2022苏州相城区陆慕高级中学高二下学期第一次月考物理试题含解析

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1. 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量越大，线圈内产生的感应电动势越大
B. 穿过线圈的磁通量变化量越大，线圈内产生的感应电动势越大
C. 穿过线圈的磁通量为零，线圈内产生的感应电动势一定为零
D. 穿过线圈的磁通量变化越快，线圈内产生的感应电动势越大
【答案】D
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知穿过线圈的磁通量变化越快，线圈内产生的感应电动势越大，而感应电动势与穿过线圈的磁通量、穿过线圈的磁通量变化量大小均无直接的关系，穿过线圈的磁通量为零，线圈内产生的感应电动势不一定为零，故ABC错误，D正确。
故选D。
2. 关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动，下列说法不正确的是（ ）
A. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
B. 真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流
C. 金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理
D. 电磁炉利用电磁阻尼工作，录音机在磁带上录制声音利用电磁驱动工作
【答案】D
【解析】
【详解】A. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框在摆动时能产生感应电流，起电磁阻尼的作用，A正确；
B. 真空冶炼炉熔化金属是利用了涡流，B正确；
C. 金属探测器应用于安检场所，探测器利用了涡流的原理，C正确；
D. 电磁炉利用涡流工作，录音机在磁带上录制声音利用电流的磁效应工作，D错误。
故选D。
3. 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈中磁通量最大时，感应电动势为零
B. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
C. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都不改变
D. 线圈通过中性面时，磁通量为零
【答案】A
【解析】
【详解】AD. 线圈通过中性面时，线圈中磁通量最大时，感应电动势为零，故A正确，D错误；
BC. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势的方向就改变一次，故BC错误。
故选A。
4. 如图为法拉第发现电磁感应现象的实验装置示意图，软铁环上绕有两个线圈，下列操作中能观察到灵敏电流计G的指针发生偏转的是（ ）
A. S1处于闭合状态，闭合S2瞬间
B. S2处于闭合状态，闭合S1瞬间
C. S1、S2均处于闭合状态，断开S2瞬间
D. S1、S2均处于断开状态，闭合S2瞬间
【答案】B
【解析】
【详解】A．S1处于闭合状态，闭合S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故A不符合题意；
B．S2处于闭合状态，闭合S1瞬间，右侧线圈中磁通量增大，回路中产生感应电流，G的指针偏转，故B符合题意；
C．S1、S2均处于闭合状态，断开S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故C不符合题意；
D．S1、S2均处于断开状态，闭合S2瞬间，右侧线圈中磁通量不变，回路中没有感应电流，G的指针不偏转，故D不符合题意。
故选B。
5. 如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻值是OP金属杆电阻值的一半。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B；现使OM从OS位置以恒定的角速度顺时针转到OQ位置，则该过程中（ ）
A. 回路中M点电势高于O点电势
B. 回路中电流方向沿
C. MO两点的电压
D. MO两点的电压
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由右手定则可知，回路中电流方向沿，回路中M点电势高于O点电势，选项A正确，B错误；
CD． 感应电动势
设MO电阻为R，则PO电阻为2R，MO两点的电压
选项CD错误。
故选A。
6. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性不明），当条形磁铁下落时，可以判定（ ）
A. 环中将产生俯视逆时针的感应电流
B. 环对桌面的压力将减小
C. 环有面积减少的趋势
D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，由于条形磁铁的极性不明，无法确定环中感应电流的方向，故A错误；
BC．磁铁向下移动，穿过环中的磁通量增大，根据楞次定律可知，环有面积减少的趋势和向后退的趋势，则环对桌面的压力将增大，故B错误C正确；
D．根据力的作用是相互的可知，磁铁将受到竖直向上的电磁作用力，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，有一等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的描述正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】
【详解】bc边的位置坐标x在L~2L过程，线框bc边有效切割长度为
l=x﹣L
感应电动势为
E=Blv=B（x﹣L）v
感应电流
i
根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。x在2L~3L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，线框ad边有效切割长度为
l=x﹣2L
感应电动势为
E=Blv=B（x﹣2L）v
感应电流
i
根据数学知识知道选项C正确。
故选：C。
8. 如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A. ab棒不受安培力作用
B. ab棒a端的电势比b端低
C. ab棒中感应电流的方向由b到a
D. 螺线管产生的磁场，A端为N极
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，故A错误；
B．根据右手定则可知，流过金属棒ab感应电流的方向是从b流向a，ab棒相当于电路中的电源，在电源内部，电流是从负极（低电势）流向正极（高电势），即a端电势更高，故B错误；
CD．流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，故C正确，D错误。
故选C。
9. 如图甲所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直于线圈平面向里，已知磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中产生的感应电动势均匀增大
B. 、两点间电压为
C. 点电势比点电势低
D. 内通过电阻的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙可知B随t均匀变化，所以线圈中的磁通量变化率恒定，产生的感应电动势恒定，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可得、两点间电压为
故B错误；
C．根据楞次定律可知电流从a点流出、b点流入，所以a点电势比b点电势高1.2V，故C错误；
D．通过电阻的电流为
内通过电阻的电荷量为
故D正确。
故选D。
10. 某学生做自感现象实验时，连接电路如图所示，则（ ）
A. 闭合开关S，L1灯泡立刻变亮，且亮度不变
B. 闭合开关S，L2灯泡逐渐变亮，然后亮度不变
C. 电路稳定后断开开关S，L1灯泡先闪亮一下后再熄灭
D 电路稳定后断开开关S，L2灯泡先变亮后再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A．闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，L1灯逐渐亮，电路中的电流稳定后亮度不变，故A错误；
B．闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过L2，L2始终不亮，故B错误。
CD．在电路稳定后，断开开关S的瞬间，L由于产生自感电动势，相当于电源，产生与原电流方向相同的自感电流，电流通过二极管，灯泡L1、L2串联，所以L1逐渐熄灭，L2突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭。故C错误，D正确。
故选D。
11. 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压，副线圈接入电阻的阻值，则（ ）
A. 通过电阻的电流是22A
B. 交流电的频率是100Hz
C. 与电阻并联的电压表的示数是100V
D. 变压器的输入功率是484W
【答案】C
【解析】
【详解】C．输入电压的有效值U1=220V，根据
解得
U2=100V
因此电压表示数为100V，故C正确；
A．流过电阻的电流
故A错误；
B．变压器只改变电压不改变频率，因此交流电的频率为
故B错误。
D．变压器的输出功率
P=UI=100W
而输入功率等于输出功率，因此输入功率为100W，故D错误。
故选C。
12. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )
A. t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B. 该交变电动势的有效值为11 V
C. 该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22 cs 100 πt(V)
D. 电动势瞬时值为22 V时，线框平面与中性面的夹角为45°
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由图可知，此交流电的T=0.02s,,且t=0时刻，线圈在中性面位置，t=0.01s时穿过线框的磁通量最大，A错误；
C．交变电动势的瞬时值表达式为，C错误；
B．交变电动势有效值为22V,B错误；
D．当e=22V时，,即线圈平面与中性面的夹角为，D正确；
故选D。
二、解答题（12分+12分+16分）
13. 如图所示，单匝线圈平面与水平方向夹角θ＝，磁感线竖直向下，线圈平面面积S＝0.4 m2，线圈电阻，匀强磁场磁感应强度B＝0.6T，则
（1）穿过线圈的磁通量Φ为多少？
（2）把线圈以cd为轴顺时针转过 角的过程中，产生的感应电流方向？（用图中字母表示）
（3）在（2）过程中通过线圈磁通量的变化量为多少？
（4）在（2）过程中通过导线横截面的电荷量为多少？
‍‍
【答案】（1）0.12Wb；（2）电流方向abcda；（3）0.36Wb；（4）0.09C
【解析】
【详解】（1）穿过线圈的磁通量

（2）把线圈以cd为轴顺时针转过 角的过程中，穿过线圈的磁通量先减小后反向增加，则根据楞次定律可知，产生的感应电流方向先沿abcda后还是沿abcda方向。即感应电流方向不变。
（3）以线圈顺时针转过120°角时磁感线穿过线圈的方向为正方向，则在（2）过程中通过线圈磁通量的变化量为
（4）根据



则在（2）过程中通过导线横截面的电荷量
14. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：（计算结果保留π和根号）
（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置开始计时感应电动势的瞬时值；
（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）交流电压表的示数。
【答案】（1）πV；（2）e=πcs2πt（V）；（3）；（4）V
【解析】
【详解】（1）根据
Em=NBωS
可得感应电动势的最大值
Em=100×0.5×0.1×0.1×2πV=πV
（2）感应电动势的瞬时表达式为
e=πcs2πt（V）
（3）根据法拉第电磁感应定律可得：转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小
（4）转动过程中，交流电压表的示数为有效值，电流的最大值
所以
U=IR=×4V=V
15. 如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN．PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为Ra=R，Rb=2R．b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放．运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g．求：
（1）a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；
（2）最终稳定时两棒速度大小；
（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，b棒上产生的焦耳热是多少？
【答案】（1） 方向水平向左；（2） ；（3）
【解析】
【分析】
【详解】(1)设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场
根据机械能守恒定律有
mgh=mv2
a棒切割磁感线产生感应电动势
E=BLv
根据闭合电路欧姆定律有
a棒受到的安培力
F=BIL
联立以上各式解得 ，方向水平向左．
(2)设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒开始下落到两棒速度达到稳定
根据动量守恒定律有
mv=2mv′
解得v′=.
(3)设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb
根据能量守恒定律得
mv2=×2mv′2＋Qa＋Qb
两棒串联内能与电阻成正比
Qb=2Qa
解得Qb=mgh.