如此电荷量：0.2BLs
q It C R r R r
∆Φ==
==++ 答：(1)当0.7t s =时，重力对金属棒ab 做功的功率为0.7W ； (2)金属棒ab 在开始运动的0.7s 内，电阻R 上产生的焦耳热为0.06J ； (3)从开始运动到0.04t s =的时间内，通过金属棒ab 的电荷量为0.2C 。

G P mgv =。