1、2012-2013学年浙江省嘉兴市第一中学高二 3月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，在一个水平放置闭合的线圈中轴线的上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可以实现的是： A磁铁上端为 N 极，磁铁向下运动 B磁铁上端为 N 极，磁铁向上运动 C磁铁上端为 N 极，磁铁向左运动 D磁铁上端为 N 极，磁铁向右运动 答案： A 试题分析：磁铁上端为 N 极，磁铁向下运动，则穿过线圈向上的磁通量增大，根据楞次定律可得感应电流为顺时针方向， A正确 磁铁上端为 N 极，磁铁向上运动，则穿过线圈向上的磁通量减小，根据楞次定律可得感应电流为逆时针方向
2、， B错误 磁铁上端为 N 极，磁铁向左运动，则穿过线圈向上的磁通量减小，根据楞次定律可得感应电流为逆时针方向， C错误 磁铁上端为 N 极，磁铁向右运动，则穿过线圈向上的磁通量减小，根据楞次定律可得感应电流为逆时针方向， D错误 故选 A 考点：考查了楞次定律的应用 点评：做本题的关键是根据磁铁的运动判断线圈磁通量的变化，然后根据楞次定律分析解题 如图所示，等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在 x轴上且长为 2L，高为 L。纸面 内一边长为 L的正方形导框沿 x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域，在 t 0时刻恰好位于图中所示的位置。以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下
3、面四幅图中能够正确表示电流 位移（ Ix ）关系的是： 答案： A 试题分析：位移在 0 L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值 则 ；位移在 L 2L过程：磁通量先增大后减小，由楞次定律判断感应电流方向先为顺时针方向，为正值，后为逆时针方向，为负值位移在 2L 3L过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值 ；故选 A 考点：本题考查对感应电势势公式 E=Blv的理解 点评：需要注意 L表示有效切割长度 下列应用与涡流有关的是： A家用电磁炉 B家用微波炉 C真空冶炼炉 D探雷器 答案： ACD 试题分析：微波炉内有很强的电磁波，这种波的波长
4、很短，食物分子在它的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高故 B错误 所以选 ACD 考点：考查了涡流的应用 点评：本题的关键是对题中电器的使用原理熟悉 关于电容器和电感线圈对交流电的影响，下列说法中正确的是： A电容器对于高频交变电流的阻碍作用大于它对低频交变电流的阻碍作用 B电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用 C电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用 D电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用小于对低频交变电流的阻碍作用 答案： BC 试题分析：交流电频率越高，电感线圈对交流电的阻碍作用越大， B正确， D错误 交流电频率越高，电容对交流电的阻
5、碍作用越小，故 A错误， C正确， 故选 BC 考点：考查了电感和电容对交流电的阻碍作用 点评：电感线圈是通低频阻高频，电容是通高频阻低频 如图所示，在光滑水平面上有一固定的 U形金属框架，框架上置一金属杆ab，在垂直纸面方向有一匀强磁场，下列情况中可能的是： A若磁场方向垂直纸面向外，且磁感应强度增大，杆 ab在安培力用作用下将向右移动 B若磁场方向垂直纸面向外，且磁感应强度减小，杆 ab在安培力用作用下将向右移动 C若磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度增大，杆 ab在安培力用作用下将向左移动 D若磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度减小，杆 ab在安培力用作用下将向左移动 答案： BC 试题
6、分析：若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，中感应电流方 向 ab ，由左手定则， 受到的安培力向左，故杆 将向左移动故 A错误若磁场方向垂直纸面向外，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律， 中感应电流方向 ba ，由左手定则， 受到的安培力向右，杆将向右移动故 B正确若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律， 中感应电流方向 ba ，由左手定则， 受到的安培力向左，杆 将向左移动故 C正确若磁场方向垂直纸面向里，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律， 中感应电流方向 ab ，左手定则， 受到的安培力向右，杆 将向右移动故 D错误 故选 BC 考点： 考查了
7、楞次定律的应用 点评：也可以根据楞次定律的表述：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化来判断 如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为 B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框。现用外力使线框以恒定的速度 v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的 AB边始终与磁场右边界平行。已知 AB BC l，线框导线的总电阻为 R。则线框离开磁场的过程中： A线框中的电动势随时间均匀增大 B通过线框截面的电荷量为C线框所受外力的最大值为 D线框中的热功率与时间成正比 答案： AB 试题分析：在拉出过程中，设时间 t时刻，切割磁感线的有效长度为 ，感应电动势为 ， A正确； 通过的电荷量为 ， B正
8、确 当 AB切割磁感线是电流最大，安培力最大， ， C错误； 电流 I与时间成正比，由 可知热功率与时间成二次关系， D错。 故选 AB， 考点：该题考查了法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律的应用， 点评：一道常规题要注意题目中切割磁感线的有效长度 如图所示，竖直面内的虚线上方是一匀强磁场 B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则： A上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功 B上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功 C上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D
9、上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 答案： AC 试题分析：在线圈先上升又落回到原处地过程中，由于电磁感应，线圈的机械能减小转化为内能，经过同一点时线圈上升的速度大于下降速度，上升时安培力的大小大于下降时 安培力的大小而两个过程位移大小相等，则上升过程中克服磁场力做的功大于下降过程中克服磁场力做的功故 A正确， B错误由于经过同一点时线圈上升的速度大于下降速度，而上升和下降两个过程位移大小相等，所以上升的时间小于下降的时间，由于高度相等，上升过程中克服重 力做功与下降过程中重力做功相等，则上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率 故 C正确， D
10、错误 故选 AC 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：线圈进入磁场先上升又落回到原处地过程中，线圈的机械能减小转化为内能，经过同一点时线圈上升的速度大于下降速度，上升时安培力的大小大于下降时安培力的 大小根据安培力大小关系确定上升和下降两个过程克服磁场力做功关系根据上升与下降过程速度关系，确定运动时间关系，判断上升与下降过程重力功率关系 如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角 60斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度 B随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒 ab垂直导轨放置，除电阻 R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。规定 ab
11、 的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在 0t时间内，能正确反映流过导体棒 ab的电流 i和导体棒 ab所受水平外力 F随时间 t变化的图象是：答案： BD 试题分析：根据 可得，电动势保持不变，则电路中电流不变；由安培力 F=BtIL可知，电路中安培力随 B的变化而变化，当 B为负值时，安培力的方向为负， B为正值时，安培力为正值，故 BD正确； 故选 BD 考点：这题目考查了学生对法拉第电磁感应定律、安 培力、左手定则等的掌握和理解情况； 点评：电磁感应的知识是高考中的热点话题，又是二级要求的，要求能熟练掌握 如图所示，在水平方向的匀强磁场 B 0.2T中，有一单匝正方形
12、导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动，线框边长 L 0.1m，线框电阻 R 1。在线框由水平位置以角速度 2rad/s匀速转过 90的过程中，通过导线横截面上的电量 q为多少？上述过程中线框上产生的焦耳热 Q 为多少？ 答案： , 试题分析：穿过导线横截面积的电荷量为 产生的焦耳热为 考点：本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力 点评：磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关 用相同导线绕制的边长为 L或 2L的四个闭合导体框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中， M、 N
13、 两点间的电压分别为 Ua、 Ub、 Uc、 Ud。下列判断正确的是： A UaUbUcUd B UaUbUdUc C Ua UbUc Ud D UbUaUdUc 答案： B 试题分析：线框进入磁场后切割磁感线， a、 b产生的感应电动势是 c、 d电动势的一半，而不同的线框的电阻不同，设 a线框电阻为 4r， b、 c、 d线框的电阻分别为 6r、 8r、 6r则有： ， ， ，故 ACD错误， B正确 故选 B 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：对于这类电磁感应与电路的结合的问题，弄清那部分是电源以及外电路的串并联情况，然后根据有关闭合电路的知识进行求解 如图所示，在蹄形磁铁的两极间有
14、一可以转动的铜盘（不计各种摩擦），现让铜盘转动下面对观察到的现象描述及解释正确的是： A铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直 转动下去 B铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去 C铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下 D铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快 答案： C 试题分析：因为铜盘转动会切割磁感线，就有感应电动势，有感应电流，就会受到反向的安培力，铜盘最终会停下来，故选 C 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：基础题，比较简单，关键是知道铜盘的半径在做切割磁感线运动 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电 V，那么： A频率是 50赫兹
15、 B当 t = 0时，线圈平面恰好与中性面重合 C当 t=1/200秒时， e有最大值 D有效值为 V 答案： ABC 试题分析：由交流电的瞬时值表达式知， ，得 ， A正确； 当 时， ，则线圈平面恰好与中性面重合， B正确； 当 时， ，所以 e有最大值，故 C正确； 有效值 ， D错误。 考点：考查了正弦交流电有效值和最大值的计算 点评：对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义 如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，有半径为 r的光滑半圆形导体框架， OC为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒， OC之间连一个电阻 R，导体框架与导体棒
16、的电阻均不计，若要使 OC能以角速度 匀速转动（未离开框架），则外力做功的功率是： A B C D 答案： C 试题分析：因为 OC是匀速转动的，根据能量的守恒可得， ，又因为 ，联立解得： ，故 C正确， 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：解决本题的关键是分析出外力的功率与电阻的发热的功率大小相等，知道这一点本题就简单的多了 下列关于交流电的说法中正确的是： A交流电器设备上所标的电压和电流值表示其峰值 B用交流电流表和电压表测量的数值表示其瞬时值 C白炽灯泡上标注的电压值表示其有效值 D在交流电的一个周期 T内，跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值叫做其平均值 答案： C 试题分析：
17、交流电器设备上所标的电压和电流值表示其有效值， A 错误 C 正确，用交流电流表和电压表测量的数值表示其有效值， B错误，在交流电的一个周期 T内，跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值叫做有效值， D错误 故选 C 考点：考查了对交变电流的理解 点评：正确理解交流电的 “四值 ”含义，尤其是 “有效值 ”的理解与应用，同时注意加强这方面的练 习 在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，欲使线圈中能产生感应电流，则线圈应在： A沿自身所在的平面作匀速运动 B沿自身所在的平面作加速运动 C绕任意一条直径作转动 D沿着磁场方向移动 答案： C 试题分析：由于磁场是匀强磁场，因此
18、无论线圈沿自身所在的平面做匀速还是匀加速或者其它运动形式，其磁通量均不变化，无感应电流产生，故 AB 错误；线圈绕任意一条直径转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故 C正确；当线圈沿磁场方向平行移动时，磁通量不发生变化，故无感应电流产生，故 D错误 故选 C 考点：考查了感应电流产生的条件 点评：解题时把握问题实质，关键是看闭合线圈中的磁通量是否变化，与运动形式无关 在闭合线圈上方有一条形磁铁自由下落，直至穿过线圈的过程中，下列说法中正确的是： A磁铁在下落过程中机械能守恒 B磁铁的机械能增加 C磁铁的机械能有时增加有时减少 D线圈增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的 答案： D
19、试题分析：磁铁下落过程中受到线圈的阻力作用，有机械能转化为电能，机械能减小故 ABC错误 ；磁铁由于受线圈的阻力作用机械能减小，同时线圈中感应电流发 热，产生内能则由能量守恒知线圈中增加的内能是由磁铁减少的机械能转化而来的故 D正确 故选 D 考点：考查了楞次定律的应用 点评：楞次定律有两种表述方式，一种为 “增反减同 ”，另一种为 “来拒去留 ”，我们常用第一种来判断电流方向，但不应忽视第二种表达的应用，可以用来判断磁极间的相互作用或者是运动情况 如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈内（未全部插入），若第一次迅速插入线圈中用时 0.2s，第二次缓慢插入线圈中同一位置用时 1s，则第一次和第二次插
20、入线圈的过程中，通过线圈导线截面的电量之比以及通过直导线 ab的电流方向表述正确的是： A 1 1 ab B 1 1 ba C 1 5 ab D 1 5 ba 答案： B 试题分析：条形磁铁插入闭合线圈的过程中穿过线圈向右的磁通量增大，根据楞次定律可得，电流方向从 b到 a， AC 错误 穿过的电荷量为： ，所以跟时间无关，故为 1 1 故选 B 考点：本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力 点评：磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关 在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈 abcd，线圈 cd边沿
21、竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直，从 t=0时刻起，线圈以恒定角速度 2/T绕 cd边沿如图所示方向转动，规定线圈中电流沿 abcda 方向为正方向，则从 t 0到 t T时间内，线圈中的电流 i随时间 t变化关系图象为： 答案： B 试题分析： t=0 时刻，磁通量最大，磁通量变化率最小，产生的感应电动势为零，即感应电流为零，所以 CD错误，根据楞次定律可得， t=0之后的四分之一周期内，线圈的磁通量减小，故产生的感应电流方向为 abcda，为负方向，故 A错误， B正确 故选 B 考点：考查了交变电流产生原理 点评：因为是选择题，所以可以根据排除法判断，根据线圈的起始位
22、置判断电流的起始值，根据楞次定律判断电流的方向 如图所示电路中，电源内电阻和线圈 L的电阻均不计， K 闭合前，电路中电流为 I=E/2R将 K 闭合时，线圈中的自感电动势： A方向与原电流方向相同 B有阻碍电流作用，最后电流总小于 I C有阻碍电流增大的作用，电流保持 I不变 D有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到 2I 答案： D 试题分析： K 闭合后，电阻 R被短路，所以电路电流增大，故线圈产生自感，阻碍电流增大，所以产生的感应电动势和原电流方向相反，最后稳定后，还是要增大到 2I，所以 ABC错误 D正确， 考点：考查了自感现象 点评：自感现象是特殊的电磁感应现象，同样遵守楞
23、次定律和法拉第电磁感应定律 对于如图所示的电流 i随时间 t 作周期性变化的图象，下列说法中正确的是： A电流大小变化，方向不变，是直流电 B电流大小、方向都变化，是交流电 C电流最大值为 0.2A，周期为 0.02s D电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电 答案： A 试题分 析：由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流最大值为 0.2A，周期为 0.01s，所以 A正确， BCD错误 故选 A 考点：本题主要考查了交流电的定义以及读图的能力， 点评：电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可以看出电流的最大值和周期 计算题 如图所
24、示，在距离水平地面 h 0.8 m的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场，正方形线框 abcd的边长 l 0.2 m，质量 m 0.1 kg，电阻 R 0.08 。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另一端连一质量 M 0.2 kg的物体 A。开始时线框的 cd 在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体 A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的 ab边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动。当线框的 cd边进入磁场时物体A恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面。整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内， g取 10 m/s
25、2。求： （ 1）匀强磁场的磁感应强度 B？ （ 2）线框从开始运动至运动到最高点，用了多长时间？ （ 3）线框落地时的速度多大？ 答案： (1)1 T (2)0.9 s (3)4 m/s 试题分析： (1)设线框到达磁场边界时速度大小为 v，由机械能守恒定律可得： Mg(h-l) mg(h-l) (M m)v2 代入数据解得： v 2 m/s 线框的 ab边刚进入磁场时，感应电流： I 线框恰好做匀速运动，有： Mg mg IBl 代入数据解得： B 1 T (2)设线框进入磁场之前运动时间为 t1，有： h-l vt1 代入数据解得： t1 0.6 s 线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间
26、： t2 0.1 s 此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间： t3 0.2 s 线框从开始运动到最高点，所用时间： t t1 t2 t3 0.9 s (3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即 IBl (M-m)g mg 因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动 由机械能守恒定律可得： m mv2 mg(h-l) 代入数据解得线框落地时的速度： vt 4 m/s. 考点：考查了导体切割磁感线运动 点评：当线框能匀速进入磁场，则安培力与重力相等；而当线框加速进入磁场时，速度在增加，安培力也在变大，导致加速度减小，可能进入磁场时已匀速，也有可能仍在加速，这是由进入磁场的距离决定的
