PAGEPAGE9章末綜合測(cè)評(píng)(四)電能能量守恒定律電磁感應(yīng)與電磁波初步(分值：100分)1．(4分)舉世矚目的上海磁懸浮列車線是世界上第一條投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的磁懸浮列車線，其全程共30km，列車最高速度可達(dá)552km/h，單向運(yùn)行約8min。磁懸浮列車底部裝有電磁鐵，軌道地面上則安裝有線圈。通過(guò)地面線圈與列車上的電磁鐵之間的排斥力使列車懸浮起來(lái)。地面線圈的上端磁極極性與列車上的電磁鐵下端極性總保持()A．相同 B．相反C．不能確定 D．以上均不對(duì)A[磁懸浮列車采納磁場(chǎng)力使列車與軌道分別并懸浮起來(lái)，減小摩擦阻力，所以地面線圈與列車上的電磁鐵間一著存在斥力，相對(duì)的磁極極性應(yīng)相同。]2．(4分)如圖所示，圓形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()ABCDB[產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變更，A、C、D選項(xiàng)中，穿過(guò)線圈的磁通量均不變更，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，B選項(xiàng)中，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變更，產(chǎn)生感應(yīng)電流。故B正確。]3．(4分)如圖甲所示，在材質(zhì)勻稱的圓形薄電阻片上，挖出一個(gè)偏心小圓孔。在彼此垂直的直徑兩端引出四個(gè)電極A、B、C、D。先后分別將A、B及C、D接在電壓恒為U的電路上，如圖乙、丙所示。比較兩種接法中電阻片的熱功率大小，應(yīng)有(已知R1＋R2＝R3＋R4)()甲乙丙A．接在A、B兩端時(shí)電阻片熱功率大B．接在C、D兩端時(shí)電阻片熱功率大C．兩種接法中圖丙中電阻片接入電路的阻值大D．兩種接法中電阻片接入電路的阻值一樣大B[在電阻片面積肯定的狀況下，若分成兩部分的電阻的阻值越接近，則并聯(lián)后得到的電阻片接入電路的阻值就越大，所以接在A、B兩端時(shí)并聯(lián)后電阻片接入電路的阻值較大，依據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知接在C、D兩端時(shí)電阻片的熱功率較大，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]4．(4分)由于梅雨季節(jié)連續(xù)多日降雨，2020年7月8日9時(shí)起，杭州新安江水庫(kù)9個(gè)泄洪閘孔全開泄洪，這也是新安江水庫(kù)建成六十余年來(lái)的首次泄洪，如圖所示。已知泄洪流量為6600m3/s，水位落差100m，水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流20%的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，水的密度為1.0×103kg/m3，重力加速度g取A．1.3×108W B．1.3×109WC．6.6×109W D．6.6×1010WB[一段時(shí)間t內(nèi)水流做的功為W＝mgh＝ρVtgh，轉(zhuǎn)化的電能W電＝20%W，發(fā)電功率為P＝eq\f(W電,t)＝1.0×103×6600×10×100×20%W＝1.32×109W，選項(xiàng)B正確。]5．(4分)取兩根完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖甲所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以大小為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后繞成如圖乙所示的螺線管，并通以大小也為I電流時(shí)，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為()甲乙A．0.5B B．BC．2B D．0D[將長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折之后繞成圖乙所示的螺線管，依據(jù)右手螺旋定則，產(chǎn)生等大反向的兩個(gè)磁場(chǎng)，相互抵消，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故D正確。]6．(4分)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的平行金屬導(dǎo)軌上，有等長(zhǎng)的兩根金屬棒ab和cd，則()A．若ab、cd以相同的速度向左滑動(dòng)，ab中有感應(yīng)電流B．若固定ab，使cd向左滑動(dòng)，ab中有感應(yīng)電流C．若ab向右滑動(dòng)，cd向左滑動(dòng)，ab中沒(méi)有感應(yīng)電流D．若ab、cd都向左滑動(dòng)，且vab<vcd，ab中沒(méi)有感應(yīng)電流B[若ab、cd以相同的速度向左滑動(dòng)，則ab、cd和金屬導(dǎo)軌組成的閉合回路中磁通量不變更，故ab中沒(méi)有感應(yīng)電流，A錯(cuò)誤；若固定ab，使cd向左滑動(dòng)，則ab、cd和金屬導(dǎo)軌組成的閉合回路中磁通量變更，故ab中有感應(yīng)電流，B正確；若ab向右滑動(dòng)、cd向左滑動(dòng)，或ab、cd都向左滑動(dòng)且vab＜vcd，ab、cd和金屬導(dǎo)軌組成的閉合回路中磁通量均變更，ab中均有感應(yīng)電流，C、D錯(cuò)誤。]7．(4分)一電飯煲和一洗衣機(jī)并聯(lián)接在輸出電壓為220V的溝通電源上，均正常工作。用電流表分別測(cè)得通過(guò)電飯煲的電流是5.0A，通過(guò)洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)的電流是0.50A，則下列說(shuō)法正確的是()A．電飯煲的電阻為44Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為440ΩB．電飯煲的電功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為155.5WC．1min內(nèi)，電飯煲消耗的電能為6.6×104J，洗衣機(jī)消耗的電能為6.6×103JD．電飯煲發(fā)熱功率是洗衣機(jī)發(fā)熱功率的10倍C[電飯煲電阻R＝eq\f(U,I)＝44Ω，電功率P＝UI＝1100W，每分鐘消耗的電能ΔE＝UIt＝6.6×104J；洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻無(wú)法確定，也無(wú)法確定其發(fā)熱功率，洗衣機(jī)電功率P′＝UI′＝110W，每分鐘消耗的電能ΔE′＝UI′t＝6.6×103J，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]8．(4分)如圖所示的電路中，E為電池，R1、R2為可變電阻，R為定值電阻，C為平行板電容器。閉合開關(guān)S后，能使電容器帶電荷量增加的方法是()A．增大R1的阻值B．增大電容器兩極板間的距離C．減小R2的阻值D．將電容器的兩極板錯(cuò)開些C[電容器與R1串聯(lián)，變更R1的阻值對(duì)電容器兩端電壓無(wú)影響，A錯(cuò)誤；增大電容器兩極板的距離和將電容器的兩極板錯(cuò)開些，電容C減小，電容器兩端電壓不變，帶電荷量減小，B、D錯(cuò)誤；減小R2可以增大R兩端電壓，則電容器兩端的電壓增大，電容不變，帶電荷量增加，C正確。]9．(6分)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的試驗(yàn)步驟如圖所示。甲：AB棒垂直磁感線左右運(yùn)動(dòng)乙：AB棒沿磁感線上下運(yùn)動(dòng)丙：AB棒垂直磁感線左右運(yùn)動(dòng)(1)本試驗(yàn)中，我們通過(guò)視察________來(lái)推斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)通過(guò)比較圖甲和丙可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個(gè)條件是電路要________，通過(guò)比較圖________可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的另一個(gè)條件是導(dǎo)體要在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。(3)若圖甲中AB棒不動(dòng)，磁體左右水平運(yùn)動(dòng)，電路中________(選填“有”或“無(wú)”)感應(yīng)電流。[解析](1)試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)視察靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)確定電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)題圖甲所示電路是閉合電路，靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流；題圖丙所示電路是斷開的，靈敏電流計(jì)的指針沒(méi)有偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流。由此可知，產(chǎn)生感應(yīng)電流的一個(gè)條件是電路要閉合。要得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的另一個(gè)條件是導(dǎo)體要在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，這兩次試驗(yàn)就要一次使導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，另一次使導(dǎo)體在磁場(chǎng)中不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，由此可以確定要選用圖甲和圖乙。(3)在題圖甲中，電路是閉合的，若導(dǎo)體不動(dòng)，磁體運(yùn)動(dòng)，利用運(yùn)動(dòng)和靜止的相對(duì)性可以確定，導(dǎo)體也做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，具備了感應(yīng)電流產(chǎn)生的兩個(gè)條件，所以電路中有電流產(chǎn)生。[答案](1)靈敏電流計(jì)的指針是否偏轉(zhuǎn)(2)閉合甲和乙(3)有10．(4分)(多選)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是()A．只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生變更，就能產(chǎn)生電磁波B．電磁波的傳播須要介質(zhì)C．停止放射電磁波，放射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在D．電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的CD[要想產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，變更的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))必需是非勻稱變更的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電磁波是物質(zhì)波，電磁波的傳播可以不須要介質(zhì)而在真空中傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電磁波可以脫離“波源”而獨(dú)立存在，選項(xiàng)C正確；電磁波可以使電荷移動(dòng)，說(shuō)明電磁波具有能量，電磁波傳播的過(guò)程，也就是能量傳播的過(guò)程，選項(xiàng)D正確。]11．(4分)(多選)圖甲是手機(jī)用的鋰電池，圖乙是某型號(hào)超級(jí)電容器，兩者的內(nèi)阻均不計(jì)。假如將充溢電的甲和乙的電量完全放完，甲可以釋放電量Q1，同時(shí)對(duì)外做功W1，乙可以釋放電量Q2，同時(shí)對(duì)外做功W2。則以下關(guān)系正確的是()甲乙A．Q1＞Q2 B．Q1＜Q2C．W1＞W(wǎng)2 D．W1＜W2BD[依據(jù)電量的定義可知，圖甲中電量為2000mA·h＝2000×10－3×3600C＝7200C，圖乙中電量Q2＝UC＝2.7×4000C＝10800C，Q1<Q2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)電場(chǎng)力做功公式W＝qU可知，圖甲中對(duì)外做的功W1＝3.7×7200J＝26640J，圖乙中對(duì)外做的功W2＝2.7×10800J＝29160J，即W1＜W2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]12．(4分)(多選)如圖所示，甲、乙、丙、丁四幅圖中，八個(gè)相同的磁鐵都處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中甲、乙中的彈簧都處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，則()A．對(duì)地面壓力最大的是丁B．對(duì)地面壓力最小的是甲C．甲、乙對(duì)地面的壓力相等D．丙、丁對(duì)地面的壓力相等BD[設(shè)磁鐵的質(zhì)量為m，圖甲中對(duì)地面的壓力小于mg，圖乙中對(duì)地面的壓力大于mg，但小于2mg，圖丙、丁中對(duì)地面的壓力都等于2mg，故B、D項(xiàng)正確。]13．(4分)(多選)如圖所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。下列說(shuō)法不正確的是()A．O點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反C．c、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同D．a(chǎn)、c兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不同ABD[a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均為M、N兩長(zhǎng)直導(dǎo)線在各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加，由安培定則可知，M、N在O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同，合磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，不為零，A錯(cuò)誤；由對(duì)稱性可知，a、b兩點(diǎn)處，c、d兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向均相同，B錯(cuò)誤，C正確；a、c兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直于ab連線豎直向下，方向相同，D錯(cuò)誤。故A、B、D符合題意。]14．(6分)給你一個(gè)電阻箱、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線，如何依據(jù)閉合電路的歐姆定律測(cè)出一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。(1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出電路圖。(2)試驗(yàn)過(guò)程中，將電阻箱撥到4.5Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為0.90V；若將電阻箱撥到如圖甲所示的________Ω時(shí)，電壓表的讀數(shù)如圖乙所示是________V。甲乙(3)依據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以算出該節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V。[解析](1)依據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)r。當(dāng)外電路是純電阻電路時(shí)，上式也可寫成E＝U＋eq\f(U,R)·r，由此可見(jiàn)，假如沒(méi)有電流表，不能干脆測(cè)得總電流I，也可以利用部分電路的歐姆定律，由eq\f(U,R)計(jì)算得到外電路的總電流I，當(dāng)然此時(shí)必需外電路的電阻R可變，而且阻值可干脆讀出，所以必需用電阻箱代替滑動(dòng)變阻器，因此假如給出電壓表、電阻箱、開關(guān)和導(dǎo)線，也能測(cè)出一個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其試驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)電阻箱的運(yùn)用電阻的大小是把面板上指示的全部電阻相加，所以題圖中電阻箱的電阻值是110Ω；本試驗(yàn)是測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所以題圖中電壓表所用量程應(yīng)是0～3V，所以指示的電壓應(yīng)當(dāng)是1.1V。(3)由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋eq\f(U,R)·r代入數(shù)據(jù)得E＝0.90＋eq\f(0.90,4.5)·rE＝1.1＋eq\f(1.1,110)·r解得r≈1.05Ω，E≈1.11V。[答案](1)見(jiàn)解析圖(2)1101.1(3)1.1115．(8分)某地的平均風(fēng)速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風(fēng)車，它的車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為12m的圓面，假如這個(gè)風(fēng)車能將此圓內(nèi)10%的氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風(fēng)車帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)功率是多大？[解析]首先可以求出在時(shí)間t內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流質(zhì)量為m＝πr2vtρ，這些氣流的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)mv2故風(fēng)車帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為P＝eq\f(10%Ek,t)＝eq\f(1,2)πr2ρv3×10%代入數(shù)據(jù)以后得P≈3.4kW。[答案]3.4kW16．(8分)小燈泡的功率P＝1W，設(shè)其發(fā)出的光向四周勻稱輻射，平均波長(zhǎng)λ＝10－6m，則在距離d＝1.0×104m處，每秒鐘落在垂直于光線方向、面積為1cm2的球面上的光子數(shù)是多少？(h[解析]每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為E＝Pt＝1J1個(gè)光子的能量：ε＝hν＝eq\f(hc,λ)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,10－6)J＝1.989×10－19J小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù)：n＝eq\f(E,ε)＝eq\f(1,1.989×10－19)≈5×1018(個(gè))距離小燈泡d的球面面積為：S＝4πd2＝4π×(1.0×104)2m2＝1.256×109每秒鐘射到1cm2的球面上的光子數(shù)為：N＝eq\f(n,S)＝eq\f(5×1018,1.256×1013)≈3.98×105(個(gè))。[答案]3.98×105(個(gè))17．(12分)如圖所示，n匝矩形線圈abcd的面積為S，O1、O2分別位于ab和cd的中點(diǎn)，左邊有垂直線圈平面對(duì)里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量為多少？(2)若線圈從圖示位置繞O1O2轉(zhuǎn)過(guò)37°，則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變更量大小是多少？(3)若線圈從圖示位置繞O1O2轉(zhuǎn)過(guò)180°，則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變更量大小為多少？[解析](1)依據(jù)磁通量定義可知Φ1＝B(0.5S)＝0.5BS。(2)線圈繞O1O2轉(zhuǎn)過(guò)37°時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為Φ2＝B(