【走向高考】2016屆高三物理人教版一輪復習習題：綜合測試題9

1、第九章綜合測試題本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第16題只有一項符合題目要求，第710題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。)1(2014·大綱全國)很多相同的絕緣銅圓環(huán)沿豎直方向疊放，形成一很長的豎直圓筒。一條形磁鐵沿圓筒的中心軸豎直放置，其下端與圓筒上端開口平齊。讓條形磁鐵從靜止開始下落。條形磁鐵在圓筒中的運動速率()A均勻增大B先增大，后減小C逐漸增大，趨于不變D先增大，再減小，最后不變答案C解析本題考

2、查電磁感應現(xiàn)象中的力學問題。解題關鍵要明確合力的變化，磁鐵運動過程中受到重力和磁場力，mgF磁ma，隨速度的增大，F(xiàn)磁增大，a減小，最后速度趨于不變，C正確，本題定性考查了磁場力的變化問題，要注意過程分析。2(2015·江西上繞聯(lián)考)如圖所示，線圈兩端與電阻和電容器相連構(gòu)成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下。在將磁鐵的S極插入線圈的過程中()A通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥C電容器的B極板帶正電，線圈與磁鐵相互吸引D電容器的B極板帶負電，線圈與磁鐵相互排斥答案B解析由楞次定律可知，在將

3、磁鐵的S極插入線圈的過程中，線圈中產(chǎn)生的感應電流形成的磁場阻礙磁鐵的插入，通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥，選項B項正確，A、C錯誤；電容器的B極板帶正電，選項D錯誤。3(2014·廣東肇慶一模)如圖所示，水平放置的平行金屬導軌MN和PQ之間接有定值電阻R，導體棒ab長為L且與導軌接觸良好，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，現(xiàn)使導體棒ab勻速向右運動，下列說法正確的是()A導體棒ab兩端的感應電動勢越來越小B導體棒ab中的感應電流方向是abC導體棒ab所受安培力方向水平向右D導體棒ab所受合力做功為零答案D解析ab棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的大小EBLv，由于棒

4、勻速運動，v不變，又因為B、L不變，所以棒ab產(chǎn)生的感應電動勢不變，A錯誤；根據(jù)右手定則可知，ab棒中的電流方向從b到a，B錯誤；根據(jù)左手定則判斷知，棒ab所受安培力方向向左，C錯誤；棒ab做勻速運動，動能不變，根據(jù)動能定理可知合力做功為零，D正確。4(2014·山西忻州四校聯(lián)考)如圖所示，勻強磁場的方向垂直紙面，規(guī)定向里的方向為正，在磁場中有一細金屬圓環(huán)，線圈平面位于紙面內(nèi)，現(xiàn)令磁感應強度B隨時間t變化，先按圖所示的Oa圖線變化，后來又按bc和cd變化，令E1、E2、E3分別表示這三段變化過程中感應電動勢的大小，I1、I2、I3分別表示對應的感應電流，則下列正確的是()AE1E2，

5、I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向BE1E2，I1沿順時針方向，I2沿逆時針方向CE2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向DE2E3，I2沿逆時針方向，I3沿順時針方向答案A解析根據(jù)ES，所以Bt線的斜率大小反映電動勢大小，根據(jù)比較圖線的斜率大小可看出E1<E2E3，根據(jù)楞次定律可判斷，I1沿逆時針方向，I2沿順時針方向，I3沿順時針方向，選項A正確。5如圖所示，金屬棒ab置于水平放置的U形光滑導軌上，在ef右側(cè)存在有界勻強磁場B，磁場方向垂直導軌平面向下，在ef左側(cè)的無磁場區(qū)域cdef內(nèi)有一半徑很小的金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導軌在同一平面內(nèi)。當金屬棒ab在水平恒力F作用下從磁場左邊界ef

6、處由靜止開始向右運動后，下列有關圓環(huán)的說法正確的是()A圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應電流，圓環(huán)有收縮的趨勢B圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變大的感應電流，圓環(huán)有擴張的趨勢C圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應電流，圓環(huán)有收縮的趨勢D圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生變小的感應電流，圓環(huán)有擴張的趨勢答案C解析根據(jù)右手定則，當金屬棒ab在恒力F的作用下向右運動時，abdc回路中會產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，則在圓環(huán)處產(chǎn)生垂直于紙面向外的磁場，隨著金屬棒向右加速運動，abdc回路中的感應電流逐漸增大，穿過圓環(huán)的磁通量也逐漸增大，依據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)將有收縮的趨勢以阻礙圓環(huán)磁通量的增大；abdc回路中的感應電流IBlv/R，感應電流的變化率，又由于金屬棒向右運動的加速

7、度a減小，所以感應電流的變化率減小，圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化率減小，所以在圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流不斷減小，選項C正確。6(2014·浙江杭州一模)如圖，一有界區(qū)域內(nèi)，存在著磁感應強度大小均為B，方向分別垂直于光滑水平桌面向下和向上的勻強磁場，磁場寬度均為L?，F(xiàn)有一邊長為L的正方形線框abcd，在外力作用下，保持ac垂直磁場邊緣，并以沿x軸正方向的速度水平勻速地通過磁場區(qū)域，若以逆時針方向為電流正方向，下圖中能反映線框中感應電流變化規(guī)律的圖是()答案C解析在0時間內(nèi)，線框右邊開始進入磁場時，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正值；線框有效切割長度均勻增大，由EBLv可知，感應電動勢均勻增大，

8、感應電流均勻增大；在時間內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正值；線框有效切割長度均勻減小，由EBLv可知，感應電動勢均勻減小，感應電流均勻減?。辉跁r間內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向為順時針，為負值；線框兩邊都切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢是進入過程的2倍，線框有效切割長度先均勻增大后均勻減小，由EBLv可知，感應電動勢先均勻增大后均勻減小，感應電流也先均勻增大后均勻減小，感應電流的最大值是0過程最大值的2倍；在時間內(nèi)，由楞次定律可知，電流方向為逆時針，為正值；線框有效切割長度先均勻增大后均勻減小，由EBLv可知，感應電動勢先均勻增大后均勻減小，感應電流也先均勻增大后均勻減小。故C正

9、確。7(2014·江蘇單科)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù)B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯D取走線圈中的鐵芯答案AB解析本題考查交變電流中渦流的產(chǎn)生。解題的關鍵是要弄清杯內(nèi)水沸騰的原因和決定的因素。交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場，金屬杯不會產(chǎn)生感應電流而發(fā)熱，從而使杯內(nèi)水沸騰。增加線圈的匝數(shù)和提高交流電源的頻率都可以增大金屬杯產(chǎn)生的電流，可縮短加熱時間，選項A，B正確；將金屬杯換成瓷杯，變化磁場不能使它產(chǎn)生電流，也就不能使水加熱，選項C錯誤；取走線圈中的鐵芯，會減

10、小周圍的磁場，金屬杯產(chǎn)生的電流會減小，從而增加水沸騰的時間，選項D錯誤。8(2014·廣東揭陽一模)將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入，第二次快速插入，兩次插入過程中不發(fā)生變化的物理量是()A磁通量的變化量B磁通量的變化率C感應電流的大小D流過導體某橫截面的電荷量答案AD解析將一條形磁鐵從相同位置插入到閉合線圈中的同一位置，第一次緩慢插入線圈時，磁通量增加慢，第二次迅速插入線圈時，磁通量增加快，但磁通量變化量相同，A正確；根據(jù)法拉第電磁感應定律第二次線圈中產(chǎn)生的感應電動勢大，則磁通量變化率也大，B錯誤；根據(jù)歐姆定律可知第二次感應電流大，即I2>I1

11、，C錯誤；流過導體某橫截面的電荷量qttt，由于磁通量變化量相同，電阻不變，所以通過導體橫截面的電荷量不變，D正確。9(2015·咸陽模擬)如圖所示，兩個同心金屬環(huán)水平放置，半徑分別為r和2r，兩環(huán)間有磁感應強度大小為B、方向垂直環(huán)面向里的勻強磁場，在兩環(huán)間連接有一個電容為C的電容器，a、b是電容器的兩個極板。長為r的金屬棒AB沿半徑方向放置在兩環(huán)間且與兩環(huán)接觸良好，并繞圓心以角速度做逆時針方向(從垂直環(huán)面向里看)的勻速圓周運動。則下列說法正確的是()A金屬棒中有從A到B的電流B電容器a極板帶正電C電容器兩端電壓為D電容器所帶電荷量為答案BC解析當金屬棒沿逆時針方向勻速旋轉(zhuǎn)時，沒有感

12、應電流，但會產(chǎn)生感應電動勢，由右手定則可判斷出金屬棒B端電勢高于A端，電容器a板帶正電，A選項錯誤，B選項正確；金屬棒旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的感應電動勢為EBrBr×，則電容器兩端電壓為，電容器所帶電荷量為，C選項正確，D選項錯誤。10(2014·湖北七市二模)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖甲所示，有一變化的磁場垂直于紙面，規(guī)定垂直紙面向里的方向為正，變化規(guī)律如圖乙所示。在t0時刻平行板之間的中心位置有一電荷量為q的粒子由靜止釋放，粒子的重力不計，平行板電容器的充、放電時間不計

13、，取上板的電勢為零。則以下說法中正確的是()A第2s內(nèi)上極板為正極B第2s末粒子回到了原來位置C第2s末兩極板之間的電場強度大小為(V/m)D第4s末粒子的電勢能為(J)答案ACD解析第2s內(nèi)，由楞次定律可知，金屬板上極板帶正電，金屬板下極板帶負電，A正確；在01s內(nèi)粒子勻加速直線運動，而在12s內(nèi)勻減速直線運動，2s末速度減小為零，則離開原來位置最遠，B錯誤；若粒子帶正電，則粒子所受電場力方向豎直向下而向下做勻加速運動。兩極板間的電場強度大小E·，C正確；在34s內(nèi)，帶正電的粒子所受電場力方向豎直向上而向下做勻減速運動，4s末速度減小為零，同時回到了原來的位置，則電勢能EpqqE，

14、D正確。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11(6分)(2014·北京東城模擬)如圖所示，兩條平行金屬導軌ab、cd置于磁感應強度B0.5T的勻強磁場中，兩導軌間的距離l0.6m，導軌間連有電阻R。金屬桿MN垂直置于導軌上，且與軌道接觸良好，現(xiàn)使金屬桿MN沿兩條導軌向右勻速運動，產(chǎn)生的感應電動勢為3V。由此可知，金屬桿MN滑動的速度大小為_m/s；通過電阻R的電流方向為_(填“aRc”或“cRa”)。答案10cRa解析金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小EBlv，v10m/s，由右手定則知電阻R中的電流方向為cRa。12(6分)

15、一個面積S4×102m2，匝數(shù)n100匝的線圈，放在勻強磁場中，磁場方向垂直平面，磁感應強度的大小隨時間變化規(guī)律如圖所示，在開始2秒內(nèi)穿過線圈的磁通量的變化率等于_，在第3秒末感應電動勢大小為_。答案0.08Wb/s8V解析由圖象可得，在開始2秒內(nèi)2T/s，則0.08Wb/s；在第3秒末En8V。13(6分)如圖所示的電路中，電容器的電容為C、帶電荷量為q，線圈匝數(shù)為n、橫截面積為S、電阻為r、線圈處于一個磁感應強度均勻減小的磁場中，磁感應強度方向水平向右且與線圈平面垂直，電路中兩個定值電阻的阻值分別為r和2r。則電容器_(上極板，下極板)帶正電，磁感應強度隨時間的變化率為_。答案下

16、極板解析由題圖可知，向右的磁場均勻減小，根據(jù)楞次定律，外電路r中的電流自右向左，所以電容器下極板帶正電，由C得：電容器兩端的電壓即電源的路端電壓U，又由閉合電路歐姆定律知：感應電動勢E2U，根據(jù)法拉第電磁感應定律EnS，聯(lián)立得：。三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)(2014·青島模擬)如圖甲所示，兩相互平行的光滑金屬導軌水平放置，導軌間距L0.5m，左端接有電阻R3，豎直向下的磁場磁感應強度大小隨坐標x的變化關系如圖乙所示開始導體棒CD靜止在導軌上的x

17、0處，現(xiàn)給導體棒一水平向右的拉力，使導體棒以1m/s2的加速度沿x軸勻加速運動。已知導體棒質(zhì)量為2kg，電阻為2，導體棒與導軌接觸良好，其余電阻不計。求：(1)拉力隨時間變化的關系式；(2)當導體棒運動到x4.5m處時撤掉拉力，此時導體棒兩端的電壓；此后電阻R上產(chǎn)生的熱量。答案(1)2(2)8.1V5.4J解析經(jīng)時間t導體棒運動的速度vat位移xat2產(chǎn)生的感應電動勢為EBLv由乙圖可知：B2x對導體棒由牛頓運動定律FBILma產(chǎn)生的感應電流I解得：F2(2)當x4.5m時導體棒兩端電壓為U，UR解得：U8.1V撤力后由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：Q總mv2QRQ總5.4J15(10分)如圖所示，兩根

18、足夠長的光滑平行直導軌AB、CD與水平面成角放置，兩導軌間距為L，A、C兩點間接有阻值為R的定值電阻。一根質(zhì)量為m、長也為L的均勻直金屬桿ef放在兩導軌上，并與導軌垂直。整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向上，導軌和金屬桿接觸良好，金屬桿ef的電阻為r，其余部分電阻不計?，F(xiàn)讓ef桿由靜止開始沿導軌下滑。(1)求ef桿下滑的最大速度vm。(2)已知ef桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中，ef桿沿導軌下滑的距離為x，求此過程中定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q和在該過程中通過定值電阻R的電荷量q。答案(1)(2)(mgxsin)解析(1)對ef桿，由牛頓第二定律有mgsinBIL

19、ma又I，所以有mgsinma當加速度a為零時，速度v達到最大，速度最大值vm。(2)根據(jù)能量守恒定律有mgxsinmvQ總由公式QI2Rt，可得又QRQrQ總解得QRQ總(mgxsin)由法拉第電磁感應定律有又由閉合電路的歐姆定律有解得qt。16(11分)(2014·北京豐臺一模)電磁感應現(xiàn)象是電磁學中最重大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的本質(zhì)聯(lián)系。電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，即En，這就是法拉第電磁感應定律。(1)如圖所示，把矩形線框abcd放在磁感應強度為B的勻強磁場里，線框平面跟磁感線垂直設線框可動部分ab的長度為L，它以速度v向右勻速運動

20、。 請根據(jù)法拉第電磁感應定律推導出閉合電路的感應電動勢EBLv。(2)兩根足夠長的光滑直金屬導軌平行放置在傾角為的絕緣斜面上，兩導軌間距為L。兩導軌間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿MN放在兩導軌上，并與導軌垂直。整套裝置處于磁感應強度為B勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向上。導軌和金屬桿的電阻可忽略。讓金屬桿MN由靜止沿導軌開始下滑。求：當導體棒的速度為v(未達到最大速度)時，通過MN棒的電流大小和方向；導體棒運動的最大速度。答案(1)見解析(2)L，電流方向為從N到Mvmax解析(1)在t時間內(nèi)，ab棒向右移動的距離為vt，這個過程中線框的面積變化量是SLvt穿過閉合回路的磁通量的變化量是BSBLvt。根