802综合测评物理试卷3-2(共四套)附答案

@188.com第1页共42页—2综合测评（一）一、选择题（每题2分，共40分）1.如图1所示，a、b、c为三个同心圆环，且在同一个平面内，垂直于此平面向里的磁场局限在b环内部.当磁场减弱时，三个金属圆环中产生的感应电动势的大小关系是（）图1A.EaEbEcB.EaEbEcC.EaEb=EcD.Ea=EbEc思路解析：磁通量的变化由磁场变化引起，设磁场变化率为tB，则：Ea=tBSa，Eb=tBSb，Ec=tBSc，因SaSb=Sc，EaEb=Ec.答案：C2.线圈ab中的电流如图2所示，设电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是（）图2A.顺时针B.逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针思路解析：方法一：由图可知，线圈中电流先从a到b再由b到a，当电流由a到b时，电流减弱，通过铝环M中的磁通量减少，由安培定则可知穿过铝环M的原磁场方向是从左向右，根据“增反减同”的规律可知，铝环M中感应磁场方向也是从左到右，再由安培定则可判定铝环M中感应电流方向为顺时针；当电流由b到a时，电流增大，通过铝环M中的磁通量增大，而穿过铝环M的原磁场方向是从右到左，根据“增反减同”的规律可知，铝环M中感应磁场方向还是从左到右，由安培定则可判定铝环M中感应电流方向仍为顺时针.故正确选项为A.答案：A3.在图3中，金属棒ab长为L，匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒运动的速率为v，θ为图示中的夹角，金属棒ab两点间的感应电动势E=BLvsinθ的有（）@188.com第2页共42页思路解析：由于运动而产生的感应电动势E=BLv中的B、L、v互相垂直，当三者不互相垂直时，应将不垂直的物理量投影到三者垂直的方向上来，根据此原则：对于A图，磁场方向垂直于杆和速度方向所确定的平面，但是速度方向与杆不垂直，将速度投影到垂直于杆的方向上时，速度为vsinθ，代入E=BLv中后，得E=BLvsinθ.对于B图，它与A图的情况相同.对于C图，杆已经垂直于磁场和速度所确定的平面，但磁场方向与速度方向不垂直，将速度投影到垂直于磁场方向上（或将磁感应强度投影到垂直于速度的方向上），其感应电动势为E=BLvsinθ.而对于D图，三个物理量均在一个平面内，不能产生感应电动势，从切割磁感线的角度来看，杆的速度方向平行于磁场所在平面运动没有切割磁感线，所以没有感应电动势产生.答案：ABC4.如图4所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示的位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用t1时间拉出，外力做功W1，通过导线横截面积的电荷量为q1，若第二次用t2(t2t1)时间拉出，外力做功W2，通过导线横截面积的电荷量为q2，则（）图4A.W1W2,q1q2B.W1W2,q1=q2C.W1W2,q1=q2D.W1W2,q1q2思路解析：闭合导线框匀速拉出匀强磁场的过程中，由于它的一条边做切割磁感线的运动，产生的感应电动势为E=BLv，相应的感应电流I=RE=RBLv，通过横截面的电荷量q=It=RBLv·RBSRBLLvL''①其中S是线框的面积.此过程中外力所做的功等于电路中消耗的电能，有W=Eq=BLv·RSLvBRBS2②由①式可以看出通过横截面的电荷量与线框运动的速度无关，只与线框的横截面积、电阻及磁场的磁感应强度有关，所以两次通过线框横截面的电荷量相同.由②式可得外力所做功与线框运动速度成正比，所以速度大的过程（也就是拉出过程中所用的时间较少），外力做的功多.所以正确选项是B.答案：B5.如图5所示，水平地面上有正交的匀强电场和匀强磁场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向@188.com第3页共42页外，半圆形的金属框从直径处于水平位置静止时开始下落，不计空气阻力，则a、b两端落到地面的次序是（）图5A.a先于bB.b先于aC.a、b同时落地D.无法判定思路解析：由右手定则可知，在金属框的半圆弧部分和直径部分，都将因切割磁感线而产生由b到a的感应电动势，从而a端电势高，带正电，b端电势低，带负电，a端受向下的电场力，b端受向上的电场力，故a先于b落地.答案：A6.两个大小不同的绝缘圆环，如图6所示，叠放在一起，小圆环有一半面积在大圆内.当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是（）图6A.顺时针方向B.逆时针方向C.左半圆顺时针D.无感应电流思路解析：根据右手螺旋定则，当大圆环中电流为顺时针方向时，圆环所在平面内的磁场方向为垂直于纸面向里，而环外的磁场方向垂直于纸面向外，虽然小圆环在大圆环里外的面积一样，但环里磁场比环外磁场要强，净磁通量还是垂直于纸面向里，由右手定则和楞次定律知，感应电流的磁场阻碍“×”方向的磁通量的增强，所以小圆环中的感应电流方向为逆时针.所以本题的正确选项是B.答案：B7.有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈.下列说法中错误的是（）A.当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化B.列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快C.列车运动时，线圈中会产生感应电流D.线圈中感应电流的大小与列车速度无关思路解析：这是判断感应电流以及感应电流大小的问题.根据I=RE=tRn可知，列车的速度越快，磁通量的变化越大，感应电流越大，选项D错.答案：D8.如图7所示，一金属方框abcd从离磁场区域上方高h处自由下落，然后进入与线框平面垂直的匀强磁场中.在进入磁场的过程中，可能发生的情况是（）@188.com第4页共42页线框做加速运动，加速度agB.线框做匀速运动C.线框做减速运动D.线框会跳回原处思路解析：设线框cd边长为L，整个线框的电阻为R，进入磁场时速度为v，此时感应电动势为E=BLv线框中的电流为I=RBLvF受到向上的安培力为F=ghRLBRvLB22222（1）如果F=mg，线框将匀速进入磁场；（2）如果Fmg，线框将加速进入磁场，但随着速度的增大，F增大，加速度减小，因此进入磁场的过程是变加速运动，且ag；（3）如果Fmg，线框将减速进入磁场，但随着速度的减小，F减小，加速度的值将减小，因此也是变减速运动.由此可见，其运动特点是由所处高度h决定（对于确定的线圈），A、B、C三种情况均有可能，但第四种情况D绝无可能.试想想，线框进入磁场，才会受到向上的力，同时受到向上的力是因为有电流，可见已经有一部分机械能转化为电能，机械能不守恒.所以，A、B、C正确.答案：ABC9.如图8所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管.两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是（）图8A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的思路解析：磁性小球在B管下落得慢的原因是圆管中产生感应电流，对它有阻碍作用，故B管必为金属管，选项A、D正确.答案：AD10.一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正.在磁场中有一细金属环，线圈平@188.com第5页共42页面位于纸面内，如图9所示.现令磁感应强度B随时间t变化，先按图中所标示的Oa图线变化，后来又按图线bc和cd变化.令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则（）图9A.E1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向B.E1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向C.E1E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向D.E2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向思路解析：本题综合考查楞次定律、法拉第电磁感应定律和对图线的识别能力.根据图线Oa段B大于零且随时间均匀增加得知该段时间内B向里增强，且磁感应强度的变化率tB=定值，结合楞次定律判断可知感应电流I1方向为逆时针方向，再由法拉第电磁感应定律知E1=t=ΔB·4S；对bc段，B大于零，即方向向里且逐渐减小，由楞次定律知感应电流I2的方向为顺时针，再由法拉第电磁感应定律有E2=t=ΔB·1S，式中ΔB与E1中ΔB相同，故E2=4E1，即E2E1；对cd段，B为负，方向向外，且逐渐增强，由楞次定律得知该段感应电流I3的方向为顺时针，由于cd与bc段斜率相等，故tB相同，由法拉第电磁感应定律得E3=t=ΔB·1S,即E3=E2.综上分析，选项B、D正确.答案：BD11.在如图10所示电路中，已知交流电源电压u=200·sin100πtV，电阻R=100Ω，则电流表和电压表的示数分别为（）图10A.1.41A，200VB.1.41A，141VC.2A，200VD.2A，141V思路解析：交流电压表和电流表的示数均为交变电流的有效值.由电源电压的表达式u=200sin100πtV可以看出交流电压的最大值为Um=200V，因而电压表的示数为电压的有效值是U=2mU=141V，电流表的示数为电流的有效值是I=RU=100141A=1.41A.选项B正确.答案：B12.一长直导线通以如图11（1）所示的交变电流，在导线下方有一断开的线圈如图11（2）@188.com第6页共42页所示，规定电流从左向右为正，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（）图11A.t1时刻B.t2时刻C.t3时刻D.t4时刻思路解析：线圈中磁场是直流电流i产生的，a点电势相对b最高，即ab间感应电动势最大.在t1、t3时刻，电流i最大，但电流的变化率为零，则线圈中磁通量变化率为零，感应电动势为零；在t2、t4时刻，电流i=0，但电流的变化率最大，线圈中磁通量变化率也最大，根据楞次定律，可判断出ab感应电动势a点高于b点是在t4时刻，所以选项D正确.答案：D13.如图12所示，已知线圈匝数的关系为n1n2，n2=n3，三个完全相同的灯泡连接如图，当S1、S2、S3全部闭合时，三个灯泡均正常发光.设电源电压不变，则下述情况正确的是（）图12A.只断开S1，L1变亮B.只断开S2，三个灯仍能正常发光C.只断开S3，L1变暗D.三个开关都断开，L1变暗思路解析：变压器有两组副线圈，依题意选项中始终有一组副线圈处于空载状态，所以可当作单个副线圈处理.只有当三个开关都闭合时，才有两个副线圈.开关全部闭合，三个灯均正常发光，设其额定电压为U0，额定电流为I0，变压器输出功率P2=I0U0+I0U0=2I0U0，输入功率P1=I0U0，由P1=P2，可知原线圈两端的电压U1=2U0，则电源电压U=3U0，线圈匝数关系n1=2n2=2n3.开关全部闭合，由于两组副线圈电路完全相同，流过灯L2、L3的电流I大小始终相等，则A、B两点电势相等，流过开关S2的电流为零，所以S2闭合与断开对电路没有影响，选项B正确.只断开S1和只断开S3情况相同，变压器只有一组副线圈.S3断开，设灯L1两端电压为UL1，原线圈两端电压为U1′，线圈n2两端电压为U2′，则有U=UL1+U1′，''21UU=21