【立體設(shè)計(jì)】2020高考物理 第9章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 新人教版

2020高考立體設(shè)計(jì)物理人教版第9章 章末強(qiáng)化訓(xùn)練 一、選擇題(每小題5分，共40分) 1．如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖，若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)，則可能是　（ ） A.電鍵S閉合瞬間 B.電鍵S由閉合到斷開的瞬間 C.電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向左迅速滑動(dòng) D.電鍵S已經(jīng)是閉合的，變阻器滑片P向右迅速滑動(dòng) 【解析】當(dāng)電鍵突然閉合時(shí)，左線圈上有了電流，產(chǎn)生磁場(chǎng)，而對(duì)于右線圈來說，磁通量增加，由楞次定律可知，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離左邊線圈，故A正確；當(dāng)電鍵由閉合到斷開瞬間，穿過右線圈的磁通量要減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M要向左運(yùn)動(dòng)靠近左邊線圈，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；電鍵閉合時(shí)，當(dāng)變阻器滑片P突然向左滑動(dòng)時(shí)，回路的電阻減小，回路電流增大，產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過右線圈的磁通量增大，為了阻礙磁通量的增加，鉆頭M向右運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離左邊線圈，故C項(xiàng)正確；當(dāng)變阻器滑片P突然向右滑動(dòng)時(shí)，回路的電阻增大，回路電流減小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，穿過右線圈的磁通量減少，為了阻礙磁通量的減少，鉆頭M向左運(yùn)動(dòng)靠近左邊線圈，故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 【答案】A、C 2．下列說法中正確的是(　　) A．線圈中磁通量變化越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定越大 B．線圈中的磁通量越大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定越大 C．線圈所處位置磁場(chǎng)越強(qiáng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就一定越大 D．線圈中磁通量變化得越快，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大 【解析】　由E＝n知，A、B兩項(xiàng)中因Δt未知，故無(wú)法判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，故A、B錯(cuò)；對(duì)C項(xiàng)，磁場(chǎng)強(qiáng)的地方，線圈中磁通量變化得不一定快，即不一定大，故C錯(cuò)誤；對(duì)D項(xiàng)，磁通量變化得快，即大，由E＝n可知D正確． 【答案】　D 3．帶電圓環(huán)繞圓心旋轉(zhuǎn)，在環(huán)的圓心處有一閉合小線圈，小線圈和圓環(huán)在同一平面內(nèi)，則（ ） A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)，小線圈內(nèi)就一定有感應(yīng)電流 B.不管圓環(huán)怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，小線圈內(nèi)都沒有感應(yīng)電流 C.圓環(huán)在做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小線圈內(nèi)一定有感應(yīng)電流 D.圓環(huán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小線圈內(nèi)沒有感應(yīng)電流 【解析】帶電圓環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生環(huán)形電流，若勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生恒定電流，周圍磁場(chǎng)不變，穿過小線圈的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)，D對(duì)；若變速轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生變化的電流，周圍產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，穿過小線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，C對(duì)，B錯(cuò). 【答案】C、D 4. MN、GH為光滑的水平平行金屬導(dǎo)軌，ab、cd為跨在導(dǎo)軌上的兩根金屬桿，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過MN、GH所在的平面，如圖所示，則(　　) A．若固定ab，使cd向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由a→b→d→c B．若ab、cd以相同的速度一起向右滑動(dòng)，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a C．若ab向左、cd向右同時(shí)運(yùn)動(dòng)，則abdc回路電流為零 D．若ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)，且兩棒速度vcd＞vab，則abdc回路有電流，電流方向由c→d→b→a 【解析】　由右手定則可判斷出A應(yīng)產(chǎn)生順時(shí)針的電流，故A錯(cuò)．若ab、cd同向且速度大小相同，ab、 cd所圍的線圈面積不變，磁通量不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)．若ab向左，cd向右，則abdc中有順時(shí)針電流，故C錯(cuò)．若ab、cd向右運(yùn)動(dòng)，但vcd＞vab，則abdc所圍面積發(fā)生變化，磁通量也發(fā)生變化，故由楞次定律可判斷出產(chǎn)生由c到d的電流，故D正確． 【答案】　D 5．一環(huán)形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，設(shè)第1 s內(nèi)磁感線垂直線圈平面(即垂直于紙面)向里，如圖甲所示．若磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，那么第3 s內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的大小與其各處所受安培力的方向是(　　) A．大小恒定，沿順時(shí)針方向與圓相切 B．大小恒定，沿著圓半徑指向圓心 C．逐漸增加，沿著圓半徑離開圓心 D．逐漸增加，沿逆時(shí)針方向與圓相切 【解析】　由題圖乙知，第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B逐漸增大，變化率恒定，故感應(yīng)電流的大小恒定．再由楞次定律，線圈各處受安培力的方向都使線圈面積有縮小的趨勢(shì)，故沿半徑指向圓心． 【答案】　B 6.照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上安接一漏電保護(hù)器，如圖所示，當(dāng)漏電保護(hù)器的ef兩端沒有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)K能始終保持接通，當(dāng)ef兩端有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)K立即斷開，下列說法正確的是（ ） A.連接火線的線圈匝數(shù)和連接零線的線圈匝數(shù)相等 B.當(dāng)輸入電壓過低或用戶電流超過一定值時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開，即有低壓或過流保護(hù)作用 C.當(dāng)站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時(shí)（雙線觸電）脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開，即有觸電保護(hù)作用 D.“脫扣開關(guān)控制器”的線圈匝數(shù)越少，觸電保護(hù)越靈敏 【答案】A 7．如圖所示是測(cè)定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測(cè)自感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后，將電路拆開時(shí)應(yīng)先(　　) A．?dāng)嚅_S1　　　　　　　　　　　　　　　B．?dāng)嚅_S2 C．拆除電流表 　　　　　　　　　 D．拆除電阻R 【解析】　當(dāng)S1、S2均閉合時(shí)，電壓表與線圈L并聯(lián)；當(dāng)S2閉合而S1斷開時(shí)，電壓表與線圈L串聯(lián)．所以在干路斷開前后自感線圈L中電流方向相同而電壓表中電流方向相反．只要不斷開S2，線圈L與電壓表就會(huì)組成回路，在斷開干路時(shí)，L中產(chǎn)生與原來電流同方向的自感電流，使電壓表中指針反向轉(zhuǎn)動(dòng)而可能損壞電壓表．正確答案為B. 【答案】　B　 8．如圖所示，豎直平面內(nèi)有平行放置的光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為l=0.2 m，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2 T，方向如圖所示，有兩根質(zhì)量均為m=0.1 kg，長(zhǎng)度均為l=0.2 m，電阻均為R=0.4 Ω的導(dǎo)體棒ab和cd與導(dǎo)軌接觸良好，當(dāng)用豎直向上的力F使ab棒向上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd棒剛好能靜止不動(dòng)，則下列說法正確的是(取g=10 m/s2) （ ） A.ab棒運(yùn)動(dòng)的速度是5 m/s B.力F的大小為1 N C.在1 s內(nèi)，力F做的功為5 J D.在1 s內(nèi)，cd棒產(chǎn)生的電熱為2.5 J 【解析】考查電磁感應(yīng)問題.對(duì)導(dǎo)體棒cd由=mg，得到v=5 m/s，選項(xiàng)A正確.再由F=mg+F安=2 N知選項(xiàng)B錯(cuò).在1 s內(nèi)由W=Fvt=10 J,選項(xiàng)C錯(cuò).Q=()2Rt=2.5 J，選項(xiàng)D正確. 【答案】A、D 二、非選擇題(共60分) 9. (10分)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab，繞b端在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則a、b兩端的電勢(shì)差為________． 【解析】　解法1：棒上各處速率不等，故不能直接用公式E＝BLv求．由v＝ωr可知，棒上各點(diǎn)線速度跟半徑成正比，故可用棒的中點(diǎn)的速度作為平均切割速度代入公式計(jì)算． 由＝有E＝BL＝BL2ω. 解法2：設(shè)經(jīng)過Δt時(shí)間ab棒掃過的扇形面積為ΔS， 則ΔS＝LωΔtL＝L2ωΔt， 變化的磁通量為ΔΦ＝BΔS＝BL2ωΔt， 所以E＝n＝B＝BL2ω(n＝1)． 所以，a、b兩端的電勢(shì)差為BL2ω. 【答案】　BL2ω 10．(15分)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌，相距為L(zhǎng)＝10 cm，豎直放置，導(dǎo)軌上端連接著電阻R1＝1 Ω，質(zhì)量為m＝0.01 kg、電阻為R2＝0.2 Ω的金屬桿ab與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝1 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．a(chǎn)b桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到最大速率，取g＝10 m/s2，求此時(shí)： (1)桿的速率； (2)ab間的電壓； (3)電阻R1消耗的電功率． 【解析】　(1)對(duì)ab桿受力分析知，當(dāng)桿達(dá)到最大速度時(shí)，a＝0.即mg＝BIL. 又I＝， E＝BLv. 解以上三式得：v＝12 m/s. (2)Uab＝IR1＝1 V. (3)P1＝I2R1＝1 W. 【答案】　(1)12 m/s　(2)1 V　(3)1 W 11.(17分）如圖所示，兩個(gè)同心金屬環(huán)，大環(huán)半徑為a,小環(huán)半徑為b,兩環(huán)間的半徑方向均勻連接n根相同的直導(dǎo)線，每根直導(dǎo)線上都接一個(gè)阻值恒為R的相同小燈泡，在兩環(huán)間存在一個(gè)固定的、形狀和面積都與相鄰兩直導(dǎo)線間隔相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.環(huán)在外力作用下繞垂直兩環(huán)中心的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，且每個(gè)小燈泡都能發(fā)光.除了燈泡電阻外其他電阻均不計(jì). （1）求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小； （2）求所有小燈泡的總功率. 【解析】（1）金屬環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=,每個(gè)時(shí)刻一定有一直導(dǎo)線在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，等效電路圖如圖所示.產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： E==. (2)燈泡、導(dǎo)線組成的閉合回路的總電阻為： R總=R+ = R. 故所有燈泡的總功率 P總=E2/R總=. 【答案】（1） (2) 12．(18分) 如圖所示，在方向豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條光滑的平行金屬導(dǎo)軌，其電阻不計(jì)，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁場(chǎng)方向垂直，ab、cd為兩根垂直導(dǎo)軌放置的、電阻都為R、質(zhì)量都為m的金屬棒．棒cd用能承受最大拉力為f的水平細(xì)線拉住，棒ab在水平拉力F的作用下以加速度a由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，求： (1)F隨時(shí)間t的變化規(guī)律； (2)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間細(xì)線將被拉斷； (3)從ab棒開始運(yùn)動(dòng)到cd棒剛要運(yùn)動(dòng)過程中，流過cd棒的電量． 【解析】　(1)時(shí)刻t，棒的速度v＝at. 此時(shí)棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BLv＝BLat. 此時(shí)棒中的感應(yīng)電流為I＝.