2016-2017学年江西省高二下学期第一次段考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是(      )

A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导体线圈中，会出现感应电流

C. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向：即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

2. 难度：中等

如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中错误的是(     )

A. 因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B. 动生电动势的产生与洛伦兹力有关

C. 因导体运动产生了感生电场

D. 动生电动势和感生电动势产生的原因是不一样的.

3. 难度：中等

如图所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将  (    )

A. S减小，l变长

B. S减小，l变短

C. S增大，l变短

D. S增大，l变长

4. 难度：简单

如图电路中，A₁、A₂是两个指示灯，L是自感系数很大的线圈，电阻R阻值较小，开关S₁断开、S₂闭合．现闭合S₁，一段时间后电路稳定．下列说法中正确的是（  ）

A．闭合S₁，通过电阻R的电流先增大后减小

B．闭合S₁，A_l亮后逐渐变暗

C．闭合S₁，A₂逐渐变亮，然后亮度不变

D．断开电路时，为保护负载，应先断开S₂，再断开S₁

5. 难度：中等

如图所示，相距为d的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L<d）,质量为m、电阻为R,现将线圈在磁场上方h高处由静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v₀，cd边刚离开磁场时速度也为v₀，则线圈穿过磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止），下列说法正确的是(  )

A. 感应电流所做的功为mgd

B. 感应电流所做的功为mg（d－L）

C. 当线圈的ab边刚进入磁场时速度最小

D. 线圈的最小速度可能为mgR/B²L²

6. 难度：中等

如图所示一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时(  )

A. 线圈中感应电流的方向为abcda

B. 穿过线圈的磁通量最大

C. 线圈中的感应电流为

D. 穿过线圈磁通量的变化率为0.

7. 难度：中等

交流发电机的电动势表达式为e=60sin(100t)V，内电阻为20Ω，当把该交流发电机接在如图所示的含有理想变压器的电路中时，交流发电机的输出功率恰好最大，已知电流表是理想电流表，负载电阻R的阻值为5Ω，则下列说法正确的是（ ）

A. 通过负载电阻R的电流的频率为f=100Hz

B. 理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1

C. 负载电阻R消耗的电功率为45W

D. 电流表的示数为1.5A

8. 难度：中等

如图所示，虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，正方形金属框电阻为R，边长为L，线框在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域并开始计时，t₁时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是（其中P－t图象为抛物线）（ ）

二、多选题

9. 难度：中等

如图所示，水平放置的粗糙U形固定框架上接一个阻值为R₀的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下，由静止开始运动距离d后速度达到v，半圆形硬导体AC的电阻为r，其余电阻不计．下列说法正确的是(   )

A. 此过程中通过电阻R₀的电荷量为

B. 此过程中电路产生的电热为Q＝Fd－mv²

C. 此时AC两端电压为U_AC＝2BLv

D. 此时AC两端电压为U_AC＝

10. 难度：中等

如图所示，两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计．斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上．质量为m、电阻不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒ab垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升，上升高度为h．则在此过程中，以下说法正确的是（  ）

A．作用于棒ab上的各力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

B．恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

C．恒力F和安培力的合力所做的功等于零

D．恒力F所做的功等于棒ab重力势能的增加量和电阻R上产生的焦耳热之和

三、实验题

11. 难度：简单

我们可以通过实验探究电磁感应现象中，感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律．以下是实验探究过程的一部分．

                    

（1）如图（1）所示，当磁铁N向下运动时，发现电流表指针偏转．若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道                                    ．

（2）如图（2）所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏．闭合开关稳定后，若向左移动滑动触头，此过程中电流表指针向          偏转填；若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向       偏转填（均选填“左”或“右”）．

12. 难度：中等

某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率，步骤如下：

（1）用游标卡尺测量其长度。

（2）用螺旋测微器测量其直径。

（3）选用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值约为__________；

（4）为更精确地测量其电阻，可供选择的器材如下：

电流表A₁（量程600 mA，内阻约为2 Ω）； 

电流表A₂（量程150 mA，内阻约为10 Ω）；

电压表V₁（量程1 V，内阻）；    

电压表V₂（量程15 V，内阻约为）；

滑动变阻器R₁（最大阻值为5 Ω）；        

滑动变阻器R₂（最大阻值为1 000 Ω）；

电源E（电动势约为3V，内阻约为1 Ω）；

定值电阻；

开关，导线若干。

为了使测量尽量准确，测量时电表读数不得小于其量程的，电压表应选______ ，电流表应选_______，滑动变阻器应选__________填器材代号）。

（5）根据你选择的器材，请在线框内画出实验电路图。

四、简答题

13. 难度：简单

如图，水平面（纸面）内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。t=0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动，t₀时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。求：

（1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

（2）电阻的阻值。

14. 难度：中等

如图所示，有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，升压变压器的匝数比为1:4，降压变压器的匝数比为4:1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V 40W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求：

（1）发电机输出功率多大；

（2）发电机电动势多大；

五、计算题

15. 难度：困难

如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场的圆心在M（L，0），磁场方向垂直于坐标平面向外．一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度v₀沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场．不计粒子重力，求：

（1）电场强度E；

（2）从P点射出时速度v_p的大小；

（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比

16. 难度：困难

如图所示，倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道（足够长）与光滑水平导体轨道连接．轨道宽度均为L=1m，电阻忽略不计．匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1=1T；匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2=1T．现将两质量均为m=0.2kg，电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放．取g=10m/s2．

（1）求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；

（2）若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q=0.45J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；

（3）若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t=0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式．