《电磁感应、光学阶段测试》

2016届物理班三月月考《电磁感应、光学阶段测试》姓名：_______________班级：_______________一、选择题（每题3分，共45分）1、电磁波和机械波相比较，有①电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质②电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一介质中传播速率相同③电磁波和机构波都不能产生干涉④电磁波和机械波都能产生衍射（）A．②③④ B．①③④ C．①②③④ D．①④2、用麦克斯韦的电磁场理论判断,图中表示电场(磁场)产生磁场(电场)的正确图像是( )3、如图所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置．所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面4、2005年诺贝尔物理学奖授予对激光研究做出杰出贡献的三位科学家．如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图，挡板上有两条狭缝S1、S2，由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹．已知入射激光波长为λ，屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等，如果把P处的亮条纹记作第0号亮纹，由P向上数与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，设P1处的亮纹恰好是10号亮纹，直线S1P1的长度为r1，S2P1的长度为r2，则r2－r1等于( )A．5λ B．10λC．20λ D．40λ5、如图所示，（a）表示单缝，（b）表示双缝。

用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹（图中阴影表示明条纹），如图（c）、（d）所示。

下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是（）A．图（c）表示单缝衍射条纹，图（d）表示双缝干涉条纹B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹C．双缝间距离越小，对应条纹间距越大D．照射双缝的单色光波长越小，对应条纹间距离大6、单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，则可观察到如图所示的图象是（）7、现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接。

在开关闭合、线圈A放在线圈B 中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。

由此可以推断（）(A)线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转(B)线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转(C)滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央(D)因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向8、如图所示，A是长直密绕通电螺线管。

小线圈B与电流表连接，并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A。

能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是（）9、一飞机在北半球的上空以速度v水平飞行，飞机机身长为a，机翼两端的距离为b。

该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为B1，竖直分量为B2；设驾驶员左侧机翼的端点为C，右侧机翼的端点为D，则CD两点间的电势差U 为A．U=B1vb，且C点电势低于D点电势 B．U=B1vb，且C点电势高于D点电势C．U=B2vb，且C点电势低于D点电势 D．U=B2vb，且C点电势高于D点电势10、如图所示，三条平行虚线位于纸面内，中间虚线两侧有方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度等大反向．菱形闭合导线框ABCD位于纸面内且对角线AC与虚线垂直，磁场宽度与对角线AC长均为d，现使线框沿AC方向匀速穿过过磁场，以逆时针方向为感应电流的正方向，则从C点进入磁场到A点离开磁场的过程中，线框中电流i随时间t的变化关系，以下可能正确的是11、如图所示的电路中，GMR为一个磁敏电阻，它的阻值随所处空间磁场的增强而增大，电源的内阻不可忽略。

闭合开关S1和S2后，当滑片P向右滑动时，则( )A．L1、L2都变暗 B．L1、L2都变亮C．L1变暗，L2变亮 D．L1变亮，L2变暗12、如图31－4所示，一半圆形铝框处在水平向外的非匀强磁场中，场中各点的磁感应强度为B y＝，y为该点到地面的距离，c为常数，B0为一定值．铝框平面与磁场垂直，直径ab水平，(空气阻力不计)铝框由静止释放下落的过程中( )图31－4A．铝框回路磁通量不变，感应电动势为0B．回路中感应电流沿顺时针方向，直径ab两点间电势差为0C．铝框下落的加速度大小一定小于重力加速度gD．直径ab受安培力向上，半圆弧ab受安培力向下，铝框下落加速度大小可能等于g13、如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下，磁感应强度为B的匀强磁场中，A、B间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，与左端固定在O点的轻质弹簧连接组成弹簧振子．开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中A、B间的电阻R上产生的焦耳热为Q，已知运动过程中MN始终与AD、BC垂直，则（）间电阻的热功率为（多选题）14、如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型金属框架CAD，已知∠A=θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三角形回路。

已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为R，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。

关于回路中的电流I和消耗的电功率P随时间t 变化关系的下列四个图象中可能正确的是（）15、某物理研究小组的同学在实验室中做探究实验。

同学将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。

当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致。

测量后，在计算机上得到了如图乙所示的图象。

由实验，同学们猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当磁感应强度最大时，穿过线圈的磁通量也最大。

按照这种猜测，下列判断正确的是A．感应电流变化的周期为0.1sB．在t＝0.1 s时，线圈内产生的感应电流的方向发生改变C．在t＝0.15 s时，线圈内产生的感应电流的方向发生变化D．在t＝0.15 s时，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值二、实验题（共8分）16、在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汗的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗间的条纹间距比用红色光做实验时________(“大”或“小”)；(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释．答：________________________________________________.17、在研究电磁感应现象实验中,(1）为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；（2）将原线圈插人副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）；（3）将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）．四、计算题三、计算题（共47分）18、(10分)如图所示，两根足够长的固定的平行粗糙金属导轨位于倾角θ＝30°的斜面上，导轨上、下端所接的电阻R1＝R2＝10Ω，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度l＝2m。

垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，质量为m＝0.1kg、电阻r＝5Ω的金属棒ab在高处由静止释放，金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，当金属棒ab下滑高度h＝3m时，速度恰好达到最大值v＝2m／s。

（g取10m／s2）求：（1）金属棒ab速度达到最大时，电阻R1消耗的功率；（2）金属棒ab从静止释放到速度最大的过程中，电阻R2上产生的焦耳热。

19、(12分)如图所示，一根电阻为R的电阻丝做成一个半径为r的圆形线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。

现有一根质量为m、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点由静止开始沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，且保持水平。

已知下落距离为时，棒的速度大小为v1，加速下落至圆心O时，棒的速度大小为v2。

试求:(1)金属棒下落距离为时，金属棒中感应电流的大小和方向；(2)金属棒下落距离为时的加速度大小；（3）金属棒下落至圆心O时，整个线框的发热功率。

20、(12分)一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA′重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB′重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v2﹣s 图象如图所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上，g=10m/s2．（1）根据v2﹣s图象所提供的信息，计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d．（2）金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少？（3）匀强磁场的磁感应强度多大？21、(13分)如图两根相距、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连。

导轨x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k=0.5T/m，x=0处磁场的磁感应强度B0=0.5T。

一根质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。

棒在外力作用下从x=0处以初速度v0=2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。

求：（1）电路中的电流；（2）金属棒在x=2m处的速度；（3）金属棒从x=0运动到x=2m过程中安培力做功的大小；（4）金属棒从x=0运动到x=2m过程中外力的平均功率。