1、階段檢測評估(九) (時間:90分鐘 滿分:100分) 第卷(選擇題 共40分) 一、本題10小題,每小題4分,共40分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,全選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分. 1.以下涉及物理學史上的四個重大發現,其中說法正確的是 ( ) A.卡文迪許通過扭秤實驗,測定出了萬有引力常量 B.法拉第通過實驗研究,發現了電流周圍存在磁場 C.奧斯特通過實驗研究,總結出電磁感應定律 D.牛頓根據理想斜面實驗,提出力不是維持物體運動的原因 【解析】 法拉第通過實驗研究,總結出電磁感應定律;奧斯特通過實驗研究,發現了電流周

2、圍存在磁場;理想斜面實驗是伽利略做的,不是牛頓做的. 【答案】 A 2.如圖所示,位于同一水平面內的兩根平行的光滑金屬軌道,處在勻強磁場中,磁場方向垂直于軌道所在平面,軌道的一端與一電阻R相連;具有一定質量的金屬桿ab放在軌道上并與軌道垂直,對桿ab施加一平行于導軌的水平恒力F,使它由靜止開始向右運動.用E表示回路中的感應電動勢,I表示回路中感應電流,桿和導軌的電阻、感應電流產生的磁場均可不計,則在桿加速運動的過程中,電阻R消耗的功率等于( ) A.力F做功的功率B.安培力的功率的絕對值 C.F與安培力的合力功率D.I與E的乘積 【解析】 功是能量轉化的量度,F的功代表消耗的外界能量,安培力的

3、功等于電阻R上消耗的電能,F與安培力的合力的功等于動能的變化,選項B正確;另外D也正確. 【答案】 BD 3.(2011北京海淀高三期末練習,2)如圖所示,矩形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內,直導線中的電流方向由M到N,導線框的ab邊與直導線平行.若直導線中的電流增大,導線框中將產生感應電流,導線框會受到安培力的作用,則以下關于導線框受到的安培力的判斷正確的是 ( ) A.導線框有兩條邊所受安培力的方向相同 B.導線框有兩條邊所受安培力的大小相等 C.導線框所受的安培力的合力向左 D.導線框所受的安培力的合力向右 【解析】 導線框的bc和ad兩條邊受到的安培力大小相等,方向相

4、反.由楞次定律可以判斷出,導線框所受的合力方向向右,選B、D. 【答案】 BD 4.(2010江蘇物理,4)如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內阻為r,電感L的電阻不計,電阻R的阻值大于燈泡D的阻值,在t=0時刻閉合開關S,經過一段時間后,在時刻斷開S,下列表示A、B兩點間電壓隨時間t變化的圖象中,正確的是( ) 【解析】 開關閉合時,線圈的自感阻礙作用可看做電阻,線圈電阻逐漸減小,并聯電路電阻逐漸減小,電路總電阻變小,電路總電流變大,電壓逐漸減小;開關閉合后再斷開時,線圈的感應電流與原電流方向相同,形成回路,燈泡的電流與原來相反,并逐漸減小到0,所以本題選B. 【答案】 B 5.(2012

5、湖北宜昌模擬,10)如圖所示,一根電阻為R=18 的均勻電阻絲做成一個半徑為r=1 m的圓形導線框,豎直固定放置在如圖所示的有界勻強磁場中,線框平面與磁場方向垂直,磁感應強度B=0.5 T,現有一根質量為m=0.1 kg,電阻不計的導體棒,自圓形線框ab位置由靜止沿線框平面下落,導體棒在下落過程中始終與線框保持良好接觸且與圓形線框平面平行,已知下落到經過圓心O所在位置時棒的加速度大小為 m/s則下列說法中正確的是(g取10 m/s( ) A.導體棒經過圓心O點時的速度是0.9 m/s B.導體棒經過圓心O點時的速度是3.6 m/s C.導體棒經過圓心O點時導體棒中的電流為0.4 A D.導體棒

6、下落到cd位置時線框中cd兩端的電阻是2.5 【解析】 由代入數值解得v=3.6 m/s;I=.4 A;R.5 . 【答案】 BCD 6.(2011江蘇物理,2)如圖所示,固定的水平長直導線中通有直流I,矩形線框與導線在同一豎直平面內,且一邊與導線平行.線框由靜止釋放,在下落過程中( ) A.穿過線框的磁通量保持不變 B.線框中感應電流方向保持不變 C.線框所受安培力的合力為零 D.線框的機械能不斷增大 【解析】 線框下落過程中,穿過線框的磁通量減小,選項A錯誤;由楞次定律可判斷出感應電流方向一直沿順時針方向,選項B正確;線框受到的安培力的合力豎直向上,但小于重力,則合力不為零,選項C錯誤;在

7、下落過程中,安培力對線框做負功,則其機械能減小,選項D錯誤. 【答案】 B 7.如圖,在水平桌面上放置兩條相距L的平行光滑金屬導軌ab與cd,阻值為R的電阻與導軌的a、c端相連.金屬滑桿MN垂直于導軌并可在導軌上滑動.整個裝置放于勻強磁場中,磁場的方向豎直向上,磁感應強度的大小為B.滑桿與導軌電阻不計,滑桿的中點系一根不可伸長的輕繩,繩繞過固定在桌邊的光滑輕滑輪后,與一質量為m的物塊相連,拉滑桿的繩處于水平拉直狀態.現若從靜止開始釋放物塊,用I表示回路中的感應電流,g表示重力加速度,則在物塊下落過程中物塊的速度可能( ) A.小于B.等于 C.小于D.大于 【解析】 MN最大速度就是安培力等于

8、重力時對應的速度,即/故A、B對. 又C對D錯. 【答案】 ABC 8.如圖所示,ab、cd為靜止于水平面上相距L的兩根很長的金屬滑軌,bc處接有電阻R,其余電阻不計.ef為一可在滑軌平面上滑動的金屬桿,質量為m,電阻不計.磁感應強度為B的勻強磁場垂直滑軌面向上.現將金屬桿用一水平絕緣細繩連接,細繩跨過定滑輪,另一端與一質量為M的重物連接,讓重物由靜止下落,下落高度h時開始勻速運動,不計一切摩擦,則( ) A.金屬桿是先勻加速再勻速運動 B.金屬桿勻速運動的速率為 C.金屬桿勻速運動的速率為 D.從重物由靜止下落到金屬桿開始勻速運動時,電阻R上產生的熱量為Mgh 【解析】 金屬桿所受安培力是變

9、力,合力也變化,所以金屬桿先做變加速運動,選項A錯誤.當a=0時,有而所以選項B錯,C正確.重物的重力勢能轉化為電阻R產生的熱量及金屬桿和重物的動能,所以選項D錯誤. 【答案】 C 9.(2010安徽理綜,20)如圖所示,水平地面上方矩形區域內存在垂直紙面向里的勻強磁場,兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈和,分別用相同材料,不同粗細的導線繞制(為細導線).兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落,再進入磁場,最后落到地面.運動過程中,線圈平面始終保持在豎直平面內且下邊緣平行于磁場上邊界.設線圈、落地時的速度大小分別為、在磁場中運動時產生的熱量分別為、.不計空氣阻力,則( ) A.B. C.D

10、. 【解析】 由于從同一高度下落,到達磁場邊界時具有相同的速度v,切割磁感線產生的感應電流同時受到磁場的安培力又為材料的電阻率,l為線圈的邊長,S為單匝導線橫截面積),所以安培力此時加速度且為材料的密度),所以加速度a=是定值,線圈和同步運動,落地速度相等.由能量守恒可得:Q=mg(h+H)-(H是磁場區域的高度),為細導線,質量小,產生的熱量小,所以.正確選項為D. 【答案】 D 10.(2010浙江卷,19)半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環在紙面上固定放置,在圓環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,規定向內為

11、正,變化規律如圖乙所示.在t=0時刻平板之間中心有一重力不計,電荷量為q的靜止微粒,則以下說法正確的是 ( ) A.第2 s內上極板為正極 B.第3 s內上極板為負極 C.第2 s末微粒回到了原來位置 D.第3 s末兩極板之間的電場強度大小為0.2/d 【解析】 0 1 s內情況:由楞次定律可知,金屬板上極板帶負電,下極板帶正電;若粒子帶正電,則粒子所受電場力方向豎直向上而向上做勻加速運動. 1 2 s內情況:由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電,下極板帶負電;若粒子帶正電,則粒子所受電場力方向豎直向下而導致向上做勻減速運動,2 s末速度減小為零.A項對,C項錯. 2

12、0;3 s內情況:由楞次定律可知,金屬板上極板帶正電,下極板帶負電; 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BD項錯. 3 4 s內情況:由楞次定律可知,金屬板上極板帶負電,下極板帶正電; 若粒子帶正電,則粒子所受電場力方向豎直向上而向下做勻減速運動,4 s末速度減小為零,同時回到了原來的位置. 【答案】 A 第卷(非選擇題 共60分) 二、本題共包括2個小題,共16分,把答案填到題中橫線上或按要求作答11.(1)(4分)某學生做實驗驗證楞次定律時,分別研究開關斷開、閉合;原線圈插入副線圈、原線圈從副線圈中拔出;變阻器快速移動;插入鐵芯

13、、拔出鐵芯等情況下感應電流方向與磁通量改變之間的關系,所用到的重要思想方法主要有(選兩個答案). A.等效替代B.歸納總結 C.控制變量D.理想化模型 該實驗得到的最終結果是:感應電流的 引起感應電流的磁通量的變化. 【解析】 分析產生感應電流的各種裝置情況,總結共同規律.每個實驗中,只改變一個條件,其他條件是不變的. 【答案】 BC(2分) 磁場總是要阻礙(2分) (2)(4分)(2011上海物理,28)在”研究回路中感應電動勢大小與磁通量變化快慢的關系”實驗(見圖(a)中,得到E1/t圖線如圖(b)所示. (多選題)在實驗中需保持不變的是. A.擋光片的寬度 B.小車的釋放位置 C.導軌傾

14、斜的角度 D.光電門的位置 線圈匝數增加一倍后重做該實驗,在圖(b)中畫出實驗圖線. 【解析】 畫E-1/t圖線,根據知匝數及磁通量變化保持不變,即螺線管匝數和磁鐵插入螺線管的深度不變.要得出發生相同磁通量變化所需的不同時間,則要保持擋光片的寬度及光電門的位置不能變化.小車的釋放位置不同、導軌傾斜的角度不同,都會導致擋光片通過光電門的時間變化. 根據知在其他條件相同的情況下,匝數加倍,則每時刻電動勢也加倍.據此畫出的圖象如圖所示. 【答案】 AD (2分) 見解析圖 (2分) 12.(8分)如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導軌彎成”型,底部導軌面水平,傾斜部分與水平面成角,導軌與固定電阻R相連

15、,整個裝置處于豎直向上的大小為B的勻強磁場中.導體棒ab和cd,質量均為m,垂直于導軌放置,且與導軌間接觸良好,兩導體棒的電阻與固定電阻R阻值相等,其余部分電阻不計,當導體棒cd沿底部導軌向右以速度為v勻速滑動時,導體棒ab恰好在傾斜導軌上處于靜止狀態,則導體棒ab消耗的熱功率與cd棒克服安培力做功的功率之比為,電阻R的阻值為. 【解析】 對ab平衡有mgtanBL(I/2),聯立解得. 聯立以上各式,解得6. 【答案】 16(4分) 分) 三、本題包括4小題,共44分.解答時應寫出必要的文字說明、公式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值的單位.

16、13.(7分)(2011全國理綜,24)如圖,兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置,導軌間距離為電阻不計.在導軌上端并接兩個額定功率均為P、電阻均為R的小燈泡.整個系統置于勻強磁場中,磁感應強度方向與導軌所在平面垂直.現將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放.金屬棒下落過程中保持水平,且與導軌接觸良好.已知某時刻后兩燈泡保持正常發光.重力加速度為g.求: (1)磁感應強度的大小; (2)燈泡正常發光時導體棒的運動速率. 【解析】 每個燈上的額定電流為分),額定電壓為:分) (1)最后MN勻速運動,故B(2I)L=mg(2分),求出.(1分) (2)U=BLv(1分)得

17、:.(1分) 【答案】 14.(10分)如圖所示,兩根豎直固定的足夠長的金屬導軌ad和bc相距L=0.2 m,另外兩根水平金屬桿MN和EF的質量均為m=可沿導軌無摩擦地滑動,MN桿和EF桿的電阻均為0.2 (豎直金屬導軌的電阻不計),EF桿放置在水平絕緣平臺上,整個裝置處于勻強磁場內,磁場方向垂直于導軌平面向里,磁感應強度B=1.0 T,現讓MN桿在恒定拉力作用下由靜止開始向上加速運動,當MN桿加速到最大速度時,EF桿對絕緣平臺的壓力為零(g取10 m/s. (1)定性說明在達到最大速度前MN桿的運動性質(不用說明理由); (2)達到最大速度時,拉力對MN桿做功的功率為多大? 【解析】 (1)

18、MN桿在拉力和安培力作用下做變加速運動,加速度逐漸減小,速度逐漸增大. (3分) (2)對MN桿: (1分) 對EF桿: (1分) 所以F=2mg (1分) (1分) (1分) m/s (1分) P=Fv=0.2 W. (1分) 【答案】 (1)做變加速運動,其加速度逐漸減小 速度逐漸增大 (2)0.2 W 15.(12分)(2010上海物理,32)如圖,寬度為L=0.5 m的光滑金屬框架MNPQ固定于水平面內,并處在磁感應強度大小B=0.4 T,方向豎直向下的勻強磁場中,框架的電阻非均勻分布.將質量m=0.1 kg,電阻可忽略的金屬棒ab放置在框架上,并與框架接觸良好.以P為坐標原點,PQ方

19、向為x軸正方向建立坐標.金屬棒從1 m處以2 m/s的初速度,沿x軸負方向做a=2 m/s的勻減速直線運動,運動中金屬棒僅受安培力作用.求: (1)金屬棒ab運動0.5 m,框架產生的焦耳熱Q; (2)框架中aNPb部分的電阻R隨金屬棒ab的位置x變化的函數關系; (3)為求金屬棒ab沿x軸負方向運動0.4 s過程中通過ab的電荷量q,某同學解法為:先算出經過0.4 s金屬棒的運動距離s,以及0.4 s時回路內的電阻R,然后代入求解.指出該同學解法的錯誤之處,并用正確的方法解出結果. 【解析】 (1)金屬棒僅受安培力作用,其大小F=ma=0.2 N,金屬棒運動0.5 m,框架中產生的焦耳熱等于克服安培力做的功,所以Q=Fs=0.1 J. (2分) (2)金屬棒所受安培力為F=BIL (1分) (1分) (1分) 由于棒做勻減速運動 (1分) 所以. (2分) (3)錯誤之處是把0.4 s時回路內的電阻R代入進行計算 (1分) 正確解法是q=It (1分) 因為F=BIL=ma (1分) .4 C. (1分) 【答案】 (1)0.1 J (2)R=0. (3)見解析 16.(15分