高中物理选修3-2第一章检测试卷.docx
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物理选修3-2第一章检测试卷
(时间:
90分钟 满分:
100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分)
1.2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球,预计在2020年将实施载人登月.假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断正确的是( )
A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无
B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场
C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场
D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某个平面内沿两个互相垂直的方向运动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零
2.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
3.如图1所示是研究通电自感实验的电路图,A1、A2是两个规格相同的小灯泡,闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头,使两个灯泡的亮度相同,调节滑动变阻器R1的滑动触头,使它们都正常发光,然后断开开关S.重新闭合开关S,则( )
A.闭合瞬间,A1立刻变亮,A2逐渐变亮
B.闭合瞬间,A1、A2均立刻变亮
C.稳定后,L和R两端的电势差一定相同
D.稳定后,A1和A2两端的电势差不相同
图1图2
4.如图2所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通以图示方向的恒定电流.释放导线框,它由实线位置下落到虚线位置未发生转动,在此过程中( )
A.导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B.导线框的磁通量为零时,感应电流也为零
C.导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D.导线框所受安培力的合力为零,做自由落体运动
5.如图3所示,质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面内自由下落,其上下两边始终保持水平,途中恰好匀速穿过一有理想边界、高亦为h的匀强磁场区域,线框在此过程中产生的内能为( )
A.mghB.2mghC.大于mgh而小于2mghD.大于2mgh
图3图4
6.如图4所示为几个有理想边界的磁场区域,相邻区域的磁感应强度B大小相等、方向相反,区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始,沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域,速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向,下列各图能正确反映线框中感应电流的是( )
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
7.如图5所示,一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内,通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定,导体棒与轨道垂直且接触良好.在向右匀速通过M、N两区的过程中,导体棒所受安培力分别用FM、FN表示。
不计轨道电阻,以下叙述正确的是( )
A.FM向右 B.FN向左
C.FM逐渐增大 D.FN逐渐增大
图5图6
8.一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s内磁感线垂直线圈平面向里,如图6甲所示.若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示,那么下列选项正确的是( )
A.第1s内线圈中感应电流的大小恒定
B.第2s内线圈中感应电流的大小恒定
C.第3s内线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D.第4s内线圈中感应电流的方向为逆时针方向
9.用一根横截面积为S、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r的圆环,ab为圆环的一条直径。
如图7所示,在ab的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率=k(k<0)。
则( )
A.圆环中产生逆时针方向的感应电流
B.圆环具有扩张的趋势
C.圆环中感应电流的大小为||
D.图中a、b两点间的电势差大小为Uab=|πkr2|
图7图8
10.如图8所示,竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R,金属杆ab质量为m,跨在平行导轨上,垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B,不计ab与导轨电阻及一切摩擦,且ab与导轨接触良好。
若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升,则以下说法正确的是( )
A.拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量
B.杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
C.电流所做的功等于重力势能的增加量
D.拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
三、填空题(本题共2小题,共9分)
11.(3分)如图9所示,半径为r的金属圆环绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时,在转动30°角的过程中,环中产生的平均感应电动势为________。
图9图10
12.(6分)把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出(如图10所示),第一次速度为v1,第二次速度为v2且v2=2v1,则两种情况下拉力做的功之比W1∶W2=________,拉力的功率之比P1∶P2=________,线圈中产生的热量之比Q1∶Q2=________。
四、计算题(本题共4小题,共47分)
13.(11分)如图11甲所示,截面积为0.2m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中.磁场方向垂直纸面,其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示,设向外为B的正方向。
R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,线圈的内阻不计,求电容器上极板所带电荷量并说明其正负。
图11
14.(11分)如图12所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=3Ω的电阻,一根电阻为1Ω的金属棒cd垂直地放在导轨上,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上.现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,则:
(1)金属棒达到的最大速度是多少?
(2)金属棒达到最大速度后,电阻上的发热功率为多大?
图12
15.(12分)如图13所示,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θ角固定放置,底端接一阻值为R的电阻,在轨道平面内有磁感应强度为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杆速度达到稳定后,撤去拉力F,最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端.已知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。
图13
16.(13分)某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图14所示.半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g取10m/s2)
(1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”?
(2)求此时铝块的速度大小;
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
图14
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- 高中物理 选修 第一章 检测 试卷