高中物理选修3-2第一章检测试卷
物理选修3-2第一章检测试卷
(时间：90分钟满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)
1．2013年12月我国发射的“玉兔号”月球车成功着陆月球，预计在2020年将实施载人登月．假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是 ( )
A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面沿两个互相垂直的方向运动，月球表面若有磁场，则电流表至少有一次示数不为零
2．很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落，条形磁铁在圆筒中的运动速率( )
A．均匀增大 B．先增大，后减小
C．逐渐增大，趋于不变 D．先增大，再减小，最后不变
3．如图1所示是研究通电自感实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，然后断开开关S.重新闭合开关S，则 ( )
A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮
B．闭合瞬间，A1、A2均立刻变亮
C．稳定后，L和R两端的电势差一定相同
D．稳定后，A1和A2两端的电势差不相同
图1 图2
4．如图2所示，一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面，其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线，导线以图示方向的恒定电流．释放导线框，它由实线位置下落
到虚线位置未发生转动，在此过程中 ( )
A．导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA
B．导线框的磁通量为零时，感应电流也为零
C．导线框所受安培力的合力方向依次为向上→向下→向上
D．导线框所受安培力的合力为零，做自由落体运动
5．如图3所示，质量为m、高为h的矩形导线框在竖直面自由下落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界、高亦为h的匀强磁场区域，线框在此过程中产生的能为( )
A．mgh B．2mgh C．大于mgh而小于2mgh D．大于2mgh
图3 图4
6.如图4所示为几个有理想边界的磁场区域，相邻区域的磁感应强度B大小相等、方向相反，区域的宽度均为L.现有一边长为L的正方形导线框由图示位置开始，沿垂直于区域边界的直线匀速穿过磁场区域，速度大小为v.设逆时针方向为电流的正方向，下列各图能正确反映线框中感应电流的是 ( )
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分) 7．如图5所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用F M、F N表示。不计轨道电阻，以下叙述正确的是( ) A．F M向右B．F N向左
C．F M逐渐增大D．F N逐渐增大
图5 图6
8．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1 s 磁感线垂直线圈平面向里，如图6甲所示．若磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示，那么下列选项正确的是( )
A ．第1 s 线圈中感应电流的大小恒定
B ．第2 s 线圈中感应电流的大小恒定
C ．第3 s 线圈中感应电流的方向为顺时针方向
D ．第4 s 线圈中感应电流的方向为逆时针方向
9. 用一根横截面积为S 、电阻率为ρ的硬质导线做成一个半径为r 的圆环，ab 为圆环的一条直径。如图7所示，在ab 的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，
磁感应强度大小随时间的变化率ΔB Δt
＝k (k ＜0)。则 ( ) A ．圆环中产生逆时针方向的感应电流
B ．圆环具有扩的趋势
C ．圆环中感应电流的大小为|krS
2ρ
| D ．图中a 、b 两点间的电势差大小为U ab ＝|14
πkr 2|
图7 图8
10.如图8所示，竖直平行金属导轨MN 、PQ 上端接有电阻R ，金属杆ab 质量为m ，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B ，不计ab 与导轨电阻及一切摩擦，且ab 与导轨接触良好。若ab 杆在竖直向上的外力F 作用下匀速上升，则以下说确的是
( )
A ．拉力F 所做的功等于电阻R 上产生的热量
B ．杆ab 克服安培力做的功等于电阻R 上产生的热量
C ．电流所做的功等于重力势能的增加量
D ．拉力F 与重力做功的代数和等于电阻R 上产生的热量
三、填空题(本题共2小题，共9分)
11. (3分)如图9所示，半径为r 的金属圆环绕通过直径的轴OO ′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B ，以金属环的环面与磁场方向重合时开始计时，在转动30°角的过程中，环中产生的平均感应电动势为________。
图9 图10
12．(6分)把一个矩形线圈从有理想边界的匀强磁场中匀速拉出(如图10所示)，第一次速度为v1，第二次速度为v2且v2＝2v1，则两种情况下拉力做的功之比W1∶W2＝________，拉力的功率之比P1∶P2＝________，线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________。
四、计算题(本题共4小题，共47分)
13．(11分)如图11甲所示，截面积为0.2 m2的100匝圆形线圈A处在变化的磁场中．磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设向外为B的正方向。R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，线圈的阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明其正负。
图11
14．(11分)如图12所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L＝1 m，导轨左端连接一个R＝3 Ω的电阻，一根电阻为1 Ω的金属棒cd垂直地放在导轨上，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4 N的水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，则： (1)金属棒达到的最大速度是多少？
(2)金属棒达到最大速度后，电阻上的发热功率为多大？
图12
15. (12分)如图13所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef 与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上．现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻不计的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端．已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等．求拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v。
图13
16．(13分)某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图14所示．半径为R＝0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA，A端与导轨接触良好，O端固定在
圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r＝R
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的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转
动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m＝0.5 kg的铝块．在金属导轨区域存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T．a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连．测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h＝0.3 m时，测得U＝0.15 V．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s2)
(1)测U时，与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？
(2)求此时铝块的速度大小；
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失。
图14