2019_2020学年高中物理章末测评（一）（含解析）粤教版选修3_2.docx

章末综合测评(一)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，第812题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)12018年全国高考已经结束，高考使用的金属探测器，是在全国高考考生入场前统一使用的合法预防考生作弊的辅助检测设施其结构原理图可简化为下图所示探测器运用的是电磁感应的原理，发射线圈(外环)产生垂直于线圈平面大小和方向交替变化的磁场，内环线圈是接收线圈，用来收集被查金属目标发出的磁场(接收线圈能完全屏蔽发射线圈产生的磁场)随着磁场方向的反复变化，它会与所遇的任何导体物发生作用，导致目标物自身也会产生微弱的磁场，来自目标物的磁场进入内环线圈被接收到后，检测器会发出报警声。某一时刻发射线圈发射一向下的磁场，则下列说法中正确的是()A如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中产生的涡流俯视看沿顺时针方向B如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中涡流产生的磁场也增强 C金属物发出的磁场穿过接收线圈时，接收线圈中会产生一个微弱的电流，探测器相应的元件就是依据这一信号电流做出报警的 D金属物发出的磁场穿过接收线圈时，如果接收线圈中产生的微弱电流俯视看沿逆时针方向，则金属物发出的穿过接收线圈的磁场方向向上 C当发射线圈发射的向下磁场增强，根据楞次定律，则感应磁场向上，依据右手螺旋定则，则感应电流方向，俯视看沿逆时针方向，故A错误；如果发射线圈发射的向下磁场增强，则金属物中产生涡流，而不能确定涡流的磁场强弱，故B错误；当接收线圈中产生一个微弱的电流，则探测器相应的元件就是依据这一信号电流，从而发出报警声，故C正确；如果接收线圈中产生的微弱电流俯视看沿逆时针方向，则金属物发出的穿过接收线圈的磁场可能方向向上，大小减弱，也可能方向向下，大小增强，故D错误2一位物理老师用一段铜导线和一块磁铁演奏一曲菊花台的视频惊艳网友，网友直呼“史上最牛物理老师”他是这么做的：在一块木板上固定两颗螺丝钉，用一段铜导线缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接将磁铁放在铜导线旁边，手指拨动铜导线，另一只手握着螺丝刀压着铜导线，并在铜导线上滑动，优美动听的乐曲就呈现出来了。根据上面所给的信息，你认为下面说法正确的是()A手指拨动铜导线，铜导线的振动引起空气振动而发出声音B手指拨动铜导线，使铜导线切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声C声音的音调变化是通过手指拨动铜导线力的大小来实现的D手指拨动铜导线，铜导线中产生直流电流B手指拨动铜导线发声是由于铜导线切割磁感线产生感应电流，电流通过扩音器放大后发声，选项A错误，B正确；螺丝刀压着铜导线在铜导线上滑动，实质是改变铜导线切割磁感线的有效长度，从而改变感应电流，变化的电流通过导线传到扩音器中，便产生不同音调的声音，所以声音的音调变化不是通过手指拨动铜导线产生的，选项C错误；手指拨动铜导线，铜导线振动切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律，铜导线中的感应电流大小、方向均改变，选项D错误3在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的单匝金属线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，取线圈中磁场B的方向向上为正，当磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，以下四图中正确表示线圈中感应电流变化的是 ()甲乙ABCDA在前半个周期内，磁场方向向上且逐渐减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为负方向；后半个周期内磁场方向向下且增大，根据楞次定律可知感应电流的方向为负方向，且后半个周期内磁感应强度的变化率为前半个周期内的两倍，故电流也为前半个周期的两倍，只有选项A正确4如图所示，L是自感系数很大的理想线圈，a、b为两只完全相同的小灯泡，R0是一个定值电阻，则下列有关说法中正确的是()A当S闭合瞬间，a灯比b灯亮B当S闭合待电路稳定后，两灯亮度相同C当S突然断开瞬间，a灯比b灯亮些D当S突然断开瞬间，b灯立即熄灭CS闭合瞬间，a、b同时亮，b比a亮；稳定后，a灯不亮；S断开瞬间，a灯比b灯亮5如图所示，圆环a和b的半径比R1R221，且是由粗细相同的同种材料的导线构成，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度始终以恒定的变化率变化那么，当只有a环置于磁场中、只有b环置于磁场中两种情况下，A、B两点的电势差之比为 ()A11B21C31 D41B设b环的面积为S，由题可知，a环的面积为4S，若b环的电阻为R，则a环的电阻为2R.当a环置于磁场中时，a环等效为内电路，b环等效为外电路，A、B两端的电压为路端电压，根据法拉第电磁感应定律EUAB当b环置于磁场中时EUAB所以UABUAB21故B正确6.如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场当圆环运动到图示位置(aOb90)时，a、b两点的电势差为()A.BRv B.BRvC.BRv D.BRvD设整个圆环电阻是r，则其外电阻是圆环总电阻的，而在磁场内切割磁感线的有效长度是R，其相当于电源，EBRv，根据欧姆定律可得UEBRv，选项D正确7如图所示，现有一长为2L的金属棒ab垂直置于两平行导轨上，棒的右侧分布着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场已知导轨间距为L，左端接有一电阻R，其余电阻不计现ab以a点为轴沿顺时针以一定角速度转过60，并固定(设此为过程)；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B(设此为过程)整个过程中，棒与导轨接触良好，在过程、中，通过电阻R的电荷量相等，则等于()A2 B3C4 D5A由法拉第电磁感应定律，则有：E，而闭合电路欧姆定律I，电量表达式qIt，解得：q，ab以a为轴沿顺时针以转过60的过程中，磁通量的改变为1，所以过程回路中通过R的电荷量为q；过程回路中磁通量的变化为2，通过R的电荷量为q，解得：2，故A正确，B、C、D错误8紧靠在一起的线圈A与B如图甲所示，当给线圈A通以图乙所示的电流(规定由a进入b流出为电流正方向)时，则线圈cd两端的电势差不可能为图中的()甲乙ABCDBCD01 s内，A线圈中电流均匀增大，产生向左均匀增大的磁场，由楞次定律可知，B线圈中外电路的感应电流方向由c到d，大小不变，c点电势高，所以Uc dt图为选项A，不可能为选项B、C、D.9.如图所示，线圈内有条形磁铁，将磁铁从线圈中拔出来时()AabBaa.B、D项正确10单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则()A线圈中0时刻感应电动势最小B线圈中C时刻感应电动势为零C线圈中C时刻感应电动势最大D线圈从0至C时间内平均感应电动势为0.4 VBD感应电动势E，而磁通量变化率是t图线的切线斜率，当t0时0，但0；tC时2103 Wb，但0，选项B正确，A、C错误从0至C时间内2103 Wb，E V0.4 V，选项D正确11.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间始终垂直且接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中()A流过金属棒的最大电流为B通过金属棒的电荷量为C克服安培力所做的功为mghD金属棒产生的焦耳热为(mghmgd)BD金属棒下滑到底端时的速度为v，感应电动势EBLv，所以流过金属棒的最大电流为I；通过金属棒的电荷量为q；克服安培力所做的功为Wmghmgd；电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒产生的焦耳热为(mghmgd)选项B、D正确12如图甲所示，AB、CD是间距l1 m的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1 m的导体棒ab垂直AB，CD放置在导轨上，导体棒电阻R2；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3 V1.5 W”，定值电阻R13 、R26 ，在t0时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度时间图象如图乙所示，其中OP段是直线，PM段是曲线，M点后是水平直线若导体棒沿导轨下滑12.5 m时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L正常发光假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是()甲乙A37B匀强磁场的磁感应强度B大小为0.5 TC导体棒的质量为0.05 kgD导体棒由静止释放至速度达到最大的过程中，通过小灯泡的电荷量为1 CBC导体棒在磁场外运动时，由图乙得：a15 m/s2，由牛顿第二定律知：a1gsin ，可得30，故A错误小灯泡正常发光时，I0.5 A，导体棒中的电流也为I0.5 A；导体棒达到最大速度时，I，其中R灯6 ，R122 ，由图乙知最大速度为vm10 m/s，解得B0.5 T，故B正确达到最大速度时，mgsin BIl，解得m0.05 kg，故C正确导体棒在磁场中滑行的距离x12.5a1t210 m，通过小灯泡的总电荷量q0.5 C，故D错误二、非选择题(本题共4小题，共52分)13(10分)如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，环面积S10.8 m2，总电阻R0.2 ；虚线圆形区域内有垂直于环平面的匀强磁场，匀强磁场区域的面积S20.4 m2，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时，求：甲乙(1)环消耗的电功率P；(2)在13 s内，通过环的某横截面的电量解析(1)环中的感应电动势：ES20.150.4 V0.06 V环中的感应电流：I A0.3 A环消耗的电功率： PI2R0.320.2 W1.8102 W.(2)在13 s内，通过环的横截面的电量：qIt0.32 C0.6 C.答案(1)1.8102 W(2)0.6 C14.(12分)如图所示，两平行金属导轨位于同一水平面上，相距l，左端与一电阻R相连；整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向竖直向下一质量为m的导体棒置于导轨上，在水平外力作用下沿导轨以速度v匀速向右滑动，滑动过程中始终保持与导轨垂直并接触良好已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻均可忽略求：(1)电阻R消耗的功率；(2)水平外力的大小解析(1)导体切割磁感线运动产生的电动势为EBlv根据欧姆定律，闭合回路中的感应电流为I电阻R消耗的功率为PI2R，联立可得P.(2)对导体棒受力分析，受到向左的安培力和向左的摩擦力，向右的外力，三力平衡，故有F安mgFF安BIl故Fmg.答案(1)(2)mg15(14分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示一个半径为R0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上转轴的左端有一个半径为r的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m0.5 kg的铝块在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B0.5 Ta点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度铝块由静止释放，下落h0.3 m时，测得U0.15 V(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失解析(1)正极(2)由电磁感应定律得UEBR2UBR2vrR所以v2 m/s.(3)Emghmv2E0.5 J.答案(1)正极(2)2 m/s(3)0.5 J16(16分)如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为d.矩形区域abdc内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab、cd之间的距离为L.在cd下方有一导体棒MN，导体棒MN与导轨垂直，与cd之间的距离为H，导体棒的质量为m，电阻为r.给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动若导体棒到达ab处的速度为v0，重力加速度大小为g.求：(1)导体棒到达cd处速度的大小；(2)导体棒刚进入磁场时加速度的大小；(3)导体棒通