1、湖北省麻城实验高中2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题时间：90分钟 满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。)1.一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下列各图所示,在相同时间内电阻产生热量最多的是( )2.如图所示为地磁场磁感线的示意图。一架民航飞机在赤道上空匀速飞行，机翼保持水平，由于遇到强气流作用使飞机竖直下坠，在地磁场的作用下，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，忽略磁偏角的影响，则()A.若飞机从西往东飞，2比1高B.若飞机从东往西飞，2比1高C.若飞机从北往南飞，2比1高D.若
2、飞机从南往北飞，2比1高 3.如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场B中。两板间放一台小型压力传感器，压力传感器上表面绝缘，在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带正电小球。K没有闭合时传感器有示数，K闭合时传感器示数变为原来的一半，重力加速度为g。则线圈中磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )A.正在增强， B.正在增强，C.正在减弱， D.正在减弱，4.如图所示,图(甲)为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图(乙)所示.发电机线圈内阻为1 ,外接灯泡的电阻为9
3、 恒定不变,则下列说法中正确的是()A.电压表的示数为6 VB.发电机的输出功率为4 WC.在110-2 s时刻,穿过线圈的磁通量最大D.在110-2 s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大5.如图所示,垂直纸面向里的匀强磁场的区域宽度为2a,磁感应强度的大小为B0.一边长为a、电阻为4R的正方形均匀导线框ABCD从图示位置开始以水平向右的速度v匀速穿过磁场区域,图中线框A,B两端电压UAB与线框移动距离s的关系图象正确的是( )6.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11 的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10 ,T2的原、副线圈匝数比为
4、41,用电器两端的电压为u=220sin(100t)V,将T1,T2均视为理想变压器.下列说法正确的是( )A.降压变压器的输入功率为4 400 WB.升压变压器中电流的频率为100 HzC.输电线消耗的功率为500 WD.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小7. 如图所示的电路，开关闭合，电路处于稳定状态，在某时刻t1突然断开开关S，则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的( )8.如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长相等的单匝闭合正方形线圈和，分别用相同材料、不同粗细的导线绕制(为细导线)两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再
5、进入磁场，最后落到地面运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界设线圈、落地时的速度大小分别为v1、v2，在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2.不计空气阻力，则( )Av1v2，Q1Q2 Bv1v2，Q1Q2Cv1Q2 Dv1v2，Q1Q2二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两个或两个以上的选项是正确的，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的或不答的得零分。)9.如图所示,T为理想变压器,A1,A2为理想交流电流表,V1,V2为理想交流电压表,R1,R2为定值电阻,R3为光敏电阻(光照增强,电阻减小),原线圈两端接恒压正弦交流电源,当光照增
6、强时( )A.电压表V1示数变小 B.电压表V2示数变大C.电流表A1示数变大 D.电流表A2示数变大10.如图所示电路中,灯泡A,B的规格相同,电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略,电容器的电容为C,电源电动势为E,内阻为r.下列关于此电路的说法中正确的是( )A.S闭合电路稳定后,电容器的带电荷量为CEB.S闭合后的瞬间,B先亮,A逐渐变亮,最后A,B一样亮C.S断开后的瞬间,通过灯泡A的电流方向向下D.S断开后的瞬间,灯泡B慢慢熄灭11.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线圈，在金属线圈的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场区域，MN和MN是匀强磁场区域的水平边界，边界的
7、宽度为s，并与线框的bc边平行，磁场方向与线框平面垂直。现让金属线框由距MN某一高度处从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的vt图象(其中OA、BC、DE相互平行)。已知金属线框的边长为L(Ls)、质量为m，电阻为R，当地的重力加速度为g，图象中坐标轴上所标出的字母v1、v2、t1、t2、t3、t4均为已知量。(下落过程中bc边始终水平)根据题中所给条件，以下说法正确的是( )A.t2是线框全部进入磁场瞬间，t4是线框全部离开磁场瞬间B.从bc边进入磁场起一直到ad边离开磁场为止，感应电流所做的功为mgsC.v1的大小可能为D.线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量
8、比线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量多12如图所示，两光滑金属导轨，间距为1 m，固定在绝缘桌面上的导轨部分是水平的，且处在磁感应强度大小为1 T、方向竖直向下的有界匀强磁场中(导轨其他部分无磁场)，电阻R的阻值为2 ，桌面距水平地面的高度为H1.25 m，金属杆ab的质量为0.1 kg，有效电阻为1 。现将金属杆ab从导轨上距桌面高度为h0.45 m的位置由静止释放，其落地点距桌面左边缘的水平距离为x1 m。取g10 m/s2，空气阻力不计，离开桌面前金属杆ab与金属导轨垂直且接触良好。下列判断正确的是( )A金属杆刚进入磁场时，其速度大小为3 m/sB金属杆刚进入磁场时，电阻R上通过的
9、电流大小为1.5 AC金属杆穿过匀强磁场的过程中，克服安培力所做的功为0.25 JD金属杆穿过匀强磁场的过程中，通过金属杆某一横截面的电荷量为0.2 C三、实验题(共12分)13.（5分）如图甲是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体杆，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。(1)本实验中，如果_，我们就认为有感应电流产生。 (2)闭合开关后，若导体杆不动，磁铁左右水平运动，电路_(选填“有”或“无”)感应电流。(3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关”，小李猜想：“可能跟导体杆切割磁感线运动的快慢有关。”请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证
10、她的猜想，你设计的实验做法是：_。 (4)在探究电磁感应现象的实验中，电流表刻度盘上的零刻度线在正中间，当电池的正极接电流表的右接线柱，电池的负极与电流表的左接线柱相碰时，指针向右偏转。如图乙所示电路，将线圈A放在线圈B中，在合上开关S的瞬间，电流表指针应向_偏转；保持开关闭合，将线圈A从线圈B中拔出时，电流表指针应向_偏转。 14、（7分）利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高.(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变(选填“大”或“小
11、”).(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度.如果刻度盘正中的温度为20 如图(甲)所示,则25 的刻度应在20 的刻度的(选填“左”或“右”)侧.(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化,请用图(乙)中的器材(可增加元器件)设计一个电路.四、计算题（共4个小题，共48分）15.(8分)如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L1 m，上端接有电阻R3 ，虚线OO下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量m0.1 kg、电阻r1 的金属杆ab从OO上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接
12、触，杆下落过程中的vt图象如图乙所示。(g取10 m/s2)求： (1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R产生的热量。16. (12分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为 50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T.为用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 V,110 W”的灯泡正常工作,需在发电机的输出端a,b与灯泡之间接一个理想变压器,电路如图所示,求:(1)发电机的输出电压的有效值为多少;(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少;(3)与变
13、压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大.17、 如图所示，匝数为N、电阻为r、面积为S的圆形线圈P放置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈P通过导线与阻值为R的电阻以及两平行金属板相连，两金属板之间的距离为d，两板间有垂直纸面的恒定匀强磁场.当线圈P所在位置的磁场均匀变化时，一质量为m、带电荷量大小为q的油滴在两金属板之间的竖直平面内做圆周运动.重力加速度为g，求：(1)流过电阻R的电流；(2)线圈P所在磁场磁感应强度的变化率.18、如图所示,匝数为100匝、面积为0.01 m2的线圈处于磁感应强度为B1= T的匀强磁场中.当线圈绕O1O2轴以转速n=300 r/min匀速转动时,电压表
14、、电流表的读数分别为7 V、1 A.电动机的内阻r=1 ,牵引一根原来静止的、长为L=1 m、电阻为R=1 、质量为m=0.2 kg的导体棒MN沿金属框架上升.框架倾角为30,框架宽1 m,框架和导体棒处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2=1 T的匀强磁场中.当导体棒沿框架上滑1.6 m时获得稳定的速度,这一过程中导体棒上产生的热量为4 J.导体棒始终与框架轨道垂直且接触良好,不计框架和线圈电阻及一切摩擦,g取10 m/s2.(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈产生的电动势e的瞬时值表达式;(2)求导体棒MN的最大速度大小;(3)求导体棒MN从静止到达到最大速度所用的时间t.麻城实验高
15、中12月月考高二物理答案一、 单项选择题1、D 2、D 3、B 4、C 5、D 6、A 7、D 8、D二、多项选择题9、CD10、CD 11、AC 12、AC三、实验题13、（每空1分）答案(1)灵敏电流计的指针偏转(2)有(3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度(4)左右14、答案:(1)小（2分） (2)右（2分）(3)见解析图（3分）四、计算题15. (8分) 解析(1)由图象知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v1.0 m/s做匀速运动，产生的电动势EBlv(1分)杆中的电流I(1分)杆所受安培力FBIL由平衡条件mgF(1分)代入相
16、关数据，解之得B2 T。(1分)(2)杆在磁场中下落0.1 s过程中电阻R中产生的热量为QI2Rt0.075 J。(4分)答案(1)2 T(2)0.075 J16. (12分) 解析:(1)根据Em=NBS=1 100 V(2分)得输出电压的有效值为U1=1 100 V.(2分)(2)根据=得=.(4分)(3)根据P入=P出=220 W,再根据P入=U1I1,(2分)解得I1=0.2 A.(2分)答案:(1)1 100 V(2)51(3)0.2 A17、(12分)【答案】(1)(2)【解析】(1)设两金属板之间的电压为U，对金属板之间的带电油滴受力分析有：mgq(2分)对电阻R，由欧姆定律得：
17、UIR(2分)解得：I(2分)(2)根据法拉第电磁感应定律得：ENNS(2分)根据闭合电路的欧姆定律得：I(2分)联立解得：.(2分)18、(16分).解析:(1)转速n=300 r/min=5 r/s,=2n=10 rad/s(1分)线圈转动过程中电动势的最大值为Em=NB1S=1000.0110 V=10 V(2分)则从线圈处于中性面开始计时线圈产生的电动势瞬时值表达式为e=Emsin t=10sin 10t(V).(1分)(2)电动机的输出功率P出=IU-I2r=6 W(2分)且P出=Fv(1分)棒产生的感应电流I=(1分)速度最大时棒处于平衡状态,故有F=mgsin 30+B2IL(1分)联立解得此时棒的速度大小v=2 m/s或v=-3 m/s(舍去)即棒的最大速度大小为2 m/s.(1分)(3)由能量守恒定律得P出t=mgh+mv2+Q(3分)其中h=xsin 30=0.80 m(2分)解得t=1.0 s.(1分)
