1、2012-2013学年江苏省南京学大教育专修学校高二 3月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中接入了哪几种传感器？ A温度传感器 B光传感器 C声音传感器 D热传感器 答案： BC 试题分析：根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器即控制电路中接入了光传感器、声音传感器 故选 BC 考点：常见传感器的工作原理 点评：了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器及与门电路，天黑、声音同时出现它就
2、开启，灯亮 据报道，我国最近实施的 “双星 ”计划所发射的卫星中放置一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为 a、高为 b的长方形，放在沿 y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿 x轴正方向、电流强度为 I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电量为 e。金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。测出金属导体前 后两个侧面间的电势差为 U。 （ 1）金属导体前后两个侧面哪个电势较高？ （ 2）求磁场磁感应强度 B的大小。 答案：（ 1）后侧面的电势较高（ 2） 试题分析：（ 1）后侧面的电势较高。
3、（ 2）当金属导体中自由电子定向移动时受洛伦兹力作用向前侧面偏转，使得前后两侧面间产生电势差，由此产生的电场阻碍了电子的偏转。当电子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，前后两侧面间产生恒定的电势差。因而可得 由以上几式解得磁场的磁感应强度 考点：霍尔效应及其应用 点评：解决本题的关键会利用左手定则判断洛伦兹力的方向，以及 知道稳定时电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡 如图所示，导线框 abcd固定在竖直平面内， bc段的电阻为 R，其它电阻均可忽略。 ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆，杆长为 l，质量为 m，杆的两端分别与 ab 和 cd保持良好接触，又能沿它们无摩擦地滑动。整个装置放在磁感应强度为
4、 B的匀强磁场中，磁场方向与框面垂直。现用一恒力 F竖直向上拉ef，当 ef匀速上升时，其速度的大小为多少？ 答案： 试题分析：匀速上升时： F-mg-BIl=0 E=Blv I= 联立解得： 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应用； 点评：导体杆在上升过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出速度大小 一闭合线圈置于磁场中，若磁感应强度 B随时间变化的规律如图甲所示，则图乙中能正确反映线圈中感应电动势 E随时间 t变化的图象是 答案： D 试题分析：设感应电动势沿顺时针方向为正，磁感应强度方向向上为正 在前半周
5、内，磁感应强度均匀增大， 一定，感应电动势 则 E一定根据楞次定律分析得到：感应电动势方向为负同理，在后半周内，感应电动势 E一定，方向为正 故选 D 考点：法拉第电磁感应定律 点评：当穿过线圈的磁通量均匀变化时，线圈中产生的感应电动势恒定不变 一个质量为 m、带电量为 q的粒子，在磁感应强度为 B的匀强磁场中作匀速圆周运动 .下列说法中正确的是 A它所受的洛伦兹力是恒定不变的 B它的动量是恒定不变的 C它的速度与磁感应强度 B成正比 D它的运动周期与速度的大小无关 答案： D 试题分析：洛伦兹力和速度方向总是垂直的，速度方向在变化，所以洛伦兹力方向 也在变化， A错误；动量是矢量，速度大小不
6、变，方向在变，所以动量在变化， B错误；洛伦兹力不改变速度的大小，所以 C错误；根据公式可得它的运动周期与速度的大小无关， D正确； 故选 D 考点：考查了带电粒子在磁场的中运动 点评：粒子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动的周期与速度无关，这是一个经常用到的结论 如图所示，矩形线框 abcd的 ad和 bc的中点 M、 N 之间连接一电压表，整个装置处于匀强磁场中，磁场的方向与线框平面垂直，当线框向右匀速平动时，以下说法正确的是 A穿过线框的磁通量不变化， MN 间无感应电动势 B MN 这段导体做切割磁力线运动， MN 间有电势差 C MN 间有电势差，所以电压表有读数 D因为无电流通过电压
7、表，所以电压表无读数 答案： BD 试题分析：由于磁场是匀强磁场，所以线圈运动过程中，磁通量不变，所以无感应电流产生，但是 MN 这段导体做切割磁力线运动， MN 间有电势差故 BD正确； 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：当闭合电路中的磁通量发生变化时，电路有感应电流产生； 如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是 A电流表的示数越大说明被测汽车质量越大 B电流表的示数越大说明被测汽车质量越小 C把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量 D地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关 答案： A 试题分析：汽车质量越大，则弹簧受
8、到的压力就越大， P点越向下，连入电路的电阻就越小，所以电流表的示数就越大，故 A正确； B错误；如果换成电压表，由于电压表的内阻较大，所以滑动变阻器的阻值发生变化时，电压表的示数变化范围较小，故不能准确的测量，故 C错误 因为是通过滑动变阻器的阻值变化，将力信号变成了电信号，所以 D错误； 考点：考查了传感器的 应用 点评：滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的，由电路图可知，滑片 P向下滑动，连入电路中的电阻丝长度变短，阻值变小，根据欧姆定律可知电路中电流变化 如图所示，矩形闭合金属框 abcd的平面与匀强磁场垂直，若 ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是
9、 A向左平动进入磁场 B向右平动退出磁场 C沿竖直方向向上平动 D沿竖直方向向下平动 答案： A 试题分析：由题， ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出 ab边中感应电流的方向是 ab ，再根据右手定则判断线圈向左平动切割磁感线故A正确， B错误当线圈沿竖直方向向上或向下平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生， ab边不受磁场力作用故 CD错误 故选 A 考点：左手定则和右手定则的综合应用， 点评：关键抓住两个定则 “在什么条件下用 ”和 “怎样用 ” 远距离输送交流电都采用高压输电 .我国正在研究用比 330 kV高得多的电压进行输电 .采用高压输电的优点是 A可
10、节省输电线的材料 B可根据需要调节交流电的频率 C可减少输电线上的能量损失 D可加快输电的速度 答案： C 试题分 析：输送的功率一定，根据 ，知输电电压越高，输电电流越小，根据 ，知输电线上损耗的能量就小故 C正确， ABD错误 故选 C 考点：考查了远距离输电 点评：解决本题的关键掌握输送功率与输电电压和输电电流的关系，以及知道 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势 e随时间 t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是 A t1时刻通过线圈的磁通量最大 B t2时刻通过线圈的磁通量最大 C t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D每当 e转换方向
11、时，通过线圈的磁通量都为最大 答案： AD 试题分析： t1时刻感应电动势为 0，为中性面磁通量最大故 A正确； t2时刻感应电动势最大，磁通量为 0故 B错误 t3 时刻感应电动势为 O，则磁通量的变化率为 0故 C错误 每当 e改变方向时，为中性面，磁通量最大故 D正确 故选 AD 考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理 点评：矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大 有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场方向射入带电平行板的匀强电场。离子飞出电场后的动能为 Ek，当在平行
12、金属板间再加入一个垂直纸面向内的如图所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为 Ek/，磁场力做功为 W，则下面各判断正确的是 A ， W=0 C = ， W=0 D ， W0 答案： B 试题分析：洛伦兹力不做功，故 W=0， D错误；有磁场时，带正电的粒子所受的洛伦兹力的作用使其所受的电场力做功减少，故 B选项正确。 考点：考查了磁场、电场和能量综合的问题。 点评：关键是理解洛伦兹力和速度方向垂直，对粒子不做功，只改变粒子的运动方向 如图所示，电源是两节普通 1号干电池串联组成，电池组内阻约为 0.2，D是额定电压为 2.5V、额定电流为 0.3A的手电筒用的小灯泡， L是电阻约为1左右自感
13、线系数很大的线圈，闭合开关 s，看到的现象是 A灯 D过一会儿逐渐变亮 B灯 D立即发光，且亮度不变 C灯 D开始正常发光，然后变得较暗 D灯 D开始发很强的光，然后变为正常发光 答案： D 试题分析：在开关闭合的瞬间，由于通过线圈的电流增大，所以线圈会产生自感现象，阻碍原电流的增大，由于自感系数很大，所以瞬间线圈可以看做是断路，则通过灯泡的电流较大，故发出很强的光，当电路稳定后，又正常发光，故 D正确； 考点：考查了自感现象 点评：当通过线圈本身的电流变化时，线圈中会产生自感现象，这是一种特殊的电磁感应现象，可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响 半圆形导轨竖直放置，不均匀磁场水平方向并垂
14、直于轨道平面，一个金属环在轨道内来回滚动，如图所示，若空气阻力不计，则 A金属环做等幅振动 B金 属环做减幅振动 C金属环做增幅振动 D无法确定 答案： B 试题分析：由于闭合金属环在充满不均匀磁场的圆形轨道内来回滚动，所以闭合金属环内的磁通量将发生变化，由此将产生感应电流，闭合回路中有了电流必将产生焦耳热，金属环在来回滚动的过程中能量将逐渐减少故金属环做减幅振动选 B 考点：考查了感应电流产生的条件 点评：做本题的关键是知道产生的电流通过导线时会产生焦耳热，即能量发生转化 质量为 m，电荷量为 q的带电粒子以速率 v垂直射入磁感强度为 B的匀强磁场中，在磁场力作用下做匀速圆周运动，带电粒子在
15、圆形轨道上 运动相当于一环形电流，则 A环形电流跟成正比 B环形电流跟 v成正比 C环形电流跟 B成正比 D环形电流跟 m成反比 答案： CD 试题分析：设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为 T，半径为 r，则 由 ，得 环形电流 可见， I与 q的平方成正比，与 v无关，与 B成正比，与 m成反比故选 CD 考点：本题是洛伦兹力、向心力和电流等知识的综合应用， 点评：带电粒子以速率 v垂直射入磁感强度为 B的匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求出带电粒子圆周运动的周期，由电流的定义式得出电 流的表达式，再进行分析 如图所示，在加有匀强磁场的区域中，一垂直于磁场方向射入
16、的带电粒子轨迹如图所示，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，从图中可以看出 A带电粒子带正电，是从 B点射入的 B带电粒子带负电，是从 B点射入的 C带电粒子带负电，是从 A点射入的 D带电粒子带正电，是从 A点射入的 答案： B 试题分析：根据粒子在磁场中的偏转半径公式 可得，同一个带电粒子的速度越大，偏转半径越大，速度越小，偏转半径就越小，由于带电粒子与沿途的气体分子发生碰撞，带电粒子的能量逐渐减小，即粒子的速度在减小，所以偏转半径在减小，故粒子是从 B点射入的，根据粒子的运动轨迹和偏转方向可知，粒子是带负电的， B正确， 考点：本题考查了带电粒子在磁场中的偏转问
17、题， 点评：带电粒子仅在洛伦兹力下做匀速圆周运动，但此时还受阻力，则导致半径变小，所以做螺旋形轨迹运动 如图所示，男女两位同学一起摇绳，男同学站在女同学们的正东方向，两位同学分别捏住绝缘的长金属导线的两端迅速摇动， 若金属导线两端连接在一个灵敏电流表的两个接线柱上 .下述说法中正确的是 A摇动过程中导线中的电流方向始终不改变 B摇动过程中导线中的电流是交变电流 C若两同学加快摇动金属导线，其他条件不变，则流过电流表的电流将变大 D若两同学改为南北方向站立摇绳，其他条件不变 ，则流过电流表的电流将变大 答案： BC 试题分析：摇动过程中切割磁感线的方向在变，根据右手定则，感应电流的方向也在变，所
18、以产生的是交变电流故 A错误 B正确加快摇动的速度，根据E=BLv，知产生的感应电动势的大小在增大，所以感应电流增大故 C正确改为南北方向站立摇绳，不切割磁感线，不产生感应电流故 D错误 故选 BC 考点：导体切割磁感线时的感应电动势；右手定则 点评：解决本题的关键掌握感应电动势的大小公式 ，以及会用右手定则判断感应电流的方向 如图所示，一条形磁铁，从静止开始穿过采用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈过程中做什么运动？ A减速运动 B匀速运动 C自由落体运动 D非匀变速运动 答案： C 试题分析：穿过采用双线绕法的通电线圈，相邻并行的导线中电流方向相 反，根据安培定则可知，它们产生的磁场方
19、向相反，在空中同一点磁场抵消，则对条形磁铁没有安培力作用，条形磁铁只受重力，又从静止开始下落，所以做自由落体运动 故选 C 考点：通电直导线和通电线圈周围磁场的方向；感应电流的产生条件 点评：本题中线圈采用双线并行绕法是消除自感的一种方式可用安培定则加深理解基础题 实验题 如图为 “探究电磁感应现象 ”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，那么合上电键后可能现的情况有： A将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 _。 B原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_。 答案：（ 1） (2) A向右偏转一
20、下； B向左偏转一下 试题分析： (1)见图。 (2) 当将原线圈迅速插入副线圈时，则线圈的磁通量也是从无到有，则电流计指针向右偏转一下， 当原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电路中电流变小，导致线圈磁通量变小，则电流计指针向左偏转一下， 考点：研究电磁感应现象 点评：由楞次定律来确定感 应电流的方向，而闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化，也可以线圈与磁场的位置变化 在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验中，实验室中有下列器材： A可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B条形磁铁 C直流电源 D多用电表 E开关、导线若干 上述器材
21、在本实验中不用的是 （填器材料序号），本实验中还需用到的器材有 。 答案： BC；低压交流电源 试题分析：变压器线圈两端的电压与匝数的关系： ；所以需要知道原副线圈的匝数，可拆变压器就能满足条件故 A必用变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的磁场，故 B不必用到变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故 C不必用到，需要用到低压交流电源变压器线圈两端的电压与匝数的关系： ，需要测电压，所以需要一个测电压的仪器故 D必用做电学实验，当然需要用到开关、导线
22、，故 E必用上述器材在本实验中不必用到的是： BC，本实验中还需用到的器材有：低压交流电源 考点：探究变压器电 压与匝数的关系 点评：做 “探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系 ”的实验时，需要按照原理去找实验器材 计算题 如图所示为两根竖直地放置在地面上的金属框架，框架的上端接有一电容量为 C的电容器。框架上有一质量为 m，长为 L的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好无摩擦，棒离地面高度为 h。强度为 B的匀强磁场与框架平面相垂直。开始时电容器不带电。自静止起将棒释放，问棒落到地面需要多少时间？ 答案： 试题分析：设某瞬时棒的加速度为 ，则由牛顿第二定律得 是这一瞬时的安培力 i是这一瞬
23、时的感应电流。取一个极短的时间 t，有 Q为在极短时间内流过棒的电量，也就是给电容器充电的电量。对于电容器，有 因而 U是这极短时间内电压的增量，电压的增量等于感生电动势的增量，即 而 于是 与时间 t无关，即棒做运加速运动。由 得棒落到地面的时间为 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：极短时间内电压的增量，电压的增量等于感生电动势的增量， 如图，光滑的平行导轨 P、 Q 相距 L=1 m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板相距 d=10 mm，定值电阻 ， ，导轨的电阻不计。磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。当金属棒 ab沿导轨向
24、右匀速运动（开关 S断开）时，电容器两极板之间质量 、带电荷量 的微粒恰好静止不动；当 S闭合后，微粒以 a=7 m/s2向下做匀加速运动。取 g=10 m/s2。求： （ 1）金属棒 ab运动的速度大小是多大 电阻是多大 （ 2）闭合后，使金属棒 ab做匀速运动的外力的功率是多大 答案：（ 1） v=3 m/s， r=2（ 2） 0.18 W 试题分析：（ 1）带电微粒在电容器两极间静止时，受 向上的电场力和向下的重力作用而平衡，即 由此式可解出电容器两极板间的电压为 由于微粒带负电，可知上板的电势高。 由于 S断开， R1、 R2的电压和等于电容器两端电压 U1， R3上无电流通过，可知电
25、路中的感应电流即为通过 R1、 R2的电流 I1， 从而 ab切割磁感线运动产生的感应电动势为 S闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得 所以有 此时的感应电流为 由闭合电路欧姆定律可得 解 两式可得 E=1.2 V, r=2 由 E=BLv可得 即导体棒 ab匀速运动的速度 v=3 m/s，电阻 r=2 （ 2） S闭合时，通过 ab的电流 I2=0.15 A， ab所受的安培力为 F2=BI2L=0.06 N ab以速度 v=3 m/s做匀速运动，所受外力 F必与磁场力 F2大小相等、方向相反，即 F=0.06 N，方向向右。 可见，外力的功率为 P=Fv=0.063 W=0.18 W 考点：本题是电磁感应与电路、电场等知识简单综合 点评：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分电路相当于电源
