人教版物理选修1-1练习： 综合练习 Word版含解析

综合检测
(时间:90分钟　满分:100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,有的题只有一个选项符合题目要求,有的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)
　　　　　　　　　　　　　　　　　
/
1一个正点电荷的电场线分布如图所示,A、B是电场中的两点,EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小,关于EA和EB的大小关系,下列说法正确的是(　　)
A.EA>EB
B.EA=EB
C.EAD.无法比较EA和EB的大小
解析:点电荷周围的电场大小与该点到点电荷的距离有关,距离越大,电场强度越小。
答案:A
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2如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近水流,水流会偏向橡胶棒,这是由于它们之间存在(　　)
A.摩擦力 B.静电力
C.安培力 D.洛伦兹力
解析:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,静电荷有吸引轻小物体的特性,所以因静电力的存在而使水流偏向橡胶棒,故选项B正确。
答案:B
3如图所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀截流直导线MN,电流I的方向是从M到N,绳子的拉力均为F。为使F=0,可能达到要求的方法是(　　)
A.加水平向右的磁场
B.加水平向左的磁场
C.加垂直于纸面向里的磁场
D.加垂直于纸面向外的磁场
解析:要使拉力F=0,所加磁场对通电导线MN的作用力FB应向上,且FB=G,根据左手定则知磁场方向垂直于纸面向里,选项C正确。
答案:C
4我们生活中用的日光灯是靠镇流器产生的高电压使灯管中的稀薄汞蒸气发出某种电磁波,该电磁波射到灯管壁上的荧光粉上,从而发光。你认为汞蒸气激发后发射的电磁波是(　　)
A.红外线 B.紫外线 C.X射线 D.γ射线
解析:该电磁波使荧光粉发光说明有荧光效应,所以应为紫外线。
答案:B
5如图所示,一个闭合线圈abcd分别通过蹄形磁铁的1、2、3三个位置时,穿过线圈的磁感线条数最少的是(　　)
/
A.1 B.2 C.3 D.一样多
解析:蹄形磁铁的磁感线如题图所示,位置2虽然磁感线最密,但是磁感线几乎与线圈平面平行,所以穿过线圈磁感线条数最少。
答案:B
6调幅振荡电流图象如图所示,此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段(　　)
A.经调制后 B.经调谐后
C.经解调后 D.耳机中
解析:由题图可见该高频载波的振幅随信号改变,所以为调幅波,是经调制后的,因此选A。
答案:A
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7如图所示,交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等,当将双刀双掷开关接到直流电源上时,灯泡的实际功率为P1,而将双刀双掷开关接在交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则(　　)
A.P1=P2 B.P1>P2
C.P1解析:接在直流电源上,线圈对直流没有阻碍作用,电能全部转化为灯泡的内能。而当双刀双掷开关接在交流电源上时,线圈对电流有阻碍作用,因此,电能除转化为灯泡的内能外,还有一部分电能与磁场能往复转化,故 P1>P2。
答案:B
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8现代家庭生活中常见的微波炉如图所示,它的作用是快速加热食物,既省时、省电,又安全、卫生。有关微波炉使用的说法中不正确的是(　　)
A.加热食物不能使用金属器皿
B.袋装牛奶可直接用微波炉加热
C.微波炉的外壳及玻璃门上的屏蔽网都是金属的
D.微波炉加热食物快的原因是电磁波可以深入到食物内部,食物的内、外部几乎同时变热
答案:B
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9如图所示,长直导线穿过金属圆环的圆心,且与圆环平面垂直,长直导线中通以电流I时,下面说法正确的是(　　)
A.若I为交变电流,圆环中将产生感应电流
B.不论I如何,圆环中都不产生感应电流
C.当环左右平移时,圆环中不产生感应电流
D.当环上下移动时,圆环中将产生感应电流
解析:导线中电流产生的磁场的磁感线与图中圆环平面平行,不论I是否变化,环中的磁通量均为零,所以不产生电流;环发生平移,磁通量亦始终为零,无电流。
答案:BC
10导体反射微波,绝缘体能让微波穿透,故在使用微波炉时应(　　)
A.用金属容器盛放食物放入炉内加热
B.用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热
C.金属容器或陶瓷容器都可以使用
D.以上说法都不对
答案:B
/
11一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知0(　　)
A.该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=100sin 25t V
B.该交变电流的频率为25 Hz
C.该交变电流的电压的有效值为100
2
V
D.若将该交流电压加在阻值为R=100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W
解析:从题图中可知,交变电流周期T=4×10-2 s,峰值电压Um=100 V,故交变电流的频率f=
1
??
=25 Hz,有效值 U=
??
m
2
=50
2
V。加在R=100 Ω的电阻上时的热功率 P=
??
2
??
=50 W,瞬时值表达式u=Umsin
2π
??
??=100sin 50πt V,故正确选项为B、D。
答案:BD
/
12如图所示,D1和D2是两个相同的灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,下列说法正确的是(　　)
A.线圈L中的电流变化越快,则自感电动势越大
B.开关S接通时D1先达最亮,断开时后暗
C.开关S接通时D2先达最亮,断开时后暗
D.从S接通到断开,D1和D2始终一样亮
解析:对同一线圈,电流变化越快,产生的自感电动势越大,故选项A正确。当开关S接通时,线圈产生的自感电动势起阻碍电流增大的作用,使流过线圈L的电流由零开始逐渐增加,因而开始时电流几乎全部由D1通过,该电流又同时通过D2和R,使D2的电流小于D1,故D1先达最亮。当S断开时,D2立即熄灭,而线圈L产生的自感电动势阻碍电流减小,使L和D1构成的闭合回路仍有感应电流,将维持D1亮一段时间,所以D1后暗,可见选项B正确,选项C错误。虽然在S接通电流达稳定后线圈L无自感现象产生,D1和D2一样亮,但是S接通、断开时线圈都有自感现象产生,D1和D2就不一样亮了,故选项D错误。
答案:AB
二、填空题(本题每空2分,共20分。把答案直接填在横线上)
13在电场中P点放一个电荷量为4×10-9 C的点电荷,它受到的静电力为2×10-4 N,则P点的电场强度为　　　　　N/C。把放在P点的点电荷的电荷量减为 2×10-9 C,则P点的电场强度为　　　　　　N/C。把该点的点电荷移走,P点的电场强度又为　　　　N/C。?
解析:根据电场强度的定义式得E=
??
??
=5×104 N/C,电场中某点的电场强度与试探电荷的大小、有没有试探电荷没有关系,它是由电场本身决定的,所以该点的电场强度不变。
答案:5×104　5×104　5×104
14有—位同学用以下方法测定一台收录机的功率:闭合收录机的开关,把音量控制在适当范围,再把家中其他所有用电器断开,然后观察自己家中使用的电能表的转盘速度,发现转盘转动两圈所需时间为150 s,该电能表上标明每千瓦·时(1度电)转1 200圈,由此可以计算出这台收录机的功率为　　　　W。?
答案:40
15如图所示,单匝线圈从左侧进入磁场。在此过程中,线圈的磁通量将　　　　　(选填“变大”或“变小”)。若上述过程所经历的时间为0.1 s,线圈中产生的感应电动势为0.2 V,则线圈中的磁通量变化了　　　　Wb。?
解析:由题图可以看出,随线框向右运动,穿过线框的磁感线条数增加,则线圈磁通量增加。由法拉第电磁感应定律知E=??
Δ??
Δ??
,其中Δt=0.1 s,E=0.2 V,而n=1,故ΔΦ=
??·Δ??
??
=
0.2×0.1
1
Wb=0.02 Wb。
答案:变大　0.02
16如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,置一通有电流I、长为L、质量为m的导体棒。
(1)欲使导体棒静止在斜面上,所加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为　　　　,方向　　　　　　　　　　　　。?
(2)欲使棒静止在斜面上,且对斜面无压力,所加匀强磁场的磁感应强度B为　　　　,方向　　　　　　　　。?
解析:
/
作出导体棒受力分析图如图所示,斜面对导体棒的弹力和安培力的合力是恒力,作出力的矢量三角形,由图知,当安培力与弹力垂直时,安培力有最小值,也就是B有最小值,此时安培力沿斜面向上,由左手定则,B垂直于斜面向上。由平衡条件知B=
????sin??
????
。当F安=mg时,FN=0,此时F安竖直向上,B=
????
????
,水平向左。
答案:(1)
????sin??
????
　垂直于斜面向上　(2)
????
????
　水平向左
三、计算题(本题共4小题,共32分。解答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)
/
17(6分)滚筒式静电分选器由料斗A、导板B、导体滚筒C、刮板D、料槽E、F和放电针G等部件组成。C与G分别接于直流高压电源的正、负极,并令C接地,如图所示。电源电压很高,足以使放电针G附近的空气发生电离而产生大量离子。现有导电性能不同的两种物质粉粒a、b的混合物从料斗A下落。沿导板B到达转动着的滚筒C,粉粒a具有良好的导电性,粉粒b具有良好的绝缘性。
(1)试说明分选器是如何实现对不同粉粒a、b进行分选的;
(2)粉粒经a、b分选后分别掉在哪个料槽中?
(3)刮板D的作用是什么?
解析:(1)放电针G附近的空气,受高压电场作用而电离。在电场力作用下,大量的电子或负离子被喷射在粉粒a上,使a带负电。带负电的物质粉粒a,因具有良好的导电性,所以在与带正电的滚筒C接触后,其上的负电被C上的正电中和并带上正电。带了正电的粉粒a一方面随滚筒转动,一方面受到C上正电的静电斥力而离开滚筒,最后落于料槽F。
绝缘性能良好的粉粒b,其所带负电不容易传给滚筒C。在C的静电吸引力作用下,b附着于C的表面并随C转动。最后,b中粉粒较大者在重力作用下掉入料槽E,粉粒较小者由刮板将其刮入料槽E。
(2)a粉粒落入料槽F,b粉粒落入料槽E。
(3)粉粒b中较小者,因其重力较小,不能借助重力落入E中,它们附着于滚筒表面随C转至D处,由刮板D将其刮入料槽E。
答案:见解析
/
18(6分)用两根绝缘的轻质细绳,将长为0.6 m、质量为0.06 kg的均匀金属杆ab,水平悬挂在磁感应强度大小为2 T的匀强磁场中,方向如图所示。问:要使细绳的拉力恰好为零,应在ab中通入多大的电流?方向如何?(g取 10 m/s2)
解析:要使细绳的拉力恰好为零,金属杆受的安培力应与重力平衡,安培力的方向应竖直向上。由左手定则可知,金属杆中电流的方向应是a→b。
由二力平衡,得mg=BIL,
解得I=
????
????
=
0.06×10
2×0.6
A=0.5 A。
答案:0.5 A　电流方向由a→b
19(10分)如图所示,质量m=1×10-4 kg 的带正电物体,放在绝缘的水平面上,物体所带的电荷量q=2×10-4 C,物体与水平面间的动摩擦因数为 μ=0.2,外加匀强电场E=5 V/m,匀强磁场B=2 T,方向如图。物体从静止开始运动,求物体最大的加速度和可能达到的最大速度各是多少?(g取10 m/s2)
解析:作出物体的受力分析图,在水平方向,由牛顿第二定律,得
qE-μFN=ma。0①
竖直方向,由平衡条件得
FN=mg+qvB。0②
联立①②式得
a=
????-??(????+??????)
??
。
当v=0时,a有最大值,
am=
????-??????
??
=8 m/s2;
当a=0时,v有最大值,
vm=
??
????
?
????
????
=10 m/s。
答案:8 m/s2　10 m/s
20(10分)如图所示,理想变压器三个线圈的匝数之比为 n1∶n2∶n3=10∶5∶1,其中n1接到 220 V 的交流电源上,n2和n3分别与电阻R2、R3组成闭合回路。已知通过电阻R3的电流I3=2 A,电阻R2=110 Ω。求通过电阻R2的电流和通过原线圈的电流。
解析:由变压器原、副线圈电压比等于其匝数比可知,加在R2上的电压
U2=U1
??
2
??
1
=
5
10
×220 V=110 V。
通过R2的电流
I2=
??
2
??
2
=
110
110
A=1 A。
同理,加在R3上的电压
U3=
??
3
??
1
U1=
1
10
×220 V=22 V。
依据功率关系有I1U1=I2U2+I3U3。
故原线圈中的电流
I1=
??
2
??
2
+
??
3
??
3
??
1
=
1×110+2×22
220
A=0.7 A
答案:1 A　0.7 A