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文檔簡介
1、第四章綜合能力測試(B)本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分滿分100分,時間90分鐘第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項符合題目要求,有些小題有多個選項符合題目要求,全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分)1如圖所示,一根長導線彎曲成“冂”,通以直流電I,正中間用強度很大的絕緣線懸掛一金屬環(huán)C,環(huán)與導線處于同一豎直平面內(nèi),在電流I增大的過程中,下列敘述正確的是()A金屬環(huán)中無感應電流產(chǎn)生B金屬環(huán)中有逆時針方向的感應電流C懸掛金屬環(huán)C的豎直線中拉力變大D金屬環(huán)C將左右擺動答案:BC解析:據(jù)感應
2、電流的產(chǎn)生條件和安培定則,可判斷出環(huán)C中有逆時針方向的感應電流據(jù)同向平行電流相互吸引,異向平行電流相互排斥小環(huán)的上、下邊分別受到上端水平導線的斥力和引力,但斥力大一些,所以金屬環(huán)豎直線中的拉力變大,但仍受力平衡,處于靜止狀態(tài),綜上所述B、C正確2在如圖所示的電路中,a、b為兩個完全相同的燈泡,L為自感線圈,E為電源,S為開關關于兩燈泡點亮和熄滅的先后次序,下列說法正確的是()A合上開關,a先亮,b后亮;斷開開關,a、b同時熄滅B合上開關,b先亮,a后亮;斷開開關,a先熄滅,b后熄滅C合上開關,b先亮,a后亮,斷開開關,a、b同時熄滅D合上開關,a、b同時亮;斷開開關,b先熄滅,a后熄滅答案:C
3、解析:由于L是自感線圈,當合上S時,自感線圈L將產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的流過,故有b燈先亮,而a燈后亮,當S斷開時,a、b組成回路,L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減弱,由此可知,a、b同時熄滅,故選項C正確本題主要考查的是自感現(xiàn)象,解決本題的關鍵在于認真分析電路,把握當電路中存在自感線圈時,電路中的電流發(fā)生變化時,自感線圈會產(chǎn)生自感電動勢阻礙原電流的變化本題也是課本中的一個基本演示實驗3(2010·濰坊高二期中)如圖1所示,一矩形線圈位于隨時間t變化的勻強磁場中,磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖2所示,以i表示線圈中的感應電流,以圖1中線圈上箭頭所示方向為電流的正方向,以垂直紙面向里的磁
4、場方向為正,則以下it圖象中正確的是()答案:A4如圖所示,虛線框abcd內(nèi)為一矩形勻強磁場區(qū)域,ab2bc,磁場方向垂直于紙面向里,實線abcd是正方形導線框,ab和ab邊平行,若將導線框勻速地拉離磁場區(qū)域,以W1表示沿平行于ab的方向拉出過程中外力所做的功,W2表示以同樣速率沿平行于bc的方向拉出過程中外力所做的功,則()AW1W2BW22W1CW12W2 DW24W1答案:C解析:WFsBIL·sI·在兩種情況下相同,但第一次電動勢E1B·abv2B·bc·v2E2I12I2而W1I1,W2I2W12W2,C選項正確5假設在某一航天飛機上
5、做一項懸繩發(fā)電實驗,現(xiàn)在航天飛機上發(fā)射一顆衛(wèi)星,衛(wèi)星攜帶一根較長的金屬懸繩離開了航天飛機,從航天飛機到衛(wèi)星的懸繩指向地心,此時航天飛機恰好繞地球做勻速圓周運動已知航天飛機的軌道在赤道平面內(nèi),繞行方向與地球自轉方向一致,角速度為,地球自轉角速度為0,地磁場的北極在地球南極附近若用U1表示懸繩上端的電勢,用U2表示懸繩下端的電勢,則()A若>0,則U1<U2B若>0,則U1>U2C無論和0關系如何,都有U1<U2D無論和0關系如何,都有U1>U2答案:B解析:當金屬懸繩垂直切割磁感線時,0,產(chǎn)生動生電動勢,由右手定則可得選項B正確6如圖所示,A、B為大小、形狀均
6、相同且內(nèi)壁光滑但用不同材料制成的圓管豎直固定在相同高度,帶相同磁性的兩個小球同時從A、B管上端管口無初速度釋放,穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面下面對于兩管的描述中可能正確的是()AA管是用塑料制成的,B管是用銅制成的BA管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的CA管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的DA管是用膠木制成的,B管是用鐵制成的答案:AD解析:磁性小球通過金屬圓管過程中,將圓管看做由許多金屬圓環(huán)組成,小球的磁場使每個圓環(huán)中產(chǎn)生感應電流,根據(jù)楞次定律,該電流的磁場阻礙磁性小球的下落,小球向下運動的加速度小于重力加速度;小球在塑料、膠木等非金屬材料圓管中不會產(chǎn)生感應電流,小球仍然做自由
7、落體運動,穿過塑料、膠木圓管的時間比穿過金屬圓管的時間短7如圖所示,用鋁制成型框,將一質量為m的帶電小球用絕緣細線懸掛在框的上方,使整體在勻強磁場中沿垂直于磁場的方向向左以速度v勻速運動,懸掛拉力為F,則()AFmg BF>mgCF<mg D無法確定答案:A解析:當金屬框架向左側移動時,切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢EBLv,在上下極板間產(chǎn)生電勢差,進而形成向上的勻強電場E0Bv.若小球帶正電荷q,其電場力向上大小為qE0qvB,而洛倫茲力由左手定則可判斷出方向向下,大小為qvB,兩者相互抵消相當于只受重力和拉力作用,所以Fmg,A選項正確8如圖所示,矩形線圈放置在水平薄木板上,有兩塊相
8、同的蹄形磁鐵,四個磁極之間的距離相等,當兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時,線圈仍靜止不動,那么線圈受到木板的摩擦力方向是()A先向左,后向右B先向左、后向右、再向左C一直向右D一直向左答案:D解析:根據(jù)楞次定律的“阻礙變化”知“來拒去留”,當兩磁鐵靠近線圈時,線圈要阻礙其靠近,線圈有向右移動的趨勢,受木板的摩擦力向左,當磁鐵遠離時,線圈要阻礙其遠離,仍有向右移動的趨勢,受木板的摩擦力方向仍是向左的,故選項D正確9如圖所示,A、B兩個線圈繞在同一個閉合鐵芯上,它們的兩端分別與電阻可以不計的光滑、水平、平行導軌P、Q和M、N相連;P、Q處在豎直向下的勻強磁場B1中,M、N處在豎直向下的勻強磁場B2中;直
9、導線ab橫放在P、Q上,直導線cd橫放在M、N上,cd原來不動下列說法中正確的有()A若ab向右勻速滑動,則cd也向右滑動B若ab向右加速滑動,則cd也向右滑動C若ab向右減速滑動,則cd也向右滑動D若ab向右減速滑動,則cd向左滑動答案:BD解析:ab勻速滑動時,線圈A中感應電流恒定,閉合鐵芯中的磁通量不發(fā)生變化線圈B中無感應電流,cd不會動.選項A錯誤;ab向右加速滑動時,線圈A中的感應電流在增大,閉合鐵芯中逆時針方向的磁通量在增大,線圈B中產(chǎn)生感應電流,根據(jù)楞次定律和右手定則,直導線cd中的電流方向由c到d;對cd應用左手定則,它受的安培力方向向右,cd將向右滑動,可見選項B正確;ab向
10、右減速滑動時,線圈A中的感應電流在減弱,閉合鐵芯中逆時針方向的磁通量在減小,這時流過直導線cd的電流方向由d到c,所受安培力向左,cd向左滑動可見,選項D正確,選項C錯誤10如圖所示,水平地面上方有正交的勻強電場E和勻強磁場B,電場方向豎直向下,磁場方向垂直紙面向外,等腰三角形的金屬框由底邊呈水平位置開始沿豎直平面在電磁場中由靜止開始下落,下落過程中三角形平面始終在豎直平面內(nèi),不計阻力,a,b落到地面的次序是()Aa先于bBb先于aCa,b同時落地 D無法判斷答案:A解析:當abc線框下落時,閉合回路中磁通量沒有發(fā)生變化,回路中不產(chǎn)生感應電流,但由于各邊都在切割磁感線,所以會產(chǎn)生感應電動勢,根
11、據(jù)楞次定律,可以判定出a點的電勢高,是電源的正極,B點的電勢低,是電源的負極,a點聚集著多余的正電荷,b點聚集著負電荷,a點的正電荷受的電場力向下,使a點加快運動(a點加速度>g),b點的負電荷受的電場力向上,使b點減緩運動(b點加速度<g),故a點先落地故正確答案為A.第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題,共16分把答案直接填在橫線上)11(4分)有兩個完全相同的靈敏電流計按右圖所示連接,若將左表的指針向左撥動時,右表指針將向_擺動(填“左”或“右”)答案:左解析:因兩靈敏電流計的構造完全相同,故兩表的線框的連接形式如圖所示,當把左表的指針向左撥動,左表里線框產(chǎn)生的感應電
12、流如圖所示,而右表中線框中通電后在磁場中受到磁場力的作用而發(fā)生轉動由圖所示可知線圈的轉動方向與左邊線框轉動方向完全一致,左右兩電表是結構相同的電表,所以右表指針將向左擺動注:對于中學階段,學生所使用的電表均為磁電式的電表相同的電表就是線圈與指針的連接方式及永磁鐵的極性放置均相同,所以才能作出如圖所示左右兩線圈在磁場中的示意圖,然后再根據(jù)左表線圈由于轉動而產(chǎn)生感應電流,從而使右表線圈因有電流在磁場中受到磁場力的作用發(fā)生轉動12(5分)(2010·綿陽南山中學高二期中)將圖(a)中的開關閉合,電流計指針由中央向左偏轉在圖(b)中,閉合開關后,要使電流計指針由中央向左偏轉,可以采取的辦法有
13、:(1)_(2)_答案:(1)將線圈A插入線圈B中(2)將滑動變阻器的滑片向b端移動13(7分)(2010·濰坊高二期中)學了法拉第電磁感應定律E后,為了定量驗證感應電動勢E與時間t成反比,某小組同學設計了如圖所示的一個實驗裝置:線圈和光電門傳感器固定在水平光滑軌道上,強磁鐵和擋光片固定在運動的小車上每當小車在軌道上運動經(jīng)過光電門時,光電門會記錄下?lián)豕馄膿豕鈺r間t,同時觸發(fā)接在線圈兩端的電壓傳感器記錄下在這段時間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應電動勢E.利用小車末端的彈簧將小車以不同的速度從軌道的最右端彈出,就能得到一系列的感應電動勢E和擋光時間t.(1)觀察和分析實驗裝置可看出,在實驗中每次測
14、量的t可能不同,但由于擋光片寬度不變,則磁鐵相對線圈運動的距離不變,從而實現(xiàn)了控制_不變;(2)在一次實驗中得到的數(shù)據(jù)如下:次數(shù)測量值12345678E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329t/×103s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646在得到上表中的數(shù)據(jù)后,為驗證E與t成反比,有兩種數(shù)據(jù)處理辦法:第一種是計算法,算出_,若該數(shù)據(jù)基本相等,則驗證了E與t成反比;第二種是作圖法,在直角坐標系中作出_關系圖線,若圖線是基本過坐標原點的傾斜直線,則也可驗證E與t成反比答案:(1)磁通量的變化量(2)
15、感應電動勢E和擋光時間t的乘積;感應電動勢E與擋光時間t的倒數(shù)三、論述·計算題(共4小題,44分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)如圖所示,在光滑絕緣水平面上,有一半徑r10cm、電阻R0.01、質量m0.02kg的金屬圓環(huán)以v010m/s的速度向一足夠大、磁感應強度B0.3T的勻強磁場滑去,當圓環(huán)剛好有一半進入磁場時,圓環(huán)的加速度為a158.4m/s2,求此過程圓環(huán)增加的內(nèi)能答案:0.23J解析:設圓環(huán)一半進入磁場時的速度為vIE/R環(huán)的加速度a所以v8.8m/s環(huán)增加的內(nèi)能Emvmv
16、20.23J15(11分)如圖所示,電動機牽引一根原來靜止的,長L1m,質量m0.1kg的導體棒MN,其電阻R1,導體棒架在處于磁感應強度B1T的勻強磁場中豎直放置的框架上,當導體棒上升h3.8m時,獲得穩(wěn)定的速度,此過程中導體棒產(chǎn)生的熱量Q2J,電動機牽引棒時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為7V,1A,電動機線圈內(nèi)阻r1,不計框架電阻及一切摩擦,g取10m/s2,求:(1)棒能達到的穩(wěn)定速度;(2)棒從靜止到達到穩(wěn)定速度所需的時間解析:(1)電動機的輸出功率P出IUI2r1×7W12×1W6W,當棒達穩(wěn)定速度時,受力平衡,F(xiàn)mgF安,式中F為繩的拉力,F(xiàn)安BIL,I,F(xiàn)安,即
17、Fmg.由P出Fv得P出v,代入數(shù)據(jù),解得v2m/s.(2)由能量守恒關系,P出tmghmv2Q.代入數(shù)據(jù)解得t1s.16(11分)均勻導線制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質量為m.將其置于磁感應強度為B的水平勻強磁場上方h處,如圖所示線框由靜止自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界面平行當cd邊剛進入磁場時,(1)求線框中產(chǎn)生的感應電動勢大?。?2)求cd兩點間的電勢差大??;(3)若此時線框加速度恰好為零,求線框下落的高度h所應滿足的條件答案:(1)BL(2)BL(3)解析:(1)cd邊剛進入磁場時,線框速度v 線框中產(chǎn)生的感應電動勢EBlvBL(2)此時線框中電流I cd兩點間的電勢差UI(R)EBL(3)安培力FBIL根據(jù)牛頓第二定律mgFma,由a0解得下落高度滿足h17(12分)水平面上兩根足夠長的金屬導軌平行固定放置,間距為L,一端通過導線與阻值為R的電阻連接;導軌上放一質量為m的金屬桿如下圖1,金屬桿與導軌的電阻忽略不計;均勻磁場豎直向下,用與導軌平行的恒定拉力F作用在金屬桿上,桿最終做勻速直線運動當改變拉力的大小時,
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