2020屆高考物理總復(fù)習(xí)第十三單元電磁感應(yīng)單元滾動(dòng)檢測(cè)教師用書.docx

電磁感應(yīng)單元滾動(dòng)檢測(cè)一、選擇題1.(2018湖北荊州二模)如圖甲所示,一固定的矩形導(dǎo)體線圈abcd豎直放置,線圈的兩端M、N接一理想電壓表,線圈內(nèi)有一垂直紙面向外的均勻分布的磁場(chǎng),線圈中的磁通量按圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是()。A.測(cè)電壓時(shí)電壓表“+”接線柱應(yīng)接M端B.M端的電勢(shì)高于N端的電勢(shì)C.在00.4 s時(shí)間內(nèi)磁通量的變化量為0.3 WbD.電壓表示數(shù)為0.25 V【解析】由楞次定律判定,感應(yīng)電流的方向沿順時(shí)針方向,線圈相當(dāng)于電源,而電源中電流由低電勢(shì)流向高電勢(shì),故N端的電勢(shì)高于M端電勢(shì),N端應(yīng)該與電壓表的“+”接線柱連接,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖乙可知,00.4s內(nèi)磁通量的變化量為0.1Wb,C項(xiàng)錯(cuò)誤;磁通量的變化率t=0.25Wb/s=0.25V,則電壓表示數(shù)為0.25V,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿2.(2018湖北武漢二模)(多選)如圖所示電路中,燈泡A、B的規(guī)格相同,電感線圈L的自感系數(shù)足夠大且電阻可忽略,電容器的電容為C,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r。下列關(guān)于此電路的說法中正確的是()。A.S閉合電路穩(wěn)定后,電容器的帶電荷量為CEB.S閉合后的瞬間,B先亮,A逐漸變亮,最后A、B一樣亮C.S斷開后的瞬間,通過燈泡A的電流方向向下D.S斷開后的瞬間,燈泡B慢慢熄滅【解析】當(dāng)電路穩(wěn)定后,電容器與燈泡并聯(lián),其電壓低于電源電動(dòng)勢(shì)E,因此電容器的電荷量小于CE,A項(xiàng)錯(cuò)誤。閉合S時(shí),電源的電壓同時(shí)加到兩燈上,A、B同時(shí)亮,隨著L中電流增大,由于線圈L的直流電阻可忽略不計(jì),分流作用增大,A逐漸被短路直到熄滅,外電路總電阻減小,總電流增大,B變亮,B項(xiàng)錯(cuò)誤。斷開S的瞬間,線圈中電流要減小,則出現(xiàn)自感電動(dòng)勢(shì),通過燈泡A的電流方向向下,C項(xiàng)正確。斷開S的瞬間,電容器也要放電,則燈泡B慢慢熄滅,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾D甲3.(2019江西上饒監(jiān)測(cè))如圖甲所示,有一等腰直角三角形的區(qū)域,其斜邊長(zhǎng)為2L,高為L(zhǎng)。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場(chǎng),左側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd,從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域。取沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?則下列表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標(biāo)x變化的圖象正確的是()。乙【解析】當(dāng)bc邊進(jìn)入左邊磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線時(shí),根據(jù)右手定則,線框中產(chǎn)生沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,其切割磁感線的有效長(zhǎng)度從零逐漸增大至L;當(dāng)bc邊進(jìn)入右邊磁場(chǎng)區(qū)域時(shí),ad邊開始進(jìn)入左邊磁場(chǎng)區(qū)域,根據(jù)右手定則,線框中產(chǎn)生沿逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,此時(shí)電動(dòng)勢(shì)E=B(de+cf)v,由幾何知識(shí)可知,線框運(yùn)動(dòng)時(shí),切割磁感線的有效長(zhǎng)度de與cf之和等于L,是恒定的,因此這段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流也是定值,當(dāng)bc邊出磁場(chǎng)區(qū)域后ad邊開始進(jìn)入右邊磁場(chǎng)區(qū)域切割磁感線,根據(jù)右手定則,線框中產(chǎn)生沿順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,且有效長(zhǎng)度從L開始逐漸減小至零,綜上所述,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿4.(2018廣西桂林10月考試)(多選)如圖所示,平行金屬軌道寬度為d,一部分軌道水平,左端接電阻R,傾斜部分與水平面的夾角為,且置于垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為d的導(dǎo)體棒從導(dǎo)軌頂端由靜止釋放,直至滑到水平部分(導(dǎo)體棒下滑到水平部分之前已經(jīng)勻速,滑動(dòng)過程與導(dǎo)軌保持良好接觸,重力加速度為g)。不計(jì)一切摩擦阻力,導(dǎo)體棒接入回路的電阻為r,則整個(gè)下滑過程中()。A.導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為mg(R+r)sinB2d2B.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒兩端的電壓為mg(R+r)sinBdC.導(dǎo)體棒下滑距離為s時(shí),通過R的總電荷量為BsdR+rD.重力和安培力對(duì)導(dǎo)體棒所做的功大于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能【解析】導(dǎo)體棒下滑過程中受到重力沿斜面向下的分力和沿斜面向上的安培力,當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有mgsin=BId,根據(jù)歐姆定律可得I=ER+r,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得E=Bdv,聯(lián)立解得v=mg(R+r)B2d2sin,E=Bdv=mg(R+r)Bdsin,故導(dǎo)體棒兩端的電壓U=REr+R=mgRBdsin,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=t=BSt=Bdst,故q=It=ER+rt=BsdR+r,根據(jù)動(dòng)能定理可得重力和安培力對(duì)導(dǎo)體棒所做的功等于導(dǎo)體棒獲得的動(dòng)能,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】AC甲5.(2018陜西延安9月月考)(多選)如圖甲所示,水平地面上豎直固定著一個(gè)光滑的圓環(huán),一個(gè)質(zhì)量為m的小球套在環(huán)上,圓環(huán)最高點(diǎn)有一小孔,細(xì)線一端被人牽著,另一端穿過小孔與小球相連,使球靜止于A處,此時(shí)細(xì)線與豎直方向成角,重力加速度為g,則下列說法正確的是()。A.球在A處時(shí),球?qū)?xì)線的拉力大小為2mgsin B.球在A處時(shí),球?qū)A環(huán)的壓力大小為mgC.將球由A處緩慢地拉至B處的過程中,球?qū)?xì)線的拉力變小D.將球由A處緩慢地拉至B處的過程中,球?qū)A環(huán)的壓力不變【解析】如圖乙所示,根據(jù)平衡條件,小球受到的重力G與環(huán)對(duì)球的支持力FN的合力F和細(xì)線對(duì)球的拉力T等大、反向、共線,根據(jù)幾何知識(shí)可知POA與AGF相似,所以POG=OAFN=PAT,由于PO=OA且不變,所以FN=G,根據(jù)牛頓第三定律可知B、D兩項(xiàng)正確;由余弦定理得T=G2+FN-2GFNcos(-2)=G2+2cos2=2mgcos,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在拉動(dòng)的過程中,PA長(zhǎng)度減小,所以細(xì)線拉力T減小,根據(jù)牛頓第三定律可知C項(xiàng)正確。乙【答案】BCD6.(2018吉林長(zhǎng)春11月監(jiān)測(cè))如圖所示電路中,電源E內(nèi)阻為r,R3為定值電阻,R1、R2為滑動(dòng)變阻器,A、B為電容器兩個(gè)水平放置的極板。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片處于圖示位置時(shí),A、B兩板間的帶電油滴靜止不動(dòng)。下列說法中正確的是()。A.把R2的滑片向右緩慢移動(dòng)時(shí),油滴向下運(yùn)動(dòng)B.把R1的滑片向右緩慢移動(dòng)時(shí),油滴向上運(yùn)動(dòng)C.緩慢增大極板A、B間的距離,油滴靜止不動(dòng)D.緩慢減小極板A、B的正對(duì)面積,油滴向上運(yùn)動(dòng)【解析】當(dāng)僅把R2的滑片向右緩慢移動(dòng)時(shí),兩極板間的電壓不變,由E電=Ud可知,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,即油滴靜止不動(dòng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;R1的滑片向右緩慢移動(dòng)時(shí)R1的阻值變大,R1與R3串聯(lián)的總電阻變大,故電路中的總電流變小,路端電壓變大,電容器兩板間電壓增大,由E電=Ud可知,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,所以油滴受到的電場(chǎng)力增大,故油滴會(huì)向上運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確;當(dāng)緩慢增大極板A、B間的距離時(shí),因?yàn)榘彘g電壓不變,由E電=Ud可知,極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小,油滴向下運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)兩極板A、B間的正對(duì)面積緩慢減小時(shí),由C=rS4kd,可知電容器電容減小,但極板間電壓不變,由E電=Ud可知,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,故油滴仍靜止在原處,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】B二、非選擇題7.(2018四川綿陽一模)某實(shí)驗(yàn)小組分析了下面兩個(gè)問題后,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了驗(yàn)證。(1)如圖甲所示,當(dāng)交變電源的電壓有效值為220 V,頻率為50 Hz時(shí),三只電燈的亮度相同;當(dāng)僅將交流電源的頻率改為100 Hz時(shí),各燈亮度變化情況是:a燈,b燈,c燈。(2)如圖乙所示,A、B、C為三個(gè)相同的燈泡,a、b、c為與之串聯(lián)的三個(gè)元件,E1為直流電源,E2為交流電源。當(dāng)開關(guān)S接“1”時(shí),A、B兩燈均正常發(fā)光,C燈不亮;當(dāng)開關(guān)S接“2”時(shí),A燈仍正常發(fā)光,B燈變暗,C燈正常發(fā)光。由此可知,a元件是,b元件是,c元件是。(3)“研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的實(shí)驗(yàn)電路如圖丙所示。實(shí)驗(yàn)表明:當(dāng)穿過閉合電路的發(fā)生變化時(shí),閉合電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生。在閉合開關(guān)S前,滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于(選填“a”或“b”)端。開關(guān)S閉合后還有多種方法能使線圈C中產(chǎn)生感應(yīng)電流,寫出其中的一種方法:?！窘馕觥?1)當(dāng)頻率升高時(shí),電容器的容抗變小,線圈的感抗變大,電阻器的電阻不變,故a燈變亮,b燈變暗,c燈不變。(2)接“1”通直流時(shí),燈C不亮,說明c處為電容器,直流不能通過;接“2”通交流時(shí),B燈變暗,說明b處為電感,電感對(duì)交流有阻礙作用;接“1”“2”時(shí),A燈均正常發(fā)光,說明a處為電阻,電阻大小與交流電頻率無關(guān)。(3)只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?！敬鸢浮?1)變亮變暗不變(2)電阻電感電容器(3)磁通量a移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片(線圈A在線圈C中拔出或插入、斷開開關(guān)等)8.(2018江西景德鎮(zhèn)9月月考)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,小明同學(xué)利用傳感器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):如圖甲所示,將質(zhì)量為m、直徑為d的金屬小球在一定高度h由靜止釋放,小球正下方固定一臺(tái)紅外線計(jì)時(shí)器,能自動(dòng)記錄小球擋住紅外線的時(shí)間t,改變小球下落高度h,進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑d=mm。(2)為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒,應(yīng)作下列哪一個(gè)圖象?。A.h-t圖象B.h-1t圖象C.h-t2圖象D.h-1t2圖象(3)經(jīng)正確的實(shí)驗(yàn)操作,小明發(fā)現(xiàn)小球動(dòng)能的增加量12mv2總是稍小于重力勢(shì)能的減少量mgh,你認(rèn)為增加釋放高度h后,兩者的差值會(huì)增大(選填“增大”“縮小”或“不變”)。【解析】(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)小球的直徑d=18.0mm+0.01mm30.5=18.305mm。(2)要驗(yàn)證的關(guān)系式是mgh=12mv2=12mdt2,即h=d22g1t2,則為直觀判斷小球下落過程中機(jī)械能是否守恒,應(yīng)作h-1t2圖象,故選D項(xiàng)。(3)由于下落過程中受空氣阻力的作用,小球動(dòng)能的增加量總是稍小于重力勢(shì)能的減小量,則增加釋放的高度后,空氣阻力做功會(huì)增加,兩者的差值會(huì)增大?！敬鸢浮?1)18.305(2)D(3)增大9.(2018安徽阜陽一模)如圖所示,一無限長(zhǎng)的光滑金屬平行導(dǎo)軌置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面,導(dǎo)軌平面豎直且與地面絕緣,導(dǎo)軌上M、N間接一電阻R,P、Q端接一對(duì)沿水平方向的平行金屬板,導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上,始終與導(dǎo)軌接觸良好,其電阻為3R,導(dǎo)軌電阻不計(jì),棒長(zhǎng)為L(zhǎng),平行金屬板間距為d。導(dǎo)體棒通過定滑輪在一物塊拉動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定后棒做勻速運(yùn)動(dòng),不計(jì)一切摩擦阻力。此時(shí)有一帶電荷量為q的液滴恰能在兩板間做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),且速率為v。求:(1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度v棒。(2)物塊的質(zhì)量m?！窘馕觥?1)設(shè)平行金屬板間電壓為U,液滴質(zhì)量為m,在平行金屬板間做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力與電場(chǎng)力必定平衡,則有qUd=mg帶電粒子由洛倫茲力提供向心力,有qvB=mv2r根據(jù)電路知識(shí)有U=RR+3RE又E=BLv棒聯(lián)立解得v棒=4gdrvL。(2)棒中電流I=UR導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),細(xì)線拉力與安培力平衡,則有F=BIL而細(xì)線拉力大小等于物塊的重力,即F=mg聯(lián)立解得m=drLB2vR。【答案】(1)4gdrvL(2)drLB2vR10.(2018山東五校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量M=4 kg的滑板B靜止放在光滑水平面上,滑板右端固定一根輕質(zhì)彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5 m,可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊A的質(zhì)量m=1 kg,原來靜止于滑板的左端,滑板與木塊A間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2?；錌受水平向左的恒力F=14 N作用時(shí)間t后撤去F,這時(shí)木塊A恰好到達(dá)彈簧自由端C處,此后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大壓縮量s=5 cm。重力加速度g取10 m/s2。求:(1)水平恒力F的作用時(shí)間t。(2)木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能。(3)當(dāng)木塊A脫離彈簧且系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量?！窘馕觥?1)木塊A和滑板B均向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可得aA=mgmaB=F-mgM根據(jù)題意有sB-sA=L即12aBt2-12aAt2=L聯(lián)立解得t=1s。(2)1s末木塊A和滑板B的速度分別為vA=aAtvB=aBt當(dāng)木塊A和滑板B的速度相同時(shí),彈簧壓縮量最