【走向高考】2012年高考物理总复习第9章综合测试题

1、用心 爱心 专心 1 第九章综合测试题 本卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分满分 100 分，考试时间 90 分钟. 第I卷（选择题共 40 分） 一、选择题（共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项符合题目要求， 有些小题有多个选项符合题目要求， 全部选对的得 4 分，选 不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分） 1. 如图所示，A为一固定的导体圆环， 条形磁铁B从左侧无穷远处沿圆环轴线移向圆环, 穿过后移到右侧无穷远处如果磁铁的移动是匀速的，则 （ ） A. 磁铁移近时受到圆环的斥力，离开时受到圆环的引力 B. 磁铁在整

2、个运动过程中，圆环中电流方向不变 C. 磁铁的中心通过环面时，圆环中电流为零 D. 若 A 为一固定的超导体圆环，磁铁的中心通过超导体环面时，圆环中电流最大 答案ACD 解析磁铁与圆环之间发生相对运动时，感应电流产生的磁场力总是阻碍其相对运 动，即“来拒去留”，磁铁移近时受到圆环的斥力，离开时受到圆环的引力， A 项正确.磁 铁的整个运动过程中，原磁场方向不变， 磁场先变强，后变弱，产生的感应电流方向必定发 生变化，B 项不正确，磁铁的中心通过环面时，磁通量变化是零，圆环中电流为零， C 项正 确.若A为一固定的超导体圆环，在磁铁中心到达环面前，感应电动势的方向不变，产生的 感应电流与原来的感

3、应电流叠加增强， 电流不断增强，磁铁的中心通过超导体环面时， 圆环 中电流最大，D 项正确. 2. （2011 北京海淀模拟）如图所示，矩形导线框 abed与无限长通电直导线 MN在同一 平面内，直导线中的电流方向由 M到N,导线框的ab边与直导线平行.若直导线的电流增 大，导线框中将产生感应电流， 导线框会受到安培力的作用， 则以下关于导线框受到的安培 力的判断正确的是（ ） 用心 爱心 专心 2 A. 导线框有两条边所受安培力的方向相同 B. 导线框有两条边所受安培力的大小相同 C. 导线框所受的安培力的合力向左 D. 导线框所受的安培力的合力向右 答案BD 解析本题考查电磁感应及安培力.

4、导线框 abed处于通电直导线 MNfe流的磁场中， 由右手定则可得导线框 abed处于垂直于纸面向里的磁场中，当电流增加时，导线框中的磁 通量增强，由楞次定律可得感应电流产生的磁场应垂直于平面向外，所以导线框 abed的感 应电流为逆时针方向，be边与ad边，ab边与ed边电流方向相反，由左手定则可得： ab边 安培力水平向左，大小为Fab, ed边安培力水平向左，大小为Fed,由于ab边离导线MN较近， 磁感应强度大，可得 FabFed ； be边与ad边上的安培力方向分别竖直向下和竖直向上，由于 这两边磁感线疏密情况相同， 这两边的安培力平衡， 可得导线框整体所受的合力方向水平向 右，B

5、 D 正确，A C 错误. 3. （2011 温州模拟）如图所示，E为电池，L是直流电阻可忽略不计、自感系数足够大 的线圈，D、D2是两个完全相同的灯泡， S 是控制电路的开关对于这个电路，下列说法正 确的是（ ） A. 刚闭合 S 的瞬间，灯泡 D、D2的亮度相同 B. 刚闭合 S 的瞬间，灯泡 D2比灯泡 D 亮 C. 闭合 S,待电路达到稳定后， D 熄灭，D2比 S 刚闭合时亮 D. 闭合 S,待电路达到稳定后，再将 S 断开，D2立即熄灭，D 先更亮后逐渐变暗. 答案ACD 解析因为是直流电阻可忽略不计、 自感系数足够大的线圈，冈悯合 S 的瞬间，灯泡 D、D2串联，亮度相同，选项

6、A 对，B 错；闭合 S 待电路达到稳定后，灯泡 D 被L短路，电 路中电流更大，D2比 S 刚闭合时亮，选项 C 正确；而如要闭合 S,待电路达到稳定后，再将 S 断开，D2立即熄灭，由于有 L作用，D 先比 S 刚闭合时亮，后逐渐变暗，选项 D 正确. 4. （2011 潍坊模拟）如图所示，实线圆环A、B是光滑绝缘水平面内两个固定的同心超 导环，两环分别通上大小相等的电流后， 在环间环形区域内产生了相同方向的磁场， 在这个 磁场的共同“束缚”下， 带电离子沿图中虚线做顺时针方向的圆周运动. 已知A环中电流沿 顺时针方向.则（ ） 用心 爱心 专心 3 A. B环中电流沿顺时针方向 B. B

7、 环中电流沿逆时针方向 C. 带电离子带正电 D. 带电离子带负电 答案BD 解析因为在AB环间环形区域内产生了相同方向的磁场，而 A环中电流沿顺时针方 向，可以判断 B环中电流应为逆时针方向，选项 A 错，B 对.同时可判断 AB环间环形区域 内磁场为垂直纸面向里， 一带电粒子做顺时针方向的圆周运动， 洛伦兹力指向圆心方向， 可 判断该粒子带负电，选项 C 错，D 正确. 5. 如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出， Q的输出 端a、b和MN勺输入端c、d之间用导线相连，P是在MN勺正下方水平放置的用细导线绕制 的软弹簧线圈.若在 Q所处的空间加上与环面垂直的变

8、化磁场，发现在 tl至t2时间段内弹 簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是 （ ） 答案D 解析在tl至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通 量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大， 则螺线管中电流变大， 单匝金属线圈 Q产生 的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即 B-1图线的斜率变大，选项 D 正确. 6. 如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内， 有一位于纸面内、 电阻均匀的正 A B D 用心 爱心 专心 4 方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以 Vo、3vo速度匀速拉出磁场，则导体框从两 个方向移出磁场

9、的过程中（ ） A. 导体框中产生的感应电流方向相同 B. 导体框中产生的焦耳热相同用心 爱心 专心 5 C. 导体框 ab 边两端电势差相同 D. 通过导体框截面的电量相同 答案AD 解析由楞次定律可知导体框中产生的感应电流方向相同， A 正确；由电磁感应定 BLv 2L BL3v 律可得 Q= = ,因此导体框中产生的焦耳热不同， 故 B 错误；两种情况下电源 4Rv 4R 的电动势不相同，导体框ab边两端电势差不同，C 错误；由q = 知，通过导体框截面的 电量与速度无关，D 正确. 7. 如图所示是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图. 将铜盘放在磁场中， 让 磁感线垂直穿过铜盘

10、；图中 a、b导线与铜盘的中轴线处在同一平面内；转动铜盘，就可以 使闭合电路获得电流.若图中铜盘半径为 L,匀强磁场的磁感应强度为 B,回路总电阻为 R 从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为 3.则下列说法正确的是（ ） A. 回路中有大小和方向做周期性变化的电流 C. 回路中电流方向不变，且从 b 导线流进灯泡，再从 a 导线流向旋转的铜盘 D. 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正弦规律变化的磁场，不转动铜盘，灯泡 中也会有电流流过 答案BC 解析铜盘在转动的过程中产生恒定的电流 1= BR，A 项错 B 项对；由右手定则可 知铜盘在转动的过程中产生恒定的电流从 b导线流进灯泡，再从

11、a流向旋转的铜盘，C 项正 确；若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的按正规律变化的磁场， 不转动铜盘时闭合回路磁 通量不发生变化，灯泡中没有电流流过， D 项错误. 8. 如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻 R,匀强磁场B竖直向下分布在 导轨所在的空间内，质量一定的金属棒 PQ垂直导轨放置今使棒以一定的初速度 vo向右运 动，当其通过位置 a、b时，速率分别为 va、vb，到位置c时棒刚好静止，设导轨与棒的电 阻均不计，a到b与b到c的间距相等，则金属棒在由a到b和由b到c的两个过程中（ ） B.回路中电流大小恒定，且等于 BL2 用心 爱心 专心 6 A. 回路中产生的内能不相等

12、B. 棒运动的加速度相等 C. 安培力做功相等 D. 通过棒横截面积的电量相等 答案AD 解析棒由a到b再到c过程中，速度逐渐减小.根据E= Blv , E减小，故I减小.再 根据F= BIl，安培力减小，根据 F= ma加速度减小，B 错误.由于ab、be间距相等，故 从a到b安培力做的功大于从 b到e安培力做功，故 A 正确，C 错误.再根据平均感应电动 B A S BA S , . 势 E =-= , I = = I A t 得 q= ，故 D 正确. A t A t R R 9. (2011 济南模拟)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图甲所示为电吉 他拾音器的原理图，在金属弦

13、的下方有一个连接到放大器的螺线管. 一条形磁铁固定在管内， 当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流， 经一系列转化后可将电信号转为声信号. 若 由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示， 则对应感应电流的变化为 ( ) 答案B 解析由法拉第电磁感应定律可知， E= nA，即磁通量变化率越大，感应电动势、 感应电流也就越大.分析螺线管内的磁通量随时间的变化关系图线可知, 的感应电流越大，斜率为零，感应电流也为零，对比各选项可知，选项 B 正确. 图线斜率越大产生 用心 爱心 专心 7 10. 如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈, 始同时释放，三个线圈都是相同的金

14、属材料制成的边长一样的正方形, B C线圈闭合，但 B线圈的导线比 C线圈的粗，贝 U ( ) 囚 0 迢 从相同的高度由静止开 A线圈有一个缺口, 用心 爱心 专心 8 第n卷（非选择题共 60 分） 二、填空题（共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分.把答案直接填在横线上 ） 11. （6 分）一个面积S= 4X 10 2吊吊，匝数n= 100 匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向 垂直平面，磁感应强度的大小随时间变化规律如图所示， 在开始 2 秒内穿过线圈的磁通量的 变化率等于 _ ，在第 3 秒末感应电动势大小为 _ 答案0.08Wb/s 8V 解析由图象可得，在开始 2 秒内十B=

15、 2T/s，则十f = 普丄 0.08Wb/s ;在第 3 秒 A. 三个线圈同时落地 B. A 线圈最先落地 C. A 线圈最后落地 D. B、C线圈同时落地 答案BD 解析由于A线圈上有缺口， A中不产生感应电流，不受安培力的阻碍作用，所以 A 线圈先落地，B 正确. B C线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足: BL2V 4L =ma ir p 密L S R= p 电-S mr 所以 4p BLSV 密 LSg = 4 p 密 LSa 4p, BV , 4p 密 g = 4 p 密 a 4 p a= g 16p密p电由于B C线圈起始下落高度相同，材料相同，所以 a相同，进入

16、相 同的磁场，B、C线圈同时落地, D选项正确. 末E= n =8V. 用心 爱心 专心 9 12. （6 分）如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，有半径为 r的光滑圆形导体框 架，0C为一能绕0在框架上滑动的导体棒， Oa之间连一个电阻 R导体框架与导体电阻均 不计，若要使OC能以角速度3匀速转动，则外力做功的功率是 _ .用心 爱心 专心 10 13. （6 分）（2011 北京东城模拟）如图所示，某空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场， 分布在半径为a的圆柱形区域内，两个材料、粗细（远小于线圈半径）均相同的单匝线圈， 半 径分别为1和2，且r 1ar2，线圈的圆心都处于磁场的中心轴线上

17、.若磁场的磁感应强度 B随时间均匀减弱， 已知 B tk磁场由B均匀减到零的过程中，通过两个线圈导线横截面的电荷量之比为 2 2 a a 2 2 1 2 解析由法拉第电磁感应定律E= =晋 S,半径分别为1和2的两线圈中感应 答 B2L4W 2 4R 解 1 由 E= BLx 2 L及戸外=P电=首可解得: P外= B2L4 2 4R 答 E 电动势之比为E- 匕 Sa E s;=r 由 q=1 t=R t =* t = ，通过线圈1的电荷量q1 R B R- n a2.通过线圈2的电荷量q2= =4B n2,又根据电阻定律知线圈 用心 爱心 专心 11 R l 1 r 1 和2的电阻比盲丁荷

18、磁场由B均匀减到零的过程中，通过两个线圈导线横截面的电荷量 2 之比为 9 =-. q2 1 2 三、论述计算题（共 4 小题，共 42 分.解答应写出必要的文字说明、 方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 ） 14. （10 分）如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝 线悬挂在竖直平面内处于静止状态， 已知金属圈的质量为 m半径为，导线的电阻率为 P, 截面积为 S.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间t的变化满足B= kt（k为常量），如图乙所示.金属圈下半部分在磁场

19、外.若丝线所用心 爱心 专心 12 能承受最大拉力 FTm= 2mg求：从t = 0 时刻起，经过多长时间丝线会被拉断? 2mgp 又 F= 2Blr 金属圈中的感应电流I=R 由法拉第电磁感应定律得 2 匚 A B n r =TT， At =A 2 金属圈的电阻F= p誓 又 B= kt , FTm= 2mg 由以上各式求得t= U 形金属导轨 MNN M水平的固定在竖直向上的匀强磁 场中，磁感应强度为 B,导轨的宽度为L,其长度足够长， M、M之间接有一个阻值为 R的 电阻，其余部分电阻不计一质量为 m电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上，并与 导轨接触良好，给棒施加一个水平向右的瞬间作

20、用力.棒就沿轨道以初速度 行.求: (1) 开始运动时，棒中的瞬时电流 i和棒两端的瞬时电压 u分别为多大？ 当棒的速度由V0减小到V0/10 的过程中，棒中产生的焦耳热 Q是多少? 答案紫2BL4090mV 解析(1)开始运动时，棒中的感应电动势： E= BLV0 一 E BLV0 解析设金属圈受重力 mg 拉力FT和安培力F的作用处于静止状态，则 FT= m叶F, 15. (10 分)如图所示，光滑的 Vo开始向右滑 甲 乙 用心 爱心 专心 13 棒中的瞬时电流：i =用心 爱心 专心 14 R 1 棒两端的瞬时电压：u= E= -BLv, R 2 1 2 1 1 2 99 2 （2）由

21、能量守恒定律知，闭合电路在此过程产生的焦耳热： Q,m、= -mw-= 200mw 1 99 2 棒中产生的焦耳热为： Q= 2总=400mv 16. （11 分）如图所示，为某一装置的俯视图， PQ MN为竖直放置的很长的平行金属薄 板，两板间有匀强磁场，磁感应强度大小为 B,方向竖直向下，金属棒 AB搁置在两板上缘， 并与两板垂直良好接触，现有质量为 m带电荷量为q,其重力不计的粒子，以初速度 vo水 平向左射入两板间，问： （1） 金属棒 AB应朝什么方向运动， 以多大的速度运动， 可以使带电粒子做匀速直线运 动？ （2） 若金属棒运动突然停止，带电粒子在磁场中继续运动，从这时刻开始位移

22、第一次达 到到器器时的时间间隔是多少？（磁场区域足够大） 答案左vo3nm 解析（1）设电荷为正电荷，电荷做匀速直线运动，则两板间的电场力和洛伦兹力平 衡，则AB应向左匀速运动，设其速度为 V,则有：U= BLv, L为两板间距 依题意：qE= qvoB, E=学，解得 若为负电荷，上述结论不变. （2） AB突然停止运动，两板间电场消失，电荷在 B中匀速圆周运动，依题意，由几何关 系可知，电荷轨迹圆弧所对圆心角为 60, 17. （11 分）（2011 郑州模拟）相距L= 1.5m 的足够长金属导轨竖直放置，质量为 m = 1kg 的金属棒ab和质量为m= 0.27kg 的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨 上，如图（a）所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁 场磁感应强度大小相同. ab棒光滑，cd棒与导轨间的动摩擦因数为 卩=0.75，两棒总电阻 则: T_ n m 6= 3qB X a sc x ft X M -沖 用心 爱心 专心 15 为 1.8 Q ,导轨电阻不计.ab棒在方向竖直向上，大小按图 （b）所示规律变化的外力 F作用 下，从静止开始，沿导轨匀加速运动，同时 cd