安徽省池州市貴池區(qū)2019-2020學(xué)年高二物理下學(xué)期開年考試試題【含解析】

1、安徽省池州市貴池區(qū)2019-2020學(xué)年高二物理下學(xué)期開年考試試題（含解析）一、單項選擇題（共6小題，每小題4分，滿分24分。每小題所給的四個選項中，只有一個符合題意）1.如圖所示，用天平測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度，下列各選項所示的載流線圈匝數(shù)相同，邊長MN相等，將它們分別掛在天平的右臂下方，線圈中通有大小相同的電流，天平處于平衡狀態(tài)，若磁場發(fā)生微小變化，天平最容易失去平衡的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【詳解】天平原本處于平衡狀態(tài)，所以線框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于線框平面與磁場強度垂直，且線框不全在磁場區(qū)域內(nèi)，所以線框與磁場區(qū)域的交點的長度等于線框在磁場中的有

2、效長度，由圖可知，A圖的有效長度最長，磁場強度B和電流大小I相等，所以A所受的安培力最大，則A圖最容易使天平失去平衡 A正確； BCD錯誤；故選A2.M和N是繞在一個環(huán)形鐵心上的兩個線圈，繞法和線路如圖所示現(xiàn)將開關(guān)K從a處斷開，然后合向b處，在此過程中，通過電阻R2的電流方向是（ ）A. 先由c流向d，后又由c流向dB. 先由c流向d，后又由d流向cC. 先由d流向c，后又由d流向cD. 先由d流向c，后又由c流向d【答案】A【解析】開關(guān)接a時，線圈M中的電流在環(huán)形鐵芯內(nèi)產(chǎn)生順時針的磁場，開關(guān)K從a處斷開，磁場減弱為零，線圈N中的磁通量發(fā)生了變化向右減小，由楞次定律得出線圈N中產(chǎn)生向右的感應(yīng)磁

3、場，進而在N中有了感應(yīng)電流，電流方向c到d開關(guān)接b時，線圈M中的電流在環(huán)形鐵芯內(nèi)產(chǎn)生逆時針的磁場，線圈N中的磁通量發(fā)生了變化向左增加，由楞次定律得出線圈N中產(chǎn)生向右的感應(yīng)磁場，進而在N中有了感應(yīng)電流，電流方向c到d3.如圖所示，a、b兩個閉合正方形線圈用同樣的導(dǎo)線制成，匝數(shù)均為10匝，邊長la3lb，圖示區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，且磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，不考慮線圈之間的相互影響，則() A. 兩線圈內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B. a、b線圈中感應(yīng)電動勢之比為91C. a、b線圈中感應(yīng)電流之比為34D. a、b線圈中電功率之比為31【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)楞次定律可知，兩線圈內(nèi)

4、均產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，選項A錯誤；因磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，則，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，則，選項B正確；根據(jù)，故a、b線圈中感應(yīng)電流之比為3:1，選項C錯誤；電功率，故a、b線圈中電功率之比為27:1，選項D錯誤；故選B【考點定位】法拉第電磁感應(yīng)定律；楞次定律；閉合電路歐姆定律；電功率【名師點睛】此題是一道常規(guī)題，考查法拉第電磁感應(yīng)定律、以及閉合電路的歐姆定律；要推導(dǎo)某個物理量與其他物理量之間的關(guān)系，可以先找到這個物理量的表達式，然后看這個物理量和什么因素有關(guān)；這里線圈的匝數(shù)是容易被忽略的量4.用規(guī)格完全相同的導(dǎo)線制作的半徑之比的兩個閉合導(dǎo)線環(huán)P和Q，兩導(dǎo)線環(huán)同圓心、同平面放置，其

5、中導(dǎo)線環(huán)Q所包圍的區(qū)域有與Q的面積完全相同的勻強磁場(其它區(qū)域無磁場)，勻強磁場的方向垂直于導(dǎo)線環(huán)平面，如圖甲所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定磁場方向垂直于圓環(huán)平面向里為正。則以下判斷中正確的是（ ）A. P、Q兩環(huán)中的感應(yīng)電動勢大小之比B. P、Q兩環(huán)中感應(yīng)電流的大小之比C. 時間內(nèi)與時間內(nèi)感應(yīng)電流方向相反D. 時間內(nèi)與時間內(nèi)環(huán)中感應(yīng)電流的大小都是逐漸增大的【答案】B【解析】【詳解】A磁通量可以用穿過線圈的磁感線條數(shù)表示，由于穿過兩個線圈的磁感線條數(shù)一樣多，故穿過兩個線圈的磁通量相等，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知兩個線圈的感應(yīng)電動勢相等，故A錯誤；B根據(jù)電阻定律，、相

6、同，則電阻之比為根據(jù)閉合電路歐姆定律得產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比為故B正確；C時間內(nèi)磁感應(yīng)強度垂直于圓環(huán)平面向里且減小，穿過兩個線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可得線圈的感應(yīng)電流方向為順時針方向，時間內(nèi)磁感應(yīng)強度垂直于圓環(huán)平面向外且增大，穿過兩個線圈的磁通量增大，根據(jù)楞次定律和安培定則可得線圈的感應(yīng)電流方向為順時針方向，故C錯誤；D根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和圖像的斜率可知在時間內(nèi)線圈的感應(yīng)電動勢逐漸減小，所以時間內(nèi)環(huán)中感應(yīng)電流的大小都是逐漸減小的，在時間內(nèi)線圈的感應(yīng)電動勢逐漸減小，所以時間內(nèi)環(huán)中感應(yīng)電流的大小是逐漸減小的，故D錯誤；故選B。5.圖甲和圖乙是演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電

7、感線圈，A1、 A2、 A3是三個完全相同的燈泡實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮，而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同下列說法正確的是( )A. 圖甲中，A1與L1的電阻值相同B. 圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C. 圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同D. 圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等【答案】C【解析】【詳解】斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，由于線圈L1的自感，通過L1的電流逐漸減小，且通過A1，即自感電流會大于原來通過A1的電流，說明閉合S1，電路穩(wěn)定時，通過A1的電流小于

8、通過L1的電流，L1的電阻小于A1的電阻，AB錯誤；閉合S2，電路穩(wěn)定時，A2與A3的亮度相同，說明兩支路的電流相同，因此變阻器R與L2的電阻值相同，C正確；閉合開關(guān)S2，A2逐漸變亮，而A3立即變亮，說明L2中電流與變阻器R中電流不相等，D錯誤【點睛】線圈在電路中發(fā)生自感現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流要“阻礙”使原磁場變化的電流變化情況電流突然增大時，會感應(yīng)出逐漸減小的反向電流，使電流逐漸增大；電流突然減小時，會感應(yīng)出逐漸減小的正向電流，使電流逐漸減小6.如圖所示，有上下放置的兩個寬度均為L=0.5m的水平金屬導(dǎo)軌，左端連接阻值均為2的電阻r1、r2，右端與豎直放置的兩個相同的半圓形金屬軌

9、道連接在一起，半圓形軌道半徑為R=0.1 m整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B=2T初始時金屬棒放置在上面的水平導(dǎo)軌上，金屬棒的長剛好為L，質(zhì)量m=2kg，電阻不計某時刻金屬棒獲得了水平向右的速度v0=2m/s，之后恰好水平拋出已知金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度g=10m/s2，不計所有摩擦和導(dǎo)軌的電阻，則下列正確的是A. 金屬棒拋出時的速率為B. 整個過程中，流過電阻r1的電荷量為2CC. 整個過程中，電阻r2上產(chǎn)生的焦耳熱為1.5JD. 最初金屬棒距離水平導(dǎo)軌右端4m【答案】C【解析】【詳解】金屬棒經(jīng)過半圓形金屬軌道的時候恰好水平拋出說明在此點只有重力提供向心力，因此有，A

10、錯誤；取向右為正，對導(dǎo)體棒寫動量定理有代入數(shù)據(jù)解得，因?qū)w棒在運動的時候相當于電源，電阻r1和電阻r2串聯(lián)，故流過電阻r1的電荷量為導(dǎo)體棒電荷量的一半，即1C，所以B錯誤；由能量轉(zhuǎn)換可知，導(dǎo)體棒損失的動能轉(zhuǎn)化為電阻r1和電阻r2消耗的焦耳熱，而電阻r1和電阻r2并聯(lián)且任何時候電流都一樣，因此焦耳熱也一樣，因此有，C對；由，得，則最初導(dǎo)體棒離右端的距離為8m，D錯誤二、多項選擇題（共4小題，每小題4分，滿分16分。在每小題所給的四個選項中，有多個選項符合題意。全部選對得4分，選對但不全得2分，有選錯得0分）7.目前無線電力傳輸已經(jīng)比較成熟，如圖所示為一種非接觸式電源供應(yīng)系統(tǒng)這種系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)原

11、理可無線傳輸電力，兩個感應(yīng)線圈可以放置在左右相鄰或上下相對的位置，原理示意圖如圖所示利用這一原理，可以實現(xiàn)對手機進行無線充電下列說法正確的是A. 若A線圈中輸入電流，B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B. 只有A線圈中輸入變化電流，B線圈中才會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢C. A中電流越大，B中感應(yīng)電動勢越大D. A中電流變化越快，B中感應(yīng)電動勢越大【答案】BD【解析】【分析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律與感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件即可解答【詳解】A項：根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，若A線圈中輸入恒定的電流，則A產(chǎn)生恒定的磁場，B中的磁通量不發(fā)生變化，則B線圈中就會不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，但在圖A輸入過程中，A線圈中的電流從無到有，因此B線

12、圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，然而不是總會有的，故A錯誤；B項：若A線圈中輸入變化的電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：可得，則B線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故B正確；C、D項：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：可得，A線圈中電流變化越快，A線圈中電流產(chǎn)生的磁場變化越快，B線圈中感應(yīng)電動勢越大故C錯誤；D正確故應(yīng)選：BD【點睛】該題情景設(shè)置雖然新穎，與日常的生活聯(lián)系也密切，但抓住問題的本質(zhì)，使用電磁感應(yīng)的規(guī)律即可正確解答8.如圖所示，在勻強磁場的上方有一半徑為R、質(zhì)量為m的導(dǎo)體圓環(huán)，圓環(huán)的圓心距離勻強磁場上邊界的距離為h將圓環(huán)靜止釋放，圓環(huán)剛進入磁場的瞬間和完全進入磁場的瞬間，速度均為v已知圓環(huán)的電阻為r，勻強磁場的磁

13、感應(yīng)強度大小為B，重力加速度為g下列說法正確的是A. 圓環(huán)進入磁場的過程中，圓環(huán)的右端電勢高B. 圓環(huán)進入磁場的過程做的是勻速直線運動C. 圓環(huán)進入磁場的過程中，通過導(dǎo)體某個橫截面的電荷量為D. 圓環(huán)進入磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為2mgR【答案】AD【解析】【詳解】A根據(jù)楞次定律可判斷電流為逆時針，內(nèi)部電流流向電勢高，選項A正確；B圓環(huán)進入磁場的過程中，切割磁感線的有效長度不同，受到的安培力大小不同，不能做勻速直線運動，選項B錯誤；C圓環(huán)進入磁場的過程中，通過導(dǎo)體某個橫截面的電荷量選項C錯誤；D根據(jù)功能關(guān)系，圓環(huán)進入磁場的過程中，電阻產(chǎn)生的熱量為等于機械能的減小量，大小為2mgR，選項D正

14、確；故選D9.如圖，兩條相距 l 的足夠長的平行光滑導(dǎo)軌放置在傾角為 =30的斜面上，阻值為 R的電阻與導(dǎo)軌相連質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒 MN垂直于導(dǎo)軌放置.整個裝置在垂直于斜面向下的勻強 磁場中，磁感應(yīng)強度的大小為 B.輕繩一端與導(dǎo)體棒相連，另一端跨過定滑輪與一個質(zhì)量為m的物塊相連，且滑輪與杄之間的輕繩與斜面保持平行物塊距離地面足夠高，導(dǎo)軌、導(dǎo)體 棒電阻不計，輕繩與滑輪之間的摩擦力不計已知重力加速度為 g.將物塊從靜止釋放，下面說法正確的是A. 導(dǎo)體棒 M 端電勢高于 N 端電勢B. 導(dǎo)體棒的加速度不會大于C. 導(dǎo)體棒的速度不會大于D. 通過導(dǎo)體棒的電荷量與金屬棒運動時間的平方成正比【答案】BC【

15、解析】【詳解】A、根據(jù)右手定則可知導(dǎo)體棒M端電勢低于N端電勢，故選項A錯誤；BC、設(shè)導(dǎo)體棒上升速度，根據(jù)，可知導(dǎo)體棒所受安培力為，根據(jù)牛頓第二定律可得，當導(dǎo)體棒的上升速度為零時，導(dǎo)體棒的加速度最大，最大加速度為；當導(dǎo)體棒的上升加速度為零時，導(dǎo)體棒的速度最大，最大速度為，故選項B、C正確；D、通過導(dǎo)體棒的電荷量為：，由于導(dǎo)體棒先做加速度減小的加速度運動，后做勻速運動，所以導(dǎo)體棒運動的位移與金屬棒運動時間的平方不成正比，故選項D錯誤；故選BC10.用一段橫截面半徑為r、電阻率為、密度為d均勻?qū)w材料做成一個半徑為R(r”“”或“=”）【答案】 (1). 2； (2). ； (3). 2.08； (

16、4). =；【解析】【詳解】(1)根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，當電流表滿偏時改裝后的電壓表達到最大量程即；(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，整理得：；(3) 由對應(yīng)的圖象可知，解得；(4)通過（3）分析可知，本實驗中不存大原理誤差，即為真實的路端電壓，為流過電源的真實電流，故電動勢的測量值與真實值相同【點晴】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要注意明確實驗原理，重點分析實驗電路圖，同時能正確利用閉合電路歐姆定律列式，注意本題中一定要考慮電表的內(nèi)阻，同時在分析圖象時要認真分析坐標軸的起點值四、計算題（本題共4小題，滿分44分。解答應(yīng)寫出重要公式和必要的文字說明與計算過程，只有最后答案的不能得分）13.

17、如圖甲所示，水平面上固定著兩根間距L=0.5m的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ，M、P兩點間連接一個阻值R=3的電阻，一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=2的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置在金屬棒右側(cè)兩條虛線與導(dǎo)軌之間的矩形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小B=2T、方向豎直向上的勻強磁場，磁場寬度d=5.2m現(xiàn)對金屬棒施加一個大小F=2N、方向平行導(dǎo)軌向右的恒力，從金屬棒進入磁場開始計時，其運動的v-t圖象如圖乙所示，運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計求：（1）金屬棒剛進入磁場時所受安培力的大小F安；（2）金屬棒通過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量QR【答案】（1）0.8N（2）1.2J【解析】【詳解】（

18、1）由圖乙可知，金屬棒ab剛進入磁場時速度v0=4m/s，此時，感應(yīng)電動勢：E=BLv0感應(yīng)電流：安培力的大?。篎安=BIL解得：（2）設(shè)金屬棒在磁場中最大速度為vm，此時安培力與恒力F大小相等，則有：代入數(shù)據(jù)解得：設(shè)金屬棒通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的總熱量為Q，由功能關(guān)系，得：解得：Q=2J所以電阻R產(chǎn)生的熱量：答：（1）金屬棒剛進入磁場時所受安培力的大小.（2）金屬棒通過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量.14.如圖所示，兩水平導(dǎo)軌間距，處于豎直向上的勻強磁場中，磁感強度，一金屬桿與導(dǎo)軌垂直放置并接觸良好，電容，理想電流表0刻線在刻度盤中央，金屬桿接入電路部分電阻，框架電阻不計，導(dǎo)軌足夠長，金屬桿向

19、左以的速度勻速運動，單刀雙擲開關(guān)S開始接觸點2。(1)當單刀雙擲開關(guān)S接觸點1，求電流表的示數(shù)和通過電流表的電流方向；(2)一段時間后再把單刀雙擲開關(guān)S接觸點2，直到電流表示數(shù)為0，求通過電流表的電荷量?！敬鸢浮?1) ，方向；(2) 【解析】【詳解】(1)導(dǎo)體棒切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：當單刀雙擲開關(guān)S接觸點1，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得：根據(jù)右手定則可知P端為高電勢，所以通過電流表的電流方向為；(2)當單刀雙擲開關(guān)S接觸點1時，兩端電壓為：電容器所帶的電荷量為：單刀雙擲開關(guān)S接觸點2，根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，通過電流表的電流是通過電流的一半，則通過電流表的電荷量為：15.如圖所示，傾

20、角=37，間距L=0.1m的足夠長光滑金屬導(dǎo)軌底端接有阻值R=0.16的電阻，不計其它電阻。質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab始終垂直導(dǎo)軌。以O(shè)為原點，建立如圖所示方向沿導(dǎo)軌向上的坐標軸x。在0.2mx0.8m區(qū)間有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場。棒ab在沿x軸正方向的外力F作用下從x=0處由靜止開始沿斜面向上運動，其速度v與位移x滿足v=kx，加速度a與速度v滿足a=kv，k值為k=5s-1。當棒ab運動至x1=0.2m處時，電阻R消耗的電功率P=0.16W。重力加速度為g=10m/s2。（sin37=0.6）求：（1）磁感應(yīng)強度B的大小;（2）0x0.8m范圍內(nèi)外力F隨位移x變化的關(guān)系式；（3）在棒a

21、b穿過磁場運動過程中，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q?！敬鸢浮浚?）1.6T；（2）0x0.2m時，F(xiàn)=25x+6；0.2x0.8m時，F(xiàn)=25.8x+6；（3）0.24J。【解析】【詳解】（1）感應(yīng)電動勢為：電功率當棒ab運動至x1=0.2m處時，電阻R消耗的電功率為：P=0.16W聯(lián)立解得B=1.6T（2）由牛頓第二定律得：0x0.2m時0.2x0.8m時又聯(lián)立得：0x0.2m時0.2x0.8m時（3）由和式得：根據(jù)功能關(guān)系可得：解得：J16.離子推進器是太空飛行器常用的動力系統(tǒng)，某種推進器設(shè)計的簡化原理如圖所示，截面半徑為R的圓柱腔分為兩個工作區(qū)I為電離區(qū)，將氙氣電離獲得1價正離子；II為加速區(qū)，長度為L，兩端加有電壓，形成軸向的勻強電場I區(qū)產(chǎn)生的正離子以接近0的初速度進入II區(qū)，被加速后以速度vM從右側(cè)噴出I區(qū)內(nèi)有軸向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，在離軸線R/2處的C點持續(xù)射出一定速度范圍的電子假設(shè)射出的電子僅在