1、阶段综合测评(八)时间：90分钟满分：110分第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，18题只有一项符合题目要求，912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是()A电磁感应现象是洛伦兹最先发现的B电动机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能C楞次最先发现了电流的磁效应D感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果答案D解析电磁感应现象是法拉第最先发现的，A错误
2、；发电机是利用电磁感应原理，将机械能转化为电能，B错误；奥斯特最先发现了电流的磁效应，C错误；楞次定律指出感应电流的磁场总要阻碍引起它的磁通量的变化，所以要在回路中产生一定的感应电流，外界必须提供一定的能量，使磁通量变化，该过程将其他形式的能转化为电能，体现了能量守恒定律，D正确。2某教室墙上有一朝南的钢窗，如图所示，当把钢窗左侧向外推开时，下列说法正确的是()A穿过窗框的地磁场的磁通量变大B穿过窗框的地磁场的磁通量不变C从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是逆时针D从推窗人的角度看，窗框中的感应电流方向是顺时针答案C解析如题图，地磁场由南向北，当朝南的钢窗向外推开时，穿过窗框平面的磁通量减
3、小，根据楞次定律，从推窗人的角度看，窗框中产生的感应电流的方向为逆时针，C正确，A、B、D错误。3.如图所示，在通电长直导线AB的一侧悬挂一闭合矩形金属线圈P，AB在线圈平面内，当AB中通以向上的电流并增大时()A线圈中产生逆时针方向的电流，线圈向AB运动B线圈中产生逆时针方向的电流，线圈背离AB运动C线圈中产生顺时针方向的电流，线圈向AB运动D线圈中产生顺时针方向的电流，线圈背离AB运动答案B解析根据安培定则可知线圈所在处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为逆时针方向，C、D错误；根据左手定则可知，线圈左边受到的安培力F1向右
4、，线圈右边受到的安培力F2向左，由于靠近导线处磁场较强，所以F1F2，故线圈将远离AB，A错误，B正确。4如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生感应电动势，设导体AB的电阻为r，导轨左端接有阻值为R的电阻，磁场的磁感应强度为B，导轨宽为d，导体AB匀速运动，速度为v。下列说法正确的是()A导体AB相当于电源，且A端为电源正极BUCDBdvCC、D两点电势关系为CA答案A解析导体AB切割磁感线产生感应电动势，在回路中产生感应电流，由右手定则可知AB中的感应电流方向为从B到A，导体AB相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，因此A正确，D错误；C、D间电阻R相当于外电阻，UCD，且CD，B
5、、C错误。5如图所示，在一磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L0.1 m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R0.3 的电阻。导轨上正交放置着金属棒ab，其电阻r0.2 。当金属棒在水平拉力作用下以速度v4.0 m/s向左做匀速运动时()Aab棒所受安培力大小为0.02 NBN、Q间电压为0.2 VCa端电势比b端电势低D回路中感应电流大小为1 A答案A解析ab棒产生的感应电动势EBLv0.50.14.0 V0.2 V，回路中的感应电流I0.4 A，ab棒受到的安培力FBIL0.50.40.1 N0.02 N，A正
6、确，D错误；N、Q之间的电压UE0.12 V，B错误；由右手定则得a端电势比b端电势高，C错误。6.如图所示，闭合导线框的质量忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则()AW1W2，q1q2 BW1W2，q1q2 DW1W2，q1q2答案C解析两次拉出的速度之比v1v231，电动势之比E1E231，电流之比I1I231，则通过导线截面的电荷量之比q1q2(I1t1)(I2t2)11；导线框所受的安培力之比F1F231，则外力做功
7、之比W1W231，故C正确。7.如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡。开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()AS闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即熄灭，L1逐渐变亮BS闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即熄灭CS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭DS闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S断开，L2立即熄灭，L1亮一下才熄灭答案D解析当S闭合瞬间，L的自感系数很大，对电流的阻碍
8、作用很大，L处可看成断路，L1和L2串联后与电源相连，L1和L2同时亮，因为L的直流电阻不计，随着L中电流的增大，则L的分流作用增大，L1中的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，故电路中的总电流变大，L2中的电流增大，L2灯变得更亮；当S断开瞬间，L2中无电流，立即熄灭，而线圈L产生自感电动势，试图维持本身的电流不变，L与L1组成闭合电路，L1要亮一下后再熄灭。综上所述，D正确。8如图所示，质量均为m的金属棒ab、cd与足够长的水平金属导轨垂直且接触良好，两金属棒与金属导轨间的动摩擦因数为，磁感应强度为B的匀强磁场的方向竖直向下。则ab棒在恒力F2mg作用下向右运动的过程中，有()A安培力对ab
9、棒做正功B安培力对cd棒做正功Cab棒做加速度逐渐减小的加速运动，最终匀速运动Dcd棒做加速度逐渐减小的加速运动，最终匀速运动答案C解析对于ab棒，因为F2mgmg，所以ab棒会由静止开始做加速运动，ab棒运动会切割磁感线产生感应电流，从而使ab棒受到一个向左的安培力，ab棒的加速度会减小，最终FF安mg，即F安mg时，ab棒做匀速运动，此时ab棒受到的安培力最大；分析可知，cd棒所受到的最大安培力也为mg，与它受到的最大静摩擦力相等，所以cd棒总保持静止状态，即安培力对ab棒做负功，对cd棒不做功，故C正确，A、B、D错误。9如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感
10、应强度随时间变化。下列说法正确的是()A当磁感应强度增大时，线框中的感应电流可能减小B当磁感应强度增大时，线框中的感应电流一定增大C当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大D当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变答案AD解析当磁感应强度随时间变化时，线框中的感应电动势为ES，设线框的电阻为R，则线框中的感应电流I，因为B增大或减小时，可能减小，也可能增大，也可能不变，所以感应电流可能减小、增大或不变，故A、D正确。10.如图所示，电源的电动势为E，内阻r不能忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈。关于这个电路，以下说法正确的是()A开关由闭合到电路中电流稳定的时
11、间内，A灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定B开关由闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定C开关由闭合到断开的瞬间，A灯闪亮一下再熄灭D开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A灯答案AD解析开关闭合时，由于线圈的自感，线圈可看成一个阻值随时间减小的电阻，所以路端电压不断减小，故从开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮起，而后逐渐变暗，最后亮度稳定，B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，A正确，B错误；开关由闭合到断开的瞬间，电流自右向左通过A灯，由于原来线圈中的电流不大于A灯的电流，故A灯不会闪亮一下再熄灭，C错误，D正确。11.如图所示，两固定的竖直光滑金属导
12、轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放c，c刚进入磁场立即做匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。下图中正确的是()答案BD解析导体棒c落入磁场之前做自由落体运动，加速度恒为g，有hgt2，vgt，c棒进入磁场以速度v做匀速直线运动时，d棒开始做自由落体运动，与c棒做自由落体运动的过程相同，此时c棒在磁场中做匀速直线运动的路程为hvtgt22h，d棒进入磁场而c棒还没有穿出磁场的过程，无感
13、应电流，两导体棒仅受到重力作用，加速度均为g，直到c棒穿出磁场，A错误，B正确；c棒穿出磁场后，d棒切割磁感线产生电动势，在回路中产生感应电流，因此时d棒速度大于c棒进入磁场时切割磁感线的速度，所受安培力大于重力，d棒减速，直到穿出磁场，之后仅在重力作用下做匀加速运动，结合物体匀变速直线运动速度位移公式v2v2gh，可知加速过程动能与路程成正比，分析知C错误，D正确。12如图所示，倾角37的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面上间距d1 m的两平行虚线aa和bb之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度B5 T。现有一质量m1 kg、总电阻R5 、边长也为d1 m的正方形金属线圈MNPQ有一半面积
14、位于磁场中，现让线圈由静止开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa保持平行，线圈的下边MN穿出aa时开始做匀速直线运动。已知sin370.6，cos370.8，线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是()A从开始到线圈完全进入磁场的过程，通过线圈某一横截面的电荷量为0.5 CB线圈做匀速直线运动时的速度大小为0.4 m/sC线圈速度为0.2 m/s时的加速度为1.6 m/s2D线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中产生的焦耳热为3 J答案AB解析线圈从开始运动到完全进入磁场的过程，通过线圈某一横截面的电荷量qtttB，代入数据得q0.5 C，故A
15、正确；线圈做匀速直线运动时，沿斜面有mgsinmgcosBId，又I，两式联立得v0.4 m/s，故B正确；线圈速度v0.2 m/s时，沿斜面有mgsinmgcosma，得a1 m/s2，故C错误；线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中能量守恒：mgsindmgcosdmv2Q，代入数据有Q2.92 J，故D错误。第卷(非选择题，共62分)二、实验题(本题共2小题，共12分)13(6分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。(1)将图中所缺的导线补接完整；(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将_。线
16、圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑时，灵敏电流计指针_。答案(1)图见解析(2)向右偏转一下向左偏转一下解析(1)如图所示。(2)闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转一下。将线圈A迅速插入线圈B时，磁场方向不变，穿过线圈B的磁通量增大，则灵敏电流计指针将向右偏转一下；线圈A插入线圈B后，由电路图可知，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，线圈A中的电流变小，穿过线圈B的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将向左偏转一下。14(6分)如图所示的实验装置可以用来研究回路中感应电动势E的大小与磁通量变化快慢的关系。长木板倾斜放置，线
17、圈、光电门固定在长木板上，条形磁铁固定在装有挡光片的小车上。小车从长木板高端滑下，自动记录装置可以记录下在挡光片通过光电门的短暂时间t内线圈上产生的感应电动势E的大小。对实验数据的处理可以采用不同的方法：其中图甲是以E为纵坐标、以_为横坐标得到的图线，是反比例函数双曲线的一支；图乙是以E为纵坐标、以_为横坐标得到的正比例函数图线。若仅增加线圈的匝数，则实验中图乙的斜率将_(填“不变”“增大”或“减小”)。答案t增大解析每次挡光片通过光电门时，磁铁与线圈的相对位置都是固定不变的，因此，每次穿过线圈的磁通量变化量都相同。根据法拉第电磁感应定律Enn，在n、是常量的情况下，Et图象是双曲线，E图象是
18、过原点的直线，斜率是n。若仅增加线圈的匝数，图乙的斜率将增大。三、计算题(本题共4小题，共50分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)15(10分)匀强磁场中有一匝数N100匝的闭合线圈，线圈面积S0.5 m2，线圈的总电阻r2 ，线圈平面与磁场方向垂直。磁感应强度B随时间变化的规律如图所示，求：(1)3 s时线圈内感应电动势的大小；(2)在15 s内通过线圈的电荷量q；(3)在05 s内线圈产生的焦耳热Q。答案(1)5 V(2)10 C(3)100 J解析(1)15 s内，不变，故3 s时线圈内的感应电动势E1N代入数据解得E15 V。(2)在15 s内线圈
19、中的感应电动势E2E15 V感应电流I22.5 A通过线圈的电荷量qI2t210 C。(3)01 s内线圈中的感应电动势E3NN10 V01 s内线圈中的感应电流I35 A01 s内线圈产生的焦耳热Q1Irt350 J15 s内线圈产生的焦耳热Q2Irt250 J则05 s内线圈产生的焦耳热QQ1Q2100 J。16(10分)如图所示，一半径为r1的金属圆环内有一半径为r2的圆形区域，该区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，金属圆环的两个端点通过单刀双掷开关与图示电路连接。电路中电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R，金属圆环的电阻为r，导线电阻不计。(1)若单刀双掷开关拨至1处，令半径为r2
20、的圆形区域内的磁场按照Bkt的规律变化，求电容器带的电荷量；(2)若单刀双掷开关拨至2处，令半径为r2的圆形区域内的磁场按照BB0sint的规律变化，求定值电阻消耗的电功率。答案(1)krC(2)解析(1)根据法拉第电磁感应定律可知，金属圆环内产生的感应电动势ESkr电容器两端的电压UE电容器带的电荷量QCUCEkrC。(2)电路中产生正弦式电流，感应电动势的最大值EmnB0SB0r电流的最大值Imax电流的有效值I定值电阻消耗的电功率PI2R。17(15分)如图所示，一质量为m0.5 kg、边长为L2.5 m的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度为B0
21、.8 T的有界匀强磁场中，金属框的一边与磁场的边界MN重合。在水平向左的力F作用下金属框由静止开始向左运动，测得金属线框中的电流随时间变化的变化规律为i0.1t，经过5 s线框被拉出磁场。在金属线框被拉出的过程中：(1)求通过线框导线横截面的电荷量及线框的电阻；(2)写出水平力F随时间变化的表达式；(3)求5 s末安培力做功的瞬时功率。答案(1)1.25 C4 (2)F0.2t0.1(3)1 W解析(1)因为电流随时间变化的规律为i0.1t，所以电流的平均值为最大值的一半，电流最大值Im0.15 A0.5 A，则通过导线横截面的电荷量：qtImt0.55 C1.25 C又电荷量qtt解得线框的
22、电阻R4 。(2)由电路中的感应电流i0.1t得vtt0.2t即线框的加速度a0.2 m/s2对线框由牛顿第二定律得：FBLma所以FBLmaBLma0.2t0.1。(3)安培力FABLi0.82.50.1t0.2t5 s末安培力的大小FA50.25 N1 N5 s末线框的速度v50.25 m/s1 m/s则5 s末安培力做功的瞬时功率PAFA5v511 W1 W。18(15分)如图甲所示，水平面上的虚线右侧存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下。在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为l0.2 m，线框质量m0.1 kg、电阻R0.1 ，在水平向右的外力F作用下，以初速度v01
23、m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)线框进入磁场的过程中，通过线框横截面的电荷量q；(3)若线框进入磁场过程中F做功为WF0.27 J，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。答案(1)0.5 T(2)0.75 C(3)0.12 J解析(1)由Ft图象可知，当线框全部进入磁场时，F0.2 N，线框受到的安培力为零。线框的加速度：a m/s22 m/s2，t0时刻线框所受的安培力：F安BIl，由图象乙可知：此时外力F0.3 N，由牛顿第二定律得：FF安ma，代入数据解得：B0.5 T。(2)线框进入磁场过程通过线框横截面的电荷量：qt，由法拉第电磁感应定律得，由闭合电路欧姆定律得：I，解得电荷量：q，由匀变速直线运动规律得：xv0tat2，代入数据解得：x0.75 m，q0.75 C。(3)线框进入磁场过程，由能量守恒定律可得：WFQmvmv，vtv0at代入数据解得：Q0.12 J。
