高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步测试题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册涡流、电磁阻尼和电磁驱动同步测试题，共7页。
A级——基础达标
1．在下列所示的四种磁场中，能产生恒定感生电场的是( )
2．以下现象没有利用电磁阻尼现象的是( )
A．图1中，线圈能使振动的条形磁铁快速停下来
B．图2中，无缺口的铝管比有缺口的铝管能更快使强磁铁匀速运动
C．图3中，U形磁铁可以使高速转动的铝盘迅速停下来
D．图4中，转动把手时下面的闭合铜线框会随U形磁铁同向转动
3.某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A．未接导线时，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B．未接导线时，表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D．接上导线后，表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
4．(2024·湖北高考)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为( )
A．摩擦 B．声波
C．涡流D．光照
5．纯电动汽车是一种节能、环保的交通工具，它的制动能量回收系统通过能量回收再利用，可提高汽车对能量的利用效率。制动能量回收的原理是利用线圈在磁场中转动，将车辆制动时的部分动能转化为其他形式的能存储起来。关于制动能量回收，下列说法正确的是( )
A．制动能量回收利用了电磁感应现象
B．制动能量回收利用了电流的热效应
C．制动能量回收时，将车辆制动时的全部动能转化为内能
D．制动能量回收时，将车辆制动时的部分动能转化为重力势能
6.(2024·江苏南通期末)如图所示，把一铁块放入通电线圈内部，一段时间后，铁块就会“烧”得通红。下列说法中正确的是( )
A．铁块中产生了涡流
B．线圈接的是干电池
C．如果将木块放在线圈内部，木块可能会燃烧
D．铁块是否会“烧”得通红与线圈中电流是否变化无关
7.(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是( )
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．该封口机内置线圈中流过的是直流电
C．封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决
D．该封口机适用于玻璃、塑料等材质的容器封口但不适用于金属容器
8.安装在公路上的测速装置如图所示，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连。车辆从线圈上方通过时，线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是( )
A．汽车通过通电线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大
B．汽车通过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流
C．当汽车从通电线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流
D．以上说法都不对
9.如图所示是一个水平放置的玻璃圆环形小槽，槽内光滑，槽宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中，让它获得一初速度v0，与此同时，有一变化的磁场垂直穿过玻璃圆环形小槽外径所对应的圆面，磁感应强度的大小随时间成正比例增大，方向竖直向下。设小球在运动过程中电荷量不变，则( )
A．小球受到的向心力大小不变
B．小球受到的向心力大小不断增大
C．洛伦兹力对小球做了功
D．小球受到的洛伦兹力大小与时间成正比
10.(多选)如图所示是某同学自制的简易磁力传动装置，铝制圆盘放置在可旋转底座上，圆盘正上方悬挂条形磁铁。关于该装置，从上往下看，说法正确的是( )
A．当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘顺时针转动
B．当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘逆时针转动
C．当条形磁铁的转速变快时，铝制圆盘转速也变快
D．当条形磁铁停止转动，铝制圆盘会立即停止运动
B级——综合应用
11.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及其左右振动的衰减最有效的方案是( )
12.如图所示，一根长1 m左右的无缝空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是( )
A．磁体做自由落体运动
B．磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
C．磁体受到的合力方向一直向下
D．磁体的机械能先增大后减小
13.(多选)如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，硬币进入另一个通道拒绝接收。下列说法正确的是( )
A．磁场能使硬币的速度增大得更快
B．由于磁场的作用，硬币的机械能减小
C．硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力
D．如果没有磁场，则测速器示数会更大一些
14.电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统，另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动。则( )
A．对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果
B．增多线圈匝数，不影响安培力的大小
C．只要产生震动，电磁减震系统就能起到减震效果
D．震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变
课时跟踪检测(十三)
1．选C 要产生恒定的感生电场，所产生的感应电动势一定是恒定的，由E＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝neq \f(ΔB,Δt)S可知，磁场必须是均匀变化的，C正确。
2．选D 振动的条形磁铁使线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁与线圈间的相对运动有阻碍作用，能使振动的条形磁铁快速停下来，这是利用了电磁阻尼现象，A不符合题意；磁铁通过无缺口的铝管时产生的感应电流较大，较大的感应电流对磁铁与铝管间的相对运动有较大的阻碍作用，能更快使强磁铁匀速运动，这是利用了电磁阻尼现象，B不符合题意；U形磁铁可以在高速转动的铝盘中产生感应涡电流，感应涡电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用，能使铝盘迅速停下来，这是利用了电磁阻尼现象，C不符合题意；转动把手时下面的闭合铜线框随U形磁铁同向转动，这是利用了电磁驱动现象，D符合题意。
3．选D 未接导线时，表针晃动过程中表内线圈中产生感应电动势，但不构成闭合回路，故表内线圈中不产生感应电流，不受安培力作用，A、B错误；接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流，受到安培力的作用，是电磁阻尼的表现，C错误，D正确。
4．选C 雷击时，瞬时非均匀变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场在金属内产生涡流，发热使金属熔化，C正确。
5．选A 汽车在制动刹车过程中，动能减小，减小的动能一部分以电能的形式存储，因此制动能量回收利用了电磁感应现象，将车辆的部分动能转化为电能，A正确。
6．选A 当线圈通入变化的电流时，在线圈内部会产生变化的磁场，而铁块放在线圈内部，则变化的磁场会在铁块内部形成涡流，而根据电流的热效应，铁块会被“烧”得通红，故A正确；干电池提供的是直流电，当线圈接干电池时，线圈中的电流恒定，将产生恒定的磁场，而根据电磁感应原理可知，恒定的磁场不能产生电场，则铁块中不能产生涡流，铁块也不会被“烧”得通红，故B、D错误；由于木块不是导体，因此木块放在线圈内部时，木块中不会有感应电流产生，木块也不可能会燃烧，故C错误。
7．选CD 由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，内置线圈流过的是交流电，A、B错误；减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量，即控制温度，C正确；封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则使金属容器发生涡流现象，使容器内温度升高，对容器内物体可能造成破坏，D正确。
8．选B 汽车通过线圈上方时，线圈中产生脉冲电流信号，车速越大，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越短，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越短，故A错误；汽车通过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，汽车底盘的金属部件的磁通量发生变化，在汽车底盘的金属部件中产生感应电流；当汽车从通电线圈上方匀速通过时，线圈中的磁通量发生变化，线圈中会产生感应电流，故B正确，C、D错误。
9．选B 当磁感应强度随时间均匀增大时，将产生一恒定的感生电场，由楞次定律结合安培定律知，感生电场的方向和小球初速度的方向相同，因小球带正电，电场力对小球做正功，小球速度逐渐增大，向心力也随着增大，A错误，B正确；洛伦兹力对运动电荷(小球)不做功，C错误；小球所受洛伦兹力F＝qBv，随着速率的增大而增大，同时B∝t，则F和t不成正比，D错误。
10．选AC 根据电磁驱动的原理可知，当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘也顺时针转动，当磁铁的转速变快时，铝制圆盘转速也变快，故A、C正确，B错误；当条形磁铁停止转动，由于惯性铝制圆盘会继续转动，由于铝制圆盘转动过程中仍产生感应电流，所以圆盘会逐渐减速直至停止转动，D错误。
11．选A 在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下、左右振动，在磁场中的部分有时多、有时少，穿过紫铜薄板的磁通量发生变化，紫铜薄板产生感应电流，受到的安培力阻碍系统的振动；在B、D图中，紫铜薄板只有左右振动才产生感应电流，而上下振动无电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流。故选A。
12．选C 由于是无缝空心铝管，故磁体下落时，会产生电磁感应，出现涡流，根据楞次定律可知，会产生阻力阻止磁体的下落。开始时，磁体的速度较小，受到的阻力小于重力，合力向下，当磁体的速度逐渐增大时，磁体所受阻力也增大，加速度减小。当空心铝管足够长时，磁体会先做加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度时，磁体所受阻力等于重力，做匀速直线运动，因此磁体不可能做自由落体运动，且磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上，故A、B错误；当铝管长度有限时，磁体可能达不到最大速度就穿过了铝管，即该过程中磁体的合力方向一直向下，故C可能正确；由于一直存在阻力做负功，因此磁体的机械能一直减小，故D错误。
13．选BCD 硬币进入磁场和离开磁场时，穿过硬币的磁通量都发生变化，硬币中产生感应电流，硬币受到的安培力会阻碍硬币的运动，即硬币进入磁场的过程会受到来自磁场的阻力。若磁场阻力大于硬币重力沿斜面的分力，硬币将做减速运动；若磁场阻力等于硬币重力沿斜面的分力，硬币将匀速进入磁场；若磁场阻力小于硬币重力沿斜面的分力，硬币继续加速运动，但速度增加变慢。综上所述，A错误，C正确；安培力对硬币做负功，使硬币的机械能减小，故B正确；如果没有磁场，对硬币没有阻碍作用，由动能定理可知，硬币到达测速器位置时速度更大一些，故D正确。
14．选C 对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确；根据法拉第电磁感应定律E＝neq \f(ΔΦ,Δt)，线圈匝数越多，线圈产生的感应电动势越大，线圈中感应电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安培力的大小，故B错误；震动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变，故D错误。