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2024届高考物理一轮复习全书完整Word版第十章 (8+2)章末综合能力滚动练
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这是一份2024届高考物理一轮复习全书完整Word版第十章 (8+2)章末综合能力滚动练,共7页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
(8+2)章末综合能力滚动练一、单项选择题1.下列没有利用涡流的是( )A.金属探测器B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D.磁电式仪表的线圈用铝框做骨架答案 B解析 金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流现象工作的,磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定,也是利用涡流现象,变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损.2.如图1所示的电路,开关闭合,电路处于稳定状态,在某时刻t1突然断开开关S,则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的( )图1答案 D解析 当断开开关,原来通过R1的电流立即消失,由于电磁感应,线圈L产生自感电动势阻碍自身电流变化,产生的感应电流流过电阻,其方向与原来流过电阻R1的电流方向相反,慢慢减小最后为0,故D正确.3.如图2甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在0~时间内,直导线中电流向上,则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力的合力方向分别是( )图2A.顺时针,向左 B.逆时针,向右C.顺时针,向右 D.逆时针,向左答案 B解析 在0~时间内,直导线中电流向上,由题图乙知,在~T时间内,直导线电流方向也向上,根据安培定则知,导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,电流逐渐增大,则磁场逐渐增强,根据楞次定律,金属线框中产生逆时针方向的感应电流;根据左手定则,金属线框左边受到的安培力方向向右,右边受到的安培力方向向左,离导线越近,磁场越强,则左边受到的安培力大于右边受到的安培力,所以金属线框所受安培力的合力方向向右,故B正确,A、C、D错误.4.(2019·山东济南市3月模拟)在如图3甲所示的电路中,螺线管匝数n=1 000匝,横截面积S=20 cm2.螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,C=30 μF.在一段时间内,垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示,大小按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是( )图3A.螺线管中产生的感应电动势为1.2 VB.闭合K,电路中的电流稳定后,电容器的下极板带负电C.闭合K,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为2.56×10-2 WD.闭合K,电路中的电流稳定后,断开K,则K断开后,流经R2的电荷量为1.8×10-2 C答案 C解析 根据法拉第电磁感应定律:E=n=nS,解得:E=0.8 V,故A错误;根据楞次定律可知,螺线管的感应电流盘旋而下,则螺线管下端相当于电源的正极,则电容器的下极板带正电,故B错误;根据闭合电路欧姆定律,有:I==0.08 A,根据 P=I2R1,解得:P=2.56×10-2 W,故C正确;K断开后,流经R2的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量Q,电容器两端的电压为:U=IR2=0.4 V,流经R2的电荷量为:Q=CU=1.2×10-5 C,故D错误.5.(2019·江西南昌市二模)如图4所示为一“凸形”线框,其中ab=bc=cd=de=ah=hg=gf=l,ef=3l.线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为l的有界匀强磁场.取逆时针方向的电流为正,图示时刻t=0,则线框中产生的电流i随时间t变化的图象中,正确的是( )图4答案 B解析 感应电动势为:E=BLv,则感应电流为:I=;由右手定则可知,线框进入磁场过程感应电流沿逆时针方向,是正的,线框离开磁场过程感应电流沿顺时针方向,是负的,故A、C、D错误,B正确.二、多项选择题6.(2020·河北唐山市模拟)如图5所示,半径为2r的弹性螺旋线圈内有垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,磁场区域的半径为r,已知弹性螺旋线圈的电阻为R,线圈与磁场区域共圆心,则以下说法中正确的是( )图5A.保持磁场不变,线圈的半径由2r变到3r的过程中,有顺时针的电流B.保持磁场不变,线圈的半径由2r变到0.5r的过程中,有逆时针的电流C.保持半径不变,使磁场随时间按B=kt变化,线圈中的电流为D.保持半径不变,使磁场随时间按B=kt变化,线圈中的电流为答案 BC解析 由于磁场的面积不变,线圈的半径由2r变到3r的过程中,穿过线圈磁通量不变,所以在线圈中没有感应电流产生,故A错误;由于磁场的面积不变,线圈的半径由2r变到0.5r的过程中,线圈包含磁场的面积变小,磁通量变小,根据楞次定律可知,产生逆时针的电流,故B正确;保持半径不变,使磁场随时间按B=kt变化,根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得:I====k=k,故C正确,D错误.7.(2019·江苏盐城市第三次模拟)劳伦斯制成世界上第一台回旋加速器,其原理如图6所示.回旋加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )图6A.粒子从电场中获得能量B.粒子获得的最大速度与回旋加速器半径有关C.粒子获得的最大速度与回旋加速器内的电场有关D.回旋加速器中的电场和磁场交替对带电粒子做功答案 AB解析 回旋加速器中的电场对带电粒子做功,粒子在电场中加速,在磁场中偏转,粒子从电场中获得能量,故A正确,D错误.根据qvB=m,则Ek=mv2=,可知粒子获得的最大速度与回旋加速器半径R有关,但是与回旋加速器内的电场无关,选项B正确,C错误.8.(2020·贵州黔东南州模拟)如图7甲所示,单匝正方形导线框固定在匀强磁场中,磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,其中B0、t0均为已知量.已知导线框的边长为L,总电阻为R,则下列说法中正确的是( )图7A.t0时刻,ab边受到的安培力大小为B.0~t0时间内,导线框中电流的方向始终为badcbC.0~t0时间内,通过导线框某横截面的电荷量为D.0~t0时间内,导线框产生的热量为答案 AD解析 由法拉第电磁感应定律得,E==L2=L2,通过导线框的感应电流大小为:I==,t0时刻,ab边所受安培力大小为:F=B0IL=,故A正确;根据楞次定律可知,0~t0时间内,导线框中电流的方向始终为abcda,故B错误;0~t0时间内,通过导线框某横截面的电荷量为:q===,故C错误;导线框中电流做的功为:W=I2Rt0=,因此导线框产生的热量为:Q=W=,故D正确.三、非选择题9.(2019·江苏南京市六校联考)如图8所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0 m,导轨平面与水平面的夹角α=30°,下端A、C用不计电阻的导线相连,导轨电阻不计.PQGH范围内有方向垂直导轨平面向上、磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场,磁场的宽度d=0.6 m,边界PQ、HG均与导轨垂直.接入电路的电阻r=0.40 Ω的金属棒MN放置在导轨上,棒两端始终与导轨接触良好,从与磁场上边界GH距离为b=0.40 m的位置由静止释放,当金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,棒在运动过程中始终与导轨垂直,取g=10 m/s2.求:图8(1)金属棒进入磁场时的速度大小v;(2)金属棒的质量m;(3)金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q.答案 (1)2 m/s (2)0.25 kg (3)0.75 J解析 (1)根据动能定理可得:mgsin α·b=mv2-0,解得:v=2 m/s(2)金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,由平衡条件得:mgsin α=BIL,又I=联立解得:m=0.25 kg(3)根据能量守恒,在磁场运动过程中,减少的重力势能转化为焦耳热:Q=mgdsin α=0.75 J.10.(2019·河南郑州市第二次质量预测)如图9所示,三块挡板围成截面边长L=1.2 m的等边三角形区域,C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔,三个小孔处于同一竖直面内,MN水平,MN上方是竖直向下的匀强电场,场强E=4×10-4 N/C.三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1;AMN以外区域有垂直纸面向外、 磁感应强度大小为B2=3B1的匀强磁场.现将一比荷=108 C/kg的带正电的粒子,从O点由静止释放,粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场,经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场.已知粒子最终回到了O点,OC相距2 m.设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失,且电荷量不变,不计粒子重力,不计挡板厚度,取π=3.求:图9(1) 磁感应强度B1的大小;(2) 粒子从O点出发,到再次回到O点经历的时间;(3) 若仅改变B2的大小,当B2满足什么条件时,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点(若粒子经过A点立即被吸收).答案 (1)×10-5 T (2)2.85×10-2 s(3)×10-5 T(k=0,1,2,3…)解析 (1) 粒子在电场中加速,则由动能定理得:Eqx=mv2解得v=400 m/s带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示.由几何关系可知R1==0.6 m由qvB1=m代入数据得B1=×10-5 T(2)由题可知B2=3B1=2×10-5 T又qvB2=m则R2=0.2 m粒子在由O→C过程中做匀加速直线运动,则x=vt1得到t1=0.01 s粒子在磁场B1中的周期为T1=则在磁场B1中的运动时间为t2=T1=3×10-3 s在磁场B2中的周期为T2=在磁场B2中的运动时间为t3=T2=5.5×10-3 s则粒子在复合场中运动的总时间为:t=2t1+t2+t3=2.85×10-2 s(3)设挡板外磁场变为B2′,粒子在磁场中的轨迹半径为r,则有qvB2′=m根据已知条件分析知,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点,需满足条件=(2k+1)r,其中k=0,1,2,3…解得B2′=×10-5 T(k=0,1,2,3…).即满足B2=B2′=×10-5 T(k=0,1,2,3…)时,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点.
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