本冊綜合能力測試(A)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘第Ⅰ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，有的小題只有一個選項符合題目要求，有些小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(·山師大附中高二檢測)如圖所示四幅圖片涉及物理學史上的四個重大發現。其中說法正確的是()A．牛頓根據理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因B．卡文迪許通過扭秤實驗，歸納出了萬有引力定律C．奧斯特通過實驗研究，發現了電流周圍存在磁場D．法拉第通過實驗研究，總結出電磁感應現象中感應電流方向的規律答案：C解析：C選項符合物理史實，故選C。伽利略通過理想斜面實驗，提出力不是維持物體運動的原因，而不是牛頓。卡文迪許通過扭秤實驗，測定引力常量，但不是提出萬有引力定律。總結出電磁感應現象中感應電流方向的規律的不是法拉第而是楞次，故不選A、B、D。2．(·汕頭高二檢測)如圖所示，固定的水平長直導線中通有電流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答案：B解析：線圈在釋放下落的過程中，磁通量逐漸減小，感應電流方向不變，線圈所受安培力的合力向上，所以A錯，C錯，B對，線框在向下運動的過程中安培力做負功，機械能不斷減小，D錯。3.振弦型頻率傳感器的結構如圖所示，它由鋼弦和永磁鐵兩部分組成，鋼弦上端用固定夾塊夾緊，下端的夾塊與一膜片相連接，，當弦上的張力越大時，弦的固有頻率越大．這種裝置可以從線圈輸出電壓的頻率確定膜片處壓力的變化．下列說法正確的是()A．當軟鐵塊與磁鐵靠近時，a端電勢高B．當軟鐵塊與磁鐵靠近時，b端電勢高C．膜上的壓力較小時，線圈中感應電動勢的頻率高D．膜上的壓力較大時，線圈中感應電動勢的頻率高答案：BC4.如圖所示，A、B兩個線圈繞在同一個閉合鐵芯上，它們的兩端分別與電阻可以不計的光滑、水平、平行導軌P、Q和M、N相連；P、Q處在豎直向下的勻強磁場B1中，M、N處在豎直向下的勻強磁場B2中；直導線ab橫放在P、Q上，直導線cd橫放在M、N上，cd原來不動。下列說法中正確的有()A．若ab向右勻速滑動，則cd也向右滑動B．若ab向右加速滑動，則cd也向右滑動C．若ab向右減速滑動，則cd也向右滑動D．若ab向右減速滑動，則cd向左滑動答案：BD解析：ab勻速滑動時，線圈A中感應電流恒定，閉合鐵芯中的磁通量不發生變化。線圈B中無感應電流，cd不會動。選項A錯誤；ab向右加速滑動時，線圈A中的感應電流在增大，閉合鐵芯中逆時針方向的磁通量在增大，線圈B中產生感應電流，根據楞次定律和右手定則，直導線cd中的電流方向由c到d；對cd應用左手定則，它受的安培力方向向右，cd將向右滑動，可見選項B正確；ab向右減速滑動時，線圈A中的感應電流在減弱，閉合鐵芯中逆時針方向的磁通量在減小，這時流過直導線cd的電流方向由d到c，所受安培力向左，cd向左滑動。可見，選項D正確，選項C錯誤。5．(·東營高二期末)如圖所示為兩個互感器，在圖中圓圈內a、b表示電表，已知電壓比為1001，電流比為101，電壓表的示數為220V，電流表的示數為10A，則()A．a為電流表，b為電壓表B．a為電壓表，b為電流表C．線路輸送電功率是2200WD．線路輸送電功率是2.2×106W答案：BD解析：左圖中原線圈并聯在電路中，應為電壓互感器，a表應為電壓表，右圖中原線圈串聯在電路，應為電流互感器，b表為電流表，A錯B對；輸送功率P＝I1U1＝2.2×106W，C錯，D對。6．如圖所示，平行于y軸的導體棒以速度v向右勻速直線運動，經過半徑為R，磁感應強度為B的圓形勻強磁場區域，導體棒中的感應電動勢ε與導體棒位置x關系的圖象是()答案：A解析：當導體棒位置坐標為x時(x≤R)E＝BLv＝Bv·2eq\r(R2－R－x2)＝2Bveq\r(2Rx－x2)結合數學知識可得A對，B、C、D錯。7．(·成都鐵路中學高二檢測)如圖甲所示，一個理想變壓器原、副線圈的匝數比n1∶n2＝6∶1，副線圈兩端接三條支路，每條支路上都接有一只燈泡，電路中L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻。當原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電時，三只燈泡都能發光。如果加在原線圈兩端的交流電的最大值保持不變，而將其頻率變為原來的2倍，則對于交流電的頻率改變之后與改變前相比，下列說法中正確的是()A．副線圈兩端的電壓有效值均為216VB．副線圈兩端的電壓有效值均為6VC．燈泡Ⅰ變亮D．燈泡Ⅲ變亮答案：BD解析：由圖乙知原線圈兩端電壓有效值為36V，根據eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)得U2＝6V，A錯B對；將頻率增大，感抗增大，容抗減小，C錯D對。8．有一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數可以通過滑動觸頭Q調節，如圖所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，在原線圈上加一電壓為U的交流電，則()A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數變小答案：BC解析：保持Q的位置不動，副線圈匝數不變，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2不變，當P向上滑動時，由I2＝eq\f(U2,R0＋R)知I2減小，則I1減小，故電流表的讀數變小，B正確，A錯誤；保持P的位置不動，將Q向上滑動時，副線圈的匝數增多，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知U2增大，由I2＝eq\f(U2,R＋R0)知I2增大，故I1增大，C正確，D錯誤。9．(·威海高二檢測)將一段導線繞成圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強磁場Ⅰ中。回路的圓形區域內有垂直紙面的磁場Ⅱ，以向里為磁場Ⅱ的正方向，其磁感應強度B隨時間t變化的圖象如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，能正確反映F隨時間t變化的圖象是()[答案]B[解析]根據楞次定律，在前半個周期內，圓環內產生的感應電流方向為順時針，即通過ab邊的電流方向為由b指向a，再根據左手定則判斷，ab邊受到的安培力為水平向左，即負方向。根據法拉第電磁感應定律，前半個周期內ab中的電流為定值，則所受安培力也為定值。結合選項可知B正確。10．如圖所示，水平地面上方有正交的勻強電場E和勻強磁場B，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向外，等腰三角形的金屬框由底邊呈水平位置開始沿豎直平面在電磁場中由靜止開始下落，下落過程中三角形平面始終在豎直平面內，不計阻力，a、b落到地面的次序是()A．a先于bB．b先于aC．a、b同時落地D．無法判斷答案：A解析：當△abc線框下落時，閉合回路中磁通量沒有發生變化，回路中不產生感應電流，但由于各邊都在切割磁感線，所以會產生感應電動勢，根據楞次定律，可以判定出a點的電勢高，是電源的正極，B點的電勢低，是電源的負極，a點聚集著多余的正電荷，b點聚集著負電荷，a點的正電荷受的電場力向下，使a點加快運動(a點加速度>g)，b點的負電荷受的電場力向上，使b點減緩運動(b點加速度<g)，故a點先落地。故正確答案為A。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(5分)如圖所示是三個成功的演示實驗，回答下列問題。(1)在實驗中，電流表指針偏轉的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)電流表指針偏轉角跟感應電動勢的大小成________關系。(3)第一個成功實驗(如圖a)中，將條形磁鐵從同一高度插入到線圈中同一位置，快速插入和慢速插入有什么量是相同的？________，什么量是不同的？________。(4)從三個成功的演示實驗可歸納出的結論是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)穿過線圈的磁通量發生變化(2)正比(3)磁通量的變化量磁通量的變化率(4)只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，閉合電路中就有感應電流產生。12．(6分)如圖所示，是工業生產中大部分光電控制設備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。(1)示意圖中，a端就是電源________極。(2)光控繼電器的原理是：當光照射光電管時，______________________________________________。答案：(1)正。(2)陰極K發射電子，電路中產生電流，經放大器放大后的電流使電磁鐵M磁化，將銜鐵N吸住；無光照射光電管時，電路中無電流，N自動離開M。13．(7分)如圖所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數為N，整個線圈的電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中，線圈繞OO′軸以角速度ω勻速轉動，外電阻為R，當線圈由圖示位置轉過90°的過程中(1)磁通量的變化量為ΔΦ＝________；(2)平均感應電動勢eq\x\to(E)＝________；(3)電阻R所產生的焦耳熱為________；(4)通過電阻R的電荷量為q＝______。答案：(1)BS(2)eq\f(2NBSω,π)(3)eq\f(πRωN2B2S2,4R＋r2)(4)eq\f(NBS,R＋r)解析：線圈在圖示位置時磁通量Φ＝0，轉過90°后磁通量Φ′＝BS，該過程中磁通量的變化量為ΔΦ＝Φ′－Φ＝BS，與線圈匝數無關；該過程中所用時間Δt＝θ/ω＝π/2ω，所以平均感應電動勢eq\x\to(E)＝NΔΦ/Δt＝eq\f(2NBSω,π)；電路中的感應電流有效值I＝E/(R＋r)＝NBSω/eq\r(2)(R＋r)，所以電阻R所產生的焦耳熱Q＝I2Rt＝eq\f(πRωN2B2S2,4R＋r2)；電路中的感應電流的平均值eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)＝eq\f(2NBSω,πR＋r)，所以通過電阻R的電荷量q＝eq\x\to(I)·t＝eq\f(NBS,R＋r)三、論述·計算題(共4小題，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，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)14．(9分)(·海岳中學高二期末)如圖所示，一個100匝的圓形線圈(圖中只畫了2匝)，面積為200cm2，線圈的電阻為1Ω，在線圈外接一個阻值為4Ω的電阻和一個理想電壓表。電阻的一端B與地相接，線圈放入方向垂直線圈平面指向紙內的勻強磁場中，磁感應強度隨時間的變化規律如B－t圖所示。求：(1)t＝3s時穿過線圈的磁通量。(2)t＝5s時，電壓表的讀數。(3)若取B點電勢為零，A點的最高電勢是多少？答案：(1)7×10－3Wb(2)0.32V(3)0.08V解析：(1)t＝3s時，Φ＝BS＝3.5×10－1×200×10－4Wb＝7×10－3Wb(2)4～6s內的感應電動勢為E1＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(4－0×10－1,6－4)×200×10－4V＝0.4V電壓表的讀數為U＝eq\f(E1,R＋r)R＝eq\f(0.4,4＋1)×4V＝0.32V(3)0～4s，A點電勢高于零；4～6s，A點電勢低于零。0～4s內的感應電動勢為E2＝neq\f(ΔB,Δt)S＝100×eq\f(4－2×10－1,4－0)×200×10－4V＝0.1VA、B兩端的電勢差為UAB＝eq\f(E2,R＋r)R＝eq\f(0.1,4＋1)×4V＝0.08V故A點的最高電勢為φA＝0.08V15．(10分)如圖所示，光滑平行金屬導軌相距30cm，電阻不計，ab是電阻為0.3Ω的金屬棒，可沿導軌滑動，與導軌相連的平行金屬板A、B相距6cm，電阻R為0.1Ω。全部裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中，當ab以速度v向右勻速運動時，一帶電微粒在A、B板間恰做半徑2cm的勻速圓周運動，速率也是v。試求速率v的大小？答案：0.4m/s解析：設磁感應強度為B，平行板AB間距為d，ab桿的有效長度為L，帶電粒子質量為m，帶電荷量為q，∵E＝BLv∴Uab＝UAB＝eq\f(E·R,R總)＝eq\f(BLv,0.1＋0.3)×0.1＝eq\f(1,4)Blv帶電粒子在A、B板間恰能做勻速圓周運動，則mg＝Eq＝eq\f(UAB,d)q，∴m＝eq\f(BLvq,4dg)。帶電粒子做圓周運動的半徑r＝eq\f(mv,Bq)＝eq\f(BLv2q,4dgBq)＝eq\f(Lv2,4dg)∴v＝eq\r(\f(4dgr,L))＝eq\r(\f(4×0.06×10×0.02,0.3))m/s＝0.4m/s。16．(11分)(·泰安高二檢測)如圖所示，P、Q為水平面內平行放置的光滑金屬長直導軌，間距為L1，處在豎直向下、磁感應強度大小為B1的勻強磁場中，一導體桿ef垂直于P、Q放在導軌上，在外力作用下向左做勻速直線運動。質量為m、每邊電阻均為r、邊長為L2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內，兩頂點a、b通過細導線與導軌相連，磁感應強度大小為B2的勻強磁場垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止狀態，不計其余電阻和細導線對a、b點的作用力。(1)通過ab邊的電流Iab是多大？(2)導體桿ef的運動速度v是多大？答案：(1)Iab＝eq\f(3mg,4B2L2)(2)v＝eq\f(3mgr,4B1B2L1L2)解析：(1)設通過正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有Iab＝eq\f(3,4)I①Idc＝eq\f(1,4)I②金屬框受重力和安培力，處于靜止狀態，有mg＝B2IabL2＋B2IdcL2③由①～③，解得Iab＝eq\f(3mg,4B2L2)④(2)由(1)可得I＝eq\f(mg,B2L2)⑤設導體桿切割磁感線產生的電動勢為E，有E＝B1L1v設ad、dc、cb三邊電阻串聯后與ab邊電阻并聯的總電阻為R，則R＝eq\f(3,4)r⑦根據閉合電路歐姆定律，有I＝eq\f(E,R)⑧由⑤～⑧，解得v＝eq\f(3mgr,4B1B2L1L2)⑨本題綜合了平衡、電路、電磁感應等問題，但思路并不曲折，屬于容易題。17．(12分)如圖甲所示，abcd是位于豎直平面內的正方形閉合金屬線框，金屬線框的質量為m，電阻為R。在金屬線框的下方有一