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2022年高三物理一輪 雙基鞏固卷 第9-10單元

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1、2022年高三物理一輪 雙基鞏固卷 第9-10單元 一、選擇題(每小題6分,共42分) 1.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中水平放置一個(gè)不變形的單匝金屬圓線圈,線圈所圍的面積為0.1 m2,線圈電阻為1 Ω.規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時(shí)針?lè)较?,如圖G4-1甲所示.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.下列說(shuō)法正確的是(  ) 甲           乙 圖G4-1 A.在0~5 s內(nèi),I的最大值為0.1 A B.在第4 s時(shí),I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針 C.前2 s內(nèi),通過(guò)線圈截面的總電荷量為0.01 C D.第3 s內(nèi),線圈的發(fā)熱功率最大 2.信用卡的

2、磁條中有一個(gè)個(gè)連續(xù)的相反極性的磁化區(qū),如圖G4-2所示,刷卡時(shí),當(dāng)磁條以某一速度拉過(guò)信用卡閱讀器的檢測(cè)頭時(shí),在檢測(cè)頭的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,那么下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖G4-2 A.A、B、C三位置經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí),線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 B.A、B、C三位置經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí),線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 C.A、C兩位置經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí),線圈中感應(yīng)電流方向相同 D.A、C兩位置經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí),線圈中感應(yīng)電流方向相反 圖G4-3 3.如圖G4-3所示,寬度為L(zhǎng)的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.閉合等腰直角三角形導(dǎo)線框abc的直角邊ab長(zhǎng)為2L,線框總電阻為R,規(guī)定沿a

3、bca方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向.導(dǎo)線框以速度v勻速向右穿過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,感應(yīng)電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象是圖G4-4中的(  ) A     B     C     D 圖G4-4 圖G4-5 4.如圖G4-5所示,電路中A、B是完全相同的燈泡,L是一帶鐵芯的線圈,開(kāi)關(guān)S原來(lái)閉合,則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間(  ) A.L中的電流方向改變,燈泡B立即熄滅 B.L中的電流方向不變,燈泡B要過(guò)一會(huì)兒才熄滅 C.L中的電流方向改變,燈泡A比B熄滅慢 D.L中的電流方向不變,燈泡A比B熄滅慢 5.如圖G4-6所示,T為理想變壓器,副線圈回路中的輸電線ab和cd的電阻不可忽略,其余輸電線

4、電阻可不計(jì),則當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)(  ) 圖G4-6 A.交流電壓表V2和V3的示數(shù)一定都變小 B.交流電壓表V3的示數(shù)變小 C.交流電流表A1、A2和A3的示數(shù)一定都變大 D.只有交流電流表A1的示數(shù)變大 6.如圖G4-7所示,正方形線框abcd長(zhǎng)為L(zhǎng),每邊電阻均為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),c、d兩點(diǎn)與外電路相連,外電路電阻也為r.下列說(shuō)法中正確的是(  ) 圖G4-7 A.S斷開(kāi)時(shí),電壓表讀數(shù)為BωL2 B.S斷開(kāi)時(shí),電壓表讀數(shù)為BωL2 C.S閉合時(shí),電流表讀數(shù)為BωL2 D.S閉合時(shí),線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中流過(guò)電流表的電荷量為

5、 二、實(shí)驗(yàn)題(20分) 7.(8分)某學(xué)生做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證楞次定律時(shí),分別研究開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、閉合;原線圈插入副線圈、原線圈從副線圈中拔出;變阻器滑片快速移動(dòng);插入鐵芯、拔出鐵芯等情況下感應(yīng)電流方向與磁通量改變之間的關(guān)系,所用到的重要思想方法主要有______. A.等效替代      B.歸納總結(jié) C.控制變量 D.理想化模型 該實(shí)驗(yàn)得到的最終結(jié)果是:感應(yīng)電流的______________________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. 8.(12分)電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流,它與計(jì)算機(jī)相連,能在幾秒內(nèi)畫出電流隨時(shí)間變化的圖象.如圖G4-8甲所示電路,電源電動(dòng)勢(shì)為直流8 V, 電容器為

6、幾百微法的電解電容器,先使開(kāi)關(guān)S與1相連,電源向電容器充電,然后把開(kāi)關(guān)S擲向2,電容器通過(guò)電阻R放電,計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的I-t曲線如圖乙所示.在圖乙中畫出了一豎立的狹長(zhǎng)矩形(在乙圖的左端),它的面積的物理意義是:____________________.根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算的電容是________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). 圖G4-8 三、計(jì)算題(42分) 9.(18分)如G4-9所示,寬為0.5 m的光滑水平金屬框架固定在方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.80 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,框架左端連接一個(gè)R=0.4 Ω的電阻,框架上面置一電阻r=0.1 Ω的金屬導(dǎo)體ab,a

7、b長(zhǎng)為0.5 m,ab始終與框架接觸良好且在水平恒力F作用下以v=1.25 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)(設(shè)水平金屬框架足夠長(zhǎng),軌道電阻及接觸電阻忽略不計(jì)). (1)試判斷金屬導(dǎo)體ab兩端哪端電勢(shì)高; (2)求通過(guò)金屬導(dǎo)體ab的電流大?。? (3)求水平恒力F對(duì)金屬導(dǎo)體ab做功的功率. 圖G4-9 10.(24分)如圖G4-10所示,在距離水平地面h=0.8 m的虛線的上方有一個(gè)方向垂直于紙面水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),正方形線框abcd的邊長(zhǎng)l=0.2 m,質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R=0.08 Ω.一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連接線框,另一端連接一質(zhì)量M=0.2

8、kg的物體A.開(kāi)始時(shí)線框的cd在地面上,各段繩都處于伸直狀態(tài),由靜止釋放物體A,一段時(shí)間后線框進(jìn)入磁場(chǎng),已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),物體A恰好落地,同時(shí)將輕繩剪斷,線框繼續(xù)上升一段時(shí)間后開(kāi)始下落,最后落至地面.整個(gè)過(guò)程線框沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng),線框平面始終處于紙面內(nèi),g取10 m/s2. (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多大? (2)線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),用了多長(zhǎng)時(shí)間? (3)線框落地時(shí)的速度為多大? 圖G4-10 1.BC [解析] 根據(jù)B-t圖象的斜率k=,則E===nSk,剛開(kāi)始時(shí)圖象的斜率最大,為0.1,代入得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0.01 V,感

9、應(yīng)電流I的最大值為0.01 A,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在第4 s時(shí),根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流I的方向?yàn)槟鏁r(shí)針,故選項(xiàng)B正確;由q=,代入得前2 s內(nèi)通過(guò)線圈截面的總電荷量為0.01 C,故選項(xiàng)C正確;第3 s內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,故不產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此發(fā)熱功率為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 2.AD [解析] A、B、C三位置處于磁性過(guò)渡區(qū),經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí),引起線圈中磁通量變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,A對(duì),B錯(cuò).A、C兩位置磁性變化規(guī)律不同,經(jīng)過(guò)檢測(cè)頭時(shí)引起線圈中磁通量變化情況相反,感應(yīng)電流方向相反,C錯(cuò),D對(duì). 3.D [解析] 在0~時(shí)間內(nèi),根據(jù)公式E=Blv,等腰直角三角形導(dǎo)線框abc進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感

10、應(yīng)電流隨著導(dǎo)線切割磁感線的有效長(zhǎng)度的增大而均勻增大,穿過(guò)線圈的磁通量在增大,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針;在~時(shí)間內(nèi),磁通量在均勻增大,根據(jù)E=可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流恒定不變,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針;在~時(shí)間內(nèi),等腰直角三角形導(dǎo)線框abc切割磁感線的有效長(zhǎng)度均勻增大,根據(jù)公式E=Blv,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均勻增大,由于磁通量逐漸減小,感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針,綜上所述,選項(xiàng)D正確. 4.D [解析] 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),L與燈泡A組成回路,由于自感,L中的電流由原來(lái)數(shù)值逐漸減小,電流方向不變,A燈熄滅要慢,B燈電流瞬間消失,立即熄滅,選項(xiàng)D正確. 5.B [解析] 因

11、為U不變,由=可得U2不變;當(dāng)S閉合后,副線圈所在電路的總電阻R減小,由I2=可知總電流I2增大;由UI1=U2I2得I1=,故I1增大;電阻R1兩端的電壓U3=U2-I2R′,故U3變小,I3=變小.綜上所述,交流電流表A1、A2的示數(shù)變大,A3的示數(shù)變小,交流電壓表V2的示數(shù)不變,V3的示數(shù)變小,故只有選項(xiàng)B正確. 6.BD [解析] 正方形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為BωL2,電源電動(dòng)勢(shì)為E=BωL2.S斷開(kāi)時(shí),內(nèi)電路電流I==BωL2,電壓表讀數(shù)等于c、d兩點(diǎn)之間的電壓,為U=Ir=BωL2,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;S閉合時(shí),電路總

12、電阻為3r+=r,ab中電流為I==BωL2,電流表讀數(shù)為=BωL2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;S閉合時(shí),線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中,磁通量變化ΔФ=BL2,時(shí)間Δt=,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為=,電流平均值為,流過(guò)電流表的電流平均值為I=,電荷量為q=IΔt=,選項(xiàng)D正確. 7. BC 磁場(chǎng)總是要阻礙 [解析] 分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的各種裝置情況,總結(jié)共同規(guī)律.在每次實(shí)驗(yàn)中,只改變一個(gè)條件,其他條件是不變的. 8.通過(guò)電流傳感器的電荷量 330 μF [解析] 由q=It可知,I-t圖象中的面積表示通過(guò)電流傳感器的電荷量.由數(shù)格法可知電容器放電前所帶電荷量Q=33×0.2×10-3×0.4 C=2

13、.64×10-3 C,則C==330 μF. 9.(1)a端 (2)1 A (3)0.5 W [解析] (1)a端電勢(shì)較高. (2)E=Blv I=,代入數(shù)據(jù)得I=1 A. (3)金屬導(dǎo)體做勻速直線運(yùn)動(dòng),受力平衡,有F=F安 又因?yàn)镕安=BIL P=Fv 代入數(shù)據(jù)得P=0.5 W. 10.(1)1 T (2)0.9 s (3)4 m/s [解析] (1)設(shè)線框到達(dá)磁場(chǎng)邊界時(shí)的速度大小為v,由機(jī)械能守恒定律可得: Mg(h-l)=mg(h-l)+(M+m)v2 解得:v=2 m/s 線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流:I= 線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng),有:Mg=mg+I(xiàn)Bl 聯(lián)立解得:B=1 T. (2)設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,有: h-l=vt1 解得:t1=0.6 s 線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng),所用的時(shí)間:t2==0.1 s 此后輕繩拉力消失,線框做豎直上拋運(yùn)動(dòng),到最高點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間:t3==0.2 s 線框從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),所用的時(shí)間:t=t1+t2+t3=0.9 s. (3)線框從最高點(diǎn)下落至磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小不變,線框穿磁場(chǎng)過(guò)程所受的安培力大小也不變, 因此,線框穿出磁場(chǎng)過(guò)程還是做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)磁場(chǎng)后做豎直下拋運(yùn)動(dòng). 由機(jī)械能守恒定律可得: mv=mv2+mg(h-l) 解得線框落地時(shí)的速度:vt=4 m/s.

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