1、高中同步测试卷(十二)高考水平测试卷(A)(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面()A维持不动 B将向使减小的方向转动C将向使增大的方向转动 D将转动，因不知磁场方向，不能确定会增大还是会减小2如图所示，A、B、C是三相交流电源的3根相线，O是中性线电源的相电压为220 VL1、L2、L3是3个“220 V60 W”的灯泡开关S
2、1断开，S2、S3闭合由于某种原因，电源中性线在图中O处断开，那么L2和L3两灯泡将()A立刻熄灭 B变得比原来亮一些C变得比原来暗一些 D保持亮度不变3如图所示，有缺口的金属圆环与板间距为d的平行板电容器的两极板焊接在一起，金属圆环右侧有一垂直纸面向外的匀强磁场，现使金属圆环以恒定不变的速度v向右运动由磁场外进入磁场，在金属圆环进入磁场的过程中，电容器带电荷量Q随时间t变化的定性图象应为()4如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点O点正下方固定一个水平放置的铝线圈让磁铁在同一竖直面内摆动条形磁铁在完整摆动一次的过程中，下列说法中正确的是()A线圈内感应电流的方向改变3次B磁铁始终受到感应电流磁场
3、的斥力作用C磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力5如图所示，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图用I表示回路中的电流则()A当AB不动而CD向右滑动时，I0且沿顺时针方向B当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I0C当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I0D当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0且沿逆时针方向6. 如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，
4、其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差ab()A恒为 B从0均匀变化到C恒为 D从0均匀变化到7如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电阻R、电容器C和电感线圈L串联后接在同一个正弦式交流电源上交流电流表A4与电阻R串联后接在理想变压器副线圈两端如果保持供电电压的最大值不变，而增大供电电压的频率，电流表示数不变的是()A电流表A1和A2 B电流表A1和A4C电流表A3和A2 D电流表A3和A4二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8单匝线圈所围的面积为0.1 m2，线圈电阻为1 .规定线圈中感应电
5、流I的正方向从上往下看是顺时针方向，如图甲所示磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示则以下说法正确的是()A在时间05 s内，I的最大值为0.01 A B在第4 s时刻，I的方向为逆时针C前2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.01 C D第3 s内，线圈的发热功率最大9. (2016高考全国卷丙)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，
6、则()A两导线框中均会产生正弦交流电 B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等 D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等10如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为41.原线圈接入一电压为uUmsin t的交流电源，副线圈接一个R27.5 的负载电阻若Um220 V，100 rad/s，则下列结论正确的是()A副线圈中电压表的读数为55 V B副线圈中输出交流电的周期为 sC原线圈中电流表的读数为0.5 A D原线圈中的输入功率为110 W11电阻为1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图象如图中a所示；当调
7、整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图中b所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量最大 B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的电动势的有效值为5 V D交流电b的电动势的最大值为5 V12如图，甲是研究自感现象的实验电路图，乙是录音机的录音电路原理图，丙是光电传感器的火灾报警器的部分电路图，丁是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是()A甲图中开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花B乙图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场C丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的
8、散射而有光的照射，表现出电阻的变化D丁图电路中，根据电磁感应的原理，声波的振动会在电路中产生变化的电流题号123456789101112答案三、非选择题(本题共4小题，共42分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(9分)如图所示，半径为a的圆形区域内有匀强磁场，磁感应强度B0.2 T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中a0.4 m，b0.6 m金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R02 .一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均不计(1)若棒以v05
9、 m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO的瞬时，MN中的电动势和流过L1的电流；(2)撤去中间的金属棒MN，将右面的半圆环OL2O以OO为轴向上翻转90，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为T/s，求L1的功率14(10分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，求：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的
10、匝数比是多少？15.(10分)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L1 m，导轨左端连接一个R2 的电阻，将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，解答以下问题(1)若施加的水平外力恒为F8 N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？(2)若施加的水平外力的功率恒为P18 W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？(3)若施加的水平外力的功率恒为P18 W，则从金属棒开始运动到速度v32 m
11、/s的过程中电阻R上产生的热量为8.6 J，则该过程所需的时间是多少？16(13分)光滑平行的金属导轨MN和PQ的间距l1.0 m，它们与水平面之间的夹角30，匀强磁场的磁感应强度B2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，M、P间连接有阻值R2.0 的电阻，其他电阻不计，质量m2.0 kg的金属杆ab垂直于导轨放置(如图甲)用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，其vt图象如图乙，取g10 m/s2，设导轨足够长问：(1)恒力F的大小？(2)金属杆速度为2.0 m/s时加速度a的大小？(3)据vt图象估算前0.8 s内电阻上产生的热量Q的大小？参考答案与解析1导学号97690177
12、【解析】选B.由楞次定律可知，当磁场开始增强时，线圈平面转动的效果是为了阻碍通过线圈磁通量的增加，而线圈平面与磁场间的夹角越小时，通过的磁通量越小，所以将向使减小的方向转动2导学号97690178【解析】选C.由题图可知，当S1断开且中性线在O处断开后，L2、L3两灯串联在两根相线间，总电压为380 V，则两灯电压均小于220 V，因此两灯均变暗，正确选项为C.3导学号97690179【解析】选C.金属圆环进入磁场过程中切割磁感线的金属的有效长度先变大后变小，最后不变(完全进入磁场中)，则电容器两板间电势差也是先变大后变小，最后不变，由QCU可知图线C正确4导学号97690180【解析】选C.
13、条形磁铁从图示位置摆到竖直位置，穿过线圈的磁通量变大，条形磁铁从竖直位置摆到虚线位置，穿过线圈的磁通量变小，条形磁铁从虚线位置摆到竖直位置，穿过线圈的磁通量变大，条形磁铁从竖直位置摆到图示位置，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，整个过程线圈内感应电流改变了4次，A错误；根据“来拒去留”的原理，条形磁铁从竖直位置摆到虚线位置的过程中，磁铁受引力作用，B错误；磁铁靠近线圈受斥力，磁铁远离线圈受引力，磁铁受到的始终是阻力，C正确，D错误5导学号97690181【解析】选C.当AB不动而CD向右滑动时，I0，但电流方向为逆时针，A错；当AB向左，CD向右滑动时，两杆产生的感应电动势同向，故I0，B错
14、；当AB和CD都向右滑动且速度大小相等时，则两杆产生的感应电动势等值反向，故I0，C正确；当AB和CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I0，但方向为顺时针，D错误6导学号97690182【解析】选C.根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势Enn，由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势，因磁场均匀变化，所以感应电动势恒定，因此a、b两点电势差恒为abn，选项C正确7导学号97690183【解析】选B.感抗的公式为XL2fL，容抗的公式为：XC，随着交变电流频率的增加，电阻原件的阻抗(电阻)不变，电感原件的感抗增加，电容器的容抗减小，据欧姆定律可得：通过电阻的电流不变，通过电容的电流变
15、大，通过电感的电流变小，从而排除选项ACD.本题应选B.(由于供电电压的最大值不变，原副线圈的匝数比不变，故电流表A4的电流也不变)8导学号97690184【解析】选ABC.EnnS，由题图乙知，在05 s内，0时刻最大， 此时E0.01 V，所以I0.01 A，A正确；在第4 s时刻，B处于减少过程中，由楞次定律得I的方向为逆时针，B正确；前2 s内，qItttn0.01 C，C正确；第3 s内，B不变，I0，D错误9导学号97690185【解析】选BC.当导线框N完全进入磁场后，通过线框的磁通量将不变，故无感应电流产生，因此它不会产生正弦交流电，A项错误；导线框每转动一圈，产生的感应电流的
16、变化为一个周期，B项正确；在t时，导线框转过角度为45，切割磁感线的有效长度相同，均为绕圆心的转动切割形式，设圆弧半径为R，则感应电动势均为EBR2，C项正确；导线框N转动的一个周期内，有半个周期无感应电流产生，所以两导线框的感应电动势的有效值并不相同，由闭合电路欧姆定律可知，两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值一定不相同，D项错误10导学号97690186【解析】选AC.原线圈电压有效值为U220 V，电压表读数为U2 V55 V，周期T s，副线圈中电流I22 A，原线圈中电流I10.5 A，PUI1110 W11导学号97690187【解析】选ABC.由题图可知，t0时刻线圈中的感应电
17、流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，选项A正确；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.40.623，即转速之比为32，选项B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为 A5 A，又矩形线圈的电阻为1 ，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，选项C正确；由EmnBS，可得电动势的最大值与周期成反比，所以交流电b的电动势的最大值为 V，选项D错误12导学号97690188【解析】选BC.甲图中开关断开瞬间，自感线圈产生自感电动势，在开关处可能会产生电火花，但电路的电流是逐渐减小的，灯泡不会闪亮，A错误；录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙
18、处产生变化的磁场，磁化磁带，B正确；光电三极管上因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，就会出现报警，C正确；电容式话筒是因为板间距的变化引起电量的变化，电路中出现电流，D错误13导学号97690189【解析】(1)导体棒MN切割磁感线产生的感应电动势E1B2av00.20.85 V0.8 V由欧姆定律知I10.4 A.(2)由法拉第电磁感应定律得E20.32 V此时L1、L2串联，每个灯上分得的电压为所以PL11.28102 W.【答案】(1)0.8 V0.4 A(2)1.28102 W14导学号97690190【解析】(1)导线电阻R线，解得R线14.4 升压变压器原线圈电流I1满足：
19、PU1I1得I1200 A升压变压器副线圈电流I2I线，又IR线4%P解得I2 A，由得，.(2)降压变压器的输入电压U3满足：P4%PU3I线得U35 760 V因为输出电压U4220 V，由得.【答案】(1)112(2)2881115导学号97690191【解析】(1)当稳定时安培力等于拉力F，即FBIL，I，EBLv1联立解得v14 m/s.(2)当稳定时安培力等于拉力F，即FBIL，I，EBLv2，PFv2，联立解得v23 m/s.(3)该过程由动能定理得PtW，其中WQ8.6 J，解得t0.5 s.【答案】(1)4 m/s(2)3 m/s(3)0.5 s16.导学号97690192【解析】(1)由题图乙知杆运动的最大速度vm4 m/s，此时Fmgsin F安mgsin 18 N.(2)对杆进行受力分析(如右图)，由牛顿第二定律可得FF安mgsin ma得a2.0 m/s2.(3)由题图乙可知：0.8 s末金属杆的速度v12.2 m/s前0.8 s内图线与t轴所包围的小方格的个数约为30，面积为300.20.21.2即前0.8 s内金属杆的位移s1.2 m由能量守恒定律：QFsmgssin mv4.76 J.【答案】(1)18 N(2)2.0 m/s2(3)4.76 J