【解析版】江西省2018-2019学年高二上学期期末考试物理试题 word版含解析

www.ks5u.com南昌二中20182019学年度上学期期末考试高二物理试卷一选择题1.下列实验现象，属于电磁感应现象的是 A. 导线通电后其下方的小磁针发生偏转B. 通电导线AB在磁场中运动C. 通电线圈在磁场中转动D. 金属杆切割磁感线时，电流表指针偏转【答案】D【解析】【分析】电磁感应现象的是指穿过电路的磁通量变化时，产生感应电动势或感应电流的现象【详解】A图中导线通电后，其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象。故A错误。B图中通电导线AB在磁场中受到安培力作用而运动，不是电磁感应现象。故B错误。C图中通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生转动，不是电磁感应现象。故C错误。D图中金属杆切割磁感线时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象。故D正确。故选D。2.如图所示，相同长度的同一材料导线做成不同形状的的单匝线圈，有正方形、等边三角形、圆形，将它们放在同一直线边界匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直现以相同的速度v将线圈从磁场中匀速拉出，当线圈的一半在磁场中时，线圈与磁场边界交点间电压最小的是A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】线圈与磁场边界交点间电压是外电压，等于感应电动势的一半，根据有效切割长度分析感应电动势，确定哪种情况的感应电动势最小，即可作出判断【详解】设导线的总长度为S。A图中：设正方形边长为L，则4L=S，有效切割长度 L=S/4；B图中：设正三角形的边长为a，则 3a=S，a=S/3，有效切割长度 L=asin60°=S；C图中：设圆的直径为d，则 d=S，有效切割长度 ; D图中：设正方形边长为l，有效切割长度为；由数学知识可知，A图中有效切割长度最小，产生的感应电动势最小，则线圈与磁场边界交点间电压最小。故A正确。故选A。【点睛】解决本题的关键是运用数学知识确定有效的切割长度，分析感应电动势的关系，要注意线圈与磁场边界交点间电压是外电压，不是内电压3.世界上第一台发电机法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A、B，两电刷与灵敏电流计相连当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则 A. 穿过铜盘的磁通量不变，电刷B的电势高于电刷A的电势B. 若仅将电刷B向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，灵敏电流计的示数将变小C. 若仅将滑动变阻器滑动头向左滑动，灵敏电流计的示数将变小D. 金属盘转动的转速越大，维持其做匀速转动所需外力做功的功率越小【答案】C【解析】【分析】根据右手定则判断AB间感应电流方向，即可知道电势高低仅减小电刷A、B之间的距离，感应电动势将减小，灵敏电流计的示数变小提高转速，灵敏电流计的示数变大根据欧姆定律分析将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数如何变化【详解】根据安培定则可知，电磁铁产生的磁场方向向右，由右手定则判断可知，金属盘产生的感应电流方向从B到A，则电刷A的电势高于电刷B的电势，故A错误。若仅将电刷B向盘边缘移动，使电刷A、B之间距离增大，切割磁感线的有效长度增大，产生的感应电动势增大，感应电流增大，则灵敏电流计的示数变大，故B错误。若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路电流减小，磁场减弱，灵敏电流计的示数将减小，故C正确。金属盘转动的转速越大，感应电动势增大，感应电流增大，电功率增大，安培力增大，维持金属盘做匀速转动所需外力做功的功率越大，故D错误；故选C。4.如图所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域.直角边长为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一边长为L、总电阻R的正方形闭合导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v垂直磁场匀速穿过磁场区.取电流沿abcda的方向为正，则图中表示线框中感应电流i随bc边位置坐标x变化的图象正确的是A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】分段研究：先判断感应电流的方向，再确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系。线框的电阻一定，感应电流与感应电动势成正比。【详解】bc边的位置坐标x在L-2L过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿abcda，为正值。线框bc边有效切线长度为 l=x-L，感应电动势为：E=Blv=B（x-L）v，感应电流为：，i与x是线性关系。当x=2L时，电流为： ；x在2L-3L过程，根据楞次定律判断可知感应电流方向沿adcba，为负值，线框ad边有效切线长度为 l=x-2L，感应电动势为 E=Blv=B（x-2L）v；感应电流为：，当x=2L时i=0，当x=3L时，电流为：，根据数学知识知道A图正确。故选A。【点睛】本题的关键确定线框有效切割长度与x的关系，根据电磁感应的规律得到i与x的解析式，再结合数学知识选择图象。5.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B. ab杆所受摩擦力为mgsinC. cd杆所受摩擦力为D. 与v1大小关系满足= tan+【答案】D【解析】【分析】ab下滑时切割磁感线产生感应电动势，cd不切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解电流强度；根据平衡条件和安培力公式求解ab杆和cd杆所受的摩擦力，两个平衡方程结合分析D项【详解】ab杆产生的感应电动势 E=BLv1；回路中感应电流为：，故A错误；ab杆匀速下滑，受力平衡条件，则ab杆所受的安培力大小为：F安=BIL=，方向沿轨道向上，则由平衡条件得ab所受的摩擦力大小为：f=mgsin-F安=mgsin-，故B错误。cd杆所受的安培力大小也等于F安，方向垂直于导轨向下，则cd杆所受摩擦力为：f=N=（mgcos+F安）=（mgsin+），故C错误。根据cd杆受力平衡得：mgsin（90°-）=f=（mgsin+），则得与v1大小的关系为：（mgsin+）=mgcos，即= tan+，故D正确。故选D。【点睛】对于双杆问题，可采用隔离法分析，其分析方法与单杆相同，关键分析和计算安培力，再由平衡条件列方程解答6.如图所示，固定于水平面的“”形导线框处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中，导线框两平行导轨间距为d，左端接一电动势为E0，内阻不计的电源.一质量为m、电阻为R的导体棒MN垂直平行足够长导轨放置并接触良好，忽略摩擦阻力和导轨的电阻.闭合开关S，导体棒从静止开始运动，至达到最大速度运动的距离为A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】速度最大时导体棒产生的感应电动势等于电源电动势；对导体棒用动量定理列方程求解电荷量；结合法拉第电磁感应定律求解距离；【详解】闭合开关S后，线框与导体组成的回路中产生电流，导体棒受到安培力作用开始加速运动，导体切割磁感线会使电路中的电流变小，加速度变小，当导体切割磁感线产生的电动势等于电源电动势时，电路中的电流为零，导体棒不受安培力作用，合外力为零，开始做匀速运动，即达到稳定运动。有E0=Bdv，解得；对导体棒用动量定理：BIidt=mvi，而q=It，所以有：Bdq=mv，根据法拉第电磁感应定律解得：，联立解得，故选B.7.如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v-t图象，图中数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力.下列说法正确的是A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向B. MN和PQ之间的距离为v1（t2-t1）C. 磁场的磁感应强度为D. 金属线框在0-t3的时间内所产生的热量为mgv1（t3-t1）【答案】C【解析】【分析】（1）根据楞次定律判断感应电流的方向；（2）由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，根据时间和速度求解金属框的边长和MN和PQ之间的距离；（3）由图知，金属线框进入磁场做匀速直线运动，重力和安培力平衡，可求出B。（4）由能量守恒定律求出热量。【详解】金属线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿abcda方向。故A错误。由图象可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2-t1，所以金属框的边长：L=v1（t2-t1）。MN和PQ之间的距离要大于金属框的边长，故B错误。在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力：mg=BIL；又L=v1（t2-t1）。联立解得：故C正确。金属框在进入磁场过程中金属框产生的热为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q1=mgL=mgv1（t2-t1）;金属框在磁场中的运动过程中金属框不产生感应电流，所以金属线框在0-t3的时间内所产生的热量为mgv1（t2-t1）。故D错误；故选C。【点睛】本题电磁感应与力学知识简单的综合，培养识别、理解图象的能力和分析、解决综合题的能力。8.铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热如图所示，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，下列说法中正确的是A. 采用增大交变电流的频率，可使焊接效果越好B. 采用增大感应线圈电阻值，可使焊接效果越好C. 采用金属电阻率越小的管道材料，焊接效果越好D. 感应线圈中通以正弦交流电，在管道中产生的涡流也是交流电【答案】ACD【解析】【分析】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高【详解】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快。故A正确。当增大感应线圈电阻，相当于减小了交流电的电流，电流的峰值变小，在频率不变的情况下，单位时间电流的变化量变小，即电流的变化率变小，则磁场的变化率变小，磁通量的变化率变小，加热效果减弱，故B错误；采用金属电阻率越小的管道材料，会在焊接的管道中产生较大的电流，焊接效果越好，选项C正确；感应线圈中通以正弦交流电，根据法拉第电磁感应定律可知，在管道中产生的涡流也是交流电，选项D正确；故选ACD.9.如图（a）所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流，电流变化的规律如图（b）所示，则下列说法正确的是A. t1、t5时刻P线圈对桌面的压力小于P自身的重力B. t3、t5时刻线圈P中产生的感应电流方向相同C. t3时刻线圈P有扩张的趋