1、河北省张家口市宣化第一中学2019-2020高二物理上学期月考试题一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1. 将多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。下列判断正确的是A. 线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量越大B. 线圈闭合与否，都有感应电流产生C. 感应电流产生的磁场方向始终与原磁场方向相反D. 磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大2. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定，如图为该新型装置的原理图从后面朝前看：过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正
2、确的是A. 磁力刹车利用了电流的磁效应B. 磁力刹车属于电磁驱动现象C. 磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成热能D. 过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车的阻力越大3. 如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直。已知线圈半径为、电阻，磁场的磁感应强度现同时向两侧拉动线圈，经过线圈合到一起。在这个过程中A. 线圈中产生逆时针的感应电流B. 线圈中感应电动势的平均值为C. 线圈中感应电流的平均值为D. 通过导线横截面的电荷量4. 如图所示，在足够大的、磁感应强度为B的匀强磁场中有一根长度为L的导体棒第一次以垂直棒的速度v匀速拉动导体棒；第二
3、次以A点为轴顺时针转动导体棒，角速度为，这两种情况下导体棒产生的感应电动势之比为A. B. C. D. 5. 如图所示，在等腰直角三角形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角边长为l。边长为l的正方形线框abcd在水平拉力F的作用下匀速穿过磁场区。规定顺时针的感应电流方向为正，则正方形线框中感应电流i随时间t变化的图象正确的是A. B. C. D. 6. 如图所示是演示自感现象的电路图，L为自感系数很大的电感线圈，直流电阻大于灯泡A的电阻忽略灯泡的电阻随温度的变化。下列说法正确的是A. 闭合开关S，灯泡A逐渐变亮B. 电路稳定后，灯泡A被短路，熄灭C. 断开开关S，通过灯泡A的电流向左D. 断开
4、开关S，灯泡A闪亮一下再逐渐熄灭7. 如图所示电路，当开关、都闭合时，理想电压表和理想电流表的示数分别为和；当开关闭合、断开时，理想电压表和理想电流表的示数分别为和则电源电动势E和内阻r分别为A. ，B. ，C. ，D. ，8. 1957年，科学家首先提出了两类超导体的概念，一类称为型超导体，主要是金属超导体，另一类称为型超导体载流子为电子，主要是合金和陶瓷超导体。I型超导体对磁场有屏蔽作用，即磁场无法进入超导体内部，而型超导体则不同，它允许磁场通过。现将一块长方体型超导体通入稳恒电流I后放入匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是A. 洛伦兹力对电子做正功B. 超导体内部形成向下的电场C. 超
5、导体内部，电场能转化为热能D. 超导体中电流越大，超导体内部的电场越强二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9. 如图所示的电路，一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘细线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直。现闭合开关S，将R的滑片缓慢向b端移动。下列判断正确的是A. 线圈Q中产生顺时针的感应电流从右向左看B. 线圈Q中产生逆时针的感应电流从右向左看C. 线圈Q向左运动，远离线圈PD. 线圈Q向右运动，靠近线圈P10. 穿过某线圈平面的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列判断正确的是A. 在和时，线圈中产生的感应电动势最大B. 在和时，线圈
6、中感应电流方向改变C. 在和时，穿过线圈的磁通量的变化率最大D. 在和时，线圈中感应电流方向改变11. 边长为L的正方形线框静止在光滑的水平桌面上，桌面上方存在垂直桌面向下的有界匀强磁场，磁感应强度为B，线圈电阻为R，AC与磁场边界重合，其俯视图如图所示。现用大小为F的恒定外力把线框匀速拉出磁场区域。下列说法正确的是A. 线框的速度为B. AC边两端的电压为C. 通过线圈某截面的电荷量为D. 线圈中产生的焦耳热为FL12. 如图所示，在xOy直角坐标系第一、第四象限内存在垂直坐标平面向里的圆形有界匀强磁场，磁场边界圆与y轴相切于坐标原点O，圆心在x轴上处，磁感应强度大小为B，AC是它的竖直直径
7、。在第二、第三象限有一粒子源图中未画出，垂直于y轴发射一束质量为m、电荷量大小为q的粒子，从O点进人磁场的粒子从A点射出磁场。P点为y轴上一点，坐标为，不计粒子的重力及相互作用。下列判断正确的是A. 粒子带正电B. 粒子的速度大小为C. 从P点进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为D. 从P点进人磁场的粒子射出磁场时速度与x轴正方向的夹角为三、填空题（本大题共1小题，共2.0分）13. 由下图探究感应电流的方向具有的规律，其中G为灵敏电流计，没有电流通过时指针指在中间刻度，这种实验方案采用了_填“归纳总结”或“假设推理”物理思想方法。四、实验题（本大题共2小题，共11.0分）14. 某兴趣小组采用
8、图甲所示的电路来研究电磁感应现象，A、B为两个规格相同的灵敏电流计，R，为热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示；D是两个套在一起的大小线圈，小线圈与A的电路连接，大线圈与B构成闭合电路。开关S闭合，时电流表指针位置如图，温度逐渐降低到的过程中，A灵敏电流计的指针偏转角将_填“增大”、“减小”或“不变”，B灵敏电流计的指针将_填“指在中间刻度”、“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”。15. 某实验小组欲测量一个电阻的阻值，他们分别进行了以下实验：利用图甲所示的电路测量，当滑片滑动到某位置时电压表和电流表的示数如图乙所示，则待测电阻的阻值为_结果保留三位有效数字；利用图丙所示的电路测电
9、阻时先闭合开关，将单刀双掷开关掷于a，记录电流表的示数I；再将单刀双掷开关掷于b，调节电阻箱R的阻值，使电流表的示数仍为I。请用笔迹代替导线把图丁中的实物图补充完整。电阻箱的示数如图戊示数，则待测电阻的阻值_，测量结果_填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”。五、计算题（本大题共3小题，共39.0分）16. 如图所示，平行直线MN、PQ之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，边界PQ右侧存在水平向右的匀强电场，电场强度为，其范围足够大，一个带负电的粒子从MN边界上A点垂直进入磁场，恰好平行电场方向射出磁场。已知带电粒子的为，带电量大小为，速度，与MN的夹角为，不计粒子重力。求：磁场宽度；带
10、电粒子从进入磁场到速度减为0的时间。17. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积螺线管导线电阻，在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：在时间内，通过的电荷量；在时间内，电阻产生的焦耳热。18. 如图所示，平行金属导轨由竖直、水平、倾斜三部分组成，倾斜部分与水平部分在HO处光滑连接。导轨相距，倾斜部分与水平面的夹角为，在矩形区域MNPQ中有垂直水平导轨部分向上的匀强磁场，在MN左侧的导轨处于水平向左的匀强磁场中，金属棒ab悬挂在力传感器下，保持水平并与导轨良好接触，金属棒cd置于倾斜导轨上，与HO的距离为，与竖直导轨碰撞后不反弹，此过程中通过金属棒ab的
11、电荷量，cd棒上产生的焦耳热金属棒ab的电阻为、金属棒cd的电阻为，它们的质量均为，不计一切摩擦，导轨电阻不计，求：金属棒cd刚进人磁场时，传感器店感的示数的增加量；与QP间的距离d；金属棒cd刚出磁场时的速度大小。物理试卷答案和解析1.【答案】D【解析】解：A、穿过线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关，故A错误；B、根据感应电流产生的条件可知，若线圈不闭合，则不能产生感应电流，故B错误；C、感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相反，也可能与原磁场的方向相同：当原磁场增大时感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，当原磁场减弱时感应电流的磁场的方向与原磁场的方向相同，故C错误；D、感应电动势取决于
12、磁通量的变化率，磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，故D正确；故选：D。根据楞次定律及感应电流产生的条件的理解分析答题。本题考查了影响感应电动势大小的因素、感应电流磁场方向与原磁场方向间的关系问题，正确理解并灵活应用法拉第电磁感应定律即可正确解题，注意区别感生与动生电动势的区别。2.【答案】C【解析】解：解：AB、磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非是电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，故AB错误。C、磁力刹车制动器是由一个或两个磁力很强的钕磁铁长条。当金属片通常是铜或铜铝合金切割磁感线时，会在金属内部产生涡流，这将生成一个磁场来反抗运动。由此产生的制动力是成正比的速
13、度，金属片在磁铁内移动同时产生热能，故C正确。D、过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车的阻力越大，和质量无关，故D错误。故选：C。磁力刹车铜片切割磁感线，产生感应电动势，从而产生涡流，这将生成一个磁场来反抗运动，起到刹车的作用。磁力刹车是最近几年来为了保证过山车在最后进站前的安全而新设计的一种刹车形式，比起用摩擦力来使列车减速，后者存在更大的不稳定性比如下雨天刹车打滑等，而电磁刹车依靠磁极与磁极间的相互作用力来实现刹车，事实上，磁力刹车的装置不与列车相接触。3.【答案】C【解析】解：A、根据楞次定律可知，闭合回路磁通量减小，产生顺时针的感应电流，故A错误。B、感应电动势的平均值，
14、磁通量的变化，解得，故B错误。C、根据闭合电路欧姆定律可知，平均电流，代入数据得，故C正确。D、根据电荷量定义可知，代入数据得，故D错误。故选：C。根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势的平均值。根据楞次定律判断感应电流的方向，结合欧姆定律求出感应电流的平均值。根据平均电流的大小，结合求出通过导线横截面的电荷量。本题考查法拉第电磁感应定律的基本运用，会通过法拉第电磁感应定律求解感应电动势，会根据楞次定律判断感应电流的方向，基础题。4.【答案】A【解析】解：第一次以垂直棒的速度v匀速拉动导体棒，产生的感应电动势为：；第二次以A点为轴顺时针转动导体棒，角速度为，则末端的线速度为，感应电动势为：这两种
15、情况下导体棒产生的感应电动势之比为：，故A正确、BCD错误。故选：A。根据导体棒平动切割磁感应线产生的感应电动势大小计算公式以及转动切割磁感应线产生的感应电动势的计算公式求解。本题主要是考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律；对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种：一是导体平动切割产生的感应电动势，可以根据来计算；二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势，可以根据来计算。5.【答案】B【解析】解：ACD、由于规定顺时针的感应电流方向为正，根据楞次定律可知进入过程中感应电流方向为逆时针方向，电流为负，离开磁场过程中电流方向为顺时针，为正，故ACD错误。B、设线框进入磁场的过程中，有效切割长
16、度与进入的长度x相等，感应电流为：，所以电流强度与时间成正比；离开磁场的过程中，线框ad边有效切线长度为：感应电流为：，故B正确。故选：B。分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电流的大小与位置坐标的关系，从而即可求解。本题关键确定线框有效切割长度与x的关系，再结合数学知识选择图象，注意楞次定律、欧姆定律的应用，及安培力综合表达式应用。6.【答案】C【解析】解：A、在刚闭合开关S时，灯泡两端直接获得电压，所以灯泡的电流瞬间达到最大；而线圈中电流增大，产生自感电动势，使得线圈中电流只能逐渐增大，干路中电流I也逐渐增大；根据欧姆定律可知，滑动变阻器上的电压将增大，所以灯泡两端电压将减小，所以流
17、过灯泡的电流减小，灯泡A逐渐变暗，逐渐达到稳定，不是熄灭，故AB错误。C、当断开电键，原来通过线圈的电流渐渐减小，由于电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流将从右向左流过灯泡，故C正确。D、电路稳定后由于线圈的直流电阻大于灯泡A正常发光时的电阻，所以灯泡A中电流大于线圈L中电流；当断开电键，原来通过线圈的电流渐渐减小，由于电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过灯泡，由于电路稳定时灯泡A中电流大于线圈L中电流，所以突然断开开关S，灯泡A不会闪亮一下再熄灭，故D错误。故选：C。当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据欧姆定律和楞次定来分析。解决本题的
18、关键掌握电感对电流的变化起阻碍作用，电流增大，阻碍其增大，电流减小，阻碍其减小。7.【答案】C【解析】解：当开关、均闭合时，设电压表和电流表的示数分别为、；当开关闭合，断开时，设电压表和电流表的示数分别为、 由题意可知，、， 根据闭合电路欧姆定律可知， 解得：，故C正确，ABD错误。故选：C。当电键闭合时，电阻、并联，电压表测量路端电压，电流表测量干路电流，根据欧姆定律列出含E和r的方程。当电键断开时，电压表示数为，电流表示数为，再由欧姆定律列出含E和r的方程，联立组成方程组求解E和r。求解电源的电动势和内阻，常常根据两种情况由闭合电路欧姆定律列方程组求解，同时要分析清楚电路的串并联情况。此题
19、有一定的难度，属于中档题。8.【答案】D【解析】解：A、洛伦兹力始终与运动方向垂直，不做功，故A错误。B、载流子为电子，根据左手定则知，电子向上偏，超导体上表面带负电，电场方向竖直向上，故B错误。C、超导体电阻为零，超导体没有在内部产生热能，故C错误。D、根据电流的微观表达式，可得电子定向移动速度，稳定时，洛伦兹力和电场力平衡，即，整理得，电场强度，故电流I越大，电场越强，故D正确。故选：D。洛伦兹力不做功。根据左手定则判断电子偏转的方向，上下极板间产生电场。超导体的电阻为零，故不会产生热能。根据电流的微观表达式，抓住稳定时洛伦兹力和电场力平衡得出电势差的表达式，从而分析判断。本题考查电流的微
20、观本质、电场力和洛伦兹力，明确超导体无电阻，故不会产生内能即可。9.【答案】AC【解析】解：AB、在S闭合的情况下，若将移动滑动头向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，磁通量增大，由安培定则可知，电流产生的磁场的方向向右，根据楞次定律，则感应电流的磁场的方向向左，从右向左看，线圈中产生顺时针的感应电流。故A正确，B错误。CD、在S闭合的情况下，若将移动滑动头向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，磁通量增大，根据楞次定律Q产生的感应电流有阻碍磁通量增大的趋势，所以A将向左运动，远离线圈P，故C正确，D错误。故选：AC。将R的滑片缓慢向b端移动的过程中接入电路中
21、的电阻值减小，由闭合电路的欧姆定律判断电流的变化，然后根据安培定则判断磁场的变化，最后由楞次定律判断感应电流的方向以及线圈运动的情况。楞次定律有两种描述：“增反减同”和“来拒去留”，后者判断导体的运动更有效，应学会应用。10.【答案】BC【解析】解：AB、根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势，即图象的斜率越大，感应电动势越大，在和时，图象斜率为零，感应电动势为零，此时线圈中感应电流方向改变，故A错误，B正确。CD、和时，图象的斜率最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，方向在此时刻不改变，故C正确，D错误。故选：BC。根据法拉第电磁感应定律分析，感应电动势与磁通量的
22、变化率成正比。即感应电动势与图象的斜率成正比。当感应电动势为零时，感应电流方向改变。本题考查了法拉第电磁感应定律的相关知识，明确中感应电动势与磁通量的变化率成正比。即感应电动势与图象的斜率成正比。11.【答案】AD【解析】解：A、根据平衡条件可得：，解得：，故A正确；B、根据平衡条件可得：，感应电流大小为，则AC边两端的电压为，故B错误；C、根据电荷量的经验公式可得通过线圈某截面的电荷量为，故C错误；D、根据动能定理可得，克服安培力做的功，根据功能关系可得线圈中产生的焦耳热为，故D正确。故选：AD。根据平衡条件结合安培力的计算公式求解速度大小；根据平衡条件求解感应电流，根据闭合电路的欧姆定律求
23、解电压；根据电荷量的经验公式求解电荷量；根据动能定理荷功能关系可得线圈中产生的焦耳热。对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。12.【答案】BC【解析】解：粒子射入磁场后向下偏转，根据左手定则可知，带电粒子带负电，故A错误。B.从O点射入磁场的粒子的运动轨迹如图所示根据几何知识可知，粒子做匀速圆周运动的半径为R，又因为，所以粒子的速度为，故B正确。从P点射入的粒子的运动轨迹如图所示，根据几何知识可知四边形为菱形，射出点在A点，射出时的方向和x轴成，因为，所以，
24、则，从P点进入磁场的粒子在磁场中运动的时间为，故C正确，D错误。故选：BC。根据左手定则分析粒子的电性。作出从O点入射的粒子的运动轨迹，根据几何知识求解粒子运动的半径，结合洛伦兹力提供向心力求解粒子的速度大小。解决该题的关键是能正确作出粒子做匀速圆周运动的轨迹，能根据几何知识求解粒子做圆周运动的半径以及圆心角。13.【答案】归纳总结【解析】解：该实验中由于灵敏电流计在没有电流通过时指针指在中间刻度，所以可以通过确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系才能知道产生的感应电流的具体的方向，同时通过记录磁铁在线圈中的磁场方向，最后判断出磁场的变化与感应电流的方向关系，然后结合实验的现象总结
25、归纳，得出相应的结论，所以该实验使用的方法为归纳总结法。故答案为：归纳总结研究感应电流产生的条件及其方向要明确电流的方向、磁场的方向，同时根据实验原理明确实验方法。解决本题的关键知道实验的原理、实验的步骤以及注意的事项，掌握磁生电的条件，理解电流方向与磁通量变化的关系。14.【答案】减小 偏向中间刻度右侧【解析】解：电流表A与电源等组成闭合回路，当温度逐渐降低到的过程中时，接入电路中的电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流装将减小，即电流表的偏角减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流装将减小，电流产生的磁场减少，穿过大线圈的磁通量减小，由“楞次定律”可知，大线圈中的电流为自下而上，
26、所以电流从B表的右边进入，所以B表指针右偏。故答案为：减小；偏向中间刻度右侧。依据电阻变化，从而判定电流的变化；先判断小线圈中磁场方向，然后根据楞次定律判断大线圈中感应电流的磁场方向，最后得到线圈B中的感应电流方向。本题关键是先根据安培定则判断出小线圈中磁场方向，然后根据楞次定律判断大线圈中感应电流的方向，并紧扣两电流表相同。15.【答案】 无系统误差【解析】解：根据图乙知电压表读数，电流表读数，根据欧姆定律知：图丙是利用等效替代的思想，电流相等，说明的阻值与电阻箱的读数相等，根据读数知：由于使用替代法，测量不存在系统误差。故答案为：；，无系统误差。根据欧姆定律求解电阻。电阻箱读数等于对应刻度
27、乘以倍率相加；由于使用替代法，测量不存在系统误差。本题为探究性实验题，对学生的要求较高，解题的关键在于明确实验的原理及方法，再结合已掌握内容进行分析解答。16.【答案】解：带电粒子的运动轨迹如图所示根据牛顿第二定律有：所以粒子在磁场中运动的半径为：根据几何关系知磁场宽度为：带电粒子在磁场中的偏角为，所以在磁场中运动的时间为：带电粒子在电场中做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有：根据匀变速直线运动的规律得：所以带电粒子从进入磁场到速度减为零的时间为：答：磁场宽度为。带电粒子从进入磁场到速度减为0的时间为。【解析】画出粒子在磁场中运动的轨迹，粒子射入磁场中由洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律求解
28、粒子圆周运动的半径。由几何知识确定出粒子在磁场中运动时轨迹的圆心角，即可求出磁场中运动时间；根据牛顿第二定律和运动学公式结合可求出在电场中运动时间，即可求得总时间。解决该题的关键是知道带电粒子的运动情况，能根据几何知识分析宽度与圆周运动的半径的关系，知道粒子做圆周运动的速度偏向角等于圆心角。17.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律可知，时间内，根据闭合电路欧姆定律可知，在时间内，通过电阻R的电荷量代入数据解得。由法拉第电磁感应定律可知，时间内根据闭合电路欧姆定律可知，在时间内，电阻产生的焦耳热为代入数据解得，。答：在时间内，通过的电荷量为。在时间内，电阻产生的焦耳热为。【解析】根据法拉第电磁感
29、应定律求出螺线管中产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流，确定电荷量。同理，根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势和感应电流，根据求出电阻的焦耳热。本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解。18.【答案】解：对金属棒cd，根据机械能守恒定律可得：金属棒cd刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律可得：根据闭合电路的欧姆定律可得：金属棒ab受到的安培力为：金属棒cd刚进人磁场时，传感器店感的示数的增加量为：；金属棒cd经过区域MNPQ的时间为，根据法拉第电磁感应定律可得：根据闭合电路的欧姆定律可得：通过金属棒ab的电荷量为：解得：；金属
30、棒ab与竖直导轨碰撞之间，根据能量守恒定律可得：又且联立解得金属棒cd刚出磁场时的速度大小为：。答：金属棒cd刚进人磁场时，传感器的示数的增加量为。与QP间的距离为。金属棒cd刚出磁场时的速度大小为。【解析】对金属棒cd，根据机械能守恒定律求解速度大小、根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律和安培力的计算公式求解金属棒ab受到的安培力，由此求解传感器示数的增加量；根据法拉第电磁感应定律、根据闭合电路的欧姆定律结合电荷量的计算公式求解；金属棒ab与竖直导轨碰撞之间，根据能量守恒定律求解金属棒cd刚出磁场时的速度大小。对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
