安徽省六安市霍邱二中2015-2016学年高二（下）第一次段考物理试卷（解析版）

2015-2016学年安徽省六安市霍邱二中高二（下）第一次段考物理试卷一、选择题（本题共12题，每题4分共48分，其中1～8题为单选题，9～12题为多选题，选对的得4分，选不全的得2分，错选的得0分）．1．如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不是“因电而动”（即在安培力作用下运动）的有（）A．B．C．D．2．如图所示，螺线管采用双线绕法．条形磁铁从上方插入的过程，关于电阻R上产生的感应电电流说法正确的是（）A．感应电流的方向a流向bB．感应电流的方向b流向aC．没有感应电流产生D．有感应电流产生，但方向无法确定3．在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示．下列判断正确的是（）A．开关闭合时，小磁针不发生转动B．开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向外转动C．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动D．开关闭合电路稳定后，滑片向左移动时，小磁针的N极垂直纸面向里转动4．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（）A．AB．5AC．AD．3.5A5．图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针（从上向下看）旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则（）A．流过定值电阻的电流方向为a到bB．b、a间的电势差为Bωr2C．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍D．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍6．一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图所示．若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在下图所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是（电流以逆时针方向为正）（）A．B．C．D．7．如图所示，将通电线圈（电流方向沿图中箭头方向）悬挂在磁铁N极附近，磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将（）A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁C．不转动，只靠近磁铁D．不转动，只离开磁铁8．如图所示间距为L的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值是R的电阻．一电阻为R0、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力作用下从t=0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律v=vmsinωt，不计导轨电阻．则从t=0到t=时间内外力F所做的功为（）A．+mvm2B．C．﹣mvm2D．9．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为2：3C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtVD．交流电b的最大值为10．如图甲所示，线圈ABCD固定于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，当磁场变化时，线圈AB边所受安培力变化规律如图乙所示，则磁场的变化情况可能是选项图中的（）A．B．C．D．11．一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B=0.5T，导体棒ab、cd长度均为0.2m，电阻均为0.1Ω，重力均为0.1N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升（导体棒ab、cd与导轨接触良好），此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是（）A．ab受到的拉力大小为2NB．ab向上运动的速度为2m/sC．在2s内，拉力做功，有0.4J的机械能转化为电能D．在2s内，拉力做功为0.6J12．如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为α和β（α＞β），加垂直于纸面向里的磁场．分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（）A．在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且aa＞abB．a、b两球沿槽运动的最大速度为va和vb，则va＞vbC．a、b两球沿直槽运动的最大位移为Sa和Sb，则Sa＜SbD．a、b两球沿槽运动的时间为ta和tb，则ta＜tb二、计算题（本题共4小题，共52分，计算要有公式和过程以及必要的文字说明，直接得出答案的得0分）．13．矩形线圈abcd，长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5Ω．整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，求：（1）线圈回路中产生的感应电动势和感应电流；（2）当t=0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小；（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热．14．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m．将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当cd边刚进入磁场时：求：（1）求线框中产生的感应电动势大小；（2）求cd两点间的电势差大小；（3）若此时线框加速度恰好为零，求线框下落的高度h所应满足的条件．15．如图，相距为L=0.5m的两条足够长的粗糙平行金属导轨与水平面的夹角为θ=37°，上端接有定值电阻R=3.5Ω，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B=2T．将质量为m=0.5Kg内阻为r=0.5Ω的导体棒由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨与金属棒间的动摩擦因数μ=0.25．不计导轨的阻，（g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8），求：（1）导体棒运动的最大速度；（2）若导体棒从释放至其运动达到最大速度时沿导轨下滑x=20m，此过程中金属棒中产生的焦耳热为多少？16．如图所示，粒子源O可以源源不断地产生的初速度为零的正离子同位素，即这些正离子带相同的电量q，质量却不相同．所有的正离子先被一个电压为U0的匀强加速电场加速，再从两板中央垂直射入一个匀强偏转电场，已知此偏转电场两板间距为d，板间电压为6U0，偏转后通过下极板上的小孔P离开电场．经过一段匀速直线运动后，正离子从Q点垂直于边界AB进入一正方形的区域匀强磁场（磁感应强度为B，方向垂直纸面向内）．（1）当正离子从P点离开偏转电场时，求P点和极板左端间的距离L以及此时的速度偏转角φ．（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径R；（3）若质量为4m的离子垂直打在磁场边界AD的中点处，求能打在边界AD上的正离子的质量范围．2015-2016学年安徽省六安市霍邱二中高二（下）第一次段考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共12题，每题4分共48分，其中1～8题为单选题，9～12题为多选题，选对的得4分，选不全的得2分，错选的得0分）．1．如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不是“因电而动”（即在安培力作用下运动）的有（）A．B．C．D．【考点】电磁感应在生活和生产中的应用．【分析】电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象；而电动机是电流在磁场中的受力，二者要注意区分．【解答】解：A、图中线圈与电源相连，给线圈供电后能使线圈在磁场中转动；属于因电而动；B、摇绳发电是线圈在地磁场中运动产生感应电流；属于因动而电；C、磁电式仪表是线圈通电后在磁场中转动的；属于因电而动；D、电磁炮是导线通电后在磁场中加速运动；属于因电而动；本题考查不是“因电而动”的；故选：B．2．如图所示，螺线管采用双线绕法．条形磁铁从上方插入的过程，关于电阻R上产生的感应电电流说法正确的是（）A．感应电流的方向a流向bB．感应电流的方向b流向aC．没有感应电流产生D．有感应电流产生，但方向无法确定【考点】楞次定律．【分析】根据安培定则判断双线绕法的通电线圈产生的磁场方向关系，分析线圈磁通量的变化，再判断是否有感应电流．【解答】解：穿过采用双线绕法的通电线圈，相邻并行的导线中电流方向相反，根据安培定则可知，它们产生的电动势方向相反，在空中同一点磁场抵消，则对线圈来说，磁通量为零，则不会产生感应电流，故C正确，ABD错误；故选：C．3．在一根较长的铁钉上，用漆包线绕上两个线圈A、B，将线圈B的两端接在一起，并把CD段直漆包线沿南北方向放置在静止的小磁针的上方，如图所示．下列判断正确的是（）A．开关闭合时，小磁针不发生转动B．开关闭合时，小磁针的N极垂直纸面向外转动C．开关断开时，小磁针的N极垂直纸面向外转动D．开关闭合电路稳定后，滑片向左移动时，小磁针的N极垂直纸面向里转动【考点】楞次定律；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．【分析】干电池通电的瞬间，在线圈B中产生感应电流，根据楞次定律判断出感应电流的方向，结合安培定则得出CD周围磁场的方向，从而确定指南针的偏转方向．同理当开关断开后，线圈B的磁场从有到无，从而根据楞次定律判断出感应电流的方向，结合安培定则得出CD周围磁场的方向，从而确定指南针的偏转方向．【解答】解：当A中有电流时，由安培定则可知，线圈的右侧是N极．A、B、干电池通电的瞬间，根据楞次定律，线圈B中产生电流，电流的方向由D到C，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向外，则小磁针S极向纸内偏转，N极向纸外偏转．故A错误，B正确；C、干电池断开的瞬间，根据楞次定律，线圈B中产生电流，电流的方向由C到D，根据安培定则，CD导线下方的磁场方向垂直纸面向里，则小磁针S极向纸外偏转，N极向纸里偏转．故C错误，D、开关闭合电路稳定后，滑片向左移动时，接入电阻减小，则电流增大，与接通瞬间相同，故此时小磁针的N极垂直纸面向外转动；故D错误．故选：B4．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（）A．AB．5AC．AD．3.5A【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】由图象可知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量．【解答】解：由有效值的定义可得，代入数据得0.02，解得I=5A故选B．5．图为法拉第圆盘发电机的示意图，半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度ω逆时针（从上向下看）旋转，匀强磁场B竖直向上，两电刷分别与圆盘中心轴和边缘接触，电刷间接有阻值为R的定值电阻，忽略圆盘电阻与接触电阻，则（）A．流过定值电阻的电流方向为a到bB．b、a间的电势差为Bωr2C．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍D．若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的4倍【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．【分析】将导体圆盘看成无数根幅向的导体组成的，由右手定则可以判断出感应电流的方向；由E=ω求出感应电动势，然后根据电路结构、应用欧姆定律公式分析答题．【解答】解：A、由右手定则可知，流过电阻R的电流从b向a，故A错误；B、圆盘转动时产生的感应电动势：E=Br=Br•=Br2ω，因为忽略圆盘电阻与接触电阻，没有内电压，则ab间电势差为U=E=Br2ω，故B错误；CD、流过定值电阻的电流I==，则若ω增大到原来的2倍，则流过定值电阻的电流增大到原来的2倍，故C正确，D错误．故选：C6．一个矩形线圈匀速地从无磁场的空间先进入磁感应强度为B1的匀强磁场，然后再进入磁感应强度为B2的匀强磁场，最后进入没有磁场的右边空间，如图所示．若B1=2B2，方向均始终和线圈平面垂直，则在下图所示图中能定性表示线圈中感应电流i随时间t变化关系的是（电流以逆时针方向为正）（）A．B．C．D．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；右手定则．【分析】由E=BLV可知线圈在磁场中的感应电动势的大小，由右手定则可得出电流的方向；再由欧姆定律即可得出电流的大小及方向变化．【解答】解：线圈进入B1时，右边切割磁感线产生感应电动势E=B1Lv，由右手定则