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山西省太原市第五中学2017-2018学年高二物理下学期3月第三

周考试试题

一、选择题（每小题6分，共60分。1-6题只有一个选项正确，7-10题有二个或二个以上选项正确，全选对得 6分，选不全的得 3分，有选错的或不答的得 0 分，请将下列符合题意的选项的字母填入答题卡。）

1. 在电磁学建立和发展的过程中，许多物理学家做出了重要贡献。下列说法符合史实的是

A．法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念 B．库仑首先提出电荷周围存在电场的观点 C．奥斯特首先发现电流的磁效应 D．洛伦兹提出分子电流假说

2.如图(甲)为列车运行的俯视图,列车首节车厢下面安装一电磁铁,电磁铁产生垂直于地面的匀强磁场,列车经过放在两铁轨间的线圈时,线圈产生的电脉冲信号传到控制中心,如图(乙)所示.则列车的运动情况可能是 A.匀速运动 B.匀加速运动 C.匀减速运动 D.变加速运动

3. 如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直导轨平面向里的匀强

磁场B,Ⅰ和Ⅱ之间无磁场.一导体棒两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好接触,导体棒从距区域Ⅰ上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同.下面四个图像能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是

4. 一条形磁

铁用细线悬挂处于静止状态，一铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，如图所示，在下落过程中，下列判断中正确的是

A．在下落过程中金属环内产生电流，且电流的方向始终不变 B．在下落过程中金属环的加速度始终等于 g C．磁铁对细线的拉力始终大于其自身的重力

D．金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量

5. 著名物理学家费曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈， 并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当 电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是 A.圆盘将逆时针转动 B.圆盘将顺时针转动 C.圆盘不会转动

D.无法确定圆盘是否会动

6.如图，光滑直角导电轨道固定在竖直平面内，匀强磁场B与轨道平面垂直。导体棒ab的两端可始终不离轨道无摩擦地滑动。当ab由图示位置释放到ab滑至水平位置的过程中，通过ab的感应电流方向是 A．始终从a到b B．始终从b到a

C．先由b到a，后由a到b D．先由a到b，后由b到a

7. 将一超导线圈放在磁场中，现突然撤去磁场，则在超导线圈中产生感应电流．科学家发现，此电流可以持续存在，观察几年也未发现电流的变化．下列关于超导体的说法正确的是

A．由实验可知，超导体的电阻为零，电路中没有热损耗

B．条形磁铁的N极在不断接近超导线圈的过程中，线圈内感应电流方向一定改变 C．条形磁铁穿过超导线圈的过程中，线圈内感应电流方向一定变化 D．磁单极子穿过超导线圈的过程中，线圈内产生不断增强的电流

8. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断开的．从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是 A．I1开始较大而后逐渐变小 B．I1开始很小而后逐渐变大 C．I2开始很小而后逐渐变大 D．I2开始较大而后逐渐变小

9. 光滑平行金属导轨M、N水平放置，导轨上放置一根与导轨垂直

的导体棒PQ。导轨左端与电容为C的电容器、单刀双掷开关和电动势为E的电源组成 的电路相连接，如图所示。在导轨所在的空间存在方向垂直于导轨平面的匀强磁场 （图中未画出）。先将开关接在位置a，使电容器充电并达到稳定后，再将开关拨到位 置b，导体棒将会在磁场的作用下开始向右运动，设导轨足够长，则以下说法中正确的 是

A．空间存在的磁场方向竖直向下 B．导体棒向右做匀加速运动 C．当导体棒向右运动的速度达到最大时，电容器的电荷 量为零

D．导体棒运动的过程中，通过导体棒的电荷量Q

10. 如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L=1m、质量m=0.1kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R=1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直．当导体棒上升h＝3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A，电动机内阻

r=1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，g=10m/s2则以下判断正确的是

A．导体棒向上做匀减速运动 B．电动机的输出功率为49J

C．导体棒达到稳定时的速度为v＝2m/s

D．导体棒从静止至达到稳定速度所需要的时间为1s

二、计算题(本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 11.（10分）如图所示，在宽为0.5m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为 r=0.6Ω的直导体，在导轨的两端分别连接两个电阻R1=4Ω、R2=6Ω，其它电阻不计。整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中，如图所示，磁感应强度B=0.1T。当直导体在导轨上以v=6m/s的速度向右运动时, 求:直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小。

12. （12分）如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN,其电阻不计,间距d=0.5 m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场中,两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上,其电阻均为r=0.1 Ω,质量分别为m1=0.3 kg和m2=0.5 kg.固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8 N的作用下,由静止开始运动.试求:

(1) 当电压表读数为U=0.2 V时,棒L2的加速度为多大; (2)棒L2能达到的最大速度vm.

13. (18分) 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l，导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示，两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度υ0。若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热是多少; （2）当ab棒的速度变为初速度的34时，cd棒的加速度是多少？ 参考答案 一、选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C C D A C ACD AC AD CD 二、计算题

11.E＝BLV=0.1×0.5×6=0.3V

Uab=ER外/(R外+r)=0.3×2.4/（2.4+0.6）=0.24V I1=Uab/ R1 =0.06A I2= Uab/ R2=0.04A

12.(1)L2切割磁感线产生感应电动势,电压表测L1两端电压,电路电流 I== A=2 A, L2所受的安培力FA=BId=0.2×2×0.5 N=0.2 N, 对L2由牛顿第二定律得F-FA=m2a,

解得L2的加速度a== m/s=1.2 m/s;

22

(2)当杆做匀速直线运动时,棒L2速度达到最大,此时电路电流为Im, L2切割磁感线产生感应电动势E=Bdvm,

电路电流Im=, 安培力FA′=BImd=,

杆做匀速直线运动,由平衡条件得:F=FA′,即F=,解得vm==16 m/s.

13.（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒有mυ1＝2 mυ 根据能量守恒，整个过程中产生的总热量

111222m?0－（2m）υ＝m?0 2243（2）设ab棒的速度变为初速度的时，cd棒的速度为??，则由动量守恒可知

43 mυ0＝mυ0＋m?? 此时回路中的感应电动势和感应电流分别为

4?＝（3υ0－??）Bl I＝?

42R Q＝

此时cd棒所受的安培力F, ca棒的加速度 a＝F

m22由以上各式，可得 a＝Bl?0

4mR