高三基础知识天天练物理9章末综合检测.doc

第9章末综合检测一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1一个单匝线圈放在磁场中，下列的几种说法正确的是()A闭合线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大B闭合线圈中磁通量不变，线圈中产生的感应电动势一定不变C闭合线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大D闭合线圈中磁通量变化越快，线圈中的感应电动势一定越大解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小跟闭合线圈中磁通量的变化率成正比，因此闭合线圈中磁通量变化越快，线圈中的感应电动势一定越大，选项D正确磁场强磁通量不一定大，磁通量大，但磁通量的变化不一定大，磁通量变化大不一定变化快，选项A、B和C都错误答案：D2如图1所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么()A线圈恰好在刚离开磁场的地方停下B线圈在磁场中某位置停下C线圈在未完全离开磁场时即已停下D线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来解析：线圈冲入匀强磁场时，产生感应电流，线圈受安培力作用做减速运动，动能也减少同理，线圈冲出匀强磁场时，动能减少，进、出时减少的动能都等于安培力做的功由于进入时的速度大，故感应电流大，安培力大，安培力做的功也多，减少的动能也多，线圈离开磁场过程中，损失动能少于它在磁场外面时动能的一半，因此线圈离开磁场仍继续运动故选D.答案：D3一个面积为S4102 m2的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B的大小随时间的变化规律如图2所示()A在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于零B在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于8102 Wb/sC02秒和2秒4秒内线圈中产生的感应电流大小相等方向相同D01秒和1秒2秒内线圈中产生的感应电流方向相反解析：2秒内磁通量的变化率 Wb/s8102 Wb/s.02秒和2秒4秒内线圈中产生的感应电动势方向相反，01秒和1秒2秒内线圈中产生的感应电动势方向相同故选B.答案：B4如图3所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中()A恒力F做的功等于电路产生的电能B恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能C克服安培力做的功等于电路中产生的电能D恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和解析：在此运动过程中做功的力是拉力、摩擦力和安培力，三力做功之和为棒ab动能的增加量，其中安培力做功将机械能转化为电能，故选项C、D正确答案：CD5图4中电感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计当开关S闭合且稳定后，电流表G1、G2的指针均偏向右侧(电流表的零刻度在表盘的中央)，则当开关S断开时，下列说法中正确的是()AG1、G2的指针都立即回到零点BG1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点CG1立即回到零点，G2缓慢回到零点DG2立即回到零点，G1缓慢回到零点图4 图5解析：S闭合且稳定时，通过电流表G1、G2两条支路的电流均由左向右断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，等效电路如图5所示显然，断开S后，在E自的作用下，回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经电流表G2支路的电流方向变为由右向左由于这段时间内E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的综上可知B项正确答案：B6如图6所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直于纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是()图6A流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b解析：依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势依次升高外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，选项B正确答案：B7如图7甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45角，o、o分别是ab边和cd边的中点现将线框右半边obco绕oo逆时针旋转90到图7乙所示位置在这一过程中，导线中通过的电荷量是()图7A.B.C. D0解析：甲图中，磁通量1BS，乙图中穿过线圈的磁通量等于零，根据公式q，所以A正确答案：A8如图8所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是()图8解析：在xR左侧，设导体棒与圆的交点和圆心的连线与x轴正方向成角，则导体棒切割有效长度L2Rsin，电动势与有效长度成正比，故在xR左侧，电动势与x的关系为正弦图象关系，由对称性可知在xR右侧与左侧的图象对称故选A.答案：A9如图9甲中所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图9乙中所示的电流I，则()图9A在t1和t2时间内A、B两线圈相吸引B在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥Ct1时刻两线圈作用力为零Dt2时刻两线圈作用力最大解析：t1到t2时间内，A中电流减小，根据“减同”，B中会产生与A方向相同的感应电流，同向电流相互吸引；t2到t3时间内，根据“增反”，B中感应电流与A中电流方向相反，反向电流相互排斥；t1时刻，IA最大，但为零，IB0，t2时刻IA0，尽管此时IB最大，但相互作用力仍然为零故ABC正确答案：ABC10如图10所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场若第一次用0.3 s拉出，外力所做的功为W1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则()图10AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q2解析：设线框长为L1，宽为L2，第一次拉出速度为v1，第二次拉出速度为v2，则v13v2.匀速拉出磁场时，外力所做的功恰等于克服安培力所做的功，有W1F1L1BI1L2L1B2LL1v1/R，同理W2B2LL1v2/R，故W1W2；又由于线框两次拉出过程中，磁通量的变化量相等，即12，由qIttt得：q1q2故正确答案为选项C.答案：C二、填空题(本题包括2小题，共10分)图1111如图11，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有_(填：收缩，扩张)趋势，圆环内产生的感应电流_(填：变大，变小，不变)解析：金属棒加速运动，速度增大，回路中电动势变大，电流变大；圆环L处的磁场增强，根据楞次定律“阻碍”的含义，圆环L有收缩的趋势；随着金属棒速度的增加，金属棒所受安培力逐渐增加，因为加速度在减小，即感应电流变化得越来越慢，穿过圆环上的感应磁场的磁通量变化得越来越慢，因而圆环L中产生的感应电流越来越小，当金属棒最终以最大速度匀速运动时，圆环中的感应电流为零答案：收缩变小12如图12所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去(磁场宽度d2r)圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q1，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为_图12解析：本题以电磁感应为核心命题点，考查了功能关系和切割磁感线的导体的等效长度等知识点，综合考查了学生的推理能力和分析处理能力圆环上产生的焦耳热是由圆环的部分动能损失转化而得的，设圆环刚好有一半进入磁场时，瞬时速度为v，有Q|Ek|mvmv2，所以v2v，此时环上的瞬时感应电动势为EBv2r，故瞬时功率为PE2/R.答案：三、计算题(本题包括5小题，共50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的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)13在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，方向如图13所示开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图所示位置匀速向上拉出磁场求此过程中：(1)流过线圈中每匝导线横截面的电量是多少？(2)在转动轮轴时，人至少需做多少功？(不考虑摩擦影响)解析：(1)在匀速提升过程中线圈运动速度v线圈中感应电动势EnBLv产生的感应电流I流过导线横截面的电量qIt解得：q(2)匀速提升过程中，要克服重力和安培力做功，即WWGWB又WGMgdWBnBILd解得：WMgd答案：(1)(2)Mgd14如图14所示，横截面为矩形的管道中，充满了水银，管道的上下两壁为绝缘板，左右两壁为导体板(图中阴影部分)，两导体板被一无电阻的导线短接管道的高度为a，宽度为b，长度为c.加在管道两端截面上的压强差恒为p，水银以速度v沿管道方向流动时，水银受到管道的阻力F与速度成正比，即Fkv(k为已知常量)求：(1)水银的稳定流速v1为多大？(2)如果将管道置于一匀强磁场中，磁场与绝缘壁垂直，磁感应强度的大小为B，方向向上，此时水银的稳定流速v2又是多大？(已知水银的电阻率为，磁场只存在于管道所在的区域，不考虑管道两端之外的水银对电路的影响)解析：(1)由pabkv1得，v1.(2)感应电动势EBbv2电阻R由欧姆定律可得I由平衡条件可得：pabBIbkv2所以v2答案：(1)(2)15如图15，一直导体棒质量为m、长为l、电阻为r，其两端放在位于水平面内间距也为l的光滑平行导轨上，并与之密接；棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出)；导轨置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨所在平面开始时，给导体棒一个平行于导轨的初速度v0.在棒的运动速度由v0减小至v1的过程中，通过控制负载电阻的阻值使棒中的电流强度I保持恒定导体棒一直在磁场中运动若不计导轨电阻，求此过程中导体棒上感应电动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率解析：导体棒所受的安培力为FIlB，该力大小不变，棒做匀减速运动，因此在棒的速度从v0减小到v1的过程中，平均速度为(v0v1)，当棒的速度为v时，感应电动势的大小为ElvB，棒中的平均感应电动势为lB，由式得l(v0v1)B，导体棒中消耗的热功率为P1I2r，负载电阻上消耗的平均功率为2IP1，由式得2l(v0v1)BII2r.答案：(1)l(v0v1)B(2)l(v0v1)BII2r16如图16(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内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16(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上产生的热量解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，电路中产生的感应电动势：EnnSnr通过电阻R1上的电流：I根据楞次定律，可判定流经电阻R1的电流方向从b到a(2)在0至t1时间内通过电阻R1的电量qIt1电阻R1上产生的热量QI2R1t1答案：(1)b到a(2)17如图17所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等均为B的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度都为L.一个质量为m，边长也为L的正方形金属线框以某一速度进入磁场时，恰好做匀速直线运动若ab边到达ff与gg之间中点位置时，线框又恰好做匀速直线运动，且设金属线框电阻为R，则：(1)金属线框的ab边开始进入磁场时，线框速度v多大？(2)金属线框的ab边到达ff与gg之间的中点位置时，线框速度又为多大？(3)金属线框从开始进入磁场到ab边到达ff与g