2019-2020年高二（承智班）上学期周练（9.11）物理试题 含答案.doc

2019-2020年高二（承智班）上学期周练（9.11）物理试题 含答案一、选择题1如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R。在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是A线框的加速度大小为B线框受到的水平外力的大小C0t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量为i1t1D0t3间内水平外力所做的功大于2如图所示，倾角为的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为。线框边长为l，电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上。将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动。下列说法正确的是A线框刚开始运动时的加速度B线框匀速运动的速度C线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量D线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于3如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L。现有一边长为的正方形线框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁场边缘，并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域，若以逆时针方向为电流正方向，下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是 ( )4如图，光滑斜面PMNQ的倾角为，斜面上放置一矩形导体线框abcd，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线框质量为m、电阻为R，有界匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上，e f为磁场的边界，且e fMN线框在恒力F作用下从静止开始运动，其ab边始终保持与底边MN平行，沿斜面向上且与斜面平行已知线框刚进入磁场时做匀速运动，则下列判断正确的是A线框进入磁场前的加速度为 B线框进入磁场时的速度为 C线框进入磁场时有abcd方向的感应电流 D线框进入磁场的过程中产生的热量为（F mgsin）l15如图所示，ab、cd是固定在竖直平面内的足够长的金属框架，bc段接有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，ef是一条不计电阻的金属杆，杆两端与ab和cd接触良好且能无摩擦下滑(不计空气阻力)，下滑时ef始终处于水平位置，整个装置处于方向垂直框面向里的匀强磁场中，ef从静止下滑，经过一段时间后闭合开关S，则在闭合开关S后（ ）Aef的加速度大小不可能大于gB无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时速度都相同C无论何时闭合开关S，ef最终匀速运动时电流的功率都相同Def匀速下滑时，减少的机械能大于电路消耗的电能6如图所示，带铁芯线圈置于竖直悬挂的闭合铝框右侧，与线圈连接的导线abcd围成的区域内有水平向里的变化磁场下图哪种变化的磁场可使铝框向右靠近（ ）7在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图1所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。则以下说法正确的是( )A在时间05s内，I的最大值为0.1AB在第4s时刻，I的方向为逆时针方向C前2s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01CD第3s内，线圈的发热功率最大8如图所示，在边长为a的等边三角形区域内有匀强磁场B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的等边三角形导线框架EFG，在t=0时恰好与磁场区域的边界重合，现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内顺时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）A0到时间内，感应电流方向为EFGE B0到时间内，感应电流方向为EGFEC0到时间内，平均感应电动势大小等于D0到时间内，平均感应电动势大小等于9如图所示，在边长为a的正方形区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，其方向垂直纸面向外，一个边长也为a的单匝正方形导线框架EFGH正好与上述磁场区域的边界重合，导线框的电阻为R现使导线框以周期T绕其中心O点在纸面内匀速转动，经过导线框转到图中虚线位置，则在这时间内：EFGHA顺时针方向转动时，感应电流方向为EFGHEB平均感应电动势大小等于 C平均感应电动势大小等于D通过导线框横截面的电荷量为10如图所示，两根平行光滑导轨竖直放置，相距L0.1 m，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，磁感应强度B10 T，质量m0.1 kg、电阻为R2 的金属杆ab接在两导轨间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中、始终保持与导轨垂直并与之接触良好，设导轨足够长且电阻不计，取g10 m/s2，当下落h0.8 m时，开关S闭合若从开关S闭合时开始计时，则ab下滑的速度v随时间t变化的图象是图中的() 11如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴的右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，下边界与x轴重合,右边界与y轴平行t0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的12一输入电压为220V，输出电压为36V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匣数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新饶了5匝线圈。如题图所示，然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线数分别为 （ ）A1100,360 B.1100，180C2200,180 D. 2200,36013如图所示，n=10匝的矩形闭合线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向OO轴匀速转动。转轴OO过AC边和BD边的中点。若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系可以表示为=0.1cos(10t)（Wb），时间t的单位为s。已知矩形线圈的电阻为10 ( 取=3.14，2=9.86 ) ，则下列说法中正确的是A在任意l s时间内，线圈克服安培力所做的功为49.3JB任意1s时间内，线圈中电流方向改变20次C电流的有效值为3.14AD穿过线圈磁通量的最大值为0.1Wb14如图所示，宽度为d的有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一质量为m的椭圆形导体框平放在桌面上，椭圆的长轴平行磁场边界，短轴小于d。现给导体框一个初速度v0(v0垂直磁场边界)，已知导体框全部在磁场中的速度为v，导体框全部出磁场后的速度为v1；导体框进入磁场过程中产生的焦耳热为Q1，导体框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q2。下列说法正确的是A导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B导体框进出磁场都是做匀变速直线运动CQ1 Q2DQ1 + Q2=m(v02-v12)15如图所示，EFGH为边长为L的正方形金属线框，线框对角线EG和y轴重合、顶点E位于坐标原点O处。在y轴右侧的第I象限一定范围内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场下边界与x轴重合，上边界为直线0A且与线框的EH边重合。从t=0时刻起，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界0A的方向穿过磁场区域。取线框中感应电流沿逆时针方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i随时间/变化的图线是图乙中的（ ）第II卷非选择题本卷包括11小题，共180分16如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成角。两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计。当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是 A回路中的电流强度为Bab杆所受摩擦力为mgsinCcd杆所受摩擦力为D与v1大小的关系为17下列说法正确的是A当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反18一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（A） （B）1 （C）2 （D）419如右图正方形线框abcd长为L,每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是（）AS断开时，电压表读数为B。S断开时，电压表读数为CS闭合时，电流表读数为DS闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电量为20如图5所示的装置中，若光滑金属导轨上的金属杆ab向右发生移动，其原因可能是A突然将S闭合B突然将S断开CS闭合，增大R的阻值DS闭合，减小R的阻值二、计算题21（xx盐城三模）如图所示，两根电阻忽略不计、互相平行的光滑金属导轨竖直放置，相距L=1m，在水平虚线间有与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域的高度d=1m，导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=1；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=1.5它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，b匀速穿过磁场区域，且当b刚穿出磁场时a正好进入磁场，重力加速度g=10m/s2，不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a棒施加的外力随时间的变化关系22如图所示，两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上，相距为L，处于竖直向下的磁场中整个磁场由n个宽度皆为x0的条形匀强磁场区域1、2、n组成，从左向右依次排列，磁感应强度的大小分别为B、2B、3B、nB，两导轨左端MP间接入电阻R，一质量为m的金属棒ab垂直于MN、PQ放在水平导轨上，与导轨电接触良好，不计导轨和金属棒的电阻。对导体棒ab施加水平向右的力，使其从图示位置开始运动并穿过n个磁场区，求导体棒穿越磁场区1的过程中通过电阻R的电荷量q；对导体棒ab施加水平向右的恒力F0，让它从磁场区1左侧边界处开始运动，当向右运动距时做匀速运动，求棒通过磁场区1所用的时间t；对导体棒ab施加水平向右的拉力，让它从距离磁场区1左侧x= x0的位置由静止开始做匀加速运动，当棒ab进入磁场区1时开始做匀速运动，此后在不同的磁场区施加不同的拉力，使棒ab保持做匀速运动穿过整个磁场区，求棒ab通过第i磁场区时的水平拉力Fi和棒ab在穿过整个磁场区过程中回路产生的电热Q。23（20分）如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成=53角，导轨间接一阻值为3的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0. 5m。导体棒a的质量为m1=0.1kg、电阻为R1=6；导体棒b的质量为m2=0.2kg、电阻为R2=3，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin530.8，cos530.6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；（3）M、N两点之间的距离。24（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，bc与ab、dc垂直。MN与bc的长度均为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触。磁场的磁感应强度为B。a. 请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒MN中的感应电动势E；b. 在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请根据电动势的定义，推导金属棒MN中的感应电动势E。（2）为进一步研究导线做切割磁感线运动产生感应电动势的过程，现构建如下情景：如图2所示，在垂直于纸面向里的匀强磁场中，一内壁光滑长为l的绝缘细管MN，沿纸面以速度v向右做匀速运动。在管的N端固定一个电量为q的带正电小球（可看做质点）。某时刻将小球释放，小球将会沿管运动。已知磁感应强度大小为B，小球的重力可忽略。在小球沿管从N运动到M的过程中，求小球所受各力分别对小球做的功。参考答案1D 2BD 3C 4ABC 5BC 6B 7BC 8AC 9BD 10D. 11A 12B 13A 14ACD 15C 16C 17AC 18B 19BD 20AD21（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功为1J；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差为3.3V；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a棒施加的外力随时间的变化关系为F=0.45t1.1解：（1）b棒穿过磁场做匀速运动，安培力等于重力，则有：BI1L=mbg，克服安培力做功为：W=BI1Ld=mbgd=0.1101=1J（2）b棒在磁场中匀速运动的速度为v1，重力和安培力平衡，根据平衡条件，结合闭合电路欧姆定律得：=mbg,vb=10m/s，b棒在磁场中匀速运动的时间为t1，d=vbt1，t1=0.1s,a、b都在磁场外运动时，速度总是相等的，b棒进入磁场后，a棒继续加速t1时间而进入磁场，a棒进入磁场的速度为va，va=vb+gt1=10+100.1=11m/s.电动势为：E=BLva=0.5111=5.5V,a棒两端的电势差即为路端电压为：U=3.3V.（3）a棒刚进入磁场时的加速度为a，根据牛顿第二定律得：magBI2L=maa,a=g=g=10=4.5m/s2，要保持加速度不变，加外力F，根据牛顿第二定律得：F+magBIL=maa得：F=t=t=0.45t1.1.答：（1）b棒穿过磁场区域过程中克服安培力所做的功为1J；（2）a棒刚进入磁场时两端的电势差为3.3V；（3）保持a棒以进入时的加速度做匀变速运动，对a棒施加的外力随时间的变化关系为F=0.45t1.122 ；解: 电路中产生的感应电动势。通过电阻的电荷量。导体棒穿过1区过程。解得（2）棒匀速运动的速度为v，则设棒在前x0/2距离运动的时间为t1，则由动量定律：F0 t1-BqL=mv；解得：设棒在后x0/2匀速运动的时间为t2，则所以棒通过区域1所用的总时间：（3）进入1区时拉力为，速度，则有。解得；。进入i区时的拉力。导体棒以后通过每区都以速度做匀速运动，由功能关系有解得。23（1） （2）1.2J （3）解：（1）由题意知，当b在磁场中运动的过程中，a与电阻R并联，然后与b串联，故a、b中电流，再根据Q=I2Rt，可求产生的热量之比（2）设整个过程中装置上产生的热量为Q，由，可解得Q=1.2J（3）设a进入磁场的速度大小为v1，此时电路中的总电阻R总1=7.5b进入磁场的速度大小为v2，此时电路中的总电阻R总2=5由和，可得又由，解得，M、N两点之间的距离24解：（1）如图1所示，在一小段时间Dt内，金属棒MN的位移 （2分）这个过程中线框的面积的变化量 （1分）穿过闭合电路的磁通量的变化量 （1分）根据法拉第电磁感应定律 （1分）解得 （1分）如图2所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力，f即非静电力（2分）在f的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功 （2分）根据电动势定义 （1分）解得 （1分）（2）小球随管向右运动的同时还沿管向上运动，其速度如图3所示。小球所受洛伦兹力f合如图4所示。将f合正交分解如图5所示。 （2分）小球除受到洛伦兹力f合外，还受到管对它向右的支持力F，如图6所示。洛伦兹力f合不做功 （2分）沿管方向，洛伦兹力f做正功 垂直管方向，洛伦兹力是变力，做负功 （2分）由于小球在水平方向做匀速运动，则 （1分）因此，管的支持力F对小球做正功 （1分）说明：用其它方法计算管的支持力F对小球所做功，只要过程、结果正确，可得4分。