1、选择题+电磁感应计算题(3)一、单项选择题1.(2018江苏无锡锡山中学月考)一架飞机在高空中沿水平方向匀加速直线飞行,每隔相同时间空投一个物体,不计空气阻力,地面观察者画出了某时刻空投物体的4幅情景图,其中可能正确的是()2.(2018江苏南通一调)如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=1.0 ,电阻R1=4.0 ,R2=7.5 ,R3=5.0 ,电容器的电容C=10 F,闭合开关S,电路达到稳定后电容器的电荷量为()A.4.510-5 CB.6.010-5 CC.7.510-5 CD.1.210-4 C3.(2018江苏南通、如东一检改编)研究表明,地球自转周期在逐渐改变,3亿年前地球
2、自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,且地球的质量、半径都不变,则经过若干亿年后()A.近地卫星的向心加速度比现在大B.近地卫星的运行的周期与现在相等C.同步卫星的向心加速度比现在大D.同步卫星的运行速度比现在大4.(2018江苏常州一模)如图所示,某同学把布娃娃“小芳”挂在“魔盘”竖直壁上的可缩回的小圆柱上、布娃娃“盼盼”放在“魔盘”底盘上,用手摇机械使“魔盘”转动逐渐加快,到某一转速时匀速转动,他发现小圆柱由于离心已缩回竖直壁内,“小芳”悬空随“魔盘”一起转动,“盼盼”在底盘上也随“魔盘”一起转动。若“魔盘”半径为r,布娃娃与“魔盘”的平面和竖直壁间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦
3、力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A.“小芳”受到重力、摩擦力和向心力的作用B.“盼盼”放在底盘靠近竖直壁附近,也可能随“魔盘”一起转动C.此时“魔盘”的转速一定不大于12grD.此时“魔盘”的转速一定不小于12gr5.(2018江苏苏锡常镇四市一调)一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动。取该直线为x轴,起始点O为坐标原点,其电势能Ep与位移x的关系如图所示。下列图像中合理的是()二、多项选择题6.(2017江苏泰州一模)如图(a)所示,质量相等的a、b两物体,分别从斜面上的同一位置A由静止下滑,经B点在水平面上滑行一段距离后停下。不计经过B点时的能量损失,用传感器采集
4、到它们的速度-时间图线如图(b)所示,下列说法正确的是()A.a在斜面上滑行的加速度比b的大B.a在水平面上滑行的距离比b的短C.a与斜面间的动摩擦因数比b的小D.a与水平面间的动摩擦因数比b的大7.(2018江苏常州一模)如图所示,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()A.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kr2RD.保持
5、半径不变,使磁场随时间按B=kt变化,线圈中的电流为2kr2R8.(2018天津理综,7,6分)明朝谢肇淛的五杂组中记载:“明姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力FN,则()A.若F一定,大时FN大B.若F一定,小时FN大C.若一定,F大时FN大D.若一定,F小时FN大9.(2018江苏苏州一模)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系
6、图像(电池电动势不变,内阻不是定值),图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列说法中正确的是()A.硅光电池的内阻为8 B.硅光电池的总功率为0.4 WC.硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32 WD.若将R换成阻值更大的电阻,硅光电池的输出功率增大三、计算题10.(2018江苏无锡期末) 如图所示,质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形单匝导线框ABCD静止在光滑水平面上。线框右侧某处有一左边界平行于AD、范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B0,方向垂直于纸面向里。距离磁场边界L2处有一与边界平行的足够大的挡板PQ。现用大小为F、水平向右的恒力作用在AD中点,线框
7、匀速进入磁场,与挡板碰撞后立即静止,此时将水平恒力撤去。(1)求AD到达磁场边界时的速度大小;(2)求线框在磁场中运动的过程中,AD边产生的电热以及流过AD边的电荷量;(3)若线框与挡板PQ碰撞后,挡板对线框产生一个大小为f的恒定吸引力,且磁场的磁感应强度按B=B0+kt(k为大于零的常数)变化,则再经过多长时间线框可以挣脱PQ的束缚?(PQ不影响线框的导电性能)答案精解精析一、单项选择题1.C因为物体做平抛运动,飞机做匀加速直线运动,所以平抛运动的物体的初速度越来越大,在竖直方向上做自由落体运动,所以相等时间间隔内的位移越来越大,故C项正确,A、B、D项错误。2.B闭合开关S,R1和R3串联
8、,电容器的电压等于R3的电压,U=R3R1+R3+rE=5.04.0+5.0+1.012 V=6.0 V,电容器极板上所带的电荷量Q=CU=1010-66.0 C=6.010-5 C,故选B。3.B近地卫星由万有引力提供圆周运动的向心力,据GmMR2=ma知,近地卫星的运行加速度a=GMR2,地球的质量和半径都不变,故运行加速度大小不变,所以A项错误;根据GmMR2=m42T2R可得T=2R3GM,则近地卫星的运行周期与现在相等,选项B正确;同步卫星由万有引力提供圆周运动向心力,有GmMr2=mv2r=m42T2r,周期T=42r3GM,由于地球自转周期变大,故同步卫星的轨道高度r变大,据向心
9、加速度a=GMr2知,向心加速度减小,故C项错误;又据v=GMr知,轨道半径r变大,同步卫星的线速度变小,所以D项错误。4.D“小芳”在竖直方向受到重力、摩擦力,两力平衡,水平方向受到弹力作用,弹力提供向心力,A项错误;“盼盼”距离圆心越远,越容易滑出,所以B项错误;以“小芳”为研究对象,其最大静摩擦力与重力平衡,有mg=FN,FN=m2r=m(2f)2r,解得f=12gr,C项错误,D项正确。5.D在粒子运动中的某一小段位移x内电场力做功qEx。由功能关系知Ep=-qEx,即Epx=-qE,Ep-x图线斜率的绝对值表示电场力的大小,故由图线可知E逐渐减小,A错误。因粒子仅受电场力作用,由qE
10、=ma可知a也逐渐减小,D正确。再由动能定理有Ek=qEx,即Ekx=qE,Ek-x图线的斜率也表示电场力,则Ek-x图线应是一条斜率逐渐减小的曲线,B错误。由v2=2ax有v=2ax,则v-x图线应是一条曲线,故C错误。二、多项选择题6.AC由题图(b)图线斜率可知a做加速运动时的加速度比b做加速运动时的加速度大,故A正确;物体在水平面上的运动是匀减速运动,a从t1时刻开始,b从t2时刻开始,由图线与坐标轴围成的面积表示位移可知,a在水平面上做匀减速运动的位移比b在水平面上做匀减速运动的位移大,故B错误;设斜面倾角为,物体在斜面上运动的加速度为a=mgsin-mgcosm=g sin -g
11、cos ,因为a的加速度大于b的加速度,所以a与斜面间的动摩擦因数比b的小,故C正确;由图(b)图线知,b物体在水平面上运动的加速度大于a的,故D错误。7.BC保持磁场不变,线圈的半径由2r变到3r的过程中,穿过线圈的磁通量没有变化,没有感应电流,A项错误;保持磁场不变,线圈的半径由2r变到0.5r的过程中,穿过线圈的磁通量减小,有感应电流,根据楞次定律判断感应电流方向为逆时针,B项正确;保持半径不变,磁场随时间按照B=kt变化,根据法拉第电磁感应定律解得感应电动势为E=t=kr2,则根据闭合电路的欧姆定律有I=kr2R,C项正确,D项错误。8.BC本题考查力的分解。如图所示,把力F分解在垂直
12、于木楔两侧的方向上,根据力的作用效果可知,F1=F2=FN=F2sin2,由此式可见,B、C项正确,A、D项错。9.AC由图像信息可知,电动势E=3.6 V,定值电阻阻值R=20.2 =10 ,回路工作电流I=0.2 A。由闭合电路欧姆定律知I=ER+r,代入数据解得r=8 ,故A正确。总功率P总=EI=3.60.2 W=0.72 W,故B错。内阻发热功率Pr=I2r=0.228 W=0.32 W,故C正确。由图像可以看出,换更大电阻后,回路的工作电流减小,但工作电压增大,则硅光电池的输出功率可能增大,也可能减小或不变,故D项错。三、计算题10.答案(1)FRB02L2(2)18FLB0L22R(3)2fRk2L3-B0k解析(1)设进磁场时线框的速度大小为v0,有F=F安,(2分)F安=B0IL(1分)I=B0Lv0R(1分)解得v0=FRB02L2(1分)(2)Q=W克安=12FL,QAD=14Q=18FL(2分)流过AD边的电荷量q=It=B0Lv0RL2v0=B0L22R(2分)(或q=R,=12B0L2,有q=B0L22R)(3)感应电动势E=BSt=kL22,(2分)电流I=ER,有f=(B0+kt)ERL(2分)解得t=2fRk2L3-B0k(2分)6