1、2018 年高二物理月考试题一、选择题（共 10 小题，每题 4 分。其中 1、2、6、8、9 题为多选题，其余为单选题）1.如图所示，粗细均匀的电阻丝制成的长方形导线框 abcd 处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面， 另一种材料的导体棒 MN 与导线框保持良好接触并在外力作用下从导线框左端匀速滑到右端，在此过程中，导线框上消耗的电功率 P 的变化情况可能为（）A逐渐增大B先增大后减小C先减小后增大D增大、减小、再增大、再减小【考点】电磁感应电路问题【难度】易【答案】BCD2.如图所示，面积为 S、匝数为 N、电阻为 r 的线圈与阻值为 R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并 联在电阻
2、R 的两端线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度w 匀速转 动设线圈转动到图示位置的时刻 t = 0 则（ ）A在 t = 0 时刻，线圈处于中性面，流过电阻 R 的电流为 0，电压表的读数也为 0wB1 秒钟内流过电阻 R 的电流方向改变次pC在电阻 R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D在电阻 R 的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变【考点】正弦式交变电流的产生；RLC 对电路的影响【难度】易【答案】BC- 1 -1-1-1-3.如图，一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与
3、磁场方向垂直，虚线框的对角线 ab 与导线框的一条边垂直， ba 的延长线平分导线框在t = 0 时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab 方向移动，直到整个导线框离开磁场区域以 i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正下列表示 i - t 关系的图示中，可能正确的是（）ABCD【考点】电磁感应图象问题【难度】中【答案】C4.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L，底端接阻值为 R 的电阻将质量为 m 的金属棒悬挂在一 个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直，如 图所示除电阻 R 外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放则
4、（） A释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度 gB金属棒向下运动时，流过电阻 R 的电流方向为 a bB2 L2 vC金属棒的速度为 v 时，所受的安培力大小为 F =RD电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少【考点】电磁感应能量问题【难度】中【答案】C5.图 1 是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间 电压恒定的条件下，极板上所带电量 Q 将随待测物体的上下运动而变化，若 Q 随时间 t 的变化关系为Q = bt + a（a、b 为大于零的常数），其图象如图 2 所示，那么图 3、图 4 中反映极板间场强大小 E 和物体速率 v 随 t
5、 变化的图线可能是（）A和B和C和D和【考点】电磁感应电路问题【难度】中【答案】C6.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为 4 :1 。原线圈接入一电压为U = U 0 sin wt 的交流电源，副线圈接 一个 R = 27.5W 的负载电阻。U 0 = 220 2V ，w = 100 rad/s ，则下列结论正确的是（）A副线圈中电压表的读数为 55VB副线圈中输出交流电的周期为 1 s100C原线圈中电流表的读数为 0.5AD原线圈中的输入功率为110 2W【考点】理想变压器【难度】易【答案】AC7.如图所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab 、 cd 中点的轴 OO 以
6、角速度w 逆时针匀速 转动若以线圈平面与磁场夹角q = 45 时（如图 b ）为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向 为正则下列四幅图中正确的是（ ）ABCD【考点】正弦式交变电流的产生【难度】中【答案】D8.如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电 时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈 1、2 的匝数比为 n1 : n2 = 2 :1 ，在不接负载的情况下（）A当线圈 1 输入电压 220V 时，线圈 2 输出电压为 110VB当线圈 1 输入电压 220V 时，线圈 2 输出电压为 55
7、V C当线圈 2 输入电压 110V 时，线圈 1 输出电压为 220V D当线圈 2 输入电压 110V 时，线圈 1 输出电压为 110V【考点】非理想变压器【难度】中【答案】BD9.两根相距为 L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于 水平面质量均为 m 的金属细杆 ab、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均 为 ，导轨电阻不计，回路总电阻为 2R整个装置处于磁感应强度大小为 B，方向竖直向上的匀强磁场中当 ab 杆在平行于水平导轨的拉力 F 作用下以速度 v1 沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度 v2 向 下匀速运动重
8、力加速度为 g以下说法正确的是（）B2 L2 vAab 杆所受拉力 F 的大小为Bcd 杆所受摩擦力为零1 + mmg2RBL(v + v )C回路中的电流强度为122R2Rmg1D 与 v1 大小的关系为 m = B2 L2 v【考点】电磁感应电路问题【难度】中【答案】AD交流电源后，灯 L1 的亮度大于灯 L2 的亮度新电源电压的最大值和频率可能是（ ）A最大值仍为U m ，而频率大于 f B最大值仍为U m ，而频率小于 f C最大值大于U m ，而频率仍为 f D最大值小于U m ，而频率仍为 f【考点】RLC 对电路的影响【难度】中【答案】AS、匝数为 N 的小试测线圈 P 置于螺线
9、管 A 中间，试测线圈平面与螺线管的轴线垂直，可认为穿过该试测线圈的磁场均匀将试测线圈引线的两端与冲击电流计 D 相连拨动双刀双掷换向开关 K，改变通 入螺线管的电流方向，而不改变电流大小，在 P 中产生的感应电流引起 D 的指针偏转（1）将开关合到位置 1，待螺线管 A 中的电流稳定后，再将 K 从位置 1 拨到位置 2，测得 D 的最大偏dm转距离为 dm ，已知冲击电流计的磁通灵敏度为 Dj ， Dj=N DF，式中 DF 为单匝试测线圈磁通量的变化量则试测线圈所在处磁感应强度 B = ；若将 K 从位置 1 拨到位置 2 的过程所用的时间为Dt ，则试测线圈 P 中产生的平均感应电动势
10、e = 。（2）调节可变电阻 R，多次改变电流并拨动 K，得到 A 中电流 I 和磁感应强度 B 的数据，见右表由 此可得，螺线管 A 内部在感应强度 B 和电流 I 的关系为 B = 实验次数I（A）B (10-3 T)10.50.6221.01.2531.51.8842.02.5152.53.12（3）（多选题）为了减小实验误差，提高测量的准确性，可采取的措施有 。（A）适当增加试测线圈的匝数 N（B）适当增大试测线圈的横截面积 S（C）适当增大可变电阻 R 的阻值（D）适当拨长拨动开关的时间 Dt 【考点】法拉第电磁感应定律【难度】中dmj【答案】（1） 2ND S ，dmjD Dt ；
11、（2） 0.00125I ；（3）ABDB12. （10 分）如图所示，竖直向上的磁场，开始时磁感应强度 B = 0.5T ，并且以= 0.1T/s 在变化，水平Dt轨道电阻不计，且不计摩擦阻力，宽 0.5m 的导轨上放一电阻 R0 = 0.1W 的导体棒，并用水平线通过定滑 轮吊着质量 M = 0.2kg 的重物，轨道左端连接的电阻 R = 0.4W ，图中的 l = 0.8m ，求至少经过多长时间 才能吊起重物。【考点】电磁感应动力学问题【难度】中【答案】由法拉第电磁感应定律可求出回路感应电动势： E = DF = DB S由闭合电路欧姆定律可求出回路中电流： I =DtDtER0 + R
12、由于安培力方向向左，应用左手定则可判断出电流方向为顺时针方向（由上往下看）根据楞次定律可知磁场增加，在 t 时磁感应强度为： B = (B + DB t )Dt此时安培力为： F安 =BIlab由受力分析可知F安 = mg由上式联立代入数据：t = 495s答：至少经过 495 s 时间才能吊起重物。13. （12 分）风能将成为 21 世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的功能） 转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。如图所示。（1）利用总电阻 R = 10W 的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率 P0 = 300kW ，输电电压U = 1
13、0kV ，求导线上损失的功率与输送功率的比值；（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为 ，气流速度为 v， 风轮机叶片长度为 r求单位时间内流向风轮机的最大风能 Pm ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高 风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。（3）已知风力发电机的输出电功率 P 与 Pm 成正比。某风力发电机的风速 19m/s 时能够输出电功率540kW我国某地区风速不低于 6m/s 的时间每年约为 5000 小时，试估算这台风力发电机在该地区的最 小年发电量是多少千瓦时。【考点】传感器【难度】难【答案】（1）导线上损失的功率为 P = I 2 R =
14、 ( P0 )2 R = 9kWUPP损失的功率与输送功率的比值= 0.030（2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为 r vS ， S = p r 2风能的最大功率可表示为P = 1 (r vS )v2 = 1 (r vp r 2 )v2 = 1 rp r 2 v3风 222采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等。v62 1（3）按题意，风力发电机的输出功率为 P = ( 2 )3 P = ()3 540 = 17kWv1 192最小年发电量约为W = P t = 17 5000 = 8.5 104 kW h答：（
15、1）导线上损失的功率为 9kW，输送功率的比值为 0.03；（2）单位时间内流向风轮机的最大风能 Pm 为1 rp r 2 v32，在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，可采取的措施如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面 迎风等。（3）这台风力发电机在该地区的最小年发电量是 8.5 104 kW h 。14. （14 分）如图（a）所示，一端封闭的两条平行光滑导轨相距 L，距左端 L 处的中间一段被弯成半径为H 的 1/4 圆弧，导轨左右两段处于高度相差 H 的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场，右段区域存在 磁场 B0 ，左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁
16、场 B(t ) ，如图（b）所示，两磁场方向均竖直向 上。在圆弧顶端，放置一质量为 m 的金属棒 ab，与导轨左段形成闭合回路，从金属棒下滑开始计时，经过时间 t0 滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为 R，导轨电阻不计，重力加速度为 g。（1）问金属棒在圆弧内滑动时，回路中感应电流的大小和方向是否发生改变？为什么？（2）求 0 到时间 t0 内，回路中感应电流产生的焦耳热量。（3）探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场 B0 的一瞬间，回路中感应电流的大小和方向。15. （14 分）磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下 端的动力绕组可视为一个矩形纯
17、电阻金属框，电阻为 R，金属框置于 xOy 平面内，长边 MN 长为 l 平行 于 y 轴，宽度为 d 的 NP 边平行于 x 轴，如图 1 所示。列车轨道沿 Ox 方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度 B 沿 Ox 方向按正弦规律分布，其空间周期为 ，最大值为 B0 ，如图 2 所 示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度 v0 沿 Ox 方向匀速平移。设在短暂时间内，MN、PQ 边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿 Ox 方向加速行驶，某时刻速度为 v (v v ，所以在 Dt 时间内 MN 边扫过磁场的面积
18、S = (v0 - v)lDt在此 Dt 时间内，MN 边左侧穿过 S 的磁通量移进金属框而引起框内磁通量变化DFMN = B0l (v0 - v)Dt同理，该 Dt 时间内，PQ 边左侧移出金属框的磁通引起框内磁通量变化DFPQ = B0l (v0 - v)Dt故在 Dt 内金属框所围面积的磁通量变化DF = DFMN + DFPQ根据法拉第电磁感应定律，金属框中的感应电动势大小 E = DFDt根据闭合电路欧姆定律有 I = E R根据安培力公式，MN 边所受的安培力 FMN = B0 IlPQ 边所受的安培力 FPQ = B0 Il根据左手定则，MN、PQ 边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小F = FMN + FPQ = 2B0 Il4B2l 2联立解得 F =0(v0 - v)R
