2019學(xué)年高二物理練習(xí)(教科版選修3-2)：階段水平測試(1)

1、階段水平測試（一）（時間 90 分鐘，滿分 100 分）一、選擇題（每小題 4 分。在每題給出的四個選項(xiàng)中，有的只有一 個選項(xiàng)、有的有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4 分，選對但不全的得 2 分，有選錯的不得分。）1. 物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。下面列舉的 四種器件中，利用電磁感應(yīng)原理工作的是（）（）A .回旋加速器B.電磁爐C .質(zhì)譜儀D .示波管解析：回旋加速器和質(zhì)譜儀是利用洛倫茲力工作的，示波管是利用電場力工作的，電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理工作的，選項(xiàng)B 正確。答案：B2. 如圖所示，光滑金屬導(dǎo)軌框架 MON 豎直放置，水平方向的勻 強(qiáng)磁場垂直 MON 平面。金屬棒

2、ab 從/abO= 60勺位置由靜止釋放。 在重力的作用下，金屬棒 ab 的兩端沿框架滑動。在金屬棒 ab 由圖示 位置滑動到水平位置的過程中，金屬棒 ab 中感應(yīng)電流的方向是（）（）A.始終由 a 到 bB.始終由 b 到 aC.先由 a 至 U b,再由 b 至 U a D.先由 b 至 U a,再由 a 至 U b解析：由題意知，當(dāng)金屬棒 ab 與 ON 的夾角為 45寸，三角形 Oab 的面積最大，此時穿過閉合回路的磁通量最大，故穿過閉合回路的磁通量先增加后減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向先由 b 到 a，再 由 a到 b,選項(xiàng) D 正確。答案：D3.如圖所示，A、B、C 為三只相

3、同的燈泡，且燈泡的額定電壓均 大于電源電動勢，電源內(nèi)阻不計(jì)，L 是一個直流電阻不計(jì)、自感系數(shù) 較大的線圈，先將K2合上，穩(wěn)定后突然斷開 K2。已知在此后過程中各燈均無損壞，則下列說法中正確的是（）（）A.C 燈亮度保持不變B.C 燈閃亮一下后逐漸恢復(fù)到原來的亮度C.B 燈亮度保持不變D.B 燈后來的功率是原來的一半解析：Ki、K2均閉合，穩(wěn)定后 A 燈不亮，通過線圈的電流是通過B、C 兩燈的電流之和。突然斷開 K2，通過線圈的電流減小，線圈中 產(chǎn)生的自感電動勢與原電流的方向相同， C 燈閃亮一下后逐漸恢復(fù)到原來的亮度，選項(xiàng) A 錯誤，B 正確。穩(wěn)定后通過 B 燈的電流是原來的 一半，故 B 燈

4、后來的功率是原來的 1/4，選項(xiàng) C、D 錯誤。答案：B4. 在勻強(qiáng)磁場中，有一個接有電容器的導(dǎo)線回路，如圖所示，已 知電容 C= 30F,回路的寬和長分別為 li= 5 cm, 12= 8 cm,磁場變 化率為 5X10_2T/s,則（）（）- h- AXXXrAXXXA .電容器帶電荷量為 2X10_9CB.電容器帶電荷量為 4X10_9CC .電容器帶電荷量為 6X10_9CD .電容器帶電荷量為 8X10_9C解析：回路中感應(yīng)電動勢等于電容器兩板間的電壓， U=E =普=詈-1112= 5X10-2x0.05X0.08 V = 2X10-4V。電容器的電荷量為 q= CU = CE=3

5、0 x10-6x2x10-4C= 6x10-9C, C 選項(xiàng)正確。答案：C5. 如圖所示，豎直平面內(nèi)有一金屬圓環(huán)，半徑為 a,總電阻為 R（指 拉直時兩端的電阻），磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場垂直穿過環(huán)平面，與 環(huán)的最高點(diǎn) A 用鉸鏈連接長度為 2a、電阻為R的導(dǎo)體棒 AB, AB 由水平位置緊貼環(huán)面擺下，當(dāng)擺到豎直位置時，B 點(diǎn)的線速度為 v,則這時AB 兩端的電壓大小為（）（）A。答案：A6. 2019 福建高考如圖所示，矩形閉合導(dǎo)體線框在勻強(qiáng)磁場上方，由不同高度靜止釋放， 用如 t2分別表示線框 ab 邊和 cd 邊剛進(jìn)入磁場 的時刻。線框下落過程中形狀不變，ab 邊始終保持與磁場水平邊

6、界線 00平行，線框平面與磁場方向垂直。設(shè) 00下方磁場區(qū)域足夠大， 不計(jì)空氣影響，則下列哪一個圖象不可能反映線框下落過程中速度v隨時間 t 變化的規(guī)律（）（）A.BavC.2Bav3解析：擺到豎直位置時,AB 切割磁感線的瞬時感應(yīng)電動勢B 2a （1v） = Bav。由閉合電路歐姆定律有UAB=嘉R二1Bav，故選（）- OuXXXXXXXXXXBXXXXX解析：由題意可知，線框先做自由落體運(yùn)動，最終做勻加速直線 運(yùn)動。若 ab 邊剛進(jìn)入磁場時，速度較小，線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較小，線框所受安培力小于重力，則線框剛進(jìn)入磁場的過程做加速度逐漸減 小的加速運(yùn)動，圖象 C 有可能；若線框剛進(jìn)入磁場時

7、的速度較大，線 框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，線框所受安培力大于重力，則線框進(jìn)入磁 場的過程做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，圖象 B 有可能；若線框剛進(jìn) 入磁場時的速度恰好滿足線框所受安培力等于重力，則線框勻速進(jìn)入 磁場，圖象 D 有可能。答案：A7. 如圖所示，MN、PQ 是間距為 L 的平行金屬導(dǎo)軌，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向里的勻強(qiáng)磁場中， M、P 間接有R阻值為 R 的電阻。一根與導(dǎo)軌接觸良好、有效阻值為 R 的金屬導(dǎo)線ab 垂直導(dǎo)軌放置，并在水平外力F 的作用下以速度則(不計(jì)導(dǎo)軌電阻)()v 向右勻速運(yùn)動，MXX XaX川X XX XXRU xx xxXXXhx QA. 通過

8、電阻 R 的電流方向?yàn)?P-RTMB. a、b 兩點(diǎn)間的電壓為 BLvC. a 端的電勢比 b 端的高D. 外力 F 做的功等于電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱解析：由右手定則可知通過金屬導(dǎo)線的電流由 b 到 a,則通過電阻R 的電流方向?yàn)?M-R-P,選項(xiàng) A 錯誤； 金屬導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 為 BLv，而 a、b 兩點(diǎn)間的電壓為等效電路的路端電壓，由閉合電路歐 姆定律可知，a、b 兩點(diǎn)間的電壓為 3BLv,選項(xiàng) B 錯誤；金屬導(dǎo)線可等 效為電源，在電源內(nèi)部，電流從低電勢處流向高電勢處，所以a 端的電勢高于 b 端的電勢，選項(xiàng) C 正確；根據(jù)能量守恒定律可知，外力做的功等于電阻 R 和金屬導(dǎo)線產(chǎn)生

9、的焦耳熱之和，選項(xiàng)D 錯誤。答案：C8. 20 佃安徽高考英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為 r 的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置， 環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場 B,環(huán)上套一帶電荷量為+ q 的小球。已 知磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時間均勻增加，其變化率為 k,若小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是()()kn2,則感生電場對小球的作用力所做的功 W= qU= qE = qkn2，選項(xiàng)D 正確答案：D9. 單匝線圈所圍的面積為 0 1 m2,線圈電阻為 1Q。規(guī)定線圈中 感應(yīng)電流 I 的正方向從上往下看是順時針方向，如圖甲所示。磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度B

10、 隨時間 t 的變化規(guī)律如圖乙所示。則以下說法正確的是()A. 0C. 2ur2qk12B 2qk2D. n qk解析：變化的磁場使回路中產(chǎn)生的感生電動勢3S=屮乙A .在時間 05 s 內(nèi)，I 的最大值為 0.01 AB.在第 4 s 時刻，I 的方向?yàn)槟鏁r針C .前 2 s 內(nèi)，通過線圈某截面的總電荷量為0.01 CD .第 3s 內(nèi)，線圈的發(fā)熱功率最大解析：E= n 詈=nB S,由題圖乙知，在 05 s 內(nèi)，0 時刻詈最大，此時 E= 0.01 V，所以 I = R= 0.01 A, A 正確；在第 4 s 時刻，B處于減小過程中，由楞次定律得 I 的方向?yàn)槟鏁r針，B 正確；前 2 s

11、 內(nèi),Enq= I = R =n_R = 0.01 C, C 正確；第 3 s 內(nèi)，B 不變，I = 0, D 錯誤。答案：ABC10.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的水平勻強(qiáng)磁場中，有兩根豎 直放置的平行金屬導(dǎo)軌，頂端用一電阻 R 相連，兩導(dǎo)軌所在的豎直平 面與磁場方向垂直。一根金屬棒 ab 以初速度 v0沿導(dǎo)軌豎直向上運(yùn)動， 到某一高度后又向下運(yùn)動返回到原出發(fā)點(diǎn)。整個過程中金屬棒與導(dǎo)軌 保持垂直且接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒間的摩擦及它們的電阻均可忽略 不計(jì)。則在金屬棒上行和下行的兩個過程中， 下列說法中正確的是（）（）-ir-XRXXBXXXXXXXJXXXXXXXXXXA .金屬棒回到出發(fā)點(diǎn)

12、時的速度 v 等于初速度 VoB.上行過程中通過 R 的電荷量等于下行過程中通過 R 的電荷量C .上行過程中 R 上產(chǎn)生的熱量大于下行過程中 R 上產(chǎn)生的熱量D .上行過程所用的時間小于下行過程所用的時間解析：金屬棒切割磁感線運(yùn)動，由右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定 律和安培力公式可知金屬棒上行和下行時的受力情況如圖所示。由能 量守恒定律可知，金屬棒在運(yùn)動過程中，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的焦 耳熱，故金屬棒回到出發(fā)點(diǎn)時的速度 v 小于初速度 v,選項(xiàng) A 錯誤； 設(shè)金屬棒上升的最大高度為 h,上行過程中金屬棒所受的安培力比下行 過程中的大，R 上產(chǎn)生的熱量等于金屬棒克服安培力做的功，由W=Fh 可知上

13、行過程中產(chǎn)生的熱量比下行過程中產(chǎn)生的熱量多，選項(xiàng) C 正確；由電荷量的定義、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可得，運(yùn)動過 程中轉(zhuǎn)移的電荷量，上行和下行過程中磁通量的變化相等，故 選項(xiàng) B 正確；由牛頓第二定律可知 a上a下，而上行和下行的位移大小相等，由位移公式 x=1at2可知，t上Vt下，選項(xiàng) D 正確BILJ|LPs/xL切 g答案：BCD二、實(shí)驗(yàn)題（每小題 5 分，共 10 分）11.學(xué)習(xí)了法拉第電磁感應(yīng)定律后，為了定量驗(yàn)證感應(yīng)電動勢E與時間&成反比，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置：線圈和光 電門固定在水平光滑軌道上，強(qiáng)磁鐵和擋光片固定在運(yùn)動的小車上；每當(dāng)小車在軌道上運(yùn)動經(jīng)過光

14、電門時，光電門會記錄下?lián)豕馄膿豕?時間&，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(yīng)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(yīng)電動勢 E 和擋光時間&。E/V0.1160.1360.170 0.1910.2150.2770.2920.329/103s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646(1)觀察和分析該實(shí)驗(yàn)裝置可看出，在實(shí)驗(yàn)中，每次測量的時間 & 內(nèi)，磁鐵相對線圈運(yùn)動的距離都 _ 傾“相同”或“不同”)，從而實(shí)現(xiàn)了控制_ 變。(2)_ 在得到上述表格

15、中的數(shù)據(jù)之后，為了驗(yàn)證 E 與&成反比，他們 想出兩種辦法來處理數(shù)據(jù)，第一種是計(jì)算法，即算出 _ 若該數(shù)據(jù)在誤差范圍內(nèi)基本相等，則驗(yàn)證了 E 與 At 成反比；第二種是作圖 法，即在直角坐標(biāo)系中作出 _ 系圖線，若圖線是基本過坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，則可驗(yàn)證 E 與A成反比。解析：( (1)每次測量的時間A內(nèi)，磁鐵相對于線圈運(yùn)動的距離都是擋光片的寬度，所以相同，這樣就使每次穿過線圈的磁通量的變化量相同。( (2)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有 E =門號言，所以 E 繪 n為定1 11值，說明 E 石，如坐標(biāo)軸的橫坐標(biāo)為，則 E 圖象是過原點(diǎn)的直 線，貝朋明 E 七。答案：(1)相同磁通量的變化

16、量(2)感應(yīng)電動勢 E 和擋光時間的乘積 感應(yīng)電動勢 E 與擋光時間的倒數(shù)12. 如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置(1) 將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整。(2) 如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)了一下，那么合上開關(guān)后進(jìn)行下述操作時可能出現(xiàn)的情況是：將通電線圈迅速 插入感應(yīng)線圈時，靈敏電流計(jì)指針將 _ 。通電線圈插入感應(yīng)線圈后，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動 時，靈敏電流計(jì)指針將 _ 。(3) 在實(shí)驗(yàn)時，如果感應(yīng)線圈兩端不接任何元件，則感應(yīng)線圈電路中將_ 。A .因電路不閉合，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但無感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動勢C .不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢的方向D

17、.可以用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢的方向(4)如圖所示，A、B 分別表示通電線圈和感應(yīng)線圈， 若感應(yīng)線圈 B 中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，可能是因?yàn)锳 .通電線圈中通入順時針方向的電流，且正從感應(yīng)線圈中取出B. 通電線圈中通入順時針方向的電流，且其中的鐵芯正被取出C. 通電線圈中通入順時針方向的電流， 且正將滑動變阻器的阻值 調(diào)小D .通電線圈中通入逆時針方向的電流，且正在斷開電源解析：( (1)連線如圖所示。(2) 根據(jù)穿過感應(yīng)線圈的磁通量的變化情況與靈敏電流計(jì)的指針偏 轉(zhuǎn)方向的關(guān)系進(jìn)行判斷，可得中靈敏電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)，中 靈敏電流計(jì)指針將向左偏轉(zhuǎn)。(3) 只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，就會

18、產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由 于電路不閉合，無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，且可以用楞次定律判 斷感應(yīng)電動勢的方向，選項(xiàng) B、D 正確。(4) 感應(yīng)線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，可根據(jù)楞次定律判斷通電線圈中通入電流的情況。如果通電線圈中的電流在減小( (或感應(yīng)線圈中的磁通量在減少) )，則通電線圈中通入的是順時針方向的電流；如 果通電線圈中的電流在增大( (或感應(yīng)線圈中的磁通量在增加) )，則通電線圈中通入的是逆時針方向的電流。故選項(xiàng) A、B 正確。答案：（1）見解析圖（2）向右偏轉(zhuǎn)向左偏轉(zhuǎn)（3）BD （4）AB三、計(jì)算題（共 50 分）13.如圖所示，一邊長為 0 2m 的正方形金屬框，質(zhì)量為 0.1

19、kg, 電阻為0.2Q，用細(xì)線把它懸掛在一個有界的磁場邊緣。金屬框的上半 部處于磁場內(nèi)，下半部處于磁場外，磁場隨時間均勻變化，其規(guī)律如 圖所示。已知細(xì)線所能承受的最大拉力 T = 2N，求從 t= 0 時刻起，經(jīng) 多長時間細(xì)線會被拉斷？（g 取 10 m/s2）解析：由圖可知磁場的變化規(guī)律為 B= 2t,線圈中產(chǎn)生的感生電動朋朋L 勢 E = 2X0.2X02 V = 0.04 V，感應(yīng)電流 I = R= 0.2 A.當(dāng)繩剛斷時有 T= mg+ BIL，代入數(shù)據(jù)，解得 t= 12.5 s。從開始到繩斷經(jīng)歷的時間 t= 12.5 s。答案：12.5 s14.如圖甲所示， 面積為 0.2 m2、

20、匝數(shù)為 100 匝的圓形線圈 A 處 在變化的磁場中，磁場方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時間 t 變化 的規(guī)律如圖乙所示。設(shè)垂直紙面向外為 B 的正方向，圖中線圈 A 上箭XXX頭所示方向?yàn)楦袘?yīng)電流 I 的正方向，Ri= 4Q,R2= 6Q,C= 30 ,線圈內(nèi)阻不計(jì)。求電容器充電時的電壓和 2 s 后電容器放電的電荷量。解析：由題意可知圓形線圈 A 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=nS=100X0.02X0.2 V=0.4 V4電容器充電時的電壓 UC=IR2= 0.04X6 V= 0.24 V2s 后電容器放電的電荷量Q= CUC= 30X10-6X0.24 C = 7.2X10-6C。答案：

21、0.24 V 7.2X10-6C15.如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌，間距 d= 0.2 m,在桌面上的部分是水平的，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.1 T、方向豎直向下的有界磁場中，電阻 R= 3Q,桌面高 H = 0.8 m,金屬桿 ab 質(zhì)量 m = 0.2 kg、電 阻 r=1Q,在導(dǎo)軌上距桌面 h= 0.2 m 高處由靜止釋放，落地點(diǎn)距桌面 左邊緣的水平距離 s= 0.4 m, g= 10 m/S2，求：八JJ10,02nnCq*PR21J-0.02B/T所以電路0.4= A = 0.04 ARi+ R24 + 6 r 甲解析：( (1)設(shè) ab 桿剛進(jìn)入磁場的瞬間速度為 V，由機(jī)械能守恒定律1 _得 mgh= 2mv2, v = 2gh= 2 m/s此時感應(yīng)電動勢 E= Bdv = 0.1X0.2X2 V = 0.04 VE0.04I = A = 0.01 AR+r 3+1(2)設(shè)金屬桿平拋運(yùn)動的初速度為 v ，則有由能量守恒定律有Q=mgh*mv2=(0.2x10 x0.