【優(yōu)化方案】2013年高中物理 電子題庫(kù) 第二章 本章優(yōu)化總結(jié) 教科版選修1-1

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1、 【優(yōu)化方案】2013年高中物理 電子題庫(kù) 第二章 本章優(yōu)化總結(jié) 教科版選修1-1 (時(shí)間：90分鐘，滿分：100分) 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1.關(guān)于通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感線分布，下列示意圖中正確的是(　　) 圖2－6 解析：選A.通電直導(dǎo)線周圍的磁感線是與導(dǎo)線垂直的閉合圓形曲線，圓心在導(dǎo)線上，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤；根據(jù)安培定則可以判定選項(xiàng)A正確． 2.(2012·南充會(huì)考預(yù)測(cè))關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線，下列說(shuō)法正確

2、的是(　　) A．兩磁感線空隙處不存在磁場(chǎng) B．磁感線可以形象地描述各磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí)北極所指的方向一致 C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的 D．磁感線可以用細(xì)鐵屑來(lái)顯示，因而是真實(shí)存在的 解析：選B.磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，所以選項(xiàng)C、D不正確．磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示磁場(chǎng)方向，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，小磁針靜止時(shí)北極受力方向、北極指向均為磁場(chǎng)方向，所以選項(xiàng)B正確．磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，故兩磁感線間的空隙處也存在磁場(chǎng)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤． 3.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，下列說(shuō)法中

3、正確的是(　　) A．磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況有關(guān) B．磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受的磁場(chǎng)力方向一致 C．在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí)，該點(diǎn)的B值大小為零 D．在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 解析：選D.由于磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的大小，跟放在該點(diǎn)的試探電流元的情況無(wú)關(guān)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；磁場(chǎng)中某點(diǎn)B的方向，跟放在該點(diǎn)的試探電流元所受的磁場(chǎng)力方向相互垂直，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電流元不受磁場(chǎng)力作用時(shí)，該點(diǎn)的B值大小不一定為零(當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)的方向平行時(shí)，安培力為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度可以不為零)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中磁感線的疏

4、密程度可以描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，且在磁場(chǎng)中磁感線越密集的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，故D選項(xiàng)正確． 4.法拉第電磁感應(yīng)定律可以這樣表述：閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(　　) A．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量成正比 B．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比 C．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化率成正比 D．跟穿過(guò)這一閉合電路的磁通量的變化量成正比 解析：選C.根據(jù)E＝，ΔΦ與Δt的比值就是磁通量的變化率．所以只有C選項(xiàng)正確． 5.以下說(shuō)法正確的是(　　) A．公式B＝表明，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F成正比，與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流強(qiáng)度I的乘積成反比 B．由公式F＝BIL可知，在磁場(chǎng)

5、中某點(diǎn)通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和導(dǎo)線中電流強(qiáng)度I的乘積成正比 C．公式B＝只能用來(lái)量度磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，不能決定磁感應(yīng)強(qiáng)度 D．垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小成正比，與通電導(dǎo)線長(zhǎng)度L和電流強(qiáng)度I的乘積成正比 解析：選CD.磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，與該點(diǎn)是否放通電導(dǎo)體，如何放置導(dǎo)體，以及導(dǎo)體中的電流I、長(zhǎng)度L、所受安培力F均無(wú)關(guān)，同時(shí)只有當(dāng)導(dǎo)體與磁場(chǎng)垂直時(shí)，F(xiàn)＝BIL才成立，故C、D正確． 6.帶電粒子(不計(jì)重力)所處的狀態(tài)可能是(　　) ①只在磁場(chǎng)中處于平衡狀態(tài) ②只在電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ③只在勻強(qiáng)

6、磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng) ④只在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng) A．①②　　　　　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ 解析：選A.在磁場(chǎng)中當(dāng)速度與磁場(chǎng)平行或速度為零時(shí)不受洛倫茲力，可處于平衡狀態(tài)，①正確；帶電粒子可圍繞點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，②正確；在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中洛倫茲力與速度垂直，如做曲線運(yùn)動(dòng)洛倫茲力必是變力，不可能做平拋運(yùn)動(dòng)，③錯(cuò)誤；在勻強(qiáng)電場(chǎng)中必然受到電場(chǎng)力不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，④錯(cuò)誤．故選A選項(xiàng). 7.在磁場(chǎng)中的同一位置放置一條直導(dǎo)線，導(dǎo)線的方向和磁場(chǎng)的方向垂直．先后在導(dǎo)線中通入不同的電流，導(dǎo)線所受的力也不一樣．如圖2－7所示表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受力F與通過(guò)導(dǎo)線的電流I的關(guān)系，a、

7、b各代表一組F、I數(shù)據(jù)．其中正確的是(　　) 圖2－7 解析：選BC.安培力F＝BIL，當(dāng)B、L確定時(shí)，F(xiàn)與I成正比，選項(xiàng)B、C正確. 8.(2012·成都十二中高二檢測(cè))如圖2－8所示為兩個(gè)同心金屬圓環(huán)，當(dāng)一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)A環(huán)面時(shí)，穿過(guò)A環(huán)面的磁通量為Φ1，穿過(guò)B環(huán)面的磁通量為Φ2；若將其間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為一條形磁鐵，垂直穿過(guò)A環(huán)面，此時(shí)穿過(guò)A環(huán)面的磁通量為Φ3，穿過(guò)B環(huán)面的磁通量為Φ4.有關(guān)磁通量的大小，下列判斷正確的是(　　) 圖2－8 A．Φ1<Φ2 B．Φ1＝Φ2 C．Φ3＝Φ4 D．Φ3<Φ4 解析：選B.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直時(shí)，磁通量的計(jì)

8、算公式為Φ＝BS.當(dāng)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)時(shí)，對(duì)于A環(huán)、B環(huán)，由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S相等，可得Φ1＝Φ2；當(dāng)一條形磁鐵穿過(guò)時(shí)，由于條形磁鐵的磁感線的分布特點(diǎn)，對(duì)于A環(huán)，磁通量方向一致，但對(duì)于B環(huán)，其中心處(即穿過(guò)A環(huán))與A環(huán)的磁通量是相等的，但B環(huán)在A環(huán)外部還有與原來(lái)方向相反的磁通量，故Φ3>Φ4. 圖2－9 9.如圖2－9所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至虛線A左側(cè)位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界，若不計(jì)空氣阻力，則(　　) A．圓環(huán)向右穿出磁場(chǎng)時(shí)，磁通量發(fā)生變化 B．在進(jìn)入和離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流產(chǎn)生 C．圓

9、環(huán)由圖中左位置向右運(yùn)動(dòng)到圖中右位置過(guò)程，圓環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D．因圓環(huán)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，整個(gè)過(guò)程中圓環(huán)沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析：選ABC.如題圖所示，當(dāng)圓環(huán)從虛線A左側(cè)位置開(kāi)始下落，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)A、B正確．圓環(huán)由圖中左位置向右運(yùn)動(dòng)到圖中右位置過(guò)程，由于磁場(chǎng)區(qū)域中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓環(huán)面積不變，磁場(chǎng)與圓環(huán)面積的夾角不變，所以穿過(guò)圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，圓環(huán)中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，但圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化，圓環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生．選項(xiàng)C正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．故選A、B、C選項(xiàng)． 圖2－10 10. 在圖2－10中虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在

10、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．已知從左方P點(diǎn)處以速度v水平射入的電子，穿過(guò)此區(qū)域未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力可忽略不計(jì)，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是(　　) A．E和B都沿水平方向，并與v方向垂直 B．E和B都沿水平方向，并與v方向相同 C．E豎直向上，B垂直紙面向外 D．E豎直向上，B垂直紙面向里 解析：選BC.選項(xiàng)A中洛倫茲力方向在豎直方向，電場(chǎng)力方向垂直紙面，所以二者相互垂直，其合力與初速方向成一角度，電子要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中洛倫茲力為零，電子僅在電場(chǎng)力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，B選項(xiàng)正確；選項(xiàng)C電場(chǎng)力豎直向下，洛倫茲力豎直向上，二力平衡時(shí)也可做

11、直線運(yùn)動(dòng)，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤，所以應(yīng)選B、C選項(xiàng). 二、填空題(本題共2小題，每小題6分，共12分．把答案填在題中橫線上) 圖2－11 11.如圖2－11所示，質(zhì)量為1 kg的金屬桿靜止于相距1 m的兩水平軌道上，金屬桿中通有方向如圖所示的、大小為50 A的恒定電流，兩軌道間存在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬與軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，欲使桿向右勻速運(yùn)動(dòng)，兩軌道間磁場(chǎng)方向應(yīng)為_(kāi)_______，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小應(yīng)為_(kāi)_______T．(g＝10 m/s2) 解析：因?yàn)閯驈?qiáng)磁場(chǎng)是豎直方向，根據(jù)左手定則知，金屬桿受力只能在水平方向；根據(jù)桿水平向右勻速運(yùn)動(dòng)知，安培力一定是水平向右，再

12、根據(jù)左手定則，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樨Q直向上．因?yàn)闂U勻速運(yùn)動(dòng)，所以桿受到的安培力和滑動(dòng)摩擦力平衡，由BIL＝μmg解得： B＝＝0.12 T. 答案：豎直向上　0.12 圖2－12 12.三個(gè)粒子a、b、c(不計(jì)重力)以相同的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2－12所示，其中b粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則a粒子帶________電，c粒子帶________電． 解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的粒子受力總是指向圓弧內(nèi)側(cè)，由左手定則和粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，可以判斷a帶負(fù)電，c帶正電． 答案：負(fù)　正 三、計(jì)算題(本題共4小題，共38分．解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有

13、數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位) 圖2－13 13.(9分)質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)軌棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上，通過(guò)MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下，如圖2－13所示，求棒MN受到的摩擦力和支持力的大小. 解析：注意棒與磁場(chǎng)方向是垂直的關(guān)系，安培力方向既垂直于棒， 也垂直于磁場(chǎng)，棒MN受力分析如圖所示，由平衡條件得 水平方向f＝Fsinθ 豎直方向：N＝Fcosθ＋mg 且F＝BIL，從而得f＝BILsinθ，N＝Fcosθ＋mg. 答案：BILsinθ　BILcosθ＋mg 圖2－14 14.(9分)磁感應(yīng)強(qiáng)度為

14、B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于邊長(zhǎng)為2l的正方形范圍內(nèi)，有一個(gè)電阻為R、邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框abcd，沿垂直于磁感線方向，以速度v勻速通過(guò)磁場(chǎng)，如圖2－14所示，從ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，畫(huà)出穿過(guò)線框的磁通量隨時(shí)間變化的圖像． 解析：線框穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程可分為三個(gè)階段：進(jìn)入磁場(chǎng)階段(只有ab邊在磁場(chǎng)中)、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段(ab、cd兩邊都在磁場(chǎng)中)、離開(kāi)磁場(chǎng)階段(只有cd邊在磁場(chǎng)中)．①線框進(jìn)入磁場(chǎng)階段：t為0～，線框進(jìn)入磁場(chǎng)中的面積與時(shí)間成正比，S＝lvt，最后為Φ＝BS＝Bl2.②線框在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)階段：t為～，線框磁通量為Φ＝Bl2，保持不變．③線框離開(kāi)磁場(chǎng)階段：t為～，線框磁通量線性減小，

15、最后為零． 答案：見(jiàn)解析 圖2－15 15.(10分)如圖2－15所示，在傾角為37°的光滑斜面上有一根長(zhǎng)為0.4 m，質(zhì)量為6×10－2 kg的通電直導(dǎo)線，電流I＝1 A，方向垂直于紙面向外，導(dǎo)線用平行于斜面的輕繩拴住不動(dòng)，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒增加0.4 T，方向豎直向上的磁場(chǎng)中．設(shè)t＝0時(shí)，B＝0，則需要多長(zhǎng)時(shí)間，斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零？(g取10 m/s2) 解析：斜面對(duì)導(dǎo)線的支持力為零時(shí)導(dǎo)線的受力如圖所示．由平衡條件 Tcos 37°＝F① Tsin 37°＝mg② 由①②解得：F＝，代入數(shù)值得：F＝0.8 N 由F＝BIL得：B＝＝T＝2 T. B與t

16、的變化關(guān)系為B＝0.4 t．所以t＝5 s. 答案：5 s 圖2－16 16.(10分)粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置(如圖2－16所示)．已知ab的質(zhì)量為m＝10 g，長(zhǎng)度L＝60 cm，沿水平方向與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4 T. (1)要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長(zhǎng)，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過(guò)多大的電流？ (2)當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2 A的電流通過(guò)時(shí)，兩根彈簧均被拉長(zhǎng)了Δx＝1 mm，求該彈簧的勁度系數(shù)． (3)當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過(guò)0.2 A的電流時(shí)兩根彈簧被拉長(zhǎng)多少？(取g＝9.

17、6 m/s2＝9.6 N/kg) 解析：(1)只有當(dāng)ab受到的磁場(chǎng)力方向豎直向上且大小等于ab的重力時(shí)，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mg＝BIL求得 I＝＝ A＝0.4 A. (2)當(dāng)導(dǎo)線中通過(guò)由a到b的電流時(shí)，受到豎直向上的磁場(chǎng)力作用，被拉長(zhǎng)的兩根彈簧對(duì)ab有豎直向上的拉力，同時(shí)ab受豎直向下的重力，穩(wěn)定后滿足 BIL＋2kΔx＝mg 解方程得 k＝＝ N/m ＝24 N/m. (3)當(dāng)電流方向由b向a時(shí)，ab所受安培力豎直向下，這時(shí)2kΔx′＝mg＋BIL 由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長(zhǎng)度為 Δx′＝＝ m ＝0.003 m. 答案：(1)由a到b　0.4 A　(2)24 N/m　(3)0.003 m 7