高中物理 第四章綜合能力測(cè)試(B) 新人教版選修3

1、第四章綜合能力測(cè)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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1如圖所示，一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成“冂”，通以直流電I，正中間用強(qiáng)度很大的絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導(dǎo)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(yīng)電流產(chǎn)生B金屬環(huán)中有逆時(shí)針方向的感應(yīng)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(dòng)答案：BC解析：據(jù)感應(yīng)

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(shí)針方向的感應(yīng)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(dǎo)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?fàn)顟B(tài)，綜上所述B、C正確2在如圖所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開關(guān)關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說法正確的是()A合上開關(guān)，a先亮，b后亮；斷開開關(guān)，a、b同時(shí)熄滅B合上開關(guān)，b先亮，a后亮；斷開開關(guān)，a先熄滅，b后熄滅C合上開關(guān)，b先亮，a后亮，斷開開關(guān)，a、b同時(shí)熄滅D合上開關(guān)，a、b同時(shí)亮；斷開開關(guān)，b先熄滅，a后熄滅答案：C

3、解析：由于L是自感線圈，當(dāng)合上S時(shí)，自感線圈L將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的流過，故有b燈先亮，而a燈后亮，當(dāng)S斷開時(shí)，a、b組成回路，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減弱，由此可知，a、b同時(shí)熄滅，故選項(xiàng)C正確本題主要考查的是自感現(xiàn)象，解決本題的關(guān)鍵在于認(rèn)真分析電路，把握當(dāng)電路中存在自感線圈時(shí)，電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，自感線圈會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流的變化本題也是課本中的一個(gè)基本演示實(shí)驗(yàn)3(2010·濰坊高二期中)如圖1所示，一矩形線圈位于隨時(shí)間t變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)電流，以圖1中線圈上箭頭所示方向?yàn)殡娏鞯恼较颍源怪奔埫嫦蚶锏拇?/p>

4、場(chǎng)方向?yàn)檎瑒t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(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，ab2bc，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，實(shí)線abcd是正方形導(dǎo)線框，ab和ab邊平行，若將導(dǎo)線框勻速地拉離磁場(chǎng)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(dòng)勢(shì)E1B·abv2B·bc·v2E2I12I2而W1I1，W2I2W12W2，C選項(xiàng)正確5假設(shè)在某一航天飛機(jī)上

5、做一項(xiàng)懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在航天飛機(jī)上發(fā)射一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星攜帶一根較長(zhǎng)的金屬懸繩離開了航天飛機(jī)，從航天飛機(jī)到衛(wèi)星的懸繩指向地心，此時(shí)航天飛機(jī)恰好繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知航天飛機(jī)的軌道在赤道平面內(nèi)，繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，角速度為，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地磁場(chǎng)的北極在地球南極附近若用U1表示懸繩上端的電勢(shì)，用U2表示懸繩下端的電勢(shì)，則()A若>0，則U1<U2B若>0，則U1>U2C無論和0關(guān)系如何，都有U1<U2D無論和0關(guān)系如何，都有U1>U2答案：B解析：當(dāng)金屬懸繩垂直切割磁感線時(shí)，0，產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可得選項(xiàng)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(gè)小球同時(shí)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(duì)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(chǎng)使每個(gè)圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，該電流的磁場(chǎng)阻礙磁性小球的下落，小球向下運(yùn)動(dòng)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，小球仍然做自由

7、落體運(yùn)動(dòng)，穿過塑料、膠木圓管的時(shí)間比穿過金屬圓管的時(shí)間短7如圖所示，用鋁制成型框，將一質(zhì)量為m的帶電小球用絕緣細(xì)線懸掛在框的上方，使整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)的方向向左以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，懸掛拉力為F，則()AFmg BF>mgCF<mg D無法確定答案：A解析：當(dāng)金屬框架向左側(cè)移動(dòng)時(shí)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBLv，在上下極板間產(chǎn)生電勢(shì)差，進(jìn)而形成向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)E0Bv.若小球帶正電荷q，其電場(chǎng)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(dāng)于只受重力和拉力作用，所以Fmg，A選項(xiàng)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(gè)磁極之間的距離相等，當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時(shí)，線圈仍靜止不動(dòng)，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(dāng)兩磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈要阻礙其靠近，線圈有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，受木板的摩擦力向左，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，線圈要阻礙其遠(yuǎn)離，仍有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故選項(xiàng)D正確9如圖所示，A、B兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上，它們的兩端分別與電阻可以不計(jì)的光滑、水平、平行導(dǎo)軌P、Q和M、N相連；P、Q處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1中，M、N處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2中；直

9、導(dǎo)線ab橫放在P、Q上，直導(dǎo)線cd橫放在M、N上，cd原來不動(dòng)下列說法中正確的有()A若ab向右勻速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)B若ab向右加速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)C若ab向右減速滑動(dòng)，則cd也向右滑動(dòng)D若ab向右減速滑動(dòng)，則cd向左滑動(dòng)答案：BD解析：ab勻速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中感應(yīng)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(yīng)電流，cd不會(huì)動(dòng).選項(xiàng)A錯(cuò)誤；ab向右加速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的感應(yīng)電流在增大，閉合鐵芯中逆時(shí)針方向的磁通量在增大，線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律和右手定則，直導(dǎo)線cd中的電流方向由c到d；對(duì)cd應(yīng)用左手定則，它受的安培力方向向右，cd將向右滑動(dòng)，可見選項(xiàng)B正確；ab向

10、右減速滑動(dòng)時(shí)，線圈A中的感應(yīng)電流在減弱，閉合鐵芯中逆時(shí)針方向的磁通量在減小，這時(shí)流過直導(dǎo)線cd的電流方向由d到c，所受安培力向左，cd向左滑動(dòng)可見，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤10如圖所示，水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)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(chǎng)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(jì)阻力，a，b落到地面的次序是()Aa先于bBb先于aCa，b同時(shí)落地 D無法判斷答案：A解析：當(dāng)abc線框下落時(shí)，閉合回路中磁通量沒有發(fā)生變化，回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，但由于各邊都在切割磁感線，所以會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根

11、據(jù)楞次定律，可以判定出a點(diǎn)的電勢(shì)高，是電源的正極，B點(diǎn)的電勢(shì)低，是電源的負(fù)極，a點(diǎn)聚集著多余的正電荷，b點(diǎn)聚集著負(fù)電荷，a點(diǎn)的正電荷受的電場(chǎng)力向下，使a點(diǎn)加快運(yùn)動(dòng)(a點(diǎn)加速度>g)，b點(diǎn)的負(fù)電荷受的電場(chǎng)力向上，使b點(diǎn)減緩運(yùn)動(dòng)(b點(diǎn)加速度<g)，故a點(diǎn)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(gè)完全相同的靈敏電流計(jì)按右圖所示連接，若將左表的指針向左撥動(dòng)時(shí)，右表指針將向_擺動(dòng)(填“左”或“右”)答案：左解析：因兩靈敏電流計(jì)的構(gòu)造完全相同，故兩表的線框的連接形式如圖所示，當(dāng)把左表的指針向左撥動(dòng)，左表里線框產(chǎn)生的感應(yīng)電

12、流如圖所示，而右表中線框中通電后在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)由圖所示可知線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與左邊線框轉(zhuǎn)動(dòng)方向完全一致，左右兩電表是結(jié)構(gòu)相同的電表，所以右表指針將向左擺動(dòng)注：對(duì)于中學(xué)階段，學(xué)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(chǎng)中的示意圖，然后再根據(jù)左表線圈由于轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使右表線圈因有電流在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)12(5分)(2010·綿陽(yáng)南山中學(xué)高二期中)將圖(a)中的開關(guān)閉合，電流計(jì)指針由中央向左偏轉(zhuǎn)在圖(b)中，閉合開關(guān)后，要使電流計(jì)指針由中央向左偏轉(zhuǎn)，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(dòng)變阻器的滑片向b端移動(dòng)13(7分)(2010·濰坊高二期中)學(xué)了法拉第電磁感應(yīng)定律E后，為了定量驗(yàn)證感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與時(shí)間t成反比，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置：線圈和光電門傳感器固定在水平光滑軌道上，強(qiáng)磁鐵和擋光片固定在運(yùn)動(dòng)的小車上每當(dāng)小車在軌道上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過光電門時(shí)，光電門會(huì)記錄下?lián)豕馄膿豕鈺r(shí)間t，同時(shí)觸發(fā)接在線圈兩端的電壓傳感器記錄下在這段時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和擋光時(shí)間t.(1)觀察和分析實(shí)驗(yàn)裝置可看出，在實(shí)驗(yàn)中每次測(cè)

14、量的t可能不同，但由于擋光片寬度不變，則磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)的距離不變，從而實(shí)現(xiàn)了控制_不變；(2)在一次實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下：次數(shù)測(cè)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(yàn)證E與t成反比，有兩種數(shù)據(jù)處理辦法：第一種是計(jì)算法，算出_，若該數(shù)據(jù)基本相等，則驗(yàn)證了E與t成反比；第二種是作圖法，在直角坐標(biāo)系中作出_關(guān)系圖線，若圖線是基本過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，則也可驗(yàn)證E與t成反比答案：(1)磁通量的變化量(2)

15、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E和擋光時(shí)間t的乘積；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與擋光時(shí)間t的倒數(shù)三、論述·計(jì)算題(共4小題，44分解答應(yīng)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(jì)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(zhì)量m0.02kg的金屬圓環(huán)以v010m/s的速度向一足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)滑去，當(dāng)圓環(huán)剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，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(shè)圓環(huán)一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)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(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的，長(zhǎng)L1m，質(zhì)量m0.1kg的導(dǎo)體棒MN，其電阻R1，導(dǎo)體棒架在處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中豎直放置的框架上，當(dāng)導(dǎo)體棒上升h3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定的速度，此過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的熱量Q2J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為7V,1A，電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)阻r1，不計(jì)框架電阻及一切摩擦，g取10m/s2，求：(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度；(2)棒從靜止到達(dá)到穩(wěn)定速度所需的時(shí)間解析：(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出IUI2r1×7W12×1W6W，當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)，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(guān)系，P出tmghmv2Q.代入數(shù)據(jù)解得t1s.16(11分)均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，總電阻為R，總質(zhì)量為m.將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(chǎng)邊界面平行當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小；(2)求cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大小；(3)若此時(shí)線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件答案：(1)BL(2)BL(3)解析：(1)cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度v 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EBlvBL(2)此時(shí)線框中電流I cd兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L(zhǎng)，一端通過導(dǎo)線與阻值為R的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m的金屬桿如下圖1，金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場(chǎng)豎直向下，用與導(dǎo)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(yùn)動(dòng)當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，