1、高中同步测试卷(十三)高考水平测试卷(B)(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在无线电仪器中，常需要在距离较近处安装两个线圈，并要求当一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈中电流的影响尽可能小，则下列各图中两个线圈的安装位置最符合要求的是()2某交流发电机给灯泡供电，产生余弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A交变电流的频率为0.02 HzB交变电流的瞬时表达式为i5cos 50t(A)C在t0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D若发电机线圈电阻为0.4 ，则其产生的热功率为5
2、W3如图甲所示，导线MN和矩形线框abcd共面且均固定在MN中通以图乙所示的电流(NM方向为电流正方向)，则在0T时间内()A线框感应电流方向始终沿abcdaB线框感应电流方向先沿abcda后沿adcbaCab边始终不受力的作用Dbc边受安培力先向左后向右4如图，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(dL)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下导线框以某一初速度向右运动t0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域下列vt图象中，可能正确描述上述过程的是()5在如图所示的电路中，理想变压器的变压比为21
3、，四个灯泡完全相同若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()AL1和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作CL1和L2只有一个能正常工作D条件不足，无法判断6图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大 B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用 D变阻器滑片是沿cd的方向滑动7. 如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，
4、膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的()A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化二、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如图所示，用电流传感器研究自感现象电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值t0时刻闭合电键S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电
5、流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象下列图象中可能正确的是()9如图所示，有两根与水平方向成30角的光滑平行的足够长的金属导轨滑动变阻器接入电路的电阻值为R(最大阻值足够大)，导轨的宽度L0.5 m，空间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B1 T一根质量m1 kg、内阻r1 的金属杆从导轨上端由静止滑下经过足够长的时间后，金属杆的速度达到最大速度vm，取g10 m/s2，不计导轨电阻，则有 ()AR越小，vm越大 B金属杆的最大速度大于或等于20 m/sC若R不变，m变小，则vm变大 D若R1 ，则金属杆的最大速度为40 m/s10. (2016高考全国卷甲)法拉第圆盘发电机的
6、示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是()A若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定B若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动C若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化D若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍11如图所示，ABDC为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，AB长为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良
7、好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则()A初始时刻棒所受的安培力大小为B当棒再一次回到初始位置时，AB间电阻的热功率为C当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv2QD当棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为mv6Q12如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程中PQ始终与ab垂直，且与线框
8、接触良好，不计摩擦在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中()APQ中电流先增大后减小 BPQ两端电压先减小后增大CPQ上拉力的功率先减小后增大 D线框消耗的电功率先增大后减小题号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(10分)如图所示为一理想变压器，原线圈的输入电压U13 300 V，副线圈的输出电压U2220 V，绕过铁心的单匝导线的电压表的示数为U02 V，两个相同的灯泡并联接在副线圈上，则：(1)原、副线圈的匝数各是多少？(2)当S
9、断开时，A2的示数I25 A，那么A1的示数是多少？(3)当S闭合时，变压器原线圈的输入功率为多大？(导线电阻忽略不计)14(10分)曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，如图甲为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc的中点，与ab边平行，它的一端有一半径r01.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动设线框由N800匝线圈组成，每匝线圈的面积S020 cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B0.010 T，自行车车轮的半径R135 cm，小齿轮的半径
10、R24.0 cm，大齿轮的半径R310.0 cm(如图乙)现从静止开始使大齿轮加速运动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动)15.(10分)如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l0.2 m，电阻R1 ，有一质量为m1 kg的金属棒MN平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B5 T ，现用拉力F平行轨道方向拉金属棒，使棒做初速度为零的匀加速直线运动，加速度a1 m/s2，试求：(1)第2 s末安培力FA的大小；(2)在图乙虚线方框内画出拉力F
11、随时间t变化的图线(要标出坐标值)；(3)当拉力F4 N时，电路消耗的电功率；(4)若拉力F的最大值为5 N，流过电阻R的最大电流为多大？16(12分)如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成37放置，在斜面上虚线aa和bb与斜面底边平行，在aabb围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B1 T；现有一质量为m10 g，总电阻为R1 ，边长d0.1 m的正方形金属线圈MNQP，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场已知线圈与斜面间的动摩擦因数为0.5，(取g10 m/s2；sin 370.6，cos 370.8)求：(1)线圈进入磁场区域时，受到安培力的
12、大小；(2)线圈释放时，PQ边到bb的距离；(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热参考答案与解析1导学号97690193【解析】选D.在D装置中，两线圈正交放置，当一个线圈电流变化时，产生的变化磁场不通过另一个线圈，对另一个线圈无影响故D正确，A、B、C错误故选D.2导学号97690194【解析】选D.由图象可知，交流电的周期为20103 s，所以交流电的频率为f50 Hz，所以A错误；根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为iAcos t5cos 100t(A)，所以B错误；在t0.01 s时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，穿过交流发电机线圈的磁通量最
13、小，所以C错误；交流电的有效值为IA，所以发电机的发热功率为PI2r0.4 W5 W，所以D正确3导学号97690195【解析】选A.由题意可知，NM方向为电流正方向，根据右手螺旋定则可知，在0到时间内，穿过线框abcd磁场方向垂直纸面向里，大小在减小，则由楞次定律可得，线框产生的感应电流方向顺时针，即为abcda；在到T时间内，穿过线框abcd磁场方向垂直纸面向外，大小在增大，则由楞次定律可得，线框产生的感应电流方向仍为顺时针，即为abcda，故A正确，B错误；当NM电流大小变化时，周围产生磁场，导致线框中产生感应电流，从而使线框ab边受到安培力作用，故C错误；当通以正向电流时，线框bc边受
14、到向右的安培力；当通以反向电流时，线框bc边受到向左的安培力，故D错误故选A.4导学号97690196【解析】选D.由于导线框闭合，导线框以某一初速度向右运动，其右侧边开始进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势和感应电流，右侧边受到安培力作用，做减速运动；导线框完全进入磁场中时，导线框中磁通量不变，不产生感应电流，导线框不受安培力作用，做匀速运动；导线框右侧边开始出磁场时，左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流，左侧边受到安培力作用，导线框做减速运动；导线框进、出磁场区域时，受到的安培力不断减小，导线框的加速度不断减小，所以可能正确描述导线框运动过程的速度图象是D.5导学号97690197【解
15、析】选A.根据原、副线圈的电压与匝数成正比，可知原线圈的电压是副线圈电压的两倍由于灯泡L1、L2与原线圈是串联的，所以只有当电源电压是副线圈电压的4倍时，L1和L2才能正常发光，然而电源电压是未知的，因此往往觉得条件不足，无法判断如果根据电流与匝数的关系进行分析，则能迅速得出答案由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4，每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流，因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍；根据原、副线圈的电流与匝数成反比，可知原线圈中的电流等于副线圈中的电流的二分之一，即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流，从而可以得出结论：L1和L2都能正常工作故选A.6导学号97690
16、198【解析】选D.电压表V1的示数和a、b间电压的有效值相同，滑片滑动时V1示数不变，选项A错误；电压表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为V2示数减去R0两端电压，两线圈中电流增大，易知R0两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理想变压器U1I1U2I2，则U1I1U2I2，I2I1，故U2U1，变压器为降压变压器，选项C错误；因I2增大，故知R减小，变阻器滑片是沿cd的方向滑动，选项D正确7导学号97690199【解析】选A.电容式话筒中振动膜上的金属层和这个金属板构成的电容器相当于一个平行板电容器当人对着话筒说话时，振动膜前
17、后振动，使两极板间的距离发生变化，从而导致电容器的电容发生变化8导学号97690200【解析】选AD.当电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、直流电阻小于电阻R的阻值的线圈，所以电感的阻碍慢慢减小，即流过电感的电流IL慢慢增大，最后稳定时电感相当于电阻，IL恒定；当电键断开后，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流仍沿着原来方向，不过大小在减小，故A正确，B错误当电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、有直流电阻的线圈，导致通过电阻的电流刚开始较大，随着电感的阻碍慢慢减小，流过电阻R的电流IR慢慢减小，最后稳定；当断开电键，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，
18、其方向与原来流过电阻的方向相反，IR慢慢减小最后为0.故C错误，D正确故选AD.9导学号97690201【解析】【解析】选BD.根据EBLv，I，得安培力为：FBIL.根据mgsin 得最大速度为：vm，可知R越小，最大速度越小，A错；当R0时，vm m/s20 m/s，则金属杆的最大速度大于或等于20 m/s，故B正确；根据最大速度vm得，m越小，vm越小，故C错误；R1 时，vm m/s40 m/s，故D正确10导学号97690202【解析】选AB.设圆盘的半径为r，圆盘转动的角速度为，则圆盘转动产生的电动势为EBr2，可知，若转动的角速度恒定，电动势恒定，电流恒定，A项正确；根据右手定则
19、可知，从上向下看，圆盘顺时针转动，圆盘中电流由边缘指向圆心，即电流沿a到b的方向流动，B项正确；圆盘转动方向不变，产生的电流方向不变，C项错误；若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电动势变为原来的2倍，电流变为原来的2倍，由PI2R可知，电阻R上的热功率变为原来的4倍，D项错误11导学号97690203【解析】选AC.导体棒切割磁感线产生的电动势EBLv0，导体棒中的电流I，并联总电阻R并，导体棒所受安培力FBIL，从而得到安培力F，所以A选项正确；由于安培力做负功，当导体棒再次回到初始位置时，安培力F，此时安培力的功率P，则AB间电阻的热功率也小于，所以B选项错误；当导体棒从初位置到第一次到
20、达最右端时，由动能定理得：WFW弹，而WF2Q，弹簧具有的弹性势能为：E弹WF2Q，C选项正确，D选项错误12导学号97690204【解析】选CD.设PQ左侧金属线框的电阻为r，则右侧电阻为3Rr；PQ相当于电源，其电阻为R，则电路的外电阻为R外，当r时，R外maxR，此时PQ处于矩形线框的中心位置，即PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中外电阻先增大后减小PQ中的电流为干路电流I，可知干路电流先减小后增大，选项A错误PQ两端的电压为路端电压UEU内，因EBlv不变，U内IR先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项B错误拉力的功率大小等于安培力的功率大小，PF安vBIlv，可知因干路电流先减小
21、后增大，PQ上拉力的功率也先减小后增大，选项C正确线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为R，小于内阻R；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D正确13导学号97690205【解析】(1)线圈匝数之比等于电压之比，单匝圈数为1，则有：n1n23 300220151n11U1U03 30021 6501联立可得n11 650匝；n2110匝(2)电流之比等于匝数反比I1I2n2n1代入数据得I1 A.(3)由(2)知灯泡的电阻为R 44 当S闭合时两灯并联总电阻为22 消耗的总功率P W2 200 W.【
22、答案】(1)1 650匝110匝(2) A(3)2 200 W14导学号97690206【解析】当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值EmNBS00式中0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度发电机两端电压的有效值UEm设自行车车轮的角速度为1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有R11r00小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同，也为1.设大齿轮的角速度为，有R3R21由以上各式得代入数据得3.2 rad/s.【答案】3.2 rad/s15导学号97690207【解析】(1)棒做初速度为零的匀加速直线运动，第2
23、s末的瞬时速度为：vat12 m/s2 m/s由安培力公式得：FABIlN2 N.(2)由安培力公式得：FABIl vvatt，由牛顿第二定律得FFAmaFFAmat1，故图象为：(3)棒做初速度为零的匀加速直线运动，当拉力F4 N时，可得此时安培力的大小为：FAFma411 N3 N由安培力表达式可得瞬时电流的大小：I A3 A电路消耗的电功率：PI2R321 W9 W.(4)当金属棒做匀速直线运动时，流过电阻R的电流最大，此时外力大小等于安培力大小，故由：FAFBIl5 N解得：I5 A.【答案】(1)2 N(2)见解析图(3)9 W(4)5 A 16导学号97690208【解析】(1)对线圈受力分析，根据平衡条件得：F安mgcos mgsin 代入数据解得：F安mgsin mgcos (0.01100.60.50.01100.8) N2102 N.(2)由F安BId、EBvd、I解得：F安则vm/s2 m/s线圈进入磁场前做匀加速运动，根据牛顿第二定律得：agsin gcos (100.60.5100.8)m/s22 m/s2线圈释放时，PQ边到bb的距离L m1 m.(3)由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于d0.1 m，QW安F安2d代入数据解得：Q210220.1 J4103 J.【答案】(1)2102 N(2)1 m(3)4103 J