选修3-2全国卷试题汇编(学生用2016.4.19校对)

1 选修选修 3 2 全国卷真题训练全国卷真题训练 1 矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中 磁感线的方向与导线框所在平面垂直 规定磁场 的正方向垂直低面向里 磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示 若规定顺时针方向为感 应电流 I 的正方向 下列各图中正确的是 2 如图 一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场 一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直 虚线框对角线 ab 与导线框的一条边垂直 ba 的延长线平分导线框 在 t 0 时 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab 方向移动 直到整个导线框离开磁场区域 以 i 表示导线框中感应电流的强度 取逆时针方向为 正 下列表示 i t 关系的图示中 可能正确的是 a b 2 3 如图 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 4 如图 匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里 大小随时间的变化率 k 为 k t B 负的常量 用电阻率为 横截面积为 S 的硬导线做成一边长为 l 的方框 将方框固 定于纸面内 其右半部位于磁场区域中 求 导线中感应电流的大小 磁场对方 框的作用力的大小随时间的变化率 l 3 5 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 大小为 4 5 10 5T 一灵敏电压表连接 在当地入海河段的两岸 河宽 100m 该河段涨潮和落潮时有海水 视为导体 流过 设落潮时 海水自西向东流 流速为 2m s 下列说法正确的是 A 电压表记录的电压为 5mV B 电压表记录的电压为 9mV C 河南岸的电势较高 D 河北岸的电势较高 6 图中为一理想变压器 其原线圈与一电压有效值不变的 交流电源相连 P 为滑动头 现令 P 从均匀密绕的副线圈 最低处开始 沿副线圈匀速上滑 直至白炽灯泡 L 两端的 电压等于其额定电压为止 用 I1表示流过原线圈的电流 I2表示流过灯泡的电流 U2表示灯泡两端的电压 N2表示灯泡消耗的电功率 这里的电流 电压均指有效值 电功率指平均值 下列 4 个图中 能够正确反映相应物理量的变化趋势 的是 A B C D 7 如图 两根足够长的金属导轨 ab cd 竖直放置 导轨间距离为 L 电阻不计 在导轨 上端并接两个额定功率均为 P 电阻均为 R 的小灯泡 整个系统置于匀强磁场中 磁 感应强度方向与导轨所在平面垂直 现将一质量为 m 电阻可以忽略的金属棒 MN 从 图示位置由静止开始释放 金属棒下落过程中保持水平 且与导轨接触良好 已知某 时刻后两灯泡保持正常发光 重力加速度为 g 求 磁感应强度的大小 灯泡正常发光时导体棒的运动速率 L P I1 Ot I2 Ot U2 Ot N2 Ot a c MN b d L 4 8 如图 一理想变压器原副线圈的匝数比为 1 2 副线圈电路中接有灯泡 灯泡的额定 电压为 220V 额定功率为 22W 原线圈电路中接有电压表和电流表 现闭合开关 灯泡正常发光 若用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数 则 A U 110V I 0 2A B U 110V I 0 05A C U 110V I 0 2A D U 110V I 0 2A222 9 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈 原 副线圈都只取该线圈的某部分 一升压式自耦 调压变压器的电路如图所示 其副线圈匝数可调 已知变压器线圈总匝数为 1900 匝 原线 圈为 1100 匝 接在有效值为220V 的交流电源上 当变压器输出电压调至最大时 负载 R 上的功率为 2 0kW 设此时原线圈中电流有效值为 I1 负载两端电压 的有效值为 U2 且变压器是理想的 则 U2和 I1分别约为 A 380V 和 5 3A B 380V 和 9 1A C 240V 和 5 3A D 240V 和 9 1A 10 如图 均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框 半圆直径与磁场边缘重合 磁场方向垂直于半圆面 纸面 向里 磁感应强度大小为 B0 使该线框从静止开始绕过圆 心 O 垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周 在线框中产生感应电流 现使线框保 持图中所示位置 磁感应强度大小随时间线性变化 为了产生与线框转动半周过程中同样 大小的电流 磁感应强度随时间的变化率的大小应为 t B A B C D 0 4 B 0 2 B 0 B 2 0 B 11 如图 一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内 线框在长 直导线右侧 且其长边与长直导线平行 已知在 t 0 到 t t1的时间间隔内 直导线中电流 i 发生某种变化 而线框中感应电流总是沿顺时针方向 线 框受到的安培力的合力先水平向左 后水平向右 设电流 i 正方向与图中 箭头方向相同 则 i 随时间 t 变化的图线可能是 O i t A t1 O i t B t1 O i C t1t O i D t1t A V R B0 O i 5 12 纸面内两个半径均为 R 的圆相切于 O 点 两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场 磁感应强度大小相等 方向相反 且不随时间变化 一长为 2R 的导体杆 OA 绕过 O 点且 垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转 角速度为 t 0 时 OA 恰好位于两圆的公切线上 如图所示 若选取从 O 指向 A 的电动势为正 下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的 图像可能正确的是 13 如图 在水平面 纸面 内有三根相同的均匀金属棒 ab ac 和 MN 其中 ab ac 在 a 点接触 构成 V 字型导轨 空间存在垂 直于纸面的均匀磁场 用力使 MN 向右匀速运动 从图示位置 开始计时 运动中 MN 始终与 bac 的平分线垂直且和导轨保持 良好接触 下列关于回路中电流 i 与时间 t 的关系图线 可能正 确的是 A B C D 14 如图 两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为 间距为 L 导轨上端接有一 平行板电容器 电容为 C 导轨处于匀强磁场中 磁感应强度大小为 B 方向垂直于导轨 平面 在导轨上放置一质量为 m 的金属棒 棒可沿导轨下滑 且在下滑过程中保持与导轨 垂直并良好接触 已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为 重力加速度大小为 g 忽略所 有电阻 让金属棒从导轨上端由静止开始下滑 求 电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系 金属棒的速度大小随时间变化的关系 O A t E O A t E O B t E O C t E O D a b c M N i t O i t O i t O i t O m L B C 6 15 如图 在光滑水平桌面上有一边长为 L 电阻为 R 的正方 形导线框 在导线框右侧有一宽度为 d d L 的条形匀 强磁场区域 磁场的边界与导体框的一边平行 磁场方向 竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0 时导线框 的的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过 磁场区域 下列 v t 图像中 可能正确描述上述过程的是 A B C D 16 在物理学发展过程中 观测 实验 假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用 下列叙 述 符合史实的是 A 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应 该效应解释了电和磁之间存在联系 B 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性 提出了分子电流假说 C 法拉第在实验中观察到 在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中 会出 现感应电流 D 楞次在分析了许多实验事实后提出 感应电流应具有这样的方向 即感应电流的 磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 17 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放 形成一很长的竖直圆筒 一条形磁铁沿圆筒 的中心轴竖直放置 其下端与圆筒上端开口平齐 让条形磁铁从静止开始下落 条形 磁铁在圆筒中的运动速率 A 均匀增大 B 先增大 后减小 C 逐渐增大 趋于不变 D 先增大 再减小 最后不变 18 在法拉第时代 下列验证 由磁产生电 设想的实验中 能观察到感应电流的是 A 将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路 然后观察电流表的变化 B 在一通电线圈旁放置一连有电流表的 线圈 然后观察电流表的变化 C 将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连 往线圈中插入条形磁铁后 再 到相邻房间去观察电流表的变化 D 绕在同一铁环上的两个线圈 分别接电源和电流表 在给线圈通电或断电的瞬间 观察电流表的变化 19 如图 a 线圈 ab cd 绕在同一软铁芯上 在 ab 线圈中通以变化的电流 用示波器测 得线圈 cd 间的电压如图 b 所示 已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比 则 下列描述线圈 ab 中电流随时间变化关系的图中 可能正确的是 O t v O t v O t v O t v d L 7 20 如图 一理想变压器原 副线圈的匝数分别为 n1 n2 原线圈通过一理想电流表接 A 正弦交流电源 一个二极管和阻值为 R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端 假设该 二极管的正向电阻为零 反向电阻为无穷大 用交流电压表测得 a b 端和 c d 端的 电压分别为 Uab和 Ucd 则 A Uab Ucd n1 n2 B 增大负载电阻的阻值 R 电流表的读数变小 C 负载电阻的阻值越小 cd 间的电压 Ucd越大 D 将二极管短路 电流表的读数加倍 21 半径分别为 r 和 2r 的同心圆形导轨固定在同一水平面内 一长为 r 质量为 m 且质量 分布均匀的直导体棒 AB 置于圆导轨上面 BA 的延长线通过圆导轨中心 O 装置的俯视图 如图所示 整个装置位于一匀强磁场中 磁感应强度的大小为 B 方向竖直向下 在内圆 导轨的 C 点和外圆导轨的 D 点之间接有一阻值为 R 的电阻 图中未画出 直导体棒在水 平外力作用下以角速度 绕 O 逆时针匀速转动 在转动过程中始终与导轨保持良好接触 设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 导体棒和导轨的电阻均可忽略 重力加速度大小 为 求g 1 通过电阻的感应电流的方向和大小 R 2 外力的功率 n1 n2 a b c d R A O A B C D 8 22 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为 3 1 在原 副线圈的回路中分别接有阻值相同 的电阻 原线圈一侧接在电压为 220V 的正弦交流电源上 如图所示 设副线圈回路中电 阻两端的电压为 原 副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k 则U A B 9 1 66 k VU 9 1 22 k VU C D 3 1 66 k VU 3 1 22 k VU 23 1824 年 法国科学家阿拉果完成了著名的 圆盘实验 实验中将 一铜圆盘水平放置 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋 转的磁针 如图所示 实验中发现 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘 中心的竖直轴旋转时 磁针也随着一起转动起来 但略有滞后 下列 说法正确的是 A 圆盘上产生了感应电动势 B 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C 在圆盘转动过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 D 在圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成