高中物理 第3章《劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)》綜合檢測(cè) 滬科版選修1-1

高中物理 第3章《劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)》綜合檢測(cè) 滬科版選修1-1 (分值：100分　時(shí)間：60分鐘) 一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．場(chǎng)是假想的，實(shí)際并不存在 B．發(fā)電機(jī)主要由磁極和線圈兩大部分組成 C．發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了電能 D．發(fā)電機(jī)只能發(fā)出交流電 【解析】　場(chǎng)是客觀存在的一種物質(zhì)，故A錯(cuò)誤．線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B、C正確．也有直流發(fā)電機(jī)，故D錯(cuò)誤． 【答案】　BC 2．(2011·寧波高二期中)如圖1所示，電流表與螺線管組成閉合電路，以下不能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的是(　　) 圖1 A．將磁鐵插入螺線管的過程中 B．磁鐵放在螺線管中不動(dòng)時(shí) C．將磁鐵從螺線管中向上拉出的過程中 D．將磁鐵從螺線管中向下拉出的過程中 【解析】　只要閉合電路的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表的指針就會(huì)偏轉(zhuǎn)． 【答案】　B 3．(2011·珠海檢測(cè))下列說(shuō)法中正確的是，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(　　) A．跟穿過閉合電路的磁通量有關(guān)系 B．跟穿過閉合電路的磁通量的變化大小有關(guān)系 C．跟穿過閉合電路的磁通量的變化快慢有關(guān)系 D．跟電路的電阻大小有關(guān)系 【解析】　感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E＝n，E與Φ、ΔΦ均無(wú)關(guān)，E的大小與有關(guān)，且E與R無(wú)關(guān)，故C正確． 【答案】　C 4．A、B兩個(gè)閉合電路，穿過A電路的磁通量由0增加到3×103 Wb，穿過B電路的磁通量由5×103 Wb增加到6×103 Wb，則兩個(gè)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA和EB的關(guān)系是(　　) A．EA>EB　　　　　　　　 B．EA＝EB C．EA<EB D．無(wú)法確定 【解析】　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(E)的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，因只知道磁通量的變化量不知道所用的時(shí)間，所以不能確定EA和EB的關(guān)系，故D正確． 【答案】　D 5．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．愛迪生發(fā)明了發(fā)電機(jī) B．皮克西發(fā)明了第一臺(tái)手搖式發(fā)電機(jī) C．西門子發(fā)明了第一臺(tái)感應(yīng)電動(dòng)機(jī) D．多利沃—多布羅沃利斯基發(fā)明了實(shí)用三相交流電動(dòng)機(jī) 【解析】　愛迪生發(fā)明了電燈，A錯(cuò)；皮克西發(fā)明了第一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)，B正確；西門子發(fā)明了自激發(fā)電機(jī)，C錯(cuò)誤；多利沃—多布羅沃利斯基發(fā)明了實(shí)用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，D正確． 【答案】　BD 6．穿過某線圈的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示，在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的時(shí)間是(　　) 圖2 A．0 s～2 s　　　　　　 B．2 s～4 s C．4 s～6 s D．6 s～10 s 【解析】　Φ－t圖象中，圖線斜率越大，越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大． 【答案】　C 7．如圖3所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，若井字回路中有感應(yīng)電流通過，則可能是(　　) 圖3 A．v1＞v2 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．無(wú)法確定 【解析】　只要金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度不相等，井字回路中的磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流． 【答案】　AB 8．根據(jù)麥克斯韋電磁理論，如下說(shuō)法正確的是(　　) A．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) B．均勻變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng) C．穩(wěn)定的電場(chǎng)一定產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) D．振蕩交變的電場(chǎng)一定產(chǎn)生同頻率的振蕩交變磁場(chǎng) 【解析】　均勻變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)(電場(chǎng))，不均勻變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))，振蕩交變的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩交變磁場(chǎng)，故D對(duì)． 【答案】　D 9．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．電磁場(chǎng)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)稱 B．在變化的電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng) C．在變化的磁場(chǎng)周圍一定存在變化的電場(chǎng) D．電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體 【解析】　根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)；非均勻變化的電場(chǎng)周圍一定存在變化的磁場(chǎng)，非均勻變化的磁場(chǎng)周圍一定存在變化的電場(chǎng)；電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體，所以，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確． 【答案】　BD 10．將一磁鐵緩慢或者迅速插到閉合線圈中的同一位置處，不發(fā)生變化的物理量是(　　) A．磁通量的變化量 B．磁通量的變化率 C．感應(yīng)電流的大小 D．流過導(dǎo)體橫截面的電量 【解析】　由于位置相同，兩次過程初、末位置磁通量分別相同，磁通量變化量相同，A對(duì)．由于時(shí)間不同，磁通量的變化率不同，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流也就不同，B、C錯(cuò)．q＝It＝t＝，D正確． 【答案】　AD 二、填空題(本題共2個(gè)小題，共12分) 11．(6分)如圖4所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌ab、cd置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，兩導(dǎo)軌間的距離l＝0.6 m．金屬桿MN沿兩條導(dǎo)軌向右勻速滑動(dòng)，速度v＝10 m/s，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為3 V．由此可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝________T. 圖4 【解析】　金屬桿MN產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝＝＝＝Blv，則B＝＝ T＝0.5 T. 【答案】　0.5 12．(6分)如圖5所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05 s，第二次用0.1 s，設(shè)插入方式相同．則兩次線圈中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為________，兩次線圈之中電流之比________． 圖5 【解析】　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝n，n、ΔΦ相同，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比E1∶E2＝Δt2∶Δt1＝2∶1 因線圈電阻不變，兩次線圈之中電流之比I1∶I2＝2∶1. 【答案】　2∶1　2∶1 三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共48分，解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)一個(gè)200匝的線圈，在0.02秒時(shí)間內(nèi)線圈中的磁通量的變化量為6×10－5韋，求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大?。? 【解析】　線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 E＝n＝200× V＝0.6 V. 【答案】　0.6 V 14．(12分)一面積S＝4×10－2m2、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為＝2 T/s.穿過線圈的磁通量的變化率是多少？線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多少？ 【解析】　穿過線圈的磁通量的變化率與匝數(shù)無(wú)關(guān)，故＝ s＝2×4×10－2 Wb/s＝8×10－2 Wb/s 由法拉第電磁感應(yīng)定律得 E＝n＝n s＝100×8×10－2 V＝8 V. 【答案】　8×10－2 Wb/s　8 V 15．(12分)如圖6所示，矩形線圈abcd繞OO′軸在B＝0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以n＝4r/s的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知ab＝20 cm，bc＝40 cm，線圈共有50 匝，當(dāng)線圈從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)動(dòng)，一直轉(zhuǎn)過90°的過程中，回答下面三個(gè)問題： 圖6 (1)磁通量的變化量是多少？ (2)磁通量的平均變化率為多少Wb/s? (3)線圈中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是多大？ 【解析】　(1)S＝ab·bc＝20×40 cm2＝800 cm2＝8×10－2 m2 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS－0＝0.2×8×10－2 Wb＝1.6×10－2 Wb (2)Δt＝T＝·＝×s＝s ＝＝0.256 Wb/s (3)E＝n＝50×0.256 V＝12.8 V. 【答案】　(1)1.6×10－2 Wb　(2)0.256 Wb/s　(3)12.8 V 16．(14分)(2011·南京高二期末)磁懸浮列車是一種采用無(wú)接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng).xx年底，我國(guó)宣布已研制成功一輛高溫超導(dǎo)磁懸浮高速列車的模型，該車的車速已達(dá)到500 km/h，可載5人．是當(dāng)今世界最快的地面客運(yùn)交通工具，有速度快、爬坡能力強(qiáng)、能耗低運(yùn)行時(shí)噪音小、安全舒適、不燃油，污染少等優(yōu)點(diǎn)．并且它采用高架方式，占用的耕地很少．磁懸浮列車意味著這些火車?yán)么诺? 圖7 基本原理懸浮在導(dǎo)軌上來(lái)代替舊的鋼輪和軌道列車．磁懸浮技術(shù)利用電磁力將整個(gè)列車車廂托起，擺脫了討厭的摩擦力和令人不快的鏗鏘聲，實(shí)現(xiàn)與地面無(wú)接觸、無(wú)燃料的快速“飛行”. 圖7所示就是磁懸浮的原理，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)水平放在磁鐵A的上方，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵的上方． (1)請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)生磁懸浮現(xiàn)象的原因． (2)磁懸浮列車能達(dá)到如此高的速度的原因是什么？ (3)在實(shí)際情況中，磁懸浮列車要進(jìn)一步提升速度，困難很大，說(shuō)說(shuō)制約磁懸浮列車進(jìn)一步提升速度的原因． 【解析】　(1)線圈B下降，磁通量發(fā)生變化，B中產(chǎn)生感應(yīng)電流．由于超導(dǎo)線圈的電阻極小，故電流極大而且?guī)缀醪粫?huì)減小，使列車受到向上的安培力與重力，二力平衡，處于懸浮狀態(tài)． (2)由于列車處于懸浮，摩擦阻力幾乎沒有． (3)空氣阻力是制約列車進(jìn)一步提速的重要因素，空氣阻力隨速度的增大而增大． 【答案】　見解析