广东省高考物理 能力突破 单元评估检测(五).doc

第八十章(90分钟 100分)一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分.每小题只有一个答案正确)1.关于磁场和磁感线的描述,正确的说法是( )a.磁感线从磁体的n极出发，终止于s极b.磁场的方向就是通电导体在磁场中某点受磁场作用力的方向c.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱d.在磁场强的地方同一通电导体受的安培力可能比在磁场弱的地方受的安培力小2.(易错题)根据所学知识判断图中正确的是( )3.(2012漳州模拟)如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨a、b，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )a.一起向左运动b.一起向右运动c.ab和cd相向运动，相互靠近d.ab和cd相背运动，相互远离4.(创新题)如图所示,水平铜盘半径为r,置于磁感应强度为b,方向竖直向下的匀强磁场中,铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度做匀速圆周运动,铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器r1与理想变压器的原线圈相连,该理想变压器原、副线圈的匝数比为n1,变压器的副线圈与电阻为r2的负载相连,则( )a.变压器原线圈两端的电压为br2/2 b.若r1不变时,通过负载r2的电流强度为0c.若r1不变时,变压器的副线圈磁通量为0d.若r1变化时,通过负载r2的电流强度为通过r1电流的二、不定项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分.每小题至少一个答案正确，选不全得3分)5.(2012无锡模拟)图中l是绕在铁芯上的线圈，它与电阻r、r0、开关和电池e构成闭合回路.开关s1和s2开始都处在断开状态.设在t=0时刻，接通开关s1，经过一段时间，在t=t1时刻，再接通开关s2，则能较准确表示电阻r两端的电势差uab随时间t变化的图线是( )6.(预测题)如图是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个d形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连.现分别加速氘核(21h)和氦核(42he).下列说法中正确的是( )a.它们的最大速度相同b.它们的最大动能相同c.它们在d形盒中运动的周期相同d.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能7.(2012苏州模拟)用一根横截面积为s、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径.如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率=k(k0).则( ) a.圆环中产生逆时针方向的感应电流b.圆环具有扩张的趋势c.圆环中感应电流的大小为d.图中a、b两点间的电势差大小为uab=8.(易错题)如图所示，面积为s、匝数为n、电阻为r的线圈与阻值为r的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻r的两端.线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度匀速转动.设线圈转动到图示位置的时刻t=0，则( )a.在t=0时刻，线圈处于中性面，流过电阻r的电流为0，电压表的读数也为0b.1秒钟内流过电阻r的电流方向改变次c.在电阻r的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小d.在电阻r的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变三、实验题(8分)9.传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻r1作为传感器制作的简单自动报警器原理图.则(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在_(选填“a”或“b”). (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片p向_移动(选填“左”或“右”).四、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10.(2012济宁模拟)(9分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一.某小河水流量为40 m3/s,现欲在此河段安装一台发电功率为1 000千瓦的发电机发电.(1)设发电机输出电压为500 v,在输送途中允许的电阻为5 ,允许损耗总功率的5%,则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多少? (2)若所用发电机总效率为50%,要使发电机能发挥它的最佳效能,则拦河坝至少要建多高?(g取10 m/s2)11.(易错题)(10分)如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，导轨间距为l=1 m，两导轨的上端间接有电阻，阻值r=2 .虚线oo下方是垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁场磁感应强度为2 t.现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab，从oo上方某处由静止释放，金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触，且始终保持水平，不计导轨的电阻.已知金属杆下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.求：(1)金属杆刚进入磁场时速度为多大？下落了0.3 m时速度为多大？(2)金属杆下落0.3 m的过程中，在电阻r上产生多少热量？ 12.(2011四川高考)(11分)如图所示，间距l=0.3 m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=37的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度b1=0.4 t、方向竖直向上和b2=1 t、方向垂直于斜面向上的匀强磁场.电阻r=0.3 、质量m1=0.1 kg、长为l的相同导体杆k、s 、q分别放置在导轨上，s杆的两端固定在b1、b2点，k、q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好.一端系于k杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05 kg的小环.已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑，k杆保持静止，q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力f作用下匀速运动.不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长.取g=10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8.求：(1)小环所受摩擦力的大小；(2)q杆所受拉力的瞬时功率.13.(2012温州模拟)(14分)如图所示，真空中的平面直角坐标系xoy，在-lx0的区域存在沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限中存在方向垂直纸面向外的匀强磁场.一电子(质量为m，电荷量为e，不计重力)在电压为u的电场中从静止加速后，沿x轴方向进入匀强电场.若电子在y轴上的m点进入第四象限时，速度方向与y轴负方向成30角，且经过磁场后能从n点垂直穿过x轴.试求：(1)电子经过m点的速度大小v；(2)-lx0区域内的匀强电场的场强e；(3)匀强磁场的磁感应强度b.答案解析1.【解析】选d.磁感线是一些闭合的曲线，没有出发点和终止点，a选项错.磁场的方向与通电导体在磁场中某点受磁场力的方向垂直，b选项错.磁感线的疏密可定性表示磁场强弱，不是沿磁感线方向磁场减弱，c选项错.通电导体在磁场中受的安培力最小为零，最大为bil，同一通电导体在不同的磁场中安培力在零到bil之间，由此可见d选项正确.2.【解析】选a.由左手定则知a正确，b错误;由安培定则知d错误;电场中某点场强方向应沿电场线的切线方向，正电荷受力与其方向相同，c错误.3.【解析】选c.电流增强时，电流在abcd回路中产生的垂直向里的磁场增强，回路磁通量增大，根据运动阻变法，可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加，因此，两导体要相向运动，相互靠拢.故c正确.4.【解析】选b.水平铜盘做匀速圆周运动,半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源.当r1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压,副线圈中的磁通量一定,磁通量的变化量为零,则副线圈电压为零,可知a、c错误,b正确;当r1变化时,原线圈所加的电压也发生变化,但由于原线圈所加的不是交流电压,其原、副线圈的电流关系不确定,故d错误.5.【解析】选a.在t=0时刻，接通开关s1，由于线圈的自感作用，流过r的电流逐渐增大到某一固定值i0，在t=t1时刻，再接通开关s2，电源与电阻r0被短路，线圈与r、s1、s2组成闭合回路，由于线圈的自感作用，流过r的电流沿原方向从i0逐渐减小到零.故只有a正确.6.【解题指南】解答回旋加速器问题应注意以下两点：(1)交流电的周期必须和粒子做圆周运动的周期相同，因此高频电源的周期和频率不能随意改变.(2)当带电粒子做圆周运动的半径达到最大，即和d形盒半径相同时，其速度和动能达到最大.【解析】选a、c.根据qvb=,v=,由于21h和42he比荷相同，故最大速度相同，再根据ek=，由于21h和42he质量不同，故最大动能不同，a正确，b错误.两粒子运动的周期t=应等于高频电源的周期.由于21h和42he的比荷相同，所以周期相同，故c正确.仅增大高频电源的频率，将导致加速器不能正常加速，故d错误.7.【解析】选b、d.由题意可知磁感应强度均匀减小，穿过闭合线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可以判断，圆环中产生顺时针方向的感应电流，圆环具有扩张的趋势，故a错误，b正确；圆环中产生的感应电动势为e=，圆环的电阻为r=，所以圆环中感应电流的大小为i=，故c错误；图中a、b两点间的电势差uab=ir=，故d正确.【变式备选】用均匀导线做成的正方形线框边长为0.2 m，正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示.当磁场以10 t/s的变化率增强时，线框中a、b两点间的电势差是( ) a.uab=0.1 vb.uab=-0.1 vc.uab=0.2 vd.uab=-0.2 v【解析】选b.题图中正方形线框的左半部分磁通量变化而产生感应电动势，从而在线框中有感应电流，把左半部分线框看成电源，其电动势为e，内电阻为,画出等效电路如图所示. 则a、b两点间的电势差即为电源的路端电压，设l是边长，且依题意知=10 t/s.由e=得e= =0.2 v所以u= =0.1 v由于a点电势低于b点电势，故uab=-0.1 v,即b选项正确.8.【解析】选b、c.在t=0时刻，线圈中穿过的磁通量最大，此时的瞬时感应电动势为零，但由于电压表测量的是有效值，故此时的电压表示数不为零，流过电阻r的电流为零，a错误；因为交变电流的周期为，而一个周期内交变电流的方向发生两次改变，所以1秒钟内流过电阻r的电流方向改变次，b正确；在电阻r的两端再并联一只电阻后，由于外电路的总电阻减小，而电压表测量的是外电压，故电压表的读数将减小，c正确；在电阻r的两端再并联一只电容较大的电容器后，由于电容器有通交流的特性，所以等效为外电路的总电阻减小，故电压表的示数将减小，d错误. 9.【解析】温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在a.要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即p向左移动.答案：(1)a (2)左10.【解析】(1)设送电电流为i,损耗的功率为p耗，导线电阻为r线,由p耗=i2r线得:i= =100 a(1分)设送电电压为u送,由p=iu得:u送= =1104 v(2分)则升压变压器原、副线圈匝数比:(2分)(2)发电时水的重力势能转化为电能，故50%mgh=pt(2分)其中=110340 kg/s=4104 kg/s(1分)所以=5 m (1分)答案：(1)120 (2)5 m11.【解析】(1)刚进入磁场时，a0=10 m/s2(1分)方向竖直向上由牛顿第二定律有bi0l-mg=ma0(1分)若进入磁场时的速度为v0，有i0=，e0=blv0(2分)得v0=代入数值有：v0= m/s=1 m/s(1分)下落0.3 m时，通过a -h图象知a=0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡有mg=bil(1分)其中i=，e=blv，可得下落0.3 m时杆的速度v=代入数值有：v= m/s=0.5 m/s.(1分)(2)从开始到下落0.3 m的过程中，由能的转化和守恒定律有mgh=q+mv2(2分)代入数值有q=0.29 j(1分)答案：(1)1 m/s 0.5 m/s (2)0.29 j【总结提升】电磁感应现象力、电综合问题的思维顺序此类问题中力现象和电磁现象相互联系，相互制约，解决问题时应建立“动电动”的思维顺序，可概括为：(1)找准主动运动的导体，用法拉第电磁感应定律和楞次定律求解电动势的大小和方向.(2)画出等效电路图，求回路中电流的大小和方向.(3)分析导体棒的受力情况及导体棒运动后由于受到安培力作用，对其加速度、速度的影响，进而推理得出对电路中的电流的影响，最后定性地分析出导体棒的最终运动情况.12.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)对小环应用牛顿第二定律求摩擦力的大小；(2)由p=fv计算功率，其中拉力f从杆q的平衡条件入手，速度v从杆的平衡条件，结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律求解.【解析】(1)以小环为研究对象，由牛顿第二定律m2g-ff=m2a(2分)代入数据得ff=0.2 n(1分)(2)设流过杆k的电流为i，由平衡条件得ff=b1il(1分)对杆q，根据并联电路特点以及平衡条件得b22il=f+m1gsin(2分)由法拉第电