高中物理教科版2本册总复习总复习 章末综合测评

章末综合测评(一)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分．在每小题给出的4个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～9题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列实验或器件应用自感现象的是()【导学号：31310069】【解析】电磁感应实验是应用了法拉第电磁感应现象，故A错误；当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电．辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触．电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路，灯丝很快被电流加热，发射出大量电子，双金属片自动复位，两极断开，在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端，应用了自感现象，故B正确；电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；电磁灶是利用电磁感应原理制成的；产生热量的原因是利用交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生的涡流而将电磁能转化为内能，故D错误．【答案】B2.如图1所示，闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，若条形磁铁突然绕OO′轴N极向纸里、S极向纸外转动，在此过程中，圆环将()图1A．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动【解析】当条形磁铁的N极向纸内、S极向纸外转动时，通过闭合导线环的总的磁通量是向里增加的，根据楞次定律知，感应电流产生的磁场应向外，故感应电流的方向沿逆时针方向；再根据电磁驱动的原理知，导线环应与条形磁铁同向转动，即上端向里、下端向外随磁铁转动．【答案】A3．如图2所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合金属线框abcd共面，第一次将金属线框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属线框由位置Ⅰ翻转到位置Ⅱ，设两次通过金属线框截面的电荷量分别为q1和q2，则()图2【导学号：31310070】A．q1<q2 B．q1＝q2C．q1>q2 D．q1≠0，q2＝0【解析】本题疑难点是磁通量的正负问题．由法拉第电磁感应定律eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)、eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R)和q＝eq\x\to(I)Δt可得q＝neq\f(ΔΦ,R).设金属线框在位置Ⅰ时，通过金属线框的磁通量为正，且数值为Φ1，在位置Ⅱ时通过金属线框的磁通量数值为Φ2，第一次将金属线框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量为Φ1－Φ2，第二次将金属线框由位置Ⅰ翻转到位置Ⅱ，磁通量的变化量为Φ1＋Φ2，第二次磁通量变化大，通过的电荷量多，选项A正确．【答案】A4．如图3所示，半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)()图3A．I＝eq\f(Br2ω,R)，由c到d B．I＝eq\f(Br2ω,R)，由d到cC．I＝eq\f(Br2ω,2R)，由c到d D．I＝eq\f(Br2ω,2R)，由d到c【解析】本题疑难点是将金属圆盘在匀强磁场中的匀速转动等效成导体棒的转动切割．金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝eq\f(Br2ω,2)，由右手定则可知，其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流大小I＝eq\f(Br2ω,2R)，方向由d到c，选项D正确．【答案】D5．(2023·扬州高二期末)如图4所示，直角三角形导线框abc以速度v匀速进入匀强磁场区域，则此过程中导线框内感应电流随时间变化的规律为下列四个图像中的()图4【导学号：31310071】【解析】在ac段切割磁感线的过程中，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿abca.线框有效的切割长度均匀增大，由E＝BLv知感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大；在ab段也切割磁感线的过程中，由楞次定律判断可知，感应电流方向沿abca.线框有效的切割长度均匀减小，由E＝BLv知感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小．故A图正确．故选A.【答案】A6．(2023·全国卷Ⅱ)在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用．下列叙述符合史实的是()A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【解析】奥斯特发现了电流的磁效应，说明电和磁之间存在联系，选项A正确；安培总结了电流周围磁场方向，根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，选项B正确；法拉第在实验中观察到，在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，选项C错误；楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项D正确．【答案】ABD7．如图5，圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场，磁感应强度随时间变化如图，则下列说法正确的是()图5A．0～1s内线圈的磁通量不断增大B．第4s末的感应电动势为0C．0～1s内与2～4s内的感应电流相等D．0～1s内感应电流方向为顺时针【解析】根据B­t图中磁通量的变化率，由法拉第电磁感应定律：E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)，得出各段时间内的感应电动势的大小由图像的斜率决定．根据Φ＝BS可知，在0～1s内线圈的磁通量不断增大，故A正确；第4s末的感应电动势等于2～4s内的感应电动势，即为E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)，故B错误；根据公式E＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(ΔB·S,Δt)，在0～1s内与2～4s内的磁通量的变化率不同，所以感应电动势大小不同，则感应电流也不相等，故C错误；0～1s内，磁场垂直纸面向外，大小在增加，根据楞次定律可知感应电流方向为顺时针方向，故D正确．【答案】AD8．如图6所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时()图6A．穿过回路的磁通量为零B．回路中感应电动势大小为2BLv0C．回路中感应电流的方向为顺时针方向D．回路中ab边与cd边所受安培力方向相同【解析】当回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个相反方向的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，穿过回路的磁通量为零，选项A正确；ab、cd两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个边产生的感应电流的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小为2BLv0，选项B正确，选项C错误；根据左手定则可判断出回路中ab、cd两个边所受安培力的方向相同，选项D正确．【答案】ABD9．如图7甲所示，电阻不计且间距L＝1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场．现将质量m＝0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知金属杆ab进入磁场时的速度v0＝1m/s，下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图7乙所示，g取10m/s2，则()【导学号：31310072】图甲图乙图7A．匀强磁场的磁感应强度为2TB．金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/sC．金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为JD．金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C【解析】在金属杆ab进入磁场时，有mg－eq\f(B2L2v0,R)＝ma，由题图乙知，a＝－10m/s2，解得B＝2T，选项A正确；金属杆ab下落到m时做匀速运动，有eq\f(B2L2v,R)＝mg，解得v＝m/s，选项B错误；在金属杆ab下落m的过程中，根据能量守恒得，R上产生的热量为Q＝mgh－eq\f(1,2)mv2＝5J，选项C错误；金属杆ab进入磁场前下落的高度h′＝eq\f(v\o\al(2,0),2g)＝m，金属杆ab在磁场中下落的高度为h－h′＝m．通过R的电荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(BΔS,R)＝C，选项D正确．【答案】AD二、非选择题(本题共4小题，共46分)10．(8分)(2023·重庆高二期中)如图8是做探究电磁感应的产生条件原副线圈实验的器材及示意图．图8(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．(2)由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转Ⅰ________；Ⅱ________(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向________偏转．(“左”、“右”)【解析】(1)将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．(2)Ⅰ将开关闭合或断开，或Ⅱ将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转．(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．【答案】(1)见解析(2)将开关闭合(或者断开)；将螺线管A插入(或拔出)螺线管B(3)右11．(10分)导体棒的电阻R＝2Ω，质量m＝0.1kg，长L＝0.5m，导体棒MN架在光滑的金属框架上，金属框架与水平面的夹角为30°，如图9所示，它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直.1s后导体棒沿斜面向上滑行的距离是3m时，MN刚好获得稳定的速度，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为5V、1A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：【导学号：31310073】图9(1)导体棒能达到的稳定速度；(2)导体棒上产生的热量．【解析】(1)电动机的机械功率P＝UI－I2r＝4W导体棒在斜面上受力如图所示，导体棒在拉力F的作用下做加速度越来越小的加速运动，当导体棒达到稳定速度时，受力平衡，则mgsinα＋FA＝F即mgsinα＋eq\f(B2L2v,R)＝eq\f(P,v)解得v＝4m/s.(2)在导体棒上升的过程中能量守恒Pt＝mgssinα＋eq\f(1,2)mv2＋Q解得Q＝J.【答案】(1)4m/s(2)J12．(14分)(2023·绍兴高二月考)如图10所示，质量m＝0.016kg、长L＝0.5m，宽d＝0.1m，电阻R＝Ω的矩形线圈，从h1＝5m高处自由下落，进入一个匀强磁场，当线圈的下边刚进入磁场时，线圈恰好做匀速直线运动，已知线圈cd边通过磁场所用的时间t＝s.图10求：(1)磁场的磁感应强度B；(2)磁场区域的高度h2(g取10m/s2)．【解析】(1)安培力：F＝BId根据欧姆定律：I＝eq\f(E,R)根据法拉第电磁感应定律：E＝Bdv线圈刚好做匀速直线运动，根据平衡条件有：F＝mg线圈自由落体运动，根据动能定理：mgh＝eq\f(1,2)mv2解得：v＝eq\r(2gh1)＝eq\r(2×10×5)m/s＝10m/s联立以上各式得：B＝eq\r(\f(mgR,d2v))＝eq\r(\f×10×,×10))T＝T.(2)线圈的下边刚进入磁场到上边刚进入磁场的时间：t1＝eq\f(L,v)＝eq\f,10)s＝s之后线圈做加速度为g的匀加速度运动，直到线圈cd到达磁场下边界，这个过程用时：t2＝s－s＝s此段位移为：x2＝vt2＋eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10×＋\f(1,2)×10×)m＝m磁场区域的高度为：h2＝x2＋L＝m.【答案】(1)T(2)m13．(14分)如图11甲所示，边长L＝2.5m、质量m＝0.50kg的正方形金属线框，放在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合．在力F作用下由静止开始向左运动，在s内从磁场中拉出．测得金属线框中的电流随时间变化的图像如图乙所示．已知金属线框的总电阻R＝Ω.【导学号：31310074】甲乙图11(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中，线框中的感应电流的方向，并在图中标出；(2)t＝s时，金属线