1、2012-2013学年辽宁省沈阳二中高二 12月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法正确的是（ ） A磁场对放入其中的电荷一定有力的作用 B感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C由于洛仑兹力改变运动电荷的方向，所以洛仑兹力也可以对物体做功 D单位时间内穿过线圈的磁通量的变化越大，线圈的感应电动势越大 答案： BD 试题分析： A、磁场只对运动电荷有力的作用；错误 B、这是楞次定律的内容；正确 C、洛伦兹力总与运动方向垂直，永远不做功；错误 D、单位时间内穿过线圈的磁通量的变化量叫磁通量的变化率，又叫线圈的感应电动势；正确 故选 BD 考点：法拉第电磁感应定律 点评：容易
2、题。电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 如图所示，空间有垂直于 xoy平面的匀强磁场。 t 0时刻，一电子以速度经过 x轴上的 A点，沿 轴正方向进入磁场。 A点坐标为 ，其中 R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径。不计重力影响，则以下结论正确的是（ ） A电子经过 y轴时，速度大小仍为 B电子在 时，第一次经过 y轴 C电子第一次经过 y轴的坐标为 D电子第一次经过 y轴的坐标为 答案： ABD 试题分析： A、因为带电粒子在磁场中运动受到的洛伦兹力不做功，所以速度大小不变；正确 B、设偏转角度为 ，由图可得 ， ，；正确 CD、由图可知与 y轴交点到 O 点的距离为
3、 ，在负半轴上，所以电子第一次经过 y轴的坐标为 ； C错 D对 故选 ABD 考点：带电粒子在磁场中的运动 点评：难题。在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时 ,着重把握 ”一找圆心，二找半径 ，三找周期 或时间 ”的规 如图所示，导轨平面水平，匀强磁场方向垂直于导轨平面，电阻一定的光滑导体棒 ab、 cd放在导轨上，不计导轨电阻，今用平行于导轨的恒力作用于 ab棒使之由静止开始向左运动，则（ ） A除开始时刻外，任一时刻 ab棒的速度都大于 cd棒的速度 B除开始时刻外，任一时刻 ab棒的加速度都大于 cd棒的加速度 C最终两棒的速度相同 D最终两棒的加速度相同 答案： AD 试题
4、分析： AC、根据产生感应电流的条件和楞次定律可知，只有 ab棒的速度都大于 cd棒的速度，闭合回路才有感应电流， cd棒才会想左运动； A对 C错 BD、最终稳定后两棒中电流恒定，安培力恒定，速度差恒定，加速度相同； B错 D对 故选 AD 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：中等难度。本题中如果两棒加速度不等则两棒间的速度差就会变化，从而电路的电流就会变化，安培力就会变化，直到调整到两个棒速度加速度相等为止。 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁场边界竖直，宽度为 2L，abcd是用金属丝做成的边长为 L的正方形闭合线框， cd边与磁场边界重合，线框由图示位置起以水平速度 v匀速穿过
5、磁场区域，在这个过程中，关于 ab两点间的电压 Uab随时间变化的图象正确的是（ ） 答案： 试题分析： cd 边切割磁感线时产生的电动势为 E，而 ab 变获得的电压 ；线圈全部进入磁场后 ，此时 ab边产生的电动势和 cd边产生的电动势等大反向，线圈中电流为零；但 cd边穿出， ab边切割时产生的电动势为 E，ab相当于电源， ，整个过程中 。 故选 B 考点：导体切割磁感线产生的感应电动势 点评：中等难度。本题注意整个线圈看成一个闭合回路，切割磁感线的部分看成电源，其余部分看成外电阻，用闭合电路欧姆定律解决此类问题。 如图所示，正弦式交变电源的输出电压和电流分别为 U和 I1，理想变压器
6、原线圈的输入电压为 U1，两个副线圈的输出电压和电流分别为 U2和 I2、 U3和 I3，接在 原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光。则下列表述正确的是（） A I1 I2 I3=1 2 1 B U1 U2 U3=4 1 2 C线圈匝数之比 n1 n2 n3=2 1 2 D U U1=5 4 答案： ABD 试题分析： A、设通过一个灯泡的电流为 I，则 ， ， ；正确 B、设灯泡正常工作室两端电压为 ， ， ，变压器的输入功率等于输出功率，则由 可得， ；正确 C、 ；错误 D、 ， ；正确 故选 ABD 考点：变压器原副线圈的电压、电流和功率的关系 点评：中等难度。对于副线圈由多绕组的
7、问题，要抓住一个不变量，那就是输出的总功率等于输入的功率。 调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示线圈 AB绕在一个圆环形的铁芯上， CD之间加上输入电压，当滑动触头 P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中 A为交流电流表， V为交流电压表， R1、 R2为定值电阻， R3为滑动变阻器， CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器。则（ ） A当滑动变阻器滑动触头向下滑动时 , 电流表读数变小 B当滑动变阻器滑动触头向下滑动时 , 电压表读数变小 C当 滑动变阻器滑动触头向下滑动时 , 变压器输入功率变大 D当变压器滑动触头 P顺时针转动时，电压表读数变大，电流表读数变
8、大 答案： BC 试题分析：当滑动变阻器滑动触头向下滑动时 ,变压器输出端总电阻减小，输出电压不变，输出功率变大， C对；总电流增大， 两端电压增大，电压表两端电压减小， B对；流过 的电流减小，流过电流表的电流增大， A错；当变压器滑动触头 P顺时针转动时，输出端电压减小，电压表、电流表均减小。 故选 BC 考点：电路动态分析 点评：中等难度。动态问题分析思路总体来说是按照先部分后整体再部分的顺序，要充分利用电路中不变部分的电阻不变的特点，间接地讨论电路变化部分 如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的线框面积为 S，共有n匝，总电阻为 r，外电路上接有一个阻值为 R的定值电阻、理想
9、交流电流表 A和二极管 D。线圈以角速度 在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴 OO匀速运动，下列说法正确的是（ ） A一个周期内通过 R的电荷量 B R两端电压的有效值 C交流电流表的示数一直在变化 D若用一根导线连接 M、 N 两点，电阻 R上的功率不变 答案： AB 试题分析： A、一个周期内通过线圈的磁通量的变化量为 ，闭合回路总电阻 ,由 可知， ；正确 B、线圈转动产生的电动势的最大值为 ，有效值为 ，通过二极管后只有半波，有效值为 ，路端电压为 ；正确 C、电流表示数为有效值，是不变的；错误 D、若用一根导线连接 M、 N 两点，电阻 R上的电压会变为 ，电压变
10、大了，功率也增大；错误 故选 AB 考点：交流电的有效值 点评：中等难度。让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同时间内产生的热量相等，就把这个恒定电流的 I和 U叫做这个交 流的有效值 从某一装置输出的交流电常常既有高频成分，又有低频成分如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可采用的电路是（ ）答案： CD 试题分析：电容器由通高频，阻低频的作用，在 C图中高频交流电被电容旁路掉了；电感由通低频，阻高频的作用，在 D图中，高频交流电被电感线圈过滤掉了。 故选 CD 考点：电容和电感对交变电流的影响 点评：容易题。通常所说的交变电流 “通过 ”电容器，并不是自由电荷穿，过了电容器，而是在
11、交流电源作用下，当电压升高时电容器充电，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流。交变电流通过线圈时 ，电流时刻在改变在线圈中必然要产生自感电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对交变电流的阻碍作用 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，磁通量的变化如图所示，则下列说法正确的是（ ） A t2、 t4时刻线圈通过中性面 B t2、 t4时刻线圈中电动势最大 C从 t1时刻到 t3时刻的过程中电动势方向不变 D磁通量变化周期、电动势变化周期、线圈转动周期相同 答案： AD 试题分析： A、中性面位置穿过线圈的磁通量最大；正确 B、线圈通过中性面时磁通量变化率为零，感应电动势为零；错误 C、电动势方向在 时刻
12、改变；错误 D、磁通量变化周期、电动势变化周期、线圈转动周期均为交流电的周期；正确 故选 AD 考点：交变电流的产生 点评：中等偏易。线圈位于中性面时，线圈平面与磁场垂直，此时磁通量最大，但是各边都不切割磁感线，或者说磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零，而穿过线圈的磁通量为零时，切割磁感线的有效速度最大，磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大。 如图所示，直角三角形通电闭合线圈 ABC处于匀强磁场中，磁场垂直纸面向里，则线圈所受磁场力的合力（ ） A大小为零 B方向竖直向上 C方向竖直向下 D方向垂直纸面向里 答案： A 试题分析：对三个边进行受力分析，由 和三个力的夹角关系可以得出三个力
13、的合力为零。 故选 A 考点：安培力的大小和方向 点评：容易题。闭合线圈在垂直的匀强磁场中各个边受到的安培力的合力一定为零，与线圈形状无关。 如图所示 ,a、 b、 c三个闭合线圈 ,放在同一平面内 ,当 a线圈中有电流 I通过时 ,它们的磁通量分别为 a、 b、 c下列说法中正确的是 ( ) A a b c B a b c C a c b D a c b 答案： B 试题分析：磁感线有向里的也有向外的，它们相互抵消，即在求总磁通量时要按照代数和的方法求出总的磁通量 a、 b、 c中向里的磁通量一样多，向外的 a没有， c比 b多，所以 故选 B 考点：磁通量的概念 点评：容易题。磁通量是标量
14、，但有 “正、负 ”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线贯穿的方向 实验题 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量 (如温度、光、声等 )转换成便于测量的量 (通常是电学量 )，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏 电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻 R1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。 （ 1）为了使温度过高时报警器响铃， c应接在 处（填 a或b）。 （ 2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P向 移动（填左或右）。 （ 3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论
15、如何调节滑动变阻器滑片 P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是 （写出一个）。 答案： (1) a (2)左（ 3） 1、左边电源电压太低 2、线圈匝数太 少 3、弹簧劲度系数太大 试题分析：（ 1）温度升高，电阻 的阻值边明晓，电路电流增大，磁铁磁性增强，衔铁媳妇在 a上，所以 c应接在 a处。 （ 2）若使启动报警的温度提高些，应使控制电路电阻增大，应将滑动变阻器滑片 P向左移动 （ 3）根据存在问题，可能的情况有： 1、左边电源电压太低，电流达不到要求2、线圈匝数太少，磁性太小 3、弹簧劲度系数太大，弹力太大 考点：传感器
16、的应用 点评：中等难度。传感器的作用：它是能够把易感受的力、温度、光、声、化学成分等非电学量按照一定的规律转换为容易进行测量、传输、处理和控制的电压、电流 等电学量，或转换为电路的通断的一类元件 如图甲所示为加速度计的原理图：支架 AB固定在待测系统上，滑块穿在AB之间的水平光滑杆上，并用轻弹簧连接在 A端，其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动。随着系统沿水平方向做变速运动，滑块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出。已知电压表量程为 8V，滑块质量 m=0.1kg，弹簧劲度系数 k=20N m，电源电动势 E=10V，内阻不计，滑动变阻器总电阻值 R=40，有效总长度
17、l=8cm当待测系统静止时，滑动触头P位于变阻器 R的中点，取 AB 方向为正方向。 （ 1）该加速度计能测量的最大加速度为 m/s2。 （ 2）为保证电压表能正常使用，图甲电路中电阻 R0至少 。 （ 3）根据 R0的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度，如图乙，电压 4V对应加速度为 ，电压 6V对应加速度为 （要求用正负号表示加速度方向）。 答案：（ 1） 8 （ 2） 10 （ 3） 0 -4m/s2 试题分析：（ 1）弹簧形变量在允许范围内的最大值为 4cm，由 和可得加速度最大为 （ 2）电压表电压不能超过 8V，最大值 ，则 至少为 10。 （ 3）当电压表示数为
18、4V是 ， ,滑片指在滑动变阻器中间，加速度为 0；电压为6V，滑动变阻器从中间向右滑了 ，有向左的加速度，由 和 可得大小为 ，因此电压 6V对应加速度为 考点：串联电路电压和电阻的关系 点评：中等难度。串联电路电压比等于电阻比。 计算题 （ 8分）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机输出的电功率为 P=500kW，当使用 U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差 4800 kWh。求： （ 1）输电线上的电流 I、输电线的总电阻 r和输电线上的损耗的电压 U 损 （ 2）若想把损耗功率控制在输送功率的 1.6%，
19、又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？线路损耗的电压是多少？ 答案：（ 1） 100A 20 2000V （ 2） 25kV 400V 试题分析：（ 1） （ 1分） 输电线上的电流 （ 1分） 输电线损耗功率 ，得 r=20（ 1分） （ 1分） （ 2） (1分 ) (1分 ) (1分 ) （ 1分） 考点：远距离输电 点评：中等难度。处理远距离高压输电问题时，首先要根据具体问题正确画出输电线路的示意图，解题时抓住发 电机和用电器的连接线路，研究两个变压器的两次电压变换、电流变换，再根据电压、电流以及理想变压器输入、输出功率关系依次求解 （ 10分）如图，真空室内存在匀强磁场，
20、磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小 B=0.6T，在磁场内建立一直角坐标系，坐标系平面与磁场垂直。坐标系平面内的 P点距 x、 y轴的距离分别为 16cm和 18cm。 P处有一个点状的放射源，它向各个方向发射 粒子， 粒子的速度都是 ，已知 粒子的电荷与质量之比 ，现只考虑在坐标系平面中运动的 粒子，求： x轴上的什么区域可以被 粒子打中。 答案： B点 坐标 10cm， A点坐标 30cm 试题分析： 粒子带正电，故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动，用 R表示轨道半径， （ 2分） 由此得 （ 1分） 过 P点作 x轴的垂线段，与 x轴交于 D点。因朝不同方向发射的 粒子的圆轨迹都
21、过 S，由此可知，某一圆轨迹在图中 D左侧与 x轴相切，则此切点 B就是粒子能打中的左侧最远点。过圆心 O 点做 x轴的平行线，并与 PD交于 E点 （ 2分） 再考虑 D的右侧。任何 粒子在运动中离 S的距离不可能超过 2R，以 2R为半径、 S为圆心作圆，交 x轴于 A点，此即右侧能打到的最远点。 由图中几何关系得 （ 2分） 由于 ，所以左侧圆周与 y轴相切 （ 1分） 粒子打在 x轴上的区域为 AB之间 B点坐标 （ 1分） A点坐标 （ 1分） 考点：带电粒子在磁场中的运动 点评：偏难。相同的粒子以相同的速率沿不同方向射入强磁场中，粒子在磁场中运动的轨道中，运动周期是相同的，但粒子运
22、动径迹所在空间位置不同，所有粒子经过的空间区域在以入射点为圆心，运动轨迹圆的直径为半径的圆内当磁场空间有界时，粒子在有界磁场内运动的时间不同所能达到的最远位置不同，从而形成不同的临界状态或极值问题此类问题中有两点要特 别注意：一是旋转方向对运动的影响，二是运动中离入射点的最远距离不超过 2R，因 R是相同的，进而据此可自利用 来断定转过的圆心角度，运动时间等极值问题，其中 l是最远点到入射点间距离即轨迹上的弦长 （ 12分）如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，在其外部产生一个中心辐射磁场（磁场水平向外），其大小为 （其中 为辐射半径 考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离， 为常数），设一个与
23、磁铁同轴的圆形铝环，半径为 R（大于圆柱形磁铁的半径），制成铝环的铝丝其横截面积为 S，铝环由静止下落通过磁场，下落过程中铝环平面始终水平 ，已知铝丝电阻率为，密度为 ，当地重力加速度为 g，试求： （ 1）铝环下落的速度为 v时铝环的感应电动势是多大？ （ 2）铝环下落的最终速度 是多大？ （ 3）如果从开始到下落高度为 h时，速度最大，经历的时间为 t，这一过程中电流的有效值 I0是多大？ 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由题意知圆形铝环所在处的磁感应强度为 铝环有效切割长度为其周长，即 当铝环速度为 v时，切割磁感线产生的电动势为 （ 2分） （ 2）当铝环加速度为零时，有最大速度 ，根据题意有： 铝环的电阻 R0为 （ 1分） 铝环的质量 （ 1分） 铝环中的电流为 此时安培力 （ 2分） 由平衡条件可知 （ 2分） 联立解得 （ 1分） （ 3）由能量守恒定律得 （ 2分） 解得 （ 1分） 考点：法拉第电磁感应定律的应用 点评：难题。本题首先要立即磁场的分布情况，如何把圆环等效成一个杆切割磁感线，其次最终稳定时肯定是重力和安培力等大反向，第三求电流的有效值用电流的热效应。
