2014-2015学年福建省三明市高二上学期第二次月考物理卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下面关于磁场的说法正确的是(   )

A．某点小磁针北极的受力方向与该点磁场方向一致

B．某点小磁针的南极指向，即为该点的磁场方向

C．某点一小段通电直导线受到的磁场力方向与该点磁场的方向一致

D．在通电螺线管外部小磁针北极受力方向与磁场方向一致，在内部小磁针北极受力方向与磁场方向相反

2. 难度：中等

下图为日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列说法正确的是(   )

A．S₁接通，S₂、S₃断开，日光灯就能正常发光

B．S₁ 、S₂接通，S₃断开，日光灯就能正常发光

C．S₁、S₂、S₃接通，日光灯就能正常发光

D．S₃断开，接通S₁、S₂后， 再断开S₂，日光灯就能正常发光

3. 难度：简单

如图所示，水平放置的光滑玻璃棒上套着一个闭合的铜丝圈，一根条形磁铁向铜线圈靠近，下面叙述正确的是(   )

A．若条形磁铁左端是N极，则铜丝圈向左移动；若条形磁铁左端是S极，则铜丝圈向右移动

B．若条形磁铁左端是N极，则铜丝圈向右移动；若条形磁铁左端是S极，则铜丝圈向左移动

C．不论条形磁铁哪端是N极，铜丝圈都向左移动

D．不论条形磁铁哪端是N极，铜丝圈都向右移动

4. 难度：中等

两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流，两种交变电流的最大值、周期如图所示，则在一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的热量Q₁与方波电流在电阻上产生的热量Q₂之比等于(   )

A.3：1            B.1：2        C.2：1             D.1：1

5. 难度：中等

如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，带负电的粒子（不计粒子的重力）从两板中央垂直电场、磁场入射。它在金属板间运动的轨迹为水平直线，如图中虚线所示。若使粒子飞越金属板间的过程中向上板偏移，则可以采取下列的正确措施(   )

A．增大电场强度          B．增大粒子入射速度

C．减小粒子电量          D．增大磁感应强度

6. 难度：中等

如图所示的电路中，三个灯泡L₁、L₂、L₃的电阻关系为R₁=R₂=R₃，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管（正向导通时电阻忽略不计）．下列说法中正确的是(   )

A．开关S闭合瞬间，L₁、L₂、L₃均立即变亮，然后逐渐变暗 

B．开关S闭合瞬间，L₁逐渐变亮，L₂、L₃均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L₂、L₃亮度相同

C．开关S从闭合状态突然断开时，L₁、L₂、L₃均逐渐变暗

D．开关S从闭合状态突然断开时，L₁、L₂、L₃均先变亮，然后逐渐变暗

7. 难度：中等

回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是(   )

A．狭缝间的电场对粒子起加速作用，因此加速电压越大，带电粒子从D形盒射出时的动能越大

B．磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关

C．带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍

D．用同一回旋加速器分别加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率

8. 难度：中等

如图所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环向左的初速度v₀，在以后的运动过程中，圆环运动的速度—时间图象可能是图乙中的(   )

9. 难度：中等

长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R，如图所示，对称轴MN的左侧处在磁感应强度为B的匀强磁场中，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出；第二次让线框以＝2v/b的角速度转过90⁰角。那么

①通过导线横截面的电量q₁：q₂＝1：n   ②通过导线横截面的电量q₁：q₂＝1：1

③线框发热功率P₁：P₂＝2n：1          ④线框发热功率P₁：P₂＝2：1

A．① ③        B.① ④         C.② ③        D.② ④

10. 难度：中等

下图是半径为r的金属圆盘（电阻不计）在垂直于盘面的匀强磁场中绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，电阻R两端分别接盘心O和盘缘，则通过电阻的电流强度大小和方向是(   )

A．   由d到c      B．   由d到c

C．  由c到d      D．   由c到d

11. 难度：中等

两块水平放置间距为d的金属板，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图所示，两板间有一质量为m、电荷量+q的油滴恰好处于静止。则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是(   )

A．磁感应强度B竖直向上且正增强，

B．磁感应强度B竖直向下且正增强，

C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，

D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，

12. 难度：中等

如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t=0时刻，bc边与磁场区域左边界重合。现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图象是（     ）

A          B               C             D

13. 难度：中等

半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体杆，单位长度电阻均为R₀。圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v₀平行于直径CD向右做匀速直线运动。杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示。则（     ）

A．θ=0时，杆产生的电动势为Bav

B．θ=时，杆产生的电动势为

C．θ=时，杆受的安培力大小为

D．θ=0时，杆受的安培力大小为

二、实验题

14. 难度：简单

如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）将图中所缺的导线补接完整。

（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，以下操作中可能出现的情况是：

A．将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏一下；

B．A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏一下。

三、选择题

15. 难度：简单

如图验证楞次定律实验，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是(     )

 

四、填空题

16. 难度：中等

如图所示

光滑的平行导轨PQ、MN水平放置，导轨的左右两端分别接定值电阻，R₁=2Ω，R₂＝4Ω。电阻不计的金属棒ab与PQ、MN垂直，并接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中。已知平行导轨间距L=0.5m，现对ab施加一水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右匀速运动，则F的大小为      N，R₁消耗的功率为      W。

五、计算题

17. 难度：中等

如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R₀＝2.5 Ω，金属导轨的其它电阻不计，g取10 m/s².已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，试求：

(1)通过导体棒的电流；

(2)导体棒受到的安培力大小；

(3)导体棒受到的摩擦力的大小．

18. 难度：中等

如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接。求电键S合上后，

（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式

（2）电压表和电流表示数；

（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？

（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；

（5）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量；

19. 难度：中等

如图1所示，匝数200匝的圆形线圈，面积为50cm²，放在匀强磁场中，线圈平面始终与磁场方向垂直，并设磁场方向垂直纸面向里时，磁感应强度为正。线圈的电阻为0.5Ω，外接电阻R=1.5Ω。当穿过线圈的磁场按图2所示的规律变化时，求：

（1）作出线圈中感应电流i 随时间t变化的图象(以逆时针方向为正)  (不必写计算过程)

（2）由图象计算通过电阻R的电流的有效值。

20. 难度：困难

如图甲所示，空间存在B=0.5T，方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m， R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒。从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC是曲线，DE是曲线图象的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变。除R外，其余部分电阻均不计，g=10m/s²，求：

（1）ab在0～12s内的加速度大小；

（2）ab与导轨间的动摩擦因数；

（3）电阻R的阻值；

（4）若t=17s时，导体棒ab达到最大速度，从0～17s内的位移为100m，求12～17s内，R上产生的热量。

21. 难度：中等

一静止的带电粒子电荷量为q、质量为m（不计重力），从P点经电场强度为E的匀强电场加速。运动了距离L之后经A点进入右边的有界磁场B₁，穿过B₁后再进入空间足够大的磁场B₂，B₁和B₂的磁感应强度大小均为B，方向相反，如图所示。若带电粒子能按某一路径再由点A回电场并回到出发点P，而重复前述过程（虚线为相反方向的磁场分界面，并不表示有什么障碍物），求：

（1）粒子经过A点的速度大小；

（2）磁场B₁的宽度d为多大；

（3）粒子在B₁和B₂两个磁场中的运动时间之比？