甘肃省武威市民勤县一中2020_2021学年高二物理上学期12月月考试题理含解析.docx

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1、甘肃省武威市民勤县一中2020-2021学年高二物理上学期12月月考试题 理（含解析）（时间：90分钟 总分：100分）一、单选题 （每小题4分，共44分） 1. 地球是一个大磁体，它的磁场分布情况与一个条形磁铁的磁场分布情况相似，下列说法正确的是（）A. 地磁场的方向是沿地球上经线方向的B. 地磁场的方向是与地面平行的C. 地磁场的方向是从北向南方向的D. 在地磁南极上空，地磁场的方向是竖直向下的【答案】D【解析】【分析】【详解】A地球是一巨大磁体，地磁场的北极在地理的南极附近，而南极在地理的北极附近，地磁场存在磁偏角，地磁场的方向与经线方向不一致，故A错误；B地磁场的方向并不是完全与地面平

2、行，故B错误；C地理南极为地磁场北极，地球北极是地磁场南极，故地磁场的方向由南向北，故C错误；D由于磁感线由N极指向S极，故在地磁场南极的上空，地磁场的方向是竖直向下，故D正确。故选D。2. 如图所示的电路中，两个电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入表头时，指针向右摆，当电流从“”接线柱流入表头时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法正确（ ）A. G1指针向左摆，G2指针向右摆B. G1、G2的指针都向左摆C. G1指针向右摆，G2指针向左摆D. G1、G2的指针都向右摆【答案】A【解析】电路稳定后断开，通过电阻这一支路的电流立即消失，由于电感

3、器对电流的变化有阻碍作用，会阻碍其减小，通过电感器的电流并且通过电阻所以含有电感器的支路的电流从“+”接线柱流入G1，G1指针向左摆含有电阻的支路电流从“-”接线柱流入，G2指针向右摆故A正确，BCD错误故选A.点睛：解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用：当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小，而电阻没有此特点，当K断开电阻、电感构成一新的回路3. 如图所示，条形磁铁以速度v向螺旋管靠近，下面几种说正确的是（）A. 螺旋管中不会产生感应电流B. 螺旋管中会产生感应电流C. 只有磁铁的速度足够大时，螺旋管中才会产生感应电流D. 只有磁铁的磁性足够强时，螺旋管中才会产

4、生感应电流【答案】B【解析】【分析】【详解】当条形磁铁以速度v向螺旋管靠近，穿过螺旋管的磁通量增大，则螺旋管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，B正确【点睛】产生感应电流的条件：闭合回路的磁通量发生变化或闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流根据条件进行分析解决本题关键要准确把握产生感应电流的一般条件：闭合回路的磁通量发生变化，电路必须闭合4. 如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，

5、则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是A. 导线a所受合力方向水平向左B. 导线a所受合力方向水平向右C. 导线c所受合力方向水平向左D. 导线b所受合力方向水平向左【答案】A【解析】【分析】【详解】AB.对来说，受到的斥力和的引力，而靠近，所以对的作用力更大，所以受到的合力向左，故A正确，B错误；C.对来说，和的情况正好相反，所以合力向右，故C错误；D.对来说，受到、的斥力，并且是相等的，所以受到的合力为0，故D错误故选：A。考点：左手定则、安培力【名师点睛】本题考查了学生对用安培定律中导线之间相互作用力、电流的大小、导线之间的距离等因素的关系了解和掌握，属于常见题型5. 如图所示

6、，一重为G1通电圆环置于水平桌面上，圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看)，在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁，磁铁的中心轴线通过圆环中心，磁铁的上端为N极，下端为S极，磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F的大小，下列关系中正确的是( )A. FG1，FG2B. FG1，FG2C. FG1，FG2D. FG1，FG2【答案】D【解析】【分析】【详解】由安培定则可知：通电圆环产生的磁场N极向下，S极向上，由磁极的相互作用可知，同名磁极相互排斥；则通电圆环产生的磁场会对磁铁产生向上的排斥力，因此磁铁对轻绳拉力；由力的作用是相互的，可知磁铁也会对圆环产生向下的排斥力，

7、因此圆环对桌面压力为，故选D。6. 如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（）A. ，弹簧的伸长量减小B. ，弹簧的伸长量减小C. ，弹簧伸长量减小D. ，弹簧的伸长量增大【答案】D【解析】【分析】【详解】磁铁的磁感线在它的外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏右位置，所以此处的磁感线是斜向左下的，电流的方向垂直与纸面向外，根据左手定则，导线受磁铁给的安培力方向是斜向右下方。长直导线是固定不

8、动的，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向左上的；将这个力分解为垂直于斜面与平行于斜面的分力，因此光滑平板对磁铁支持力减小，由于在电流对磁铁作用力沿斜面方向的分力向下，所以弹簧拉力变大，弹簧长度将变长，故D正确，ABC错误。故选D。7. 一带电粒子，沿垂直于磁场方向射入匀强磁场，粒子运动的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都看成圆弧，由于带电粒子使周围空气电离粒子能量不断变小(带电量不变)，则()A. 粒子带负电，从B射入B. 粒子带负电，从A射入C. 粒子带正电，从B射入D. 粒子带正电，从A射入【答案】B【解析】【分析】【详解】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量

9、逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从A到B，再根据左手定则可知，粒子带负电。故选B。8. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与直面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是（）A. O点处的磁感应强度为零B. a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反C. c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同D. a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】【分析】【详解

10、】A由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下，一定不为零，A错误；Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，B错误；Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，均向下，C正确；Da、c两点处磁感应强度的方向相同，D错误。故选C。9. 两个圆环A、B，如图所示放置，且RARB。一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量A和B的关系是（ ）A. ABB. A=BC. AB ，与结论不相符，选项A错误；BA=B ，与结论不相符，选项B错误；CAB，与结论相符，选项C正确；D无法确定，与结论不相符，选项D错误；故选C.10. 如图所示，用

11、两根相同的导线绕成匝数分别为n1和n2的圆形闭合线圈A和B，两线圈平面与匀强磁场垂直当磁感应强度随时间均匀变化时，两线圈中的感应电流之比为（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律得：，可知感应电动势与半径的平方成正比而根据电阻定律：线圈的电阻为，线圈中感应电流，由上综合得到，感应电流与线圈半径成正比，即，因相同导线绕成匝数分别为和的圆形线圈，因此半径与匝数成反比，故，选D. 11. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移动过程中线框的一

12、边a、b两点间电势差绝对值最大的是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，ABD图中a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为：，C图中a、b两点间电势差为路端电压为：，所以a、b两点间电势差绝对值最大的是C图所示故选C二、多选题 （每小题4分，共16分，在每个小题的4选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或者不答的得0分） 12. 如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导

13、线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（ ）A. 线圈a中无感应电流B. 线圈b中有感应电流C. 线圈c中有感应电流D. 线圈d中无感应电流【答案】CD【解析】【分析】【详解】根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向，线圈a中的磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中的磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中的合磁通量始终为零，故增大两直导线中的电流时，线圈a、c中的磁通量发生变化，有感应电流产生，而线圈b、d中无感应电流产生，选项C、D正确，A、B错误13. 如图所示，“U”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架间无

14、摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度( )A. 方向向下并减小B. 方向向下并增大C. 方向向上并增大D. 方向向上并减小【答案】AD【解析】【分析】【详解】A当磁感应强度B方向向下并减小时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为顺时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从a到b，由左手定则可知，安培力的方向向右，使杆向右运动故A正确；B当磁感应强度B方向向下并增大时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为逆时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从b到a，由左手定则可知，安培力的方向向左，使杆向左运动

15、故B错误；C当磁感应强度B方向向上并增大时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为顺时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从a到b，由左手定则可知，安培力的方向向左，使杆向左运动故C错误；D当磁感应强度B方向向上并减小时，穿过回路的磁通量减小，根据楞次定律判断得到：回路中感应电流方向为逆时针方向（俯视），杆中的感应电流方向是从b到a，由左手定则可知，安培力的方向向右，使杆向右运动故D正确。故选AD。14. 如图所示，一个匝数n匝的圆形线圈，面积S，电阻r在线圈中存在面积S，垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度t将线圈两端a、b与一个阻值R的电阻相连接，b端接地则

16、下列说法正确的是A. 通过电阻R的电流方向向上B. 回路中的电流大小逐渐增大C. 电阻R消耗的电功率为D. a端的电势 【答案】AD【解析】【分析】本题由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势，然后根据欧姆定律确定电流以及电功率，最后根据b点电势为零，从而求出a点的电势；【详解】A、由题可知，磁场逐渐增强，即原磁场磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场与原磁场方向相反，根据右手定律可知通过电阻R的电流方向向上，故选项A正确；B、由可知：，根据法拉第电磁感应定律可知：根据闭合电路欧姆定律可知：，恒定不变，故选项B错误；C、根据公式可知电阻R消耗的电功率为：，故选项C错误；D、根据欧姆

17、定律可知电阻R两端电压为由题可知：，则，故选项D正确【点睛】本题考查了求电动势、电流、电功率等，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电功率公式即可正确解题15. 如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子(不计重力)沿AB方向射入磁场，分别从AC边上的P、Q两点射出，则A. 从Q点射出的粒子速度大B. 从P点射出的粒子速度大C. 两个粒子在磁场中运动的时间一样长D. 从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间长【答案】AC【解析】【分析】粒子在磁场中做圆周运动，根据题设条件作出粒子在磁场中运动的轨迹，根据轨迹分析粒子运动半径和周期的关系，从而分析得出结论【详解】AB、两粒子在磁场

18、区域做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：解得：，两粒子比荷相同，但从Q点射出的粒子对应轨道半径大，则线速度较大，所以A正确，B错误；CD、由几何关系可知，两粒子在三角形磁场区域中运动弧长对应的圆心角相同，根据，得，两个粒子在磁场中运动的时间一样长，C正确，D错误；故本题选AC【点睛】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运动的周期、半径的关系是解决本题的关键三、填空题（每空2分，共10分） 16. 法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即变化的_、变化的_、运动的_、运动的_、在_中运动的导体。【答案】 (1)

19、. 电流 (2). 磁场 (3). 恒定电流 (4). 磁铁 (5). 磁场【解析】【分析】【详解】12345法拉第把引起电流的原因概括为五类，包括变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。四、计算题（共30分）17. 电阻为R的矩形线圈abcd，边长abL，adh，质量为m，自某一高度自由下落，通过一匀强磁场磁场的方向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，如图所示如果线圈恰好以恒定速度通过磁场，问导线中产生的焦耳热等于多少？【答案】Q2mgh【解析】【分析】【详解】方法一：直接用定义设恒定速度为v，则产生焦耳热的时间，所以方法二：用“功”衡量“能”导线中产生的焦耳热

20、等于线圈克服安培力所做的功，即方法三：用“能”衡量“能”导线中产生的焦耳热等于线圈减少的重力势能，即18. 如图所示，光滑平行金属导轨和之间距离为1m且足够长，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现垂直于导轨放置一根导体棒MN，电路中导线和导体棒电阻不计，用一水平向右的力拉动导体棒MN从静止开始运动，则:(1)导体棒中的电流方向？回答还是(2)当导体棒匀速运动时，棒中的电流大小是多少安？(3)导体棒做何种运动？求最终的速度【答案】（1）NM（2）2.5A（3）12.5m/s【解析】【分析】【详解】（1）根据右手定则或者楞次定律可知，导体棒的电流方向：NM

21、（2）匀速运动时F安=F=5N由F安=BIL得I=F/BL=5/21=25A（3）导体棒受到外力F和安培力作用，做加速度减小的加速运动，当a=0时达到最大速度， 此时F安=F,最后以最大速度做匀速直线运动由闭合电路欧姆定律I=E/R法拉第电磁感应定律 E=BLvmax可知vmax=IR/BL=12.5m/s19. 如图所示，粒子源能放出初速度为0，比荷均为=1.6104C/kg带负电粒子，进入水平方向的加速电场中，加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r=0.1m的圆形磁场区域，磁感应强度B=0.5T，在圆形磁场区域右边有一屏，屏的高度为h=0.6m，屏距磁场右侧距离为L=0.2m，且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上。现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上，试求加速电压的最小值。【答案】60V【解析】【分析】【详解】粒子运动轨迹如图所示根据洛伦兹力公式F=qvB可知，磁感应强度一定时，粒子进入磁场的速度越大，在磁场中偏转量越小。若粒子恰好不飞离屏，则加速电压有最小值，设此时粒子刚好打在屏的最下端B点，根据带电粒子在磁场中的运动特点可知，粒子偏离方向的夹角正切值为解得则由几何关系可知，此时粒子在磁场中对应的回旋半径为带电粒子在电场中加速，由动能定理得带电粒子在磁场中偏转时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得联立解得故加速电压的最小值为60V