高考物理二轮复习：电学(含答案详解

1、电学专题一 ( 附参考答案 )1如图1 所示的电路可以用来“研究电磁感应现象”干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B 串联成另一个电路线圈A、 B 套在同一个闭合铁芯上，且它们的匝数足够多从开关闭合时开始计时，流经电流计的电流大小i随时间 t变化的图象是 ()图 1【解析】开关闭合瞬间，线圈A 中的电流突然增大，此时线圈B 中的磁通量突然增大，线圈 B 中产生感应电流，线圈A 中的电流稳定后，线圈B 中的电流将逐渐减小直至为零，故图象 B正确【答案】 B2为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图2 甲为调压变压器示意图保持输入电压 u1 不变，当滑动接

2、头 P 上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间 t 变化的曲线如图2 乙所示以下正确的是 ()甲乙图 2A u21902sin(50t) VB. u2 1902sin(100 t) VC为使用户电压稳定在220 V ，应将 P 适当下移D为使用户电压稳定在220 V ，应将 P 适当上移2【解析】由乙图知交变电流的周期T2102 s，所以 T 100，故u2 Umsint 1902sin (100t) V，A 错误B 正确；由U1 n1得U2n2U2 n2n1U1，欲使U2升高，n1 应减小，P 应上移，C 错误D 正确【答案】BD1今年 4 月 30 日，西昌卫星发射中心发射

3、的中圆轨道卫星，其轨道半径为与另一颗同质量的同步轨道卫星( 轨道半径为4.2 107 m)相比 ()2.8 107 m它A向心力较小B动能较大C发射速度都是第一宇宙速度D角速度较小【解析】由题知，中圆轨道卫星的轨道半径r1 小于同步卫星轨道半径r2 ，卫星运行时的向心力由万有引力提供，MmMm mv2根据 F 向 G 知，两卫星的向心力 F1F2，选项 A 错误；根据 Gr2r2r m 2r ，得环绕速度v1v2 ，角速度 1 2，两卫星质量相等，则动能Ek1Ek2，故选项B 正确，选项 D错误；根据能量守恒，卫星发射得越高，发射速度越大，第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，因此两卫星的发射速度

4、都大于第一宇宙速度，且v01v02 ，选项 C 错误【答案】B3随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想，假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度 v0竖直向上抛出一个小球，经时间t 后回到出发点，已知月球的半径为 R，引力常量为 G，则下列说法正确的是 ()A月球表面的重力加速度为2v0tv0R2B月球的质量为GtC宇航员在月球表面获得v0Rt 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为Rtv0gt2v0GMm2v0【解析】由 v0 2 得出 g t ，A 对；在月球表面附近，由R2 mg，结合g t，得月2v0R2球的

5、质量M Gt ，故 B 错；离开月球表面围绕月球做圆周运动的最小速度v gR2v0R2 R，故 C 错；宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期Ttv2Rt v0 ，故 D 错【答案】 A4在汶川地震的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统发挥了巨大作用，该系统具有导航、定位等功能，“北斗”系统中两颗质量不相等的工作卫星沿同一轨道绕地心 O做匀速圆周运动，轨道半径为r ，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、 B 两位置，如图 3 所示， 若卫星均沿顺时针方向运行，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R， AOB60，则以下判断不正确的是()A这两颗卫星的加速度大小相等B

6、卫星 1 向后喷气就一定能追上卫星2 rrC卫星 1 由位置 A 运动到位置B 所需的时间为3RgD卫星 1 由位置 A 运动到位置B 的过程中万有引力做功为零【解析】由GMm4 2GMr3，又GMm2 rmr ma可知，a ，A 正确；T 2 mg，可得 TRr2T2r2GMR2rT rrg，卫星 1 由 A 到 B 所需时间 t 6 3Rg，C 正确；因卫星受到的万有引力与速度垂直，故万有引力不做功，D 正确；卫星 1 向后喷气， 加速后做离心运动，不能追上同轨道的卫星2，故 B错误【答案】B5. 如图 4 所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、 b 垂直于

7、导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面现用一平行于导轨的恒力 F 作用在 a 的中点，使其向上运动若b 始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A保持不变B先减小后不变C等于 FD先增大再减小【解析】对 b，由平衡条件可得，未施加恒力F 时，有 mgsin Ffb. 当施加恒力 F 后，因 b 所受的安培力向上，故有F 安 Ffb mgsin . 对 a，在恒力 F 的拉动后，先加速最后匀速运动，故 b 所受的安培力先增大，然后不变，b 所受的摩擦力先减小后不变，或先减小到零再反向增大后不变， B 正确， A 、 D错误；若 Ffb F，则与题意中两棒的运动状态不符，C 错误【答

8、案】B6如图 5 甲所示，固定在水平桌面上的光滑金属框架cdeg 处于方向竖直向下的匀强磁场中，金属杆 ab 与金属框架接触良好在两根导轨的端点d、e 之间连接一电阻 R，其他部分电阻忽略不计现用一水平向右的外力F 作用在金属杆ab 上，使金属杆由静止开始向右在框架上滑动，运动过程中杆 ab 始终垂直于框架图乙是金属杆运动的v t 图象，则下列选项中可以表示外力 F 随时间 t 变化关系的图象是 ()甲乙图 5【解析】由图乙可知，v at ，对图甲中的金属杆应用牛顿第二定律可得：F F 安 ma，FEB2L2aB2L2a安 BIL ， I ，E BLv，可得： F 安t ，所以 Fmat ，故

9、只有C 正确RRR【答案】C7. 如图 4 所示， 在斜面顶端a 处以速度 va 水平抛出一小球，经过时间ta 恰好落在斜面底端P处；今在P 点正上方与a 等高的 b 处以速度vb 水平抛出另一小球，经过时间tb 恰好落在斜面的中点处若不计空气阻力，下列关系式正确的是()A va vbB va 2vbC ta tbD ta 2tb2h【解析】做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定即t g ，a 下落的高度是 b的 2 倍，有 ta 2tb ， D 正确， C 错误；水平方向的距离由高度和初速度决定xv02h，g由题意得 a 的水平位移是 b 的 2 倍，可知 va2vb ，B 正确【答案

10、】BD8如图 5 所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则()RA该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2gB该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2RgC盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mgD盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于2mgmv2【解析】要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则有mg R ，解得该盒子做匀速圆周运动的速度 v gR，该盒子做匀速圆周运动的周期为T2 R 2R，选项 A 错误，vgB 正确

11、；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由mv2F mg R ，解得 F 2mg，选项 C错误， D 正确【答案】BD9如图 9 所示，电源电动势E0 15 V ，内阻 r0 1 ，电阻 R1 30 ， R2 60 . 间距 d 0.2 m 的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B1 T 的匀强磁场闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v 0.1 m/s沿两板间中线水平射入板间设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空气对小球的作用，取g10 m/s2.图 9(1) 当 Rx 29 时，电阻 R2 消耗的电功率是多大？(

12、2) 若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，则Rx 是多少？【解析】(1) 设 R1和R2的并联电阻为R，有：RR1R2R1R2R2 两端的电压为： UE0Rr0R RxU2R2 消耗的电功率为：P R2当 Rx29 时，联立式，代入数据，解得：P 0.6 W (2) 设小球质量为 m，电荷量为 q，小球做匀速圆周运动时，有：qE mgUE d设小球做圆周运动的半径为r ，有：v2qvB mr 由几何关系有：r d联立式，代入数据，解得：Rx 54 . 【答案】(1)0.6 W(2)5410图 10 甲为一理想变压器，圈输入正弦式交变电压的u t或只在 de 间

13、接一只Rde225ab 为原线圈， ce 为副线圈， d 为副线圈引出的一个接头，原线图象如图10 乙所示若只在 ce 间接一只Rce 400 的电阻， 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.甲乙图 10(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab 的表达式；(2)求只有 ce 间接 400 电阻时，原线圈中的电流I1 ；nce(3) 求 ce 和 de 间线圈的匝数比 nde.【解析】(1) 由题图乙知 200 rad/s电压瞬时值uab400sin 200 t (V)(2) 电压有效值U1 200 2 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I1 P1U12解得 I1 0.28 A( 或5 A

14、) (3) 设 ab 间匝数为 n1U1Ucencen1U1Ude同理 n1 ndeU2ceU2de由题意知 Rce Rde解得nceRceRdendence4代入数据得 nde3.【答案】(1)uab 400sin 200 t (V)(2)0.28 A(或2A)5nce4(3) nde 311如图 6 是利用传送带装运煤块的示意图其中，传送带长20 m，倾角 37，煤块与传送带间的动摩擦因数 0.8 ，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H 1.8 m ，与运煤车车箱中心的水平距离x 1.2 m 现在传送带底端由静止释放一些煤块( 可视为质点 ) ，煤块在传送

15、带的作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心，取g 10 m/s2 ，sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 ，求：(1) 传送带匀速运动的速度 v 及主动轮和从动轮的半径 R；(2) 煤块在传送带上由静止开始加速至落到车底板所经过的时间【解析】(1) 由平抛运动的公式，得x vtT.H 1gt22解得 v2 m/s要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，由牛顿第二定律得v2mg mR解得 R0.4 m.F(2) 由牛顿第二定律F ma，得 a gcos gsin 0.4 m

16、/s2m设煤块加速运动的时间为t1 ，v由 v v0 at 得 t1 a 5 s1 1设此过程煤块运动的距离为s1，则 s1 2at21 20.4 52 m 5 m设煤块匀速运动的距离为设其匀速运动时间为t2，s2，则s2 L s1 15 m.s215则 t2 v 2 s 7.5 s煤块做平抛运动的时间2Ht3 g 0.6 s煤块运动的总时间为T t1 t2 t3 5 s 7.5 s 0.6 s 13.1 s.【答案】(1)2 m/s0.4 m(2)13.1 s12如图 12 所示，相距0.5 m足够长的两根光滑导轨与水平面成37角，导轨电阻不计，下端连接阻值为2 的电阻 R，导轨处在磁感应强度B 2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上 ab、cd 为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为0.5 kg、电阻均为 2 .ab棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让cd 棒从静止开始下滑，直至与ab 棒相连的细绳刚好被拉断， 在此过程中电阻R上产生的热量为0.5 J，已知细线能承受的最大拉力为5 N求细绳被拉断时：(g 10 m/s2 ，sin 37 0.6)图 12(1)ab棒中的电流；(2)cd棒的速度；(3)cd棒下滑的距离【解析】(1) 细绳被拉断瞬时，对Fmcos 37 mgsin