2021武汉部分重点中学高二上学期12月联考物理试卷含答案

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武汉市部分重点中学2020—2021学年度上学期12月联考

高二物理试卷

考试时间：2020年12月24日上午10：20—11：35    试卷满分：100分

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题一个选项符合题目要求。

1.下列有关电磁感应的说法正确的是

A．法拉第发现了电磁感应现象并且分析指出了法拉第电磁感应定律

B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中不一定会产生感应电流

C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律

2．以下说法正确的是

A．交变电流的平均值就是它的有效值

B．任何交变电流的有效值都是它峰值的

C．交变电流峰值越大则交变电流越大

D．如果交变电流接在电阻R上时间t内产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为

3．航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图1所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小，则合上开关S的瞬间

A．两个金属环都向左运动

B．两个金属环都向右运动

C．从左侧向右看，两个金属环中感应电流沿顺时针方向

D．铜环受到的安培力等于铝环受到的安培力

4. 矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示．下列结论正确的是

A．在t＝0.1 s时感应电动势最大

B．在t＝0.2 s时电动势改变方向

C．通过图像无法求出电动势的最大值

D．在t＝0.4 s时，磁通量为0，感应电动势最大.

5.磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S，匝数为n的矩形线圈abcd如图3所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角．在线圈转动后，穿过线圈磁通量的变化量正确的是

A．将abcd绕ad转到竖直位置，磁通量的变化量

是nBS(1－cosθ)

B．将abcd绕ad转到竖直位置，磁通量的变化量

是BS(1－cosθ)

C．将abcd绕ad转过180°角，磁通量的变化量是0

D．将abcd绕ad转过180°角，磁通量的变化量是2BS.

6.如图4甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置在导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef与ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按如图4乙所示的方式变化。下列结论正确的是

A.在0～t0时间内回路中的电流方向abefa

B.在0～t0时间内流过导体棒ef的电荷量的大小

C.在t0～2t0时间内轻杆对导体棒ef的作用力方向水平向左

D.0～2t0时间内导体棒ef产生的热量为。

7. 如图5所示，虚线P、Q、R间存在着磁感应强度大小相等，方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场宽度均为L。一等腰直角三角形导线框abc，ab边与bc边长度均为L，bc边与虚线边界垂直。现让线框沿bc方向匀速穿过磁场区域，从c点经过虚线P开始计时，以逆时针方向为导线框中感应电流i的正方向，则下列四个图象中能正确表示i­t图象的是

8.如图6所示，a、b、c为三只完全相同的灯泡，L为直流电阻不计的自感系数很大的纯电感线圈，电源内阻不计.下列判断正确的是

A.S闭合的瞬间，a、b、c三灯亮度相同

B.S闭合足够长时间后，a、b、c三灯亮度相同

C.S断开的瞬间，a、c两灯立即熄灭

D.S断开后，b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．一个电阻可以忽略不计的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴转动，产生的感应电动势为e＝220cos50πt V，则如下说法中正确的是

A．交流电的周期是0.04s

B．t＝0时线圈平面恰与中性面平行

C．如果发电机功率足够大，它可使“220 V 110 W”的灯泡正常发光

D．可以把“220V 30PF”的电容器和该转动矩形线圈接在一起。

10.下列利用涡流的是

A.金属探测器、探测地雷的探雷器利用涡流工作

B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯利用涡流工作

C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流来产生热量。

D.磁电式仪表的线圈用铝框做骨架与涡流无关

11.如图7所示，一根长为l、横截面积为S的闭合软导线置于光滑水平面上，其材料的电阻率为ρ，导线内单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，空间存在垂直纸面向里的磁场.某时刻起磁场开始减弱，磁感应强度随时间的变化规律是B＝B0－kt, 当软导线形状稳定时，磁场方向仍然垂直纸面向里，此时

A.软导线形状如图将保持不变

B.软导线将围成什么形状无法判断

C.导线中的电流为

D.导线中自由电子定向移动的速率为

12．如图8所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计．现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度ω转过90°的过程中(金属棒与导轨接触时接触良好，电阻不计)

A．始终有电流通过电阻R且电流方向由a到b

B．金属棒转动时产生的感应电动势最大为2Bl2ω

C．通过定值电阻的最大电流为

D．通过定值电阻的电荷量为

三、非选择题：本题共5小题，共52分。

13．（8分）如图9为“研究电磁感应现象”的实验装置。

(1)将图9中所缺的导线补接完整。

(2)闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，在合上开关后将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向     偏转一下，在原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值迅速调大时，灵敏电流计指针_____。（填“左”或“右”）

14.(6分)如图10甲所示是某同学研究自感现象的实验电路图，并用电流传感器显示出断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图10乙所示)。已知电源电动势E＝9V，内阻不计，灯泡R1的阻值为10Ω，电阻R的阻值为2 Ω。

(1)线圈的直流电阻为________Ω。

(2)开关断开时，该同学观察到的现象为：_______________。

15．(12分)如图11甲所示是宽度均为L＝0.25m的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1 T，方向相反。一边长L＝0.25m、质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.25Ω的正方形金属线框，在外力作用下，以初速度v＝5 m/s匀速穿过磁场区域。

(1)取顺时针方向为正，作出i­t图象；

(2)求线框穿过磁场区域的过程中外力做的功。

16．(12分)发电机的转子是匝数为100匝、边长为10 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B＝0.01 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻R＝1 Ω。

(1)写出交变电流的瞬时值表达式；

(2)从计时开始，线圈转过的过程中通过线圈某一横截面的电荷量为多少？

17.(14分)如图12甲所示，足够长的光滑导轨倾角为30°，间距L＝1.0 m，电阻不计。恒定的非匀强磁场方向垂直于斜面向下，电阻R＝1.0 Ω，导体棒ab质量m＝1.0kg，其电阻r＝1.0 Ω，垂直于导轨放置。现导体棒ab从磁场上边界由静止下滑，测得导体棒所到达位置的磁感应强度B与导体棒在该位置速度之间的关系如图12乙所示(g取10 m/s2)。求

（1）2s内导体棒的在导轨上位移及2s末导体棒速度

（2）2s内导体棒产生的热量

高二12月联考物理答案

1.B   2.D   3.C   4.D   5.B   6.B   7.A   8.D

9.AC  10.AC   11. CD    12. BD

13.(1)如图所示

(2)左　右　

14.(1)4　(2)灯泡闪亮一下再熄灭

15.解析　(1)电流I1＝＝5 A

为正值，时间间隔Δt1＝0.05 s

I2＝＝10 A  

为负值，时间间隔Δt2＝0.05 s

I3＝＝5 A 为正值，时间间隔Δt3＝0.05 s

(2)因为线框匀速运动，所以外力做的功等于电流做的功

W＝IRΔt1＋IRΔt2＋IRΔt3＝1.875 J。

16.解析　(1)感应电动势最大值为Em＝nBSω

Em＝100×0.01×0.1×0.1×100π V＝π V

Im＝＝π A，所以i＝Imsinωt＝πsin100πt（A）

(2)从中性面开始计时，线圈转过，则

ΔΦ＝BΔS＝BS(1－cos)＝BS

此过程中通过线圈某一横截面的电荷量

q＝t＝Δt＝＝

代入数据解得q＝5×10－3 C。

17.解析(1)由题图乙可知，棒下滑的任意状态有B 2v＝2.0 T2ms－1。

又F安＝BIL＝B··L＝。

对棒下滑过程中某一状态由牛顿第二定律得：

mgsin30°－＝ma，

导体棒的加速度a＝4.0 m/s2。可见导体棒在斜面上做a＝4 m/s2的匀加速直线运动.

棒在2 s内的位移x＝at2＝8.0 m；2 s末的速度v＝at＝8.0 m/s。

(2)由能量守恒得：mgsin30°x＝mv2＋Q，代入数据解得Q＝8.0J。

   则导体棒在2s内产生热量为4.0J