2013高中物理选修3-2：第4章阶段质量检测

合集下载

人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应单元练习题(含详细答案)

第四章电磁感应一、单选题1.如图所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与圆环在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将()A．S增大,l变长B．S减小,l变短C．S增大,l变短D．S减小,l变长2.关于涡流,下列说法中不正确的是()A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁灶锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流3.如图中画出的是穿过一个闭合线圈的磁通量随时间的变化规律,以下哪些认识是正确的()A．第0.6 s末线圈中的感应电动势是4 VB．第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的小C．第1 s末线圈的瞬时电动势为零D．第0.2 s末和0.4 s末的瞬时电动势的方向相同4.如图所示,一个由导体做成的矩形线圈,以恒定速率v运动,从无场区进入匀强磁场区,磁场宽度大于矩形线圈的宽度da,然后出来,若取逆时针方向的电流为正方向,那么下列图中的哪一个图能正确地表示回路中的电流与时间的函数关系()A．B．C．D．5.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A．不变B．增大C．减少D．以上情况都有可能6.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的．有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是()A．B．C．D．7.如下图所示,一个闭合三角形导线框ABC位于竖直平面内,其下方(略靠前)固定一根与导线框平面平行的水平直导线,导线中通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→ACBAB．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8.一矩形线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直．先保持线框的面积不变,将磁感应强度在1 s时间内均匀地增大到原来的两倍．接着保持增大后的磁感应强度不变,在1 s时间内,再将线框的面积均匀地减小到原来的一半．先后两个过程中,线框中感应电动势的比值为()A．B． 1C． 2D． 49.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小()A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比10.某线圈中产生了恒定不变的感应电流,关于穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律,可能是下面四幅图中的()A．B．C．D．二、多选题11.(多选)如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°),其中MN与PQ平行且间距为l,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计,其上端所接定值电阻为R.给金属棒ab一沿斜面向上的初速度v0,并与两导轨始终保持垂直且接触良好,ab棒接入电路的电阻为r,当ab棒沿导轨上滑距离x时,速度减小为零．则下列说法不正确的是()A．在该过程中,导体棒所受合外力做功为mvB．在该过程中,通过电阻R的电荷量为C．在该过程中,电阻R产生的焦耳热为D．在导体棒获得初速度时,整个电路消耗的电功率为v012.(多选)在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()A．B．C．D．13.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是()A．向右匀速运动B．向左加速运动C．向右减速运动D．向右加速运动三、实验题14.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路．(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转()A．闭合开关B．断开开关C．保持开关一直闭合D．将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．15.英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验,于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B,两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材,如图所示．请同学们帮助该活动小组,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成实验电路．四、计算题16.如图所示,长为L＝0.2 m、电阻为r＝0.3 Ω、质量为m＝0.1 kg的金属棒CD垂直放在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也为L,棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有R ＝0.5 Ω的电阻,量程为0～3.0 A的电流表串联在一条导轨上,量程为0～1.0 V的电压表接在电阻R 的两端,垂直导轨平面的匀强磁场向下穿过平面．现以向右恒定的外力F使金属棒右移,当金属棒以v＝2 m/s的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一电表未满偏．问：(1)此时满偏的电表是什么表？说明理由．(2)拉动金属棒的外力F多大？(3)导轨处的磁感应强度多大？17.如图所示,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垂直地放置在导轨上,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,试解答以下问题：(1)金属棒达到的最大速度v是多少？(2)金属棒达到最大速度后,R上的发热功率为多大？18.如图所示,两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为L,电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：(1)磁感应强度的大小;(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．五、填空题19.如图所示,线圈ABCO面积为0.4 m2,匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T,方向为x轴正方向,通过线圈的磁通量为________Wb.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中,通过线圈的磁通量改变了________Wb.(可以用根式表示)20.图甲为“探究电磁感应现象”实验中所用器材的示意图．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、B、电流计及开关连接成如图所示的电路．(1)开关闭合后,下列说法中正确的是________．A．只要将线圈A放在线圈B中就会引起电流计指针偏转B．线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大C．滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大D．滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转(2)在实验中,如果线圈A置于线圈B中不动,因某种原因,电流计指针发生了偏转．这时,线圈B相当于产生感应电流的“电源”．这个“电源”内的非静电力是________．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转．这时,是________转化为电能．(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示．当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转．则乙图中灵敏电流计指针向其________接线柱方向偏转(填“正”或“负”)．21.如下图所示,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,求在转动30°角的过程中,环中产生的平均感应电动势为________．22.如图所示,金属环直径为d、总电阻为2R,匀强磁场磁感应强度为B,垂直穿过环所在平面．电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时,杆两端的电压为________．23.如下图甲所示,环形线圈的匝数n＝1000,它的两个端点a和b间接有一理想电压表,线圈内磁感应强度B的变化规律如图乙所示,线圈面积S＝100 cm2,则Uab＝________,电压表示数为________V.答案解析1.【答案】D【解析】当通电直导线中电流增大时,穿过金属圆环的磁通量增大,金属圆环中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流要阻碍磁通量的增大：一是用缩小面积的方式进行阻碍;二是用远离直导线的方法进行阻碍,故D正确．2.【答案】B【解析】高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化．故A正确;电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,当含铁质锅具放置炉面时,铁磁性锅体被磁化,锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流,恒定磁场不会产生涡流,故B错误;阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动,当金属板从磁场中穿过时,金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用．故C正确;在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象,要损耗能量,不用整块的硅钢铁芯,其目的是为了减小涡流,故D正确．本题选择错误的,故选B.3.【答案】A【解析】由法拉第电磁感应定律知：感应电动势E＝可知：0．3～0.8 s：E＝＝＝－4 V,负号表示方向与正方向相反,A正确;图象的斜率表示电动势的大小,由图象知第0.9 s末线圈中的瞬时电动势比0.2 s末的大,B错误;第1 s末线圈的磁感强度为零,但磁通量的变化率不为零,电动势不为零,C错误;第0.2 s末和0.4 s末的图象斜率一正一负,瞬时电动势的方向相反,D错误．4.【答案】C【解析】根据楞次定律,线圈进入磁场的过程,穿过线圈的磁通量向里的增加,产生逆时针方向的感应电流,因为速度恒定,所以电流恒定,故A、D错误;离开磁场时,穿过线圈的向里的磁通量减少,所以产生顺时针方向的电流,B错误,C正确．5.【答案】B【解析】当垂直纸面向里的磁场增强时,产生逆时针的涡旋电场,带正电的粒子将受到这个电场对它的电场力作用,而使动能增加,故B正确．6.【答案】D【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小．这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误．安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确．7.【答案】A【解析】根据右手螺旋定则可知导线上方的磁场方向垂直于纸面向外,下方的磁场方向垂直于纸面向里,而且越靠近导线磁场越强．所以闭合导线框ABC在下降过程中,导线框内垂直于纸面向外的磁通量先增大,当增大到BC边与导线重合时,达到最大,再向下运动,导线框内垂直于纸面向外的磁通量逐渐减小至零,然后随导线框的下降,导线框内垂直于纸面向里的磁通量增大,当增大到A点与导线重合时,达到最大,继续下降时由于导线框逐渐远离导线,使导线框内垂直于纸面向里的磁通量再逐渐减小,所以根据楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍内部磁通量的变化,所以感应电流的磁场先向内,再向外,最后向内,所以导线框中感应电流的方向依次为ACBA→ABCA→ACBA,A正确;当导线框内的磁通量为零时,内部的磁通量仍然在变化,有感应电动势产生,所以感应电流不为零,B错误;根据对楞次定律的理解,感应电流的效果总是阻碍导体间的相对运动,由于导线框一直向下运动,所以导线框所受安培力的合力方向一直向上,不为零．C、D错误．8.【答案】B【解析】设原磁感应强度是B,线框面积是S.第1 s内ΔΦ1＝2BS－BS＝BS,第2 s内ΔΦ2＝2B·－2B·S＝－BS.因为E＝n,所以两次电动势大小相等,B正确．9.【答案】C【解析】由法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量及磁通量的变化量无关．故A、B、D错误,C正确．10.【答案】B【解析】要想该线圈中产生恒定不变的感应电流,则要求该线圈中产生的感应电动势是恒定不变的,要想线圈中产生恒定不变的感应电动势,由法拉第电磁感应定律可知,穿过线圈的磁通量的变化率应是恒定的,即在Φ－t图象中,其图线是一条倾斜的直线．11.【答案】ABC【解析】在该过程中,导体棒和金属导轨组成的系统所受合外力做功为mv,A错误;由q＝IΔt,I＝,E＝＝,通过电阻R的电荷量为q＝,B错误;由于不知摩擦力是否存在,所以C错误;在导体棒获得初速度时,电路中电动势为E＝Blv0,I＝,P＝I2(r＋R)＝v0,D正确．12.【答案】AB【解析】感应电流产生的条件是：只要穿过闭合线框的磁通量变化,闭合线框中就有感应电流产生．A图中,线框转动过程中,通过线框的磁通量发生变化,线框中有感应电流产生;B图中离直导线越远磁场越弱,所以当线框远离导线时,线框中磁通量不断变小,所以B图中有感应电流产生;C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚,在图示位置,线框中的磁通量为零,在向下移动过程中,线框的磁通量一直为零,磁通量不变,线框中无感应电流产生;D图中,线框中的磁通量一直不变,无感应电流产生．故选A、B.13.【答案】BC【解析】14.【答案】(1)见解析(2)ABD(3)右【解析】(1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路,电源、开关、小线圈A组成闭合回路,电路图如图所示．(2)将开关闭合或断开,导致穿过线圈的磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故A、B正确;保持开关一直闭合,则穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故C错误;将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故D正确．(3)在开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计的指针向右偏转．15.【答案】【解析】线圈A与带电池的电路相连,线圈B与电流计相连,当滑动滑动变阻器时,线圈A中的电流变化,从而引起B中产生感应电流,也可以保持滑动器划片不动,线圈A插入或者拔出时,都可以引起B中产生感应电流．16.【答案】(1)见解析(2)1.6 N(3)4 T【解析】(1)假设电流表满偏,则I＝3.0 A,R两端电压U＝IR＝3.0×0.5 V＝1.5 V,将大于电压表的量程,不符合题意,故满偏电表应该是电压表．(2)由能量关系知,电路中的电能是外力做功转化来的,所以有Fv＝I2(R＋r),I＝,两式联立得F＝＝1.6 N.(3)磁场是恒定的,且不发生变化,由于CD运动而产生感应电动势,因此是动生电动势．根据法拉第电磁感应定律有E＝BLv,根据闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir以及I＝,联立三式得B＝＋＝4 T.17.【答案】(1)4 m/s(2)12 W【解析】(1)当金属棒速度最大时,拉力与安培力相等.＝F,v m＝＝4 m/s(2)回路中电流为I＝＝2 A,电阻上的发热功率为P＝I2R＝12 W.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设小灯泡的额定电流为I0,有P＝I R,①由题意,在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后,小灯泡保持正常发光,流经MN的电流为I＝2I0,②此时金属棒MN所受的重力和安培力相等,下落的速度达到最大值,有mg＝BLI,③联立①②③式得B＝(2)设灯泡正常发光时,金属棒的速率为v,由电磁感应定律与闭合电路欧姆定律得E＝BLv,⑤E＝RI0,⑥联立①②④⑤⑥式得v＝.⑦19.【答案】00.02或3.46×10－2【解析】线圈ABCO与x轴正方向的匀强磁场平行,没有一条磁感线穿过平面,所以磁通量等于0.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时,线圈在中性面上面的投影面积为0.4×sin 60°,磁通量Φ＝0.1×0.4×sin 60°＝0.02Wb,磁通量变化量ΔΦ＝0.1×0.4×sin 60°－0＝0.02Wb.20.【答案】(1)BC(2)感应电场的电场力机械能(3)负【解析】(1)将线圈A放在线圈B中,由于磁通量不变化,故不会产生感应电流,也不会引起电流计指针偏转,选项A错误;线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,则磁通量的变化率越大,产生的感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项B正确;滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流的变化率越大,磁通量的变化率越大,则感应电流越大,电流计指针偏转的角度越大,选项C正确;滑动变阻器的滑片P 匀速滑动时,电流发生变化,磁通量变化,也会产生感应电流,故电流计指针也会发生偏转,选项D错误．故选BC.(2)这个“电源”内的非静电力是感应电场的电场力．如果是因为线圈A插入或拔出线圈B,导致电流计指针发生了偏转．这时是机械能转化为电能．(3)根据楞次定律可知,通过电流计的电流从负极流入,故灵敏电流计指针向其负接线柱方向偏转．21.【答案】3Bωr2【解析】ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BS sin 30°－0＝Bπr2.又Δt＝＝＝所以＝＝＝3Bωr2.22.【答案】【解析】杆切割产生的感应电动势：E＝Bdv.两个电阻为R的半金属圆环并联,并联电阻R并＝R,电路电流(总电流)：I＝＝,杆两端的电压：U＝IR并＝Bdv.23.【答案】50 V50【解析】由B－t图象可知＝5 T/s由E＝n S得：E＝1 000×5×100×10－4V＝50 V.。

2021高中物理选修3-2：第4章阶段质量检测

(时间60分钟满分100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分。

每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.如图1所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间变化。

下列说法正确的是( )A．应电流可能减小图1B．当磁感应强度增加时，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解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率来决定，磁感应强度增加或减小时，磁通量的变化率均可能增加、减小或者不变，所以线框中的感应电流可能增加，可能减小，可能不变，A、D正确。

答案：AD2．如图2所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图3中的哪一图线所示的方式随时间变化时，导体环将受到向上的磁场作用力() 图2图3解析：根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝ΔB ΔtS ，又根据楞次定律可得，当导体环受到向上的磁场力时，说明穿过线圈的磁通量正在减小，所以导线abcd 中的电流正在减小，由I ＝E R ＝ΔBS ΔtR 可知，ΔB Δt正在减小，即B －t 图像上各点切线的斜率随时间减小，应选A 。

答案：A3.一直升机停在南半球的地磁极上空。

该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B 。

直升机螺旋桨叶片的长度为l ，螺旋桨转动的频率为f ，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动。

螺旋桨叶片的近轴端为a ，远轴端为b ，如图4所示。

如果忽略a 到转轴中图4心线的距离，用E 表示每个叶片中的感应电动势，即( )A ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势B ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势低于b 点电势C ．E ＝πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势D ．E ＝2πfl 2B ，且a 点电势高于b 点电势解析：由右手定则可知b 点电势高于a 点电势，且感应电动势的大小E ＝12Bl 2ω＝πfl 2B 。

高中物理人教版选修3-4章末综合测评章末综合测评4 Word版含答案

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是()A．恒定的电场能够产生电磁波B．电磁波既有纵波，又有横波C．电磁波只有横波没有纵波D．电磁波从空气进入水中时，其波长变短了E．雷达用的是微波，是由于微波传播的直线性好，有利于测定物体的位置【解析】恒定的电场不能产生磁场，不能产生电磁波，选项A错误；电磁波是横波，选项B错误，C正确；电磁波从空气进入水中，传播速度变小，频率不变，波长变短，选项D正确；微波的频率较大，波长较小，衍射不明显，传播的直线性好，有利于测定物体的位置，选项E正确．【答案】CDE2．如图1所示为LC的振荡电路中电容器某一极板上的电量随时间变化的图象，则()【导学号：23570168】图1A．Oa时间内为充电过程B．ac时间内电流方向改变C．bc时间内电场能向磁场能转化D．d时刻，电流最强，磁场能最大E．e时刻，电场能为零磁场能最大【答案】BCE3．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．下列关于雷达和电磁波的说法正确的是()A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标间的距离D．波长越短的电磁波，反射性能越强E．波长越长的电磁波，反射性能越强【解析】电磁波是在空间传播着的周期性变化的电磁场，雷达一般采用的是无线电波中波长较短的微波，这是因为波长越短的波反射性能越强，利用波的多普勒效应还可以测定目标的速度．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内，其对应的在真空中的波长为1.5 m至0.3 m，选项ACD正确．【答案】ACD4.如图2所示，一束太阳光入射到三棱镜上，通过三棱镜后在另一侧的光屏MN上ad之间形成彩色光带，以下说法中正确的是()图2A．入射到ad区域的彩色光带，在光屏上自上而下的颜色为红色到紫色B．所有入射到ad区域的各种单色光相比较，在光屏上越靠近a的单色光在三棱镜中的传播速度越大C．若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，越靠近d点的温度探测器升温越快D．若在光屏上pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，靠近a点的温度探测器比靠近d点的温度探测器升温快E．所有入射到ad区域的各种单色光相比较，靠近d的光易穿过傍晚的大气层【解析】太阳光照射到三棱镜上发生色散时，因红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以红光在a处，紫光在d处，A正确；越靠近a处的单色光，折射率越小，由v＝cn可知，对应的在三棱镜中的传播速度越大，B正确；落在a点附近的光是红外线，它的显著效应是热效应，故将灵敏温度探测器放在a点附近比放在d点附近升温快，所以C错误，D正确．穿过大气层时紫光易被吸收，E错误．【答案】ABD5．在LC振荡电路中，在电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是() 【导学号：23570169】A．电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场能转化B．电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C．如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时的电场能D．线圈中产生的自感电动势最大E．电容器极板间电场最强【解析】电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始向电场能转化；电容器开始反方向充电．电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q ＝0，板间电压U＝0，板间场强E＝0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大，磁场能最大，电场能为零．线圈自感电动势E自＝LΔI/Δt，电容器放电完毕瞬间，虽然I最大，但ΔΦ/Δt为零，所以E自等于零．由于没有考虑能量的辐射，故能量守恒，在这一瞬间电场能E电＝0，磁场能E磁最大，而电容器开始放电时，电场能E电最大，磁场能E磁＝0，则E磁＝E电．【答案】ABC6.在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图3所示，且电流正在增大，则该时刻()图3A．电容器上极板带正电，下极板带负电B．电容器上极板带负电，下极板带正电C．电场能正在向磁场能转化D．电容器正在放电E．磁场能正在向电场能转化【解析】电流正在增大，说明是放电过程，是电场能向磁场能的转化，C、D项正确，E项错误；放电过程电容器上极板带正电，下极板带负电，A项正确，B项错误．【答案】ACD7.某时刻LC振荡电路的状态如图4所示，则此时刻() 【导学号：23570170】图4A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化E．电容器正在充电【解析】由电磁振荡的规律可知，电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故A、D、E正确．【答案】ADE8．下列是两则新闻事件：①2011年9月24日，欧洲核子研究中心发现存在中微子超光速现象，但此现象有待进一步验证；②2011年12月10日晚，近10年来观赏效果最好的月全食如约登场，我国天气晴好地区的公众都有幸观测到月全食发生的全过程和一轮难得的“红月亮”．与这两则新闻相关的下列说法中正确的是()A．相对论认为任何物质的速度都无法超过光在真空中的速度B．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论将一无是处C．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论理论将被改写D．月全食是由于光的折射形成的E．“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论理论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速，选项A正确；如果中微子超光速被证实，那么爱因斯坦的经典理论将被改写，或者说爱因斯坦的相对论可能错了，但并不能说爱因斯坦的相对论将一无是处，选项B错误，C正确；月全食是月食的一种，当月亮、地球、太阳完全在一条直线上的时候，整个月亮全部处在地球的影子里，月亮表面大都昏暗了，就是月全食，月全食是由于光的直线传播形成的，选项D错误；“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的，选项E正确．【答案】ACE二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(12分)现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一部手机，就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________. 【导学号：23570171】【解析】每部手机收到的电磁波频率是不相同的，“盲区”我们不用同步卫星直接传播的原因是用卫星传播太远，信号太弱．【答案】不相同用卫星传播太远．信号太弱10．(12分)某电台发射频率为500 kHz的无线电波，其发射功率为10 kW，在距电台20 km的地方接收到该电波，该电波的波长为________，在此处，每平方米的面积每秒钟可接收到该电波的能量为________．【解析】由c＝λf知，λ＝cf＝3×108500×1 000m＝600 m，设每秒每平方米获得的能量为E，则E·4πR2＝Pt，所以E＝Pt4πR2＝10×103×14×3.14×(20×1 000)2J≈2×10－6 J.【答案】600 m2×10－6 J11．(14分)如图5所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V,2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：(1)当t＝π2×10－3s时，电容器的右极板带何种电荷；(2)当t＝π×10－3s时，LC振荡电路中的电流是多少．图5 【解析】(1)由T＝2πLC，知T＝2π25×10－3×40×10－6s＝2π×10－3 s.t＝π2×10－3 s＝14T.断开开关S时，电流最大，经T4电流最小，电容器两极板间电压最大．在此过程中对电容器充电，右极板带正电．(2)t＝π×10－3s＝T2，此时电流最大，与没有断开开关时的电流大小相等，则I＝PU＝2 W4 V＝0.5A.【答案】(1)正电(2)0.5 A12.(14分)如图6所示，S先接通a触点，让电容器充电后再接通b触点，设这时可变电容图6(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完？(2)这段时间内电流如何变化？线圈两端电压如何变化？【解析】(1)根据T＝2πLC，该电路的振荡周期为T＝2πLC＝2×3.14×1×10－3×556×10－12s≈4.68×10－6s，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的时间为t＝T4＝1.17×10－6s.(2)电流逐渐增大，线圈两端的电压逐渐减小．【答案】(1)1.17×10－6 s(2)电流逐渐增大、线圈两端的电压逐渐减小．第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026J，则可算出( ) A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B．真空中的光速是速度的极限C．空间和时间与物质的运动状态有关D．牛顿力学是相对论力学在v≪c时的特例3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大4．下列说法中，正确的是( )A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越慢D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A．内部也是漆黑一片，没有任何光B．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C．内部应该是很亮的D．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的7．下列说法中正确的是( )A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A以速度2.5×108 m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2.0×108 m/s跟随A飞行．求：(1)A上的乘客看到B的相对速度；(2)B上的乘客看到A的相对速度．9．一物体静止时质量为m，当分别以v1＝7.8 km/s和v2＝0.8c的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴课前预习练 1．v ＝u ＋v′1＋uv′c22．E ＝mc 2越大越多正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c 24．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波 6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．] 7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．] 课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c.解析由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c 2＝c v ＋cv ＋c ＝c.点评若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c. 由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c 2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′v u x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c 2＋m 0＝1.6×10－13(3×108)2 kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg. 由m ＝m 01－v 2c2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．8．见解析解析由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2k g≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小．10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m. 10．见解析解析质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c)2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。

人教版高中物理选修3-4章末测试题及答案全套

人教版高中物理选修3-4章末测试题及答案全套阶段验收评估（一）机械振动(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，其中第1～5小题只有一个选项符合题意，第6～8小题有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．在研究单摆的运动规律过程中，首先确定单摆的振动周期公式T ＝2πl g 的科学家是( ) A ．伽利略B ．牛顿C ．开普勒D ．惠更斯解析：选D 荷兰物理学家惠更斯首先确定了单摆的周期公式T ＝2πl g 。

2．下列关于单摆的说法，正确的是( )A ．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为A (A 为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为－AB ．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力C ．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力D ．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零解析：选C 简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A ，在平衡位置时位移应为零，A 错误。

摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力，B 错误、C 正确。

摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D 错误。

3.一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10 cm 的A 、B 两点，且由A 到B 的过程中速度方向不变，历时0.5 s(如图1)。

过B 点后再经过t ＝0.5 s 质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B 点，则质点振动的周期是( )图1A ．0.5 sB ．1.0 sC ．2.0 sD ．4.0 s解析：选C 根据题意，由振动的对称性可知：AB 的中点(设为O )为平衡位置，A 、B 两点对称分布于O 点两侧。

质点从平衡位置O 向右运动到B 的时间应为t OB ＝12×0.5 s ＝0.25 s 。

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。

则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。

2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。

3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。

有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。

在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。

则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。

人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应质量检查答案

蚌埠五中物理(选修3—2)第四章电磁感应质量检查答案
一、选择题：
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
C
D
D
C
B
A
BCD
B
D
AC
二．填空题：
11、解析：⑴感应电流的大小和方向均不发生改变。

因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同。

⑵0—t 0时间内，设回路中感应电动势大小为E 0，感应电流为I ，感应电流产生的焦耳热为Q ，由法拉第电磁感应定律：2000
B E L t t φ
∆=
=∆ 根据闭合电路的欧姆定律：0E I R
=
由焦耳定律有：422
0L B Q I Rt t R
==
解得：4200L B Q t R = 答案：420
0L B Q t R
=
12、解析：炮弹的加速度为：F IwB
a m m
=
= 炮弹做匀加速运动，有：2
2v aL =
解得：2
50.610 A 2mv I BwL
=
=⨯ 答案：50.610 A ⨯ 三．计算与简答：
13、解：⑴设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中电流为I ，ab 运动距离s 所用的时间为
t ，则有：E ＝BLv 4E I R = s
t t
= Q ＝I 2(4R )t 由上述方程得：224QR v B l s
=
⑵设电容器两极板间的电势差为U ，则有：U ＝IR 电容器所带电荷量为：q ＝CU 解得：CQR
q Bls
=
14、解：⑴线框MN 边刚进入磁场时有：。

高中物理选修3-4各单元检测试题(完整版)附解答与解析

第一章·机械振动·单元检测一、不定项选择题(共10小题，每小题4分,）1．(2012·青州一中检测)做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()2．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的()A．左方，向右运动B．左方，向左运动C．右方，向右运动D．右方，向左运动3．关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是()A．在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大D．在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的10.216.827.1228.116.58.3振幅/cmA.f固＝60 Hz B．60 Hz<f固<70 HzC．50 Hz<f固<70 Hz D．以上三个答案都不对5．有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是()A ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2)mB ．x ＝8×10－3sin(4πt －π2)mC ．x ＝8×10－1sin(πt ＋3π2)mD ．x ＝8×10－1sin(π4t ＋π2)m6．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点振动频率是4HzB ．在10s 内质点经过的路程是20cmC ．第4s 末质点的速度是零D ．在t ＝1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等，方向相同7．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变、振幅改变D ．频率改变、振幅不变8．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。

(必考题)高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(答案解析)(5)

用一定频率的单色光a 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转。

下列说法不正确的是（）A ．a 光的频率一定大于b 光的频率B ．用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应C ．电源正极可能与c 接线柱连接D ．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d →G →f3．(0分)[ID ：130629]如图，是氢原子的能级图，各能级能量关系为12n E E n=，其中E 1为基态能量，n 为量子数。

当原子从5n =能级跃迁到3n =能级时，释放出的一个光子能量为E ，下列说法正确的是（）A ．一个处于5n =的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子B ．从5n =能级向低能级跃迁，跃迁到4n =能级辐射的光波长最短C ．处于3n =的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5ED ．某金属的逸出功为E ，用4n =跃迁到2n =辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为419256E 4．(0分)[ID ：130614]某金属发生光电效应，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν之间的关系如图所示。

已知h 为普朗克常量，e 为电子电荷量的绝对值，结合图像所给信息，下列说法正确的是（）A ．频率大于0ν的入射光不可能使该金属发生光电效应现象 B ．该金属的逸出功等于0h νC ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能会增加D ．遏止电压随入射光的频率增大而减小5．(0分)[ID ：130607]在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A ．丙光的频率大于乙光的频率B ．甲光的频率大于乙光的频率C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6．(0分)[ID ：130604]如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。

高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》检测题(包含答案解析)(17)

一、选择题1．(0分)[ID：130653]在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度。

如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（）A．T1＜T2B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动2．(0分)[ID：130650]对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（）A．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波3．(0分)[ID：130639]如图所示，甲图所示是研究光电效应的电路图，乙图是阴极K发生光电效应时，光电子的最大初动能k E与入射光频率v的关系图线，已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（）A ．由乙图可得00k v E h =B ．由乙图可得00k E h ν=C ．甲图中光电管所加电压为零时，电流表示数也一定为零D ．甲图中只要所加电压足够大，即使0v v <，电流表也会有电流通过4．(0分)[ID ：130634]大量处于4n =能级的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为1λ和2λ。

已知普朗克常量为h ，光速为c 。

则4n =能级与3n =能级的能量差为（）A ．1hc λ B ．2hc λ C ．1212()hc λλλλ+ D ．1212()hc λλλλ-5．(0分)[ID ：130631]a 、b 、c 三条平行光线从空气射向玻璃砖且方向垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径，如图所示。

高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(含答案解析)

一、选择题1．(0分)[ID ：130641]图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a 、b 、c 光照射光电管得到的I U -图线，1c U 、2c U 表示遏止电压，下列说法正确的是（）A ．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加B ．a 光的频率小于b 光的频率C ．光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关D ．c 光照射光电管发出光电子的初动能一定小于b 光照射光电管发出光电子的初动能 2．(0分)[ID ：130635]如图所示，圆心为O 的半圆形某透明玻璃砖置于水平桌面上，一束复色光从P 点入射玻璃砖（法线如图虚线所示），在玻璃砖中分为两束单色光a 、b ，其中a 光与法线夹角为α，且在A 处恰好发生全反射，b 光入射到B 点。

则下列说法正确的是（）A ．a 光的光子能量小于b 光的光子能量B ．玻璃砖对b 光的折射率大于1cos αC ．a 光从P 到A 的传播时间小于b 光从P 到B 的传播时间D ．a 光从P 到A 的传播时间等于b 光从P 到B 的传播时间3．(0分)[ID ：130623]如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a 是氢原子从n =4的能级跃迁，到n =2的能级时的辐射光，则谱线b 是氢原子A．从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光B．从n=5的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光C．从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光D．从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光4．(0分)[ID：130615]下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间5．(0分)[ID：130609]如图是氢原子能级示意图的一部分则（）A．电子在各能级出现的概率是一样的B．一个氢原子从n=4 的能级向低能级跃迁时最多发出 3 种频率的光C．一个动能是 13.6eV 的原子撞击处于基态的氢原子，一定能使它电离D．一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从 n=4 到 n=1 的轨道跃迁时放出的光子6．(0分)[ID：130608]下列说法正确的是（）A．布朗运动证明了花粉分子的无规则热运动B．光电效应彻底否定了光的波动说，证明了光具有粒子性C．α粒子的散射实验说明了原子核很小且质量很大D．温度升高物体内分子的动能一定增大7．(0分)[ID：130598]关于光电效应，以下说法正确的是（）A．光电效应证明了光的波动性B．金属的极限频率与照射光的强弱及频率无关C．同种金属分别用不同频率的光照射，遏止电压相同D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比8．(0分)[ID：130597]有关卢瑟福α粒子散射实验的说法，以下正确的是（）A．α粒子散射实验说明原子核具有复杂结构B．在α粒子散射实验中观察到大多数粒子发生了较大幅度的偏转C．通过α粒子散射实验，可以得出正电荷均匀分布在整个原子中D．通过α粒子散射实验，可以估算出原子核的大小9．(0分)[ID：130582]如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A．所辐射的光子的频率最多有6种B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条10．(0分)[ID：130572]如图a为氢原子的能级图，大量处于n=2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。

人教版高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试卷(包含答案解析)

一、选择题1．(0分)[ID：130647]氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（）A．a光的光子能量大于b光的光子能量B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．处于能级n=4的电子的动能大于能级n=2的动能D．在真空中传播时，b光的波长较短2．(0分)[ID：130637]下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大3．(0分)[ID：130622]用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为-a（a＞0），与横轴交点横坐标为b，电子的电荷量大小为e，则由图获取的信息，错误的是（）A．该金属的截止频率为bB．该金属的逸出功为aC．普朗克常量为b aD．入射光的频率为2b时，遏止电压为a e4．(0分)[ID：130610]物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是 ( )A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应D．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式5．(0分)[ID：130598]关于光电效应，以下说法正确的是（）A．光电效应证明了光的波动性B．金属的极限频率与照射光的强弱及频率无关C．同种金属分别用不同频率的光照射，遏止电压相同D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比6．(0分)[ID：130587]氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（）A．真空中，光a的波长大于光b的波长B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时可能会辐射出紫外线C．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线D．用可见光a照射处于n=2能级的氢原子，其一定跃迁到n=4能级7．(0分)[ID：130586]1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（）A．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应B．电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关C．用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少8．(0分)[ID：130584]如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（）A．6、3 B．6、4 C．4、3 D．4、49．(0分)[ID：130581]如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时（）A ．一共能辐射6种频率的光子B ．能辐射出3种能量大于10.2eV 的光子C ．能辐射出3种能量大于12.09eV 的光子D ．能辐射出能量小于0.31eV 的光子10．(0分)[ID ：130571]如图，当电键S 断开时，用光子能量为3.1eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零。

高中物理人教版选修3-4章末综合测评章末综合测评2 Word版含答案

章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．一列声波从空气传入水中，则( ) 【导学号：23570077】 A ．声波频率不变 B ．声波波长变大 C ．声波频率变小 D ．声波波长不变E ．声波波速变大【解析】由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变；又因波在水中速度较大，由公式v ＝λf 可得，波在水中的波长变大，故A 、B 、E 正确．【答案】 ABE2．平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动．测得两小木块每分钟都上下30次．甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，这列水面波( )A ．频率是0.5 HzB ．波长是3 mC ．波速是1 m/sD ．周期是0.1 sE ．周期是2 s【解析】由题意知甲、乙两小木块间的距离x ＝3 m ＝32λ，故波长λ＝2 m ．又知两小木块都是每分钟振动30次，故周期T ＝2 s ，频率f ＝0.5 Hz ，则波速v ＝λT＝1 m/s.故选项A 、C 、E 正确．【答案】 ACE3．如图1所示，实线是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t ＝0.2 s 时刻的波形图．该波的波速为0.8 m/s ，则下列说法正确的是( )【导学号：23570078】图1A ．这列波的波长是12 cmB ．这列波的周期是0.5 sC．这列波是沿x轴正方向传播的D．t＝0时，x＝4 cm处的质点振动方向为沿y轴负方向E．这列波是沿x轴负方向传播的【解析】由波形图读出波长，利用波速求解周期，根据传播时间求出可能的传播距离或者将时间与周期相比较，就可以判断传播方向．由题图知该波的波长λ＝12 cm，故A项正确．由v＝λT，得T＝12×10－20.8s＝0.15 s，故B项错误．因tT＝0.20.15＝43，故该波沿x轴负方向传播，故C项错误，E项正确．由波沿x轴负方向传播可判定t＝0时刻，x＝4 cm处质点的振动方向沿y轴负方向，故D项正确．【答案】ADE4．一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝v T，则质点P的位移与波源的相同【解析】由于没有能量损失，故P与波源的振幅相同，A正确；波在传播过程中周期不变，故B正确；质点的振动速度与波传播的速度是两个概念，故C错误；介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同，故D错误；若P点与波源距离s＝v T，则P与波源之间的距离为一个波长，故质点P与波源的位移总是相同的，E正确．【答案】ABE5．一列波由波源向周围扩展开去，下列说法正确的是() 【导学号：23570079】A．介质中各质点由近及远地传播开去B．介质中的振动形式由近及远传播开去C．介质中振动的能量由近及远传播开去D．介质中质点只是振动而没有迁移E．在扩展过程中频率逐渐减小【解析】波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，A错，D对．波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也传播了能量，而频率不变．B、C对．【答案】BCD6．(2015·天津高考改编)图2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a＝2 m和x b＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是()甲乙图2A．该波沿－x方向传播B．波速为1 m/sC．质点a经4 s振动的路程为4 mD．此时刻质点a的速度沿＋y方向E．质点a在t＝2 s时速度为零【解析】由题图乙可知，简谐横波的周期T＝8 s，且t＝0时质点b沿＋y方向运动，根据振动和波动的关系，波沿－x方向传播，v＝λT＝1 m/s.质点a沿－y方向运动，选项A、B正确，D错误；质点a经过4 s振动的路程s＝tT·4A＝1 m，选项C错误；质点a在t＝2 s时，处于负向最大位移处，速度为零，选项E正确．【答案】ABE7.如图3所示，一列简谐横波在x轴上传播．图4甲和乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且x ab＝6 m．下列判断正确的是()图3甲乙图4A．波一定沿x轴正方向传播B．波可能沿x轴负方向传播C ．波长可能是8 mD ．波速一定是6 m/sE ．波速可能是2 m/s【解析】波的传播方向可能向＋x 或－x 方向传播，A 错，B 对．ab 之间的距离可能是⎝⎛⎭⎫n ＋14λ或⎝⎛⎭⎫n ＋34λ，周期为4 s ，波长可能为8 m ，波速可能为2 m/s ，D 错，C 、E 正确．【答案】 BCE8.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m 的a 、b 两质点的振动图象如图5所示，下列描述该波的图象可能正确的是( ) 【导学号：23570080】图5【解析】根据振动图象、波动规律解决问题．根据y -t 图象可知，a 、b 两质点的距离为⎝⎛⎭⎫nλ＋14λ或⎝⎛⎭⎫nλ＋34λ，即nλ＋14λ＝9 m 或nλ＋34λ＝9 m(n ＝0,1,2,3，…)解得波长λ＝364n ＋1 m 或λ＝364n ＋3m. 即该波的波长λ＝36 m 、7.2 m 、4 m …或λ＝12 m 、367 m 、3611m …选项A 、B 、C 、D 、E 的波长分别为4 m 、8 m 、12 m 、36 m 、16 m ，故选项A 、C 、D 正确，选项B 、E 错误．【答案】 ACD二、非选择题(共5小题，共52分，按题目要求作答)9．(6分)如图6所示，实线为一列横波某时刻的波形图象，这列波的传播速度为0.25 m/s ，经过时间1 s 后的波形为虚线所示．那么这列波的传播方向是________，这段时间内质点P (x ＝0.1 m 处)所通过的路程是________．图6【解析】波的传播距离x ＝v t ＝0.25 m ＝54λ，故波向左传播，P 所通过的路程为5倍振幅，即50 cm.【答案】向左 50 cm10．(6分)如图7所示，S 为上下振动的波源，振动频率为100 Hz ，所产生的横波向左、右两方向传播，波速为80 m/s ，已知P ，Q 两质点距波源S 的距离为SP ＝17.4 m ，SQ ＝16.2 m ．当S 通过平衡位置向上振动时，P ，Q 两质点的位置是P 在________，Q 在________.【导学号：23570081】图7【解析】由λ＝vf 得λ＝0.8 m ，即依题意可得SP ＝2134λ，SQ ＝2014λ，当S在平衡位置向上振动时，Q ，P 都应在最大位移处，画出最简波形图如图所示．故P 在波峰，Q 在波谷．【答案】波峰波谷11．(12分)一列声波在空气中的波长为34 cm ，传播速度为340 m/s ，这列声波传入另一介质中时，波长变为68 cm ，它在这种介质中的传播速度是多少？该声波在空气中与介质中的频率各是多少？【解析】在空气中fλ＝v ，f ＝v λ＝34034×10－2Hz ＝1 000 Hz ，声波在介质中与在空气中频率保持不变．在介质中fλ′＝v ′，v ′＝1 000×68×10－2m /s ＝680 m/s.【答案】 680 m/s 1 000 Hz12.(12分)一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时的波形如图8所示，已知t ＝0.6 s 时，B 点第三次出现波峰．则这列波的周期是多少？x ＝50 cm 处的质点A 回到平衡位置的最短时间为多少？图8【解析】由题意得t＝2.5 T，解得T＝0.24 s，由图象可知λ＝120 cm＝1.2 m，v＝λT＝5 m/s，x＝50 cm处的质点A回到平衡位置的最短时间为t′＝xv＝0.1 s.【答案】0.24 s0.1 s13．(16分)一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图9所示的实线和虚线表示，求：【导学号：23570082】图9(1)这列波可能具有的波速；(2)当波速为280 m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8 m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？【解析】(1)若波沿x轴正向传播，则：Δs＝Δx1＋nλ＝(2＋8n)m，n＝0,1,2，…v＝ΔsΔt＝2＋8n0.05m/s＝(40＋160n) m/s若波沿x轴负向传播，则：Δs′＝Δx2＋nλ＝(6＋8n)m，n＝0,1,2，…v′＝Δs′Δt＝6＋8n0.05m/s＝(120＋160n) m/s.(2)当波速为280 m/s时，有280＝(120＋160n) n＝1，所以波向x轴负方向传播T＝λv＝135s所以P质点第一次到达波谷所需最短时间为：t＝3T4＝3140s＝2.1×10－2 s.【答案】见解析第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴1．相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S′中，一物体沿与u相同方向以速率v′运动时，在参考系S中，它的速率为________________．2．物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：________.由此可见，物体质量________，其蕴含的能量________．质量与能量成________，所以质能方程又可写成________．3．相对论质量：物体以速度v运动时的质量m和它静止时的质量m0之间有如下的关系________________．4．广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是____________．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．5．广义相对论的几个结论：(1)光在引力场中传播时，将会发生________，而不再是直线传播．(2)引力场使光波发生________．(3)引力场中时间会__________，引力越强，时钟走得越慢．(4)有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出____________．6．在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是( )A．u＝u′＋v B．u<u′＋vC．u>u′＋v D．以上均不正确7．以下说法中错误的是( )A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移概念规律练知识点一相对论速度变换公式的应用1．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，问在地上观察者看来，光速应为v＋c吗？2．一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．知识点二相对论质量3．人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动，问它的质量和静质量的比值是多少？4．一观察者测出电子质量为2m0，求电子的速度是多少？(m0为电子静止时的质量)知识点三质能方程5．一个运动物体的总能量为E，E中是否考虑了物体的动能？6．一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？知识点四了解广义相对论的原理7．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．8．在外层空间的宇宙飞船上，如果你正在一个以加速度g＝9.8 m/s2向头顶方向运动的电梯中，这时，你举起一个小球自由地丢下，请说明小球是做自由落体运动．方法技巧练巧用ΔE＝Δmc2求质量的变化量9．现在有一个静止的电子，被电压为107 V的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m0＝9.1×10－31 kg，c＝3.0×108 m/s)10．已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026J，则可算出( ) A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t1．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是( )A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论2．下面的说法中正确的是( )A．在不同的参考系中观察，真空中的光速都是相同的B．真空中的光速是速度的极限C ．空间和时间与物质的运动状态有关D ．牛顿力学是相对论力学在v ≪c 时的特例 3．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明( )A ．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B ．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C ．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D ．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大 4．下列说法中，正确的是( )A ．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B ．强引力作用可使光谱线向红端偏移C ．引力场越强的位置，时间进程越慢D ．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的5．黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A ．内部也是漆黑一片，没有任何光B ．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C ．内部应该是很亮的D ．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去6．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( )A ．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B ．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的 7．下列说法中正确的是( ) A ．物质的引力使光线弯曲B ．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C ．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D ．广义相对论可以解释引力红移现象8.地球上一观察者，看见一飞船A 以速度2.5×108m/s 从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×108m/s 跟随A 飞行．求：(1)A 上的乘客看到B 的相对速度； (2)B 上的乘客看到A 的相对速度．9．一物体静止时质量为m ，当分别以v 1＝7.8 km/s 和v 2＝0.8c 的速度飞行时，质量分别是多少？10．你能否根据质能方程推导动能的表达式E k ＝12mv 2?11．广义相对论得出了哪些重要的结论？第4节相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节广义相对论点滴课前预习练1．v ＝u ＋v′1＋uv′c 2 2．E ＝mc 2 越大越多正比 ΔE ＝Δmc 23．m ＝m 01－v 2c2 4．(1)一样的5．(1)偏折 (2)频移 (3)延缓 (4)引力波6．B [由相对论速度变换公式可知B 正确．]7．CD [由引力红移可知C 、D 错误．]课堂探究练1．在地面的观察者看来，光速是c 不是v ＋c. 解析由相对论速度变换公式u ＝u′＋v 1＋u′v c 2，求得光对地速度u ＝v ＋c 1＋vc c2＝c v ＋c v ＋c ＝c. 点评若仍然利用经典相对性原理解答此类题目，会导致错误结论．在物体的运动速度与光速可比拟时，要用相对论速度变换公式进行计算．2．0.817c解析已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c.由相对论速度叠加公式得u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c 2＝(u x ′＋v)c 2c 2＋u x ′vu x ＝(0.8c ＋0.05c)c 2c 2＋0.8c×0.05c≈0.817c. 点评对于微观、高速运动的物体，其速度的叠加不再按照宏观运动规律，而是遵守相对论速度变换公式．3．1.000 000 000 35解析 c ＝3×108 m/s ，v c ＝8×1033×108，v 2c 2≈7.1×10－10. 由m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，得 m m 0＝1.000 000 000 35. 点评根据m ＝m 01－(v c)2直接计算m m 0不需先算m. 4．0.866c 解析 m ＝2m 0，代入公式m ＝m 01－(v c )2，可得2m 0＝m 01－(v c )2，解得v ＝32c ＝0.866c. 点评在v c 时，可以认为质量是不变的，但当v 接近光速时，m 的变化一定要考虑．5．总能量E 中已经计入了物体的动能．解析总能量E ＝E 0＋Ek ，E 0为静质能，实际上包括分子的动能和势能、化学能、电磁能、结合能等．E 0＝m 0c 2，Ek 为动能，Ek ＝m 0c 2⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤1 1－v 2c2 －1，E ＝E 0＋Ek ＝mc 2. 点评有人根据E ＝mc 2得出结论说“质量可以转化为能量、能量可以转化为质量”这是对相对论的曲解，事实上质量决不会变成能量，能量也决不会变成质量．一个系统能量减少时，其质量也相应减少，另一个系统因接受而增加能量时，其质量也相应增加．对一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的．6．2.69×10－30 kg 0.94c解析 Ek ＝eU ＝(1.6×10－19×106) J ＝1.6×10－13 J对高速运动的电子，由Ek ＝mc 2－m 0c 2得m ＝Ek c ＋m 0＝1.6×10－13(3×10)kg ＋9.1×10－31 kg ≈2.69×10－30 kg. 由m ＝m 01－v 2c2得，v ＝c 1－m 20m 2＝2.82×108 m·s －1≈0.94c 点评当v c 时，宏观运动规律仍然适用，物体的动能仍然根据Ek ＝12mv 2来计算．但当v 接近光速时，其动能由Ek ＝mc 2－m 0c 2来计算．7．见解析解析飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远离任意天体的空间加速飞行，也可能是由于飞船处于某个星球的引力场中．实际上飞船内部的任何物理过程都不能告诉我们飞船到底是加速运动还是停泊在一个行星的表面．这个事实使我们想到：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价．点评把一个做匀加速运动的参考系等效为一个均匀的引力场，从而使物理规律在非惯性系中也成立．8．见解析解析由广义相对论中的等效原理知，一个均匀的引力场与一个做加速运动的参考系等价．当电梯向头顶方向加速运动时，自由丢下的小球相对于电梯的加速度为g ＝9.8 m/s 2，与在地球引力场中做自由落体运动相同．9．1.78×10－29 kg 1.871×10－29 kg解析由动能定理，加速后电子增加的动能ΔEk ＝eU ＝1.6×10－19×107 J ＝1.6×10－12 J由ΔE ＝Δmc 2得电子增加的质量Δm ＝ΔEk c 2＝1.6×10－12(3×108)2kg≈1.78×10－29 kg ，此时电子的质量m ＝m 0＋Δm ＝1.871×10－29 kg方法总结物体的能量变化ΔE 与质量变化Δm 的对应关系为ΔE ＝Δmc 2，即当物体的能量增加时，物体对应的质量也增大；当物体的能量减少时，物体对应的质量也减小．10．C [由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t ，故C 正确．]课后巩固练1．D [狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能是对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．]2．ABCD3．ABD [据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，核反应中，物体的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变反应，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误；由质能关系知，D 正确．]4．ABCD [由广义相对论我们可知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A 、D 是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B 、C 正确．]5．BCD6．AD [由广义相对论基本原理可知A 、D 正确．]7．ACD [由广义相对论的几个结论可知A 、C 、D 正确．]8．(1)－1.125×108 m/s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地以－2.5×108 m/s 向后．B 在地面看以2.0×108 m/s 向前，则A 上乘客看B 的速度为u ＝u′＋v 1＋u′·v c 2＝－2.5＋2.01＋－2.5×232×108 m/s≈－1.125×108 m/s.(2)B 看A 则相反为1.125×108 m/s.9．见解析解析速度为7.8 km/s 时，质量为m 1＝m 01－(v c )2＝m 01－(7.8×1033×108)2≈m 0＝m 速度为0.8c 时，质量设为m 2，有m 2＝m 01－(0.8)2＝m 00.6＝53m 0＝53m. 10．见解析解析质能方程E ＝mc 2表示的是物体质量和能量之间的关系，所以物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能Ek即Ek ＝E －E 0又因为E ＝mc 2＝m 01－(v c)2c 2，E 0＝m 0c 2 所以Ek ＝m 0c 2[11－(v c )2－1]当v 很小时，即v c 1时，根据数学公式有[1－(v c )2]－12≈1＋12(v c)2 所以Ek ＝E －E 0≈12m 0v 2 11．广义相对论得出的结论：(1)物质的引力使光线弯曲．时空几乎在每一点都是弯曲的．只有在没有质量的情况下，时空才没有弯曲，如质量越大，时空弯曲的程度也越大．在引力场存在的条件下，光线是沿弯曲的路径传播的．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别．例如在强引力的星球附近，时钟要走得慢些．按照广义相对论光在强引力场中传播时，它的频率或波长会发生变化，出现引力红移现象．。

2017-2018学年高中物理选修3-2：章末综合测评4 含答案

章末综合测评(四) (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．一台理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n 1和n 2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U 1和U 2，I 1和I 2，P 1和P 2，已知n 1>n 2，则( )A ．U 1>U 2，P 1<P 2B ．P 1＝P 2，I 1<I 2C ．I 1＝I 2，U 1>U 2D ．P 1>P 2，I 1>I 2【解析】因为是理想变压器，故有U 1U 2＝n 1n 2，P 1＝P 2，已知n 1>n 2则U 1>U 2，又I 1U 1＝I 2U 2，则I 1<I 2，故正确答案为B.【答案】 B2．如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路．当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，安培表A 1的读数为12 mA ，那么安培表A 2的读数为( )【导学号：05002120】图1A ．0B ．3 mAC ．48 mAD ．与R 的大小有关【解析】当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生的是恒定电流，而变压器只能改变交变电流，不能改变恒定电流，所以副线圈中没有电流，故选A.【答案】 A3．如图2所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，和Ⓐ均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．下列说法正确的是( )【导学号：05002121】图2A ．电流频率为100 Hz B.的读数为24 V C ．Ⓐ的读数为0.5 A D ．变压器输入功率为6 W【解析】根据u ＝U m sin ωt 及U ＝U m2、理想变压器的规律、欧姆定律和电功率公式解决问题．根据u 1＝122sin 100πt (V)及U ＝U m2知U 1＝12 V ，f ＝ω2π＝50 Hz ，选项A 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝12×12 V＝6 V ，即的读数为6 V ，选项B 错误；根据I 2＝U 2R L ＝66A ＝1 A ，即Ⓐ的读数为1 A ，选项C 错误；根据P 1＝P 2及P 2＝U 22R L ＝626W ＝6 W ，选项D 正确．【答案】 D 4.图3如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )A ．120 V,0.10 AB ．240 V,0.025 AC ．120 V,0.05 AD ．240 V,0.05 A【解析】副线圈电压U 2＝12 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝240 V ，副线圈中电流I 2＝2·P U＝1 A ，由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝0.05 A.【答案】 D5．为了解决农村电价居高不下的问题，有效地减轻农民负担，在我国广大农村普遍实施了“农网改造”工程，工程包括两项主要内容：(1)更新变电设备，提高输电电压；(2)更新电缆，减小输电线电阻．若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，在输送的总功率不变的条件下，线路损耗功率将变为原来的( )A ．0.4倍B ．0.32倍C ．0.2倍D ．0.16倍【解析】设输送功率为P ，输送电压为U ，输电线电阻为r ，依据ΔP ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ，若某输电线路改造后输电电压变为原来的2倍，线路电阻变为原来的0.8倍，线路损耗功率将变为原来的0.2倍，C 对．【答案】 C6．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图像如图4所示，则( )图4【导学号：05002122】A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin(100πt ＋π2) A【解析】根据i －t 图像，负载电流的函数表达式i ＝0.05sin 100πt (A)且I m ＝0.05 A ，通过负载的电流的有效值I 2＝I m2，输出电压的最大值U m ＝2U 2＝110 2 V ，变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2≈3.9 W，变压器原、副线圈匝数比n 1n 2＝U 1U 2＝21.选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．【答案】 A7．如图5甲为理想变压器，原、副线圈的匝数比为3∶2，在原线圈上通入正弦交流电如图5乙所示，设电流从原线圈a 端流入b 端流出时为电流正方向，副线圈中电流由c 端流出d 端流入时为副线圈中电流正方向，那么副线圈中电流的有效值以及在一个周期内副线圈电流达到正方向最大值对应于乙图中的时刻应是( )甲乙图5A ．1 A 0B ．1.5 A 0.5×10－2s C ．1.5 A 1×10－2sD.22A 1×10－2s 【解析】由题图乙知，原线圈中电流有效值I 1＝22A ＝1 A ，所以由I 1I 2＝n 2n 1得副线圈中电流的有效值I 2＝n 1I 1n 2＝32×1 A＝1.5 A ．副线圈中电流达最大值时，即为铁芯中磁通量变化最快的时刻，对应题图乙所示i －t 图象斜率最大的时刻，因此，只有t ＝0，t ＝1×10－2s 和t ＝2×10－2s 三个时刻，综上所述正确的选项只可能是C 项．【答案】 C8．如图6所示，有一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，绕OO ′轴在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω匀速转动．滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R ，从图示位置开始计时，下列判断正确的是( )图6A ．电流表测得的是电流最大值B ．感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBS ω·sin ωtC ．P 向上移动时，电流表示数变大D ．P 向上移动时，电流表示数变小【解析】电流表测得的是电流有效值，选项A 错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBS ω·sin ωt ，选项B 正确；P 向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C 错误，D 正确．【答案】 BD9．有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图7所示．若将该线路与交流电源接通，且开关S 接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S 接在位置2时，灯泡均未烧坏．则下列可能的是( )【导学号：05002123】图7A ．该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4∶1B ．该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为1∶4C ．副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些D ．副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗【解析】若S 接1时，五个灯泡亮度相同，说明通过各个灯泡的电流相同，则通过副线圈的电流是通过原线圈的4倍．由I 1I 2＝n 2n 1，故n 1n 2＝41，此变压器是降压变压器，所以选项A正确；若S 接2时，原线圈的输入电压增大，副线圈的输出电压随之增大，则接于副线圈的灯泡均比原来更亮些，所以选项C 正确．故选A 、C.【答案】 AC10．如图8所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2.原线圈通过一理想电流表Ⓐ接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R 的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a 、b 端和c 、d 端的电压分别为U ab 和U cd ，则( )图8A ．U ab ∶U cd ＝n 1∶n 2B ．增大负载电阻的阻值R ，电流表的读数变小C ．负载电阻的阻值越小，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍【解析】根据变压器的工作原理、交流电的有效值解题．变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2，其中U 1、U 2是变压器原、副线圈两端的电压．U 1＝U ab ，由于二极管的单向导电特性，U cd ≠U 2，选项A 错误．增大负载电阻R 的阻值，负载的电功率减小，由于P 入＝P 出，且P 入＝I 1U ab ，所以原线圈上的电流I 1减小，即电流表的读数变小，选项B 正确．c 、d 端的电压由输入电压U ab 决定，负载电阻R 的阻值变小时，U cd 不变，选项C 错误．根据变压器上的能量关系有E 输入＝E 输出，在一个周期T 的时间内，二极管未短路时有U ab I 1T ＝U 2R ·T2＋0(U 为副线圈两端的电压)，二极管短路时有U ab I 2T ＝U 2RT ，由以上两式得I 2＝2I 1，选项D 正确．【答案】 BD二、非选择题(本题共3个小题，共40分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11. (12分)如图9所示，变压器原线圈输入电压为220 V ，副线圈输出电压为36 V ，两只灯泡的额定电压均为36 V ，L 1额定功率为12 W ，L 2额定功率为6 W ．试求：图9(1)该变压器的原、副线圈的匝数比；(2)两灯均正常工作时原线圈中的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流．【导学号：05002124】【解析】 (1)由变压比公式得：U 1U 2＝n 1n 2n 1n 2＝22036＝559. (2)两灯均正常工作时，由能量守恒得P 1＋P 2＝U 1I 1I 1＝P 1＋P 2U 1＝12＋6220 A ＝0.082 A ，只有L 1灯工作时，由能量守恒P 1＝U 1I ′1解得I ′1＝P 1U 1＝12220A ＝0.055 A. 【答案】 (1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A12．(14分)一台交流发电机的额定输出功率P ＝4.0×103kW ，以400 V 电压将其接在升压变压器上向远方输电．若输电导线的总电阻为10 Ω，允许输电线损失的功率为输出功率的10%，问：(1)升压变压器的变压比应为多大？(2)为了使远方用电器能得到220 V 的工作电压，降压变压器的变压比应为多大？【解析】 (1)由P 损＝P ×10%＝I 22r ，得I 2＝200 A 由P ＝U 1I 1得I 1＝1×104A所以n 1n 2＝I 2I 1＝150.(2)U 2＝U 1n 2n 1＝2×104V 所以U 3＝U 2－I 2r ＝1.8×104V 又U 4＝220 V ，所以n 3n 4＝U 3U 4＝90011.【答案】 (1)1∶50 (2)900∶1113．(14分)如图10所示为演示远距离输电的装置，理想变压器B 1、B 2的变压比分别为1∶4和5∶1，交流电源的内阻r ＝1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V 1 W”，输电线总电阻为10 Ω.若三只灯泡都正常发光，则交变电源的电动势E 为多大？图10【解析】设变压器B 1的原线圈电压为U 1，副线圈电压为U 2，变压器B 2的原线圈电压为U 3，副线圈电压为U 4.通过B 1原线圈的电流为I 1，输电线上的电流为I 2，B 2副线圈上的电流为I 3根据题意得：U 4＝6 V ，而I 3＝0.5 A ．对B 2由电流关系：I 2＝n 4n 3I 3＝0.1 A 线路上的损失电压为ΔU ＝I 2R 线＝1 V由线路上的电压关系：U 2＝ΔU ＋U 3，U 3U 4＝n 3n 4，U 1U 2＝n 1n 2，将有关数据代入得U 1＝7.75 V 再对B 1使用电流关系I 1n 1＝I 2n 2，求得：I 1＝0.4 A 最后由闭合电路欧姆定律：E ＝I 1r ＋U 1＝8.15 V. 【答案】 8.15 V。

人教版物理选修3-2学业质量标准检测4

第四章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发生声音。

下列说法错误的是(A)A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化解析：由于铜质弦不能被磁化，因此振动时不能产生变化的磁场，线圈中不能产生感应电流，因此电吉他不能正常工作，A项错误；取走磁体，没有磁场，金属弦不能被磁化，振动时不能产生变化的磁场，线圈中不能产生感应电流，电吉他不能正常工作，B项正确；增加线圈的匝数，由法拉第电磁感应定律可得，线圈中的感应电动势会增大，C项正确；弦振动过程中，线圈中的磁场方向不变，但磁通量一会儿增大，一会儿减小，产生的电流方向不断变化，D项正确。

2．(2017·全国卷Ⅲ，15)如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。

金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。

现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是(D)A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向解析：金属杆PQ向右切割磁感线，根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向；原来T中的磁场方向垂直于纸面向里，金属杆PQ中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，使得穿过T的磁通量减小，根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流，综上所述，可知ABC项错误，D项正确。

人教版高中物理选修3-2第四章过关检测.docx

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第四章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

每小题至少一个选项符号题意,选对得6分,漏选得4分,错选得0分)1.如图所示,长为a、宽为b的矩形线圈,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以恒定的角速度ω旋转,设t=0时,线圈平面与磁场方向平行,则此时的磁通量和磁通量的变化率分别是()。

A.0,0B.0,BabωC.0,D.Bab,Badω答案:B解析:当线圈平面与磁感线平行时,Φ=0,而上、下两边正好垂直切割磁感线,故此时线圈中E最大,而E=,故此时磁通量的变化率=Babω最大,B对。

2.(2011·广东理综,15)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是()。

A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同答案:C解析:根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,即磁通量变化越快,感应电动势越大,选项C正确;根据楞次定律可知,当原磁场减小时,感应电流的磁场才与其方向相同,选项D错误。

3.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈a固定,另一较小的圆形线圈b从a的正上方下落,在下落过程中两线圈始终保持平行且共轴,则线圈b从线圈a的正上方下落过程中,从上往下看线圈b应是()。

A.有逆时针方向的感应电流B.有顺时针方向的感应电流C.先有顺时针方向的感应电流,后有逆时针方向的感应电流D.先有逆时针方向的感应电流,后有顺时针方向的感应电流答案:C解析:向下穿过的过程中,穿过b环的磁通量先增大后减少,在a环上方时,穿过b环的磁通量增大,由楞次定律知,感应电流的磁场阻碍增大,所以与原磁场方向相反,根据安培定则得感应电流方向为顺时针;同理可得b穿过a后,磁通量减少,感应电流的方向应该是逆时针,选C。

《常考题》初中高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》阶段测试(含答案解析)

一、选择题1．对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（）A．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波2．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。

用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。

下列说法不正确的是（）A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f3．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则（）A．改用紫外光照射K，电流表中没有电流通过B．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变小C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D．若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变4．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量B．实验表明原子中心有一个较大的核，它占有原子体积的较大部分C．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°D．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转5．下列说法错误的是（）A．光的频率越低，粒子性越显著B．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C．物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大6．如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁，到n=2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子A．从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光B．从n=5的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光C．从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光D．从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光7．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是 ( ) A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应D．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式8．下列说法正确的是（）A．布朗运动证明了花粉分子的无规则热运动B．光电效应彻底否定了光的波动说，证明了光具有粒子性C．α粒子的散射实验说明了原子核很小且质量很大D．温度升高物体内分子的动能一定增大9．图为氢原子能级图。

2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：第四章章末质量评估(一)及解析

2018-2019学年人教版高中物理选修3-2：第四章章末质量评估(一)注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题（题型注释）垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( )A. Φa>ΦbB. Φa<ΦbC. Φa＝ΦbD. 不能比较2.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2，重力加速度大小为g，则( )A. F T1>mg，F T2>mgB. F T1<mg，F T2<mgC. F T1>mg，F T2<mgD. F T1<mg，F T2>mg3.如图所示，边长为l的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边，磁场的宽度为d，线框的速度为v.若l＜d，则线框中存在感应电流的时间为( )A. l vB. 2l vC. d vD. 2d v4.物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。

如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后。

将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。

闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。

某同学另找来器材再探究此实验。

他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。

对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A. 线圈接在了直流电源上B. 电源电压过高C. 所选线圈的匝数过多D. 所用套环的材料与老师的不同5.铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置.能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图）.当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收，当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（）A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动D.加速度逐渐增大的变加速直线运动6.如图所示，闭合线圈abcd从高处自由下落一段时间后垂直于磁场方向进入一有界磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚进入磁场的这段时间内，下列说法正确的是()A. a端的电势高于b端B. ab边所受安培力方向为水平向左C. 线圈可能一直做匀速运动D. 线圈可能一直做匀加速直线运动7.在如图所示的电路中，a、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A. 合上开关，a 先亮，b 逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭B. 合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C. 合上开关，b 先亮，a 逐渐变亮；断开开关，a、b 同时熄灭D. 合上开关，a、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭8.为了研究磁通量变化时感应电流的方向，先通过右图确定电流通过检流计时指针的偏转方向．实验过程中，竖直放置的线圈固定不动，将条形磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和检流计构成的闭合回路中就会产生感应电流．下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈运动的方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中下列正确的是( ).A.B.C.D.9.如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，则在先后两种情况下( )A. 线圈中的感应电动势之比为E 1∶E 2＝2∶1B. 线圈中的感应电流之比为I 1∶I 2＝1∶2C. 线圈中产生的焦耳热之比Q 1∶Q 2＝1∶4D. 通过线圈某截面的电荷量之比q 1∶q 2＝1∶110.线圈所围的面积为0.1m 2，线圈电阻为1Ω.规定线圈中感应电流I 的正方向从上往下看是顺时针方向，如图所示.磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律如图所示.则以下说法正确的是()A. 在时间0～5s 内，I 的最大值为0.01AB. 在第4s 时刻，I 的方向为逆时针C. 前2s 内，通过线圈某截面的总电量为0.01CD. 第3s 内，线圈的发热功率最大11.在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B ，方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ 为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为d ，质量为m ，电阻为R 的金属圆环垂直磁场方向，以速度v 从如图位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ 重合时，圆环的速度为2v，则下列说法正确的是( )A. 此时圆环中的电功率为2224B d v RB. 此时圆环的加速度为224B d vmRC. 此过程中通过圆环截面的电荷量为2Bd RD. 此过程中回路产生的电能为0.75mv 2第II卷（非选择题）二、解答题的正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间变化规律为B＝kt(k＞0)，已知细线所能承受的最大拉力为2mg，求从t＝0开始，经过多长时间细线会被拉断．13.如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.05kg电阻为r（大小未知）的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．取g=10m/s2．求：(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；(2)cd离NQ的距离s；(3)金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量．cd.三、实验题路。