2016版人教版新课标物理高考一轮复习 9章测试.doc

第九章测试 一 选择题 40 分 1 3 题只有一项符合题目要求 4 10 题有多项符合题目要求 1 原创题 如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图 炉子的内部有一个金属线圈 当电流通过线圈时 会产生磁场 这个磁场的大小和方向是不断变化的 这个变化的磁场 又会引起放在电磁炉上面的铁质 或钢质 锅底内产生感应电流 由于锅底有电阻 所以感 应电流又会在锅底产生热效应 这些热能便起到加热物体的作用从而煮食 因为电磁炉是 以电磁感应产生电流 利用电流的热效应产生热量 所以不是所有的锅或器具都适用 以 下说法正确的是 A 最好使用铝锅或铜锅 B 最好使用平底不锈钢锅或铁锅 C 最好使用陶瓷锅或耐热玻璃锅 D 在电磁炉与铁锅之间放一层白纸后无法加热 解析 选用陶瓷锅或耐热玻璃锅无法形成涡流 C 选项错误 A B 选项中均能形成 涡流 铜和铝的电阻率小 电热少 效率低 相对来说选用平底不锈钢锅或铁锅为最佳 A 选项错误 B 选项正确 由于线圈产生的磁场能穿透白纸到达锅底 在铁锅中产生涡流 能够加热 D 选项错误 答案 B 设置目的 在新情境下考查涡流 及涡流形成的因素 2 2014 山东青岛 物理学家们长期以来一直试图用实验证实自然界中存在磁单极子 磁单极子 是指只有 S 极或 N 极的磁性物质 其磁感线分布类似于点电荷的电场线分 布 如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一 abcd 为用超导材料围成的闭合回 路 该回路放在装置中 可认为不受周围其他磁场的作用 设想有一个 S 极磁单极子沿 abcd 的轴线从左向右穿过超导回路 那么在回路中可能发生的现象是 A 回路中无感应电流 B 回路中形成持续的 abcda 流向的感应电流 C 回路中形成持续的 adcba 流向的感应电流 D 回路中形成先 abcda 流向后 adcba 流向的感应电流 解析 若 S 磁单极子穿过超导线圈的过程中 当磁单极子靠近线圈时 穿过线圈中磁 通量增加 且磁场方向从右向左 所以由楞次定律可知 感应磁场方向从左向右 再由右 手螺旋定则可确定感应电流方向 abcda 当磁单极子远离线圈时 穿过线圈中磁通量减小 且磁场方向从左向右 所以由楞次定律可知 感应磁场方向从左向右 再由右手螺旋定则 可确定感应电流方向 abcda 因此线圈中产生的感应电流方向不变 B 选项正确 其他选项 错误 答案 B 设置目的 考查右手螺旋定则 楞次定律 及磁单极子的特征 同时注意磁体外部的 感应线是从 N 极射出 射向 S 极 3 2014 江苏镇江 如图所示 闭合矩形金属线圈 abcd 从一定高度自由下落进入一有 界匀强磁场 bc 边刚进入磁场时 线圈受到的安培力恰好等于其重力 已知磁场宽度和 ab 边长度相等 能反映 bc 边开始进入磁场到 ad 边刚出磁场的过程中 线圈中感应电流随时 间变化规律的图像是 以逆时针方向为电流的正方向 解析 根据题设条件 作出如图所示的三个特殊的位置 由于线圈受到的安培力等于 其重力 而磁场宽度和 ab 边长相等 即线圈进场和出场都做匀速运动 从位置 1 到位置 2 bc 边切割磁感线 根据右手定则 可知电流沿逆时针方向 大小恒定 从位置 2 到位 置 3 ad 边切割磁感线 根据右手定则 可知电流沿顺时针方向 大小恒定 B 项正确 答案 B 设置目的 考查部分导体切割磁感线 安培力 重力关系 线圈受到的安培力恰好等于 其重力 条件下的感应电流与时间关系图像 4 2015 河北唐山 如图甲所示 水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器 C 和电阻 R 导体棒 MN 放在导轨上且接触良好 整个装置放于垂直导轨平面的磁场中 磁 感应强度 B 的变化情况如图乙所示 图示磁感应强度方向为正 MN 始终保持静止 则 0 t2时间 A 电容器 C 的电荷量大小始终没变 B 电容器 C 的 a 板先带正电后带负电 C MN 所受安培力的大小始终没变 D MN 所受安培力的方向先向右后向左 解析 磁感应强度均匀变化 产生恒定电动势 电容器 C 的电荷量大小始终没变 A 选项正确 B 选项错误 由于磁感应强度变化 MN 所受安培力的大小变化 MN 所受安培 力的方向先向右后向左 C 选项错误 D 选项正确 答案 AD 设置目的 考查法拉第电磁感应定律 含容电路 5 2014 北京顺义区 如图所示 铝质的圆筒形管竖直立在水平桌面上 一条形磁铁从 铝管的正上方由静止开始下落 然后从管内下落到水平桌面上 已知磁铁下落过程中不与 管壁接触 不计空气阻力 下列判断正确的是 A 磁铁在整个下落过程中做自由落体运动 B 磁铁在管内下落过程中机械能守恒 C 磁铁在管内下落过程中 铝管对桌面的压力大于铝管的重力 D 磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量 解析 磁铁在铝管中运动的过程中 铝管的磁通量发生变化 产生感应电流 磁铁受 到向上的安培力的阻碍 铝管中产生热能 所以磁铁的机械能不守恒 磁铁做的是非自由 落体运动 A B 选项错误 可将铝管看成无限多个闭合圆环 磁铁在整个下落过程中 由楞次定律知磁铁下方的和上方的线圈都对磁铁有向上的安培力 即铝管受到的安培力向 下 则铝管对桌面的压力大于铝管的重力 C 选项正确 磁铁在整个下落过程中 除重力 做功外 还有安培力做负功 导致减小的重力势能 部分转化动能外 还有产生内能 所 以根据能量转化和守恒定律可知 磁铁在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少 量 D 选项正确 答案 CD 设置目的 考查法拉第电磁感应定律 楞次定律 能量转化与守恒定律 6 2015 河南长葛市 如图所示的甲 乙两个电路 电感线圈的自感系数足够大 且直 流电阻非常小但不可忽略 闭合开关 S 待电路达到稳定后 灯泡均能发光 现将开关 S 断开 这两个电路中灯泡亮度的变化情况可能是 A 甲电路中灯泡将渐渐变暗 B 甲电路中灯泡将先变得更亮 然后渐渐变暗 C 乙电路中灯泡将渐渐变暗 D 乙电路中灯泡将先变得更亮 然后渐渐变暗 解析 S 断开 电感线圈 L 产生自感 阻碍原电流的变化 L 相当于新回路的电源 甲图中流过灯泡的电流在 I灯 IL的基础上逐渐减小 甲灯泡会逐渐变暗 A 选项正确 乙 图中 电流在 IL的基础上逐渐减小 若 IL I灯 则会发现乙灯泡先闪亮后熄灭 D 选项正 确 答案 AD 设置目的 考查断电自感 灯泡能否闪亮的条件 7 2014 湖北宜昌 如图所示 两条平行虚线之间存在匀强磁场 磁场方向垂直纸面向 里 虚线间的距离为 l 金属圆环的直径也是 l 圆环从左边界进入磁场 以垂直于磁场边 界的恒定速度 v 穿过磁场区域 则下列说法正确的是 A 感应电动势的大小先增大后减小再增大再减小 B 感应电流的方向先逆时针后顺时针 C 金属圆环受到的安培力先向左后向右 D 进入磁场时感应电动势平均值 Blv E 1 2 解析 在圆环进入磁场的过程中 通过圆环的磁通量逐渐增大 根据楞次定律 可知 感应电流的方向为逆时针方向 感应电动势 E Blv 有效长度先增大后减小 所以感应电 动势先增大后减小 同理可以判断出磁场时的情况 A B 选项正确 根据左手定则可以 判断 进入磁场和出磁场时受到的安培力都向左 C 选项错误 进入磁场时感应电动势平 均值 Blv D 选项错误 E t B 1 4 l2 l v 1 4 答案 AB 设置目的 考查楞次定律 电磁阻尼 8 2015 福建龙岩 矩形线圈 abcd 长 ab 20 cm 宽 bc 10 cm 匝数 n 200 线圈 回路总电阻 R 5 整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过 若匀强磁场的 磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图所示 则 A 线圈回路中感应电动势随时间均匀变化 B 线圈回路中产生的感应电流为 0 4 A C 当 t 0 3 s 时 线圈的 ab 边所受的安培力大小为 0 016 N D 在 1 min 内线圈回路产生的焦耳热为 48 J 解析 由 E n nS可知 由于线圈中磁感应强度的变化率 t B t B t 20 5 10 2 0 3 T s 0 5 T s 为常数 则回路中感应电动势为 E n 2 V 且恒定不变 A 选项错误 回 t 路中感应电流的大小为 I 0 4 A B 选项正确 当 t 0 3 s 时 磁感应强度 B 0 2 T E R 则安培力为 F nBIl 200 0 2 0 4 0 2 N 3 2 N C 选项错误 1 min 内线圈回路产生的焦 耳热为 Q I2Rt 0 42 5 60 J 48 J D 选项正确 答案 BD 设置目的 考查法拉第电磁感应定律 安培力 焦耳热 9 2014 上海虹口区 如图所示 在光滑的水平地面上 有两个磁感应强度大小均为 B 方向相反的水平匀强磁场 PQ 为两个磁场的竖直分界线 磁场范围足够大 一个半径 为 l 质量为 m 电阻为 R 的金属圆环垂直磁场方向 以速度 v 从位置 开始向右运动 当圆环运动到位置 环直径刚好与分界线 PQ 重合 时 圆环的速度为 v 则下列说法正 1 2 确的是 A 圆环运动到位置 时电功率为 B2l2v2 R B 圆环运动到位置 时加速度为 4B2l2v mR C 圆环从位置 运动到位置 的过程中 通过圆环截面的电荷量为 Bl2 R D 圆环从位置 运动到位置 的过程中 回路产生的电能为 mv2 3 8 解析 圆环到达位置 时回路中电流为 I 此时的电功率应为 2B 2l 1 2v R 2Blv R P I2R A 选项错误 由牛顿第二定律 可得 2BI 2l ma 可得 a B 4B2l2v2 R 8B2l2v mR 选项错误 由能量守恒定律 可得 mv2 E电 m v 2 解得 E电 mv2 D 选项正确 1 2 1 2 1 2 3 8 由 q C 选项正确 B S R Bl2 R 答案 CD 设置目的 考查等效电路 法拉第电磁感应定律 功能关系 10 2015 北京西城区 两根足够长的光滑导轨竖直放置 间距为 L 底端接阻值为 R 的电阻 将质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端 金属棒和导轨接触良好 导 轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直 如图所示 除电阻 R 外其余电阻不计 现 将金属棒从弹簧原长位置由静止释放 则 A 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度 g B 金属棒向下运动时 流过电阻 R 的电流方向为 a b C 金属棒的速度为 v 时 所受的安培力大小为 F B2L2v R D 电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 解析 以棒为研究对象 设当棒下落距离为 x 时 速度为 v 有 mg kx ma 由此可得 下落之初加速度为 g A 选项正确 由右手定则判断得 B2L2v R 出 棒下落时 流过 R 的电流方向为 b a B 选项错误 由能的转化与守恒 可得当棒下 落 x 时 有 mgx QR Ep mv2 D 选项错误 1 2 答案 AC 设置目的 考查电磁阻尼 能量守恒 牛顿运动定律 综合分析能力 二 实验题 10 分 11 在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图所示 它们是 电流表 直流电 源 带铁芯的线圈 A 线圈 B 开关 滑动变阻器 用来控制电流以改变磁场强弱 1 试按实验的要求在实物图上连接 图中已连好一根导线 2 若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱 C 和 D 上 而在开关刚刚闭合时电流表 指针右偏 则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱 C 移动时 电流表指针将 填 左偏 右偏 或 不偏 解析 开关闭合时 电流表指针向右偏 说明 B 中磁通量增加时 产生的感应电流使 指针向右偏 而如图接法 当滑动触头向 C 移动时 A 回路中电流减小 通过 B 回路的磁 通量减少 此时产生感应电流与开关闭合时相反 故指针向左偏 答案 连接电路如图所示 左偏 设置目的 考查产生感应电流的条件 实验连接的 2 个独立电路 三 计算题 50 分 12 14 分 如图所示 竖直放置的光滑平行金属导轨 MN PQ 相距 L 在 M 点和 P 点 间接一个阻值为 R 的电阻 在两导轨间 OO1O1 O 矩形区域内有垂直导轨平面向里 宽为 d 的匀强磁场 磁感应强度为 B 一质量为 m 电阻为 r 的导体棒 ab 垂直搁在导轨上 与磁场 上边界相距 d0 现使 ab 棒由静止开始释放 棒 ab 在离开磁场前已经做匀速直线运动 棒 ab 与导轨始终保持良好的电接触 且下落过程中始终保持水平 导轨电阻不计 求 1 棒 ab 在离开磁场下边界时的速度 2 棒 ab 在通过磁场区的过程中产生的焦耳热 3 试分析讨论 ab 棒在磁场中可能出现的运动情况 解析 1 设 ab 棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为 v 产生的电动势为 E BLv 电路中电流 I 对 ab 棒 由平衡条件 得 mg BIL 0 解得 v E R r mg R r B2L2 2 由能量守恒定律 得 mg d0 d E电 mv2 1 2 解得 E电 mg d0 d m3g2 R r 2 2B4L4 E棒电 mg d0 d r R r m3g2 R r 2 2B4L4 3 设棒刚进入磁场时的速度为 v0 由 mgd0 mv 得 v0 1 22 02gd0 棒在磁场中匀速时速度为 v 则 mg R r B2L2 当 v0 v 即 d0 时 棒进入磁场后做匀速直线运动 m2g R r 2 2B4L4 当 v0 v 即 d0 时 棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动 m2g R r 2 2B4L4 当 v0 v 即 d0 时 棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动 m2g R r 2 2B4L4 安培力就是电流在磁场中受到的力 因此安培力的功就是电流的功 安培力的功率就 是电流的功率 答案 1 mg R r B2L2 2 E棒电 mg d0 d r R r m3g2 R r 2 2B4L4 3 见解析 设置目的 考查导体切割磁感线的运动及能量问题 13 6 分 2014 天津和平区 如图所示 水平放置的导体框架 宽 L 0 50 m 接有电 阻 R 0 20 匀强磁场垂直框架平面向里 磁感应强度 B 0 40 T 一导体棒 ab 垂直框 边跨放在框架上 并能无摩擦地在框架上滑动 框架和导体 ab 的电阻均不计 当 ab 以 v 4 0 m s 的速度向右匀速滑动时 求 1 ab 棒中产生的感应电动势大小 2 维持导体棒 ab 做匀速运动的外力 F 的大小 解析 1 感应电动势 E Blv 0 4 0 5 4 V 0 8 V 2 导体棒 ab 做匀速运动 安培力与外力相等 F BIL 0 8 N B2L2v R 答案 1 0 8 V 2 0 8 N 设置目的 考查在平面上的导体切割磁感线的动生电动势 安培力 力的平衡 14 8 分 2015 安徽马鞍山市 如图所示 MN PQ 为间距 L 0 5 m 足够长的平行导 轨 NQ MN 导轨平面与水平面间的夹角 37 N Q 间连接一个 R 5 的电阻 有 一匀强磁场垂直于导轨平面 磁感应强度为 B0 1 T 将一根质量为 m 0 05 kg 的金属棒 ab 紧靠 NQ 放置在导轨上 且与导轨接触良好 导轨与金属棒的电阻均不计 现由静止释 放金属棒 金属棒沿导轨向下运动过程中始终与 NQ 平行 已知金属棒与导轨间的动摩擦 因数 0 5 当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度 cd 距离 NQ 为 s 1 m 求 g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 当金属棒滑行至 cd 处时回路中的电流多大 2 金属棒达到的稳定速度是多大 解析 1 当金属棒滑行至 cd 处时已经达到稳定速度 达到稳定速度时 有 FA B0IL 将三维图转化为二维图 受力分析可知 mgsin FA mgcos 代入数据 解得 I 0 2 A 2 E B0Lv I 解得 v m s 2 m s E R IR B0L 0 2 5 1 0 5 答案 1 0 2 A 2 2 m s 设置目的 考查在斜面上的导体切割磁感线的电动势 电流 安培力 受力平衡与极 值 15 10 分 2014 福建 如图所示 某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平 管道 管道的长为 L 宽为 d 高为 h 上下两面是绝缘板 前后两侧面 M N 是电阻可忽 略的导体板 两导体板与开关 S 和定值电阻 R 相连 整个管道置于磁感应强度大小为 B 方向沿 z 轴正方向的匀强磁场中 管道内始终充满电阻率为 的导电液体 有大量的正 负 离子 且开关闭合前后 液体在管道内进 出口两端压强差的作用下 均以恒定速率 v0 沿 x 轴正向流动 液体所受的摩擦阻力不变 调整矩形管道的宽和高