高中物理选修3-2模块测试全册

1、-. z选修3-2综合测试1一、选择题B1.如下图，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。以下说法当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变其中正确的选项是DA.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确2.一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，翼展为b；该空间地磁场磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；驾驶员左侧机翼的端点用A表示，右侧机翼的端点用B表示，用E表示飞机产生的感应电动势，则DA

2、.E=B1vb，且A点电势低于B点电势B.E=B1vb，且A点电势高于B点电势C.E=B2vb，且A点电势低于B点电势D.E=B2vb，且A点电势高于B点电势3.如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时但未插入线圈部BNSA.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向一样，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向一样，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥iiTT/2Oi0-i0甲乙3.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面，长直导线中的电流

3、i随时间t的变化关系如图乙所示.在0-T/2时间，直导线中电流向上，则在T/2-T时间，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是CA.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左tB.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左2l/vOl/vtIOl/v2l/vtI2l/vOl/vtI2l/vOl/vtIABCD4.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l.t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合如图

4、.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿abcda的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是B5.如下图电路中，A、B是两个完全一样的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是ACLABRSCA.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭6.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图(甲)所示(俯视图).当它经过安放在两铁

5、轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收.当火车通过线圈时，假设控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图(乙)所示，则说明火车在做BA.匀速直线运动 B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动 D.加速度逐渐增大的变加速直线运动*3L图甲abL7.图甲中的a是一个边长为为L的正方向导线框，其电阻为R.线框以恒定速度v沿*轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域b.如果以*轴的正方向作为力的正方向.线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则磁场对线框的作用力F随时间变化的图线应为图乙中的哪个图？BFt/Lv-1O12345BFt/Lv-1O12345AFt/Lv-1O12345CFt/Lv-1O12345

6、D图乙bDAbBCa8.如下图，将一个正方形导线框ABCD置于一个围足够大的匀强磁场中，磁场方向与其平面垂直现在AB、CD的中点处连接一个电容器，其上、下极板分别为a、b，让匀强磁场以*一速度水平向右匀速移动，则ABCA.ABCD回路中没有感应电流B.A与D、B与C间有电势差C.电容器a、b两极板分别带上负电和正电D.电容器a、b两极板分别带上正电和负电9.如图一所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆ab与金属框架接触良好.在两根导轨的端点d、e之间连接一电阻，其他局部电阻忽略不计.现用一水平向右的外力F作用在金属杆ab上，使金属杆由静止开场向右在框架

7、上滑动，运动中杆ab始终垂直于框架.图二为一段时间金属杆受到的安培力f随时间t的变化关系，则图三中可以表示外力F随时间t变化关系的图象是Babcdeg左右图一 f tO图二 F tO图三 F tO F tO F tOABCDB1/Tt/sO123456B2B110.在水平桌面上，一个面积为S的圆形金属框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，磁感应强度B1随时间t的变化关系如图所示.01s磁场方向垂直线框平面向下.圆形金属框与一个水平的平行金属导轨相连接，导轨上放置一根导体棒，导体棒的长为L、电阻为R，且与导轨接触良好，导体棒处于另一匀强磁场中，其磁感应强度恒为B2，方向垂直导轨平面向下，如图所示

8、.假设导体棒始终保持静止，则其所受的静摩擦力f随时间变化的图象是以下图中的设向右为静摩擦力的正方向123456ft/sOf123456t/sO123456ft/sO123456ft/sOABCD AB11.2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已到达500km/h，可载5人.如下图就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环.将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，以下说法中正确的选项是BA.在B上放入磁铁的过程中，B中将产生感应电流.当稳定后，感应电流消失B.在B上放入磁铁的过程中，B中将产生

9、感应电流.当稳定后，感应电流仍存在C.如A的N极朝上，B中感应电流的方向如下图D.如A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的方向有时一样有时相反acbd12.如下图，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根一样的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路.导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余局部的电阻不计.在导轨平面两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开场时，导体棒处于静止状态.剪断细线后，导体棒在运动过程中ADA.回路中有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向一样C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D

10、.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守恒GBAO*l13.如下图，A是长直密绕通电螺线管.小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线O*从O点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随*变化规律的是COll/2*IOll/2*IOll/2*IOll/2*IABCDaaavBB14.如下图，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。假设从图示位置开场，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移*之间的函数图象，下面四个图中正确

11、的选项是BitOitOitOitOA B C DabR二、计算题15.如下图，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成=37角，下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25.求金属棒沿导轨由静止开场下滑时的加速度大小；当金属棒下滑速度到达稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度的大小；在上问中，假设R=2，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小和方向.R1R2labMNPQBvg=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8答案

12、：4m/s210m/s 0.4T，垂直于导轨平面向上.16.图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.40m，电阻不计.导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直.质量m为6.010-3kg、电阻为1.0的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触.导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0的电阻R1.当杆ab到达稳定状态时以速率v匀速下滑，整个电路消耗的电功率P为0.27W，重力加速度取10m/s2，试求速率v和滑动变阻器接入电路局部的阻值R2？答案：4.5m/s，6.017.如下图，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，

13、在M和P之间接有阻值为R的定值电阻.导体棒ab长l0.5m，其电阻为r，与导轨接触良好.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强MNPQabvRB度B0.4T.现使ab以v10m/s的速度向右做匀速运动.ab中的感应电动势多大？ab中电流的方向如何？假设定值电阻R3.0，导体棒的电阻r1.0，则电路中的电流多大？答案：2.0V ba 0.5ABd1218.如下图，一半径为r的圆形导线框有一匀强磁场，磁场方向垂直于导线框所在平面，导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离为d，板长为l，t=0时，磁场的磁感应强度B从B0开场均匀增大，同时，在板2的左端且非常靠近板2的位置

14、有一质量为m、带电量为-q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间，该液滴可视为质点.要使该液滴能从两板间射出，磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件？要使该液滴能从两板间右端的中点射出，磁感应强度B与时间t应满足什么关系？答案：19.在图甲中，直角坐标系0*y的1、3象限有匀强磁场，第1象限的磁感应强度大小为2B，第3象限的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求导线框中感应电流最大值.(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲

15、中线框的位置相对应的时刻为t=0)(3)求线框匀速转动一周产生的热量.O2B*By图甲PlQIOt图乙解:(1)线框从图甲位置开场(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为:(4分)由闭合电路欧姆定律得，回路电流为： (1分)联立以上各式解得: (2分)同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为: (2分)故感应电流最大值为: (1分)(2)It图象为: (4分)IOtI1-I1I2-I2(3)线框转一周产生的热量:(2分)又 (1分)解得: (1分)R* y v0 B O d20.如下图，两根相距为d足够长的平行金属导轨位于水平的*Oy平面，导轨与*轴平行，一端接有阻值为R的电阻.

16、在*0的一侧存在竖直向下的匀强磁场，一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置，且接触良好，并可在导轨上滑动.开场时，金属直杆位于*=0处，现给金属杆一大小为v0、方向沿*轴正方向的初速度.在运动过程中有一大小可调节的平行于*轴的外力F作用在金属杆上，使金属杆保持大小为a，方向沿*轴负方向的恒定加速度运动.金属导轨电阻可忽略不计.求：金属杆减速过程中到达*0的位置时，金属杆的感应电动势E；回路中感应电流方向发生改变时，金属杆在轨道上的位置；假设金属杆质量为m，请推导出外力F随金属杆在*轴上的位置*变化关系的表达式.答案：E=Bd *m=v02/2a 21.如图甲，平行导轨MN、PQ水平放置，电阻不

17、计.两导轨间距d=10cm，导体棒ab、cd放在导轨上，并与导轨垂直.每根棒在导轨间的局部，电阻均为R=1.0.用长为L=20cm的绝缘丝线将两棒系住.整个装置处在匀强磁场中.t=0的时刻，磁场方向竖直向下，丝线刚好处于未被拉伸的自然状态.此后，磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示.不计感应电流磁场的影响.整个过程丝线未被拉断.求：02.0s的时间，电路中感应电流的大小与方向；MNPQabcddL图甲B图乙B/Tt/sO0.20.1-0.11.02.03.0t=1.0s的时刻丝线的拉力大小.答案：1.010-3A，顺时针 1.010-5Nabcde f22.如下图，固定在水平桌面上的光滑金属框

18、架cdef处于竖直向下磁感应强度为B0的匀强磁场中.金属杆ab与金属框架接触良好.此时abed构成一个边长为l的正方形，金属杆的电阻为r，其余局部电阻不计.假设从t=0时刻起，磁场的磁感应强度均匀增加，每秒钟增量为k，施加一水平拉力保持金属杆静止不动，求金属杆中的感应电流.在情况中金属杆始终保持不动，当t= t1秒末时，求水平拉力的大小.假设从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当金属杆在框架上以恒定速度v向右做匀速运动时，可使回路中不产生感应电流.写出磁感应强度B与时间t的函数关系式.答案：PQONCDabBF23.一个形导轨PONQ，其质量为M=2.0kg，放在光滑绝缘的水平面上，处于匀强磁

19、场中，另有一根质量为m=0.60kg的金属棒CD跨放在导轨上，CD与导轨的动摩擦因数是0.20，CD棒与ON边平行，左边靠着光滑的固定立柱a、b，匀强磁场以ab为界，左侧的磁场方向竖直向上图中表示为垂直于纸面向外，右侧磁场方向水平向右，磁感应强度的大小都是0.80T，如下图.导轨ON段长为0.50m，电阻是0.40，金属棒CD的电阻是0.20，其余电不计.导轨在水平拉力作用下由静止开场以0.20m/s2的加速度做匀加速直线运动，一直到CD中的电流到达4.0A时，导轨改做匀速直线运动.设导轨足够长，取g=10m/s2.求：导轨运动起来后，C、D两点哪点电势较高？导轨做匀速运动时，水平拉力F的大小

20、是多少？导轨做匀加速运动的过程中，水平拉力F的最小值是多少？CD上消耗的电功率为P=0.80W时，水平拉力F做功的功率是多大？答案：C 2.48N 1.6N 6.72WBabcdF24.如下图，在与水平面成=30的平面放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道，其电阻可忽略不计。空间存在着匀强磁场，磁感应强度B=0.20T，方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置，且与金属轨道接触良好构成闭合回路，每根导体棒的质量m=2.010-2kg，回路中每根导体棒电阻r=5.010-2，金属轨道宽度l=0.50m.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力，使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动过

21、程中，导体棒cd始终能静止在轨道上.g取10m/s2，求：导体棒cd受到的安培力大小；导体棒ab运动的速度大小；拉力对导体棒ab做功的功率.答案：0.10N 1.0m/s 0.20W25.如下图，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B = kt细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开场，经多长时间细线会被拉断？解:线框中的感应电流为：I = EQ F(E,R) = EQ F(,tR) = S EQ F(B,tR) = EQ F(kL2,2R) 分 线断时有2mg = mg +

22、BIL5分 解得：t = EQ F(2mgR,k2L3) 分25.如下图，宽度为L的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m电阻为R的金属杆CD，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为，金属杆由静止开场下滑，动摩擦因数为，下滑过程中重力的最大功率为P，求磁感应强度的大小解：金属杆先加速后匀速运动，设匀速运动的速度为v，此时有最大功率，金属杆的电动势为：E=BLv 3分 回路电流 I = EQ F(E,R) 3分 安培力 F = BIL 3分 金属杆受力平衡，则有：mgsin= F + mgcos 3分 重力的最大功率P = mgvsin

23、 3分 解得：B = EQ F(mg,L) EQ R(,F(Rsin(sin-cos),P) (3分)aFbBRcdef26.如下图，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上.现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度到达稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.ab杆向上和向下运动的最大速度相等.求:拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v.FBFFNmgv解:当

24、ab杆沿导轨上滑到达最大速度v时，其受力如下图:由平衡条件可知:F-FB-mgsin=0 (4分)又FB=BIL (2分)而(2分)联立式得:(2分)同理可得，ab杆沿导轨下滑到达最大速度时:(4分)联立两式解得: (2分)(2分)abcd27.如下图导体棒ab质量为100g，用绝缘细线悬挂后，恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触.导轨上放有质量为200g的另一导体棒cd，整个装置处于竖直向上的磁感强度B=0.2T的匀强磁场中，现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放.当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高处，求：cd棒获得的速度大小；瞬间通过ab棒的电量；此过程中回

25、路产生的焦耳热.答案：0.5m/s 1C0.325J28.如图甲所示，空间有一宽为2L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外.abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，总电阻为R.线框以垂直磁场边界的速度v匀速通过磁场区域.在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场边界平行.线框刚进入磁场的位置*=0，*轴沿水平方向向右.求:(1)cd边刚进入磁场时，ab两端的电势差，并指明哪端电势高；(2)线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热；(3)在下面的乙图中，画出ab两端电势差Uab随距离变化的图象.其中U0=BLv0.图乙U0*OUab-U0图甲dbcva2LL解:(1)dc切割磁感线产生的感应电动势 E=BLv (2分)回路中的感应电流 (2分)ab两端的电势差 b端电势高 (2分)(2)设线框从dc边刚进磁场到ab边刚进磁场所用时间为t由焦耳定律有 (2分)L = vt (2分)求出 (2分)U0*OUab-U0-U0/4L2L3L-3U0/4(3) (6分) 说明:画对一条给2分.L1NFMPQVL229.如下图，固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN，PQ、MN的电阻不计，间距为d=0.5m.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=0.2T的匀强磁场中.电阻均为r=0.1，质量分别为m1=300g和m