河北省邢台市邢台一中2020-2021学年高二上学期第三次月考物理试题

一、单选题(每小题4分，共32分)

1．下列有关电磁感应现象说法正确的是(　　)

A．磁场对电流一定会产生力的作用

B．变化的磁场可以使闭合电路中产生感应电流

C．在没有导体的空间中变化的磁场不会产生感生电场

D．判断电流周围磁场分布情况，可以用左手手定则

2．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合电路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁的S极朝下，在将磁铁的S极插入线圈的过程中(　　)

A．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互排斥

B．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互吸引

C．通过电阻的感应电流的方向由a到b，线圈与磁铁相互排斥

D．通过电阻的感应电流的方向由b到a，线圈与磁铁相互吸引

3．在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的水平匀强磁场，如图．PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为 L、质量为 m、电阻为 R 的金属正方形线框，以速度 v 垂直磁场方向从如图实线(Ⅰ)位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的如图(Ⅱ)位置时，线框的速度为 v/2，则下列说法正确的是( )

A．图(Ⅰ)时线框中感应电流方向为逆时针

B．图(Ⅱ)时线框中恰好无感应电流

C．图(Ⅱ)时线框感应电流大小为 BLv/R

D．图(Ⅱ)时线框受到的加速度大小为 B2L2v/mR

4．如图所示，U 型金属框架的两平行导轨与水平面成θ角．一个横截面为矩形的金属棒 ab 静止在导轨上，金属棒 ab 的电阻一定，其它电阻不计．从某时刻起，在此空间施加一个方向垂直于导轨平面向下且磁感应强度从零开始均匀增大的匀强磁场（即 B=kt，k 为常数）直到金属棒刚要开始在导轨上滑动为止．在这一过程中，下列说法正确的是（ ）

A．回路中的感应电流一直增大

B．金属棒 ab 所受的安培力大小一直不变

C．金属棒 ab 所受的摩擦力大小一直不变

D．金属棒 ab 所受的摩擦力大小先减小后增大

5．如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场。这两个磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反。线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直。取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的时间t之间的函数图象，下面四个图中正确的是（　　）

A． B．

C． D．

6．如图所示，静止的离子A+和A3+，经电压为U的电场加速后进入方向垂直纸面向 里的一定宽度的匀强磁场B中．已知离子A+在磁场中转过7943b5fdf911af3ffcf9d8f738478e8a.png=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子A+和A3+（ ）

A．在电场中的加速度之比为1 ：1

B．在磁场中运动的半径之比为3 : 1

C．在磁场中转过的角度之比为1：2

D．在磁场中运动的时间之比为1: 2

7．如图，两条光滑平行金属导轨间距为L，所在平面与水平面重合，导轨电阻忽略不计。ab、cd为两根质量均为m、电阻均为R的金属棒，两者始终与导轨垂直且接触良好，两导轨所在区域存在方向竖直向上大小为B的匀强磁场，现给ab棒一向左的初速度v0使其向左运动，则以下说法正确的是（　　）

A．ab刚运动时回路中的感应电流为3654748fc9c208a2941fcbddc3ff9295.png

B．ab、cd最终的速度为2181c46e222db7987ed33626c00f9865.png

C．整个过程中回路中产生的热量为39a63ba9f7bfeb9330dd029a2945bcea.png

D．ab、cd组成的系统水平方向动量守恒

8．长度相等、电阻均为r的三根金属棒AB、CD、EF用导线相连，如图所示，不考虑导线电阻，此装置匀速进入匀强磁场的过程中（匀强磁场垂直纸面向里，宽度大于AE间距离），AB两端电势差u随时间变化的图像是（ ）

A． B． C． D．

二、多选题（每小题5分，共25分）

9．如图所示，在水平通电直导线正下方，有一半圆形光滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右侧的P点无初速度滑下，下列判断正确的是（　　）

A．圆环中将有感应电流产生

B．圆环能滑到轨道左侧与P点等高处

C．圆环最终停到轨道最低点

D．圆环将会在轨道上永远滑动下去

10．如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度．给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是(　　)

A．导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左

B．导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U＝BLv0

C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep＝

D．导体棒最终会停在初始位置，在导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝

11．图（a），螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场，以图中箭头所示方向为其正方向．螺线管与导线框 abcd 相连，导线框内有一小金属圆环 L，圆环与导线框在同一平面内．当螺线管内的磁感应强度 B 随时间按图（b）所示规律变化时，下列说法正确的是（ ）

A．在 t1~t2 时间内，L 有收缩趋势

B．在 t2~t3 时间内，L 有先扩张再收缩的趋势

C．在 t2~t3 时间内，L 内无感应电流

D．在 t3~t4 时间内，L 内有逆时针方向的感应电流

12．如图，abcd是边长L=0.1m、质量m=0.01kg的正方形导线框，框面竖直，线框每条边的电阻均为0.0166118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png，线框下方有一足够宽的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B=0.4T，方向与线框平面垂直，让线框从距磁场上边界h=5m处自由下落（ab平行于上边界），不计空气阻力，g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．cd边刚进入磁场时，通过cd边的电流方向从d到c

B．cd边刚进入磁场时，cd两端的电势差为0.1V

C．线框进入磁场的过程中，线框产生的焦耳热等于重力势能减少量

D．线框进入磁场的过程中，通过cd边的电荷量为0.1C

13．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴37f33d74a7e5a586b85e3a8fb9319de3.png上，随轴以角速度45bf03a575f6e81359314e906fb2bff3.png匀速转动.在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态.已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．棒产生的电动势为6cc7b51491f025cd242d4e311330e9d7.png

B．微粒的电荷量与质量之比为1dbe28d40ee185f5fb75d8d55f2da069.png

C．电阻消耗的电功率为322caf70f0025999c5c4098b28454149.png

D．电容器所带的电荷量为3b66f5ccf436cde4d0013ee912e98d78.png

三、实验题（每空2分，共10分）

14．在“测量小灯泡电阻”实验中，小灯泡的额定电压U=2.5V。

(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整。

(2)闭合开关后，发现电流表指针如图乙所示，其原因是 。

(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片P使电压表示数为2.5V，电流表示数如图丙所示I=___________A，则小灯泡的电阻R=___________Ω。

(4)如图丁所示，是小华同学利用图甲电路做实验时，测绘出的小灯泡的电流随电压变化的关系图象。在图甲电路中，电源电压U=4.5V，内阻不计，当滑动变阻器取值Rp=10Ω时，小灯泡电阻值为RL=___________Ω（保留两位小数点）

四、解答题

15．（9分）如图（a）所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线与阻值为2R的电阻R1连结成闭合回路．线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为r2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示．图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0. 导线的电阻不计．求0至t1时间内

（1）通过电阻R1上的电流大小和方向；

（2）通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量．

16．（12分）如图所示，在直角三角形ADC区域内存在垂直于纸面向外，磁感应强度为B的匀强磁场（包含边界）中，∠ACD=4da271857737a41e0e976699a36e4f7a.png。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子，以速度v从D点沿DA边射入磁场，垂直于AC边射出磁场，粒子的重力可忽略不计。求：

(1)带电粒子在磁场中的运动半径R及运动时间？

(2)带电粒子从CD边射出的最大速度v′。

17．（12分）光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距为L=l.0m，与水平面之间的夹角7b89734eed952d37d8e71c14e5a3df48.png，匀强磁场的磁感应强度B=2.0T垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值f4c16830e810c14bf8338f51bf6e0b6a.png的电阻，其他电阻不计，质量m=2.0kg的金属杆ab垂直导轨放置，如图所示，现用恒力F=18N沿导轨平面向上拉金属杆ab，t=0时由静止开始运动。取g=10m/s2，导轨足够长。求：

(1)金属杆速度为2.0m/s时的加速度大小；

(2)金属杆的最大速度；

(3)当t=1.0s时，金属杆移动的距离为x=1.47m，则在这一过程中电阻R产生的热量是多少。
参考答案

1．B 2．A 3．C 4．D 5．B 6．C 7．D 8．C 9．AC

10．AD 11．AC 12．AD 13．BC

14． 电流表的正负接线柱接反了 0.50 5 2.86

15．【详解】

（1）由法拉第电磁感应定律知0至t1时间内的电动势为;

由闭合电路欧姆定律知通过R1的电流为：

由楞次定律可判断通过R1的电流方向为：从b到a．

（2）通过R1的电荷量为：

电阻R1上产生的热量为：

16．(1)94160cc3f003142cb7ab0b38c2ca681d.png；631937f06ac1c45aac265d8caee19e15.png (2)3186f3e19189860063e80002d16d4a15.png

【详解】

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得

a4e168c84de06a9e11560ec2545a8eac.png

得

94160cc3f003142cb7ab0b38c2ca681d.png

粒子轨迹对应的圆心角为eade23737d34a40518df36ed303e32e5.png，粒子在磁场中运动的周期5b4a747245ff662a600ee87df6b3cc75.png，如解图1有

33bb246197579b71b2f2298440f8867d.png

得

631937f06ac1c45aac265d8caee19e15.png

(2)设粒子速度为v′、运动半径为R′时，与AC线相切，如解图2可知，

0d80c06a79fac2dd61aa77ab9de26626.png

又

bc794fb1dacd8661078eea0b45c1a448.png

得

3186f3e19189860063e80002d16d4a15.png

17．(1)6fdf59332a6d6d6b3c0631088500d07a.png；(2)6383c244f4cc3204769b7250da93adfc.png；(3)5b5e5371c4a973dd01d46dd0b72571ff.png

【详解】

(1)设金属杆的速度为9e3669d19b675bd57058fd4664205d2a.png时，加速度为0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661.png，电动势为3a3ea00cfc35332cedf6e5e9a32e94da.png，电路中电流为dd7536794b63bf90eccfd37f9b147d7f.png，则有

fb0a3cd4d9e369e9844c5c7c5fdc033b.png

8be7b9fac0cf3af1fdea5fac0ba47bd6.png

d425c1d868afc78380274888cb7601c9.png

根据牛顿第二定律可知

e0af2f0da03ed8cb8a5b0ac9bb76697e.png

联立各式整理得

f8c9d3efba468d5169b60634c4fba3f0.png

代入数据解得当7dc2296ef917d86c76e8f6fa2307e53e.png时加速度6fdf59332a6d6d6b3c0631088500d07a.png；

(2)当ded681eaa02d11064c9a469dd1b3e04c.png时有最大速度，所以由(1)的分析可知

d769a3dd4a2b00f60f59c59c87bfb377.png

代入数据解得6383c244f4cc3204769b7250da93adfc.png；

(3)根据

2cbd1acbd50ceae06fe411b9f8b07869.png

7854cffb6c2c77aee777eeee61d480d5.png

可得1s时间内通过回路的电量为

9c9cadf76eff248ab1adc9d30aec2557.png

当5de4539f642ad99c43d8070bf9a70af4.png，根据动量定理有

df8c81d9a9e727097507535e20bc2b81.png

即

e6a8f378244dcafdfa02bdbaab25f23d.png

代入数据解得954f7f7012e72937f9cc5e85443d3d3b.png；由功能关系得产生的热量为

d1688911ceb58763e0325b1b34f81d13.png

代入数据得5b5e5371c4a973dd01d46dd0b72571ff.png。

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