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湖南省长沙市2014-2015学年高二下学期月考物理试卷(a卷)(3月份)


2014-2015 学年湖南省长沙市高二(下)月考物理试卷(A 卷) (3 月份)
一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.其中 1~8 小题是单选题;9~12 小题 是多选题,全部选对得 4 分,选对但不全得 2 分. ) 1. (4 分) (2015 春?长沙月考)关于电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是() A.磁通量越大,感应电动势就

越大 B. 磁通量的改变量越大,感应电动势就越大 C. 磁通量变化越快,感应电动势越大 D.若某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零 2. (4 分) (2011 秋?苍山县期末)远距离输送交流电都采用高压输电,我国正研究比 330KV 高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是() A.可以节省输电线的材料 B. 可以减少输电线上的能量损失 C. 可以根据需要调节交流电的频率 D.可以加快输电的速度 3. (4 分) (2015 春?呼和浩特校级期中)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动, 产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断()

A.在 A 和 C 时刻线圈处于中性面位置 B. 在 B 和 D 时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 从 A~D 时刻线圈转过的角度为 2π D.若从 O~D 时刻历时 0.02s,则在 1s 内交变电流的方向改变 100 次 4. (4 分) (2015 春?长沙月考)如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关 S, 一段时间后电流达到稳定时通过线圈 L 的电流为 I1,通过小灯泡 L2 的电流为 I2,小灯泡 L2 处于正常发光状态,则下列说法中正确的是()

A.开关 S 断开瞬间,小灯泡 L2 立即熄灭 B. 开关 S 断开瞬间,小灯泡 L1 闪亮一下再熄灭

C. 开关 S 刚闭合时,L2 灯缓慢变亮,L1 灯立即变亮 D.开关 S 刚闭合时,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1 5. (4 分) (2015 春?长沙月考)将一个闭合金属环用绝缘丝线悬于 O 点,如图所示.虚线左 边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场.将小球拉到图示位置释放后, ()

A.金属环的摆动不会停下来,一直做等幅摆动 B. 金属环的摆动幅度越来越小,小到某一数值后做等幅摆动 C. 金属环的摆动最终会停下来 D.金属环最终停止在初始释放位置 6. (4 分) (2015 春?长沙月考)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法 中不正确的是()

A.甲、乙两单摆的摆长相等 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 在 t=1.5s 时甲摆正经过平衡位置向正方向运动 D.在 t=0.5 s 时有正向最大速度的是甲摆 7. (4 分) (2015 春?长沙月考)两个相同的电阻,分别通以如图 1 所示的正弦交流电和方波 电流,两种交变电流的最大值、周期如图 2 所示,则在一个周期内,正弦交流电在电阻上产 生的热量 Q1 与方波电流在电阻上产生的热量 Q2 之比等于()

A.1:1

B.25:32

C.25:16

D.5:4

8. (4 分) (2010?上海模拟)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为 l,磁场 方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l.t=0 时刻,bc 边与磁场区域边界重合(如图) .现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过 磁场区域.取沿 a→b→c→d→a 的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应 电流 I 随时间 t 变化的图线可能是()

A.

B.

C.

D.

9. (4 分) (2015 春?长沙月考)一只“220V,100W”的灯泡接在 u=311sin314t(V)的交变电源 上,则下列判断正确的是() A.灯泡能正常发光 B. 灯泡会烧坏 C. 与灯泡并联的电压表的示数为 220V D.与灯泡串联的电流表的示数为 2.2A 10. (4 分) (2013 春?微山县校级期末)如图所示,变压器初级线圈接电压一定的交流电,在

下列措施中能使电流表示数减小的是() A.只将 S1 从 2 拨向 1 B. 只将 S2 从 4 拨向 3 C. 只将 S3 从闭合改为断开 D.只将变阻器 R3 的滑动触头上移 11. (4 分) (2010?和平区模拟)为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末 端安装了如图所示的流量计.该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为 a、b、c,左右两端 开口.在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固 定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经该装置时,理想电压表将显示两个电极间 的电压 U.若用 Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积) ,下列说法中正确的是 ()

A.后表面电极比前表面电极电势高 B. 前表面电极比后表面电极电势高 C. 电压表的示数 U 与污水中离子浓度成正比

D.污水流量 Q 与电压表的示数 U 成正比,与 a、b 无关 12. (4 分) (2014 春?沿河县校级期末)如图所示,相距为 d 的两条水平虚线 L1、L2 之间是方 向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,正方形线圈 abcd 边长为 L(L<d) ,质量为 m、电 阻为 R,将线圈在磁场上方 h 高处由静止释放,cd 边刚进入磁场时速度为 v0,cd 边刚离开磁 场时速度也为 v0,则线圈穿过磁场的过程中(从 cd 边刚进入磁场起一直到 ab 边离开磁场为 止) ()

A.感应电流所做的功为 2mgd B. 感应电流所做的功为 mgd C. 线圈的最小速度可能为 D.线圈的最小速度一定是

二、填空题(每空 2 分,共 12 分) 13. (2 分) (2015 春?长沙月考)将金属热敏电阻、电流表、电源按图连接成电路.闭合开关 S,当热敏电阻未放入热水中时,电流表示数为 I1;将热敏电阻放入温水中,电流表示数为 I2, 则 I1、I2 的大小关系为 I1I2(填>、<或=) .

14. (6 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,水平弹簧振子在光滑水平杆上以 O 点为平衡位置 在 A、B 两点之间做简谐运动.A、B 相距 20cm.某时刻振子处于 B 点.经过 0.5 s,振子首 次到达 A 点.则 (1)振子的振幅为 (2)振动的周期为 (3)振子在 B 点跟在距 O 点 4cm 处的 P 点的加速度大小之比为.

15. (4 分) (2015 春?长沙月考) (1)在用单摆测重力加速度的实验中,若测得的 g 值偏小, 可能是下列原因中的 A.测量周期时,将 n 次全振动误记为 n+1 次全振动 B.计算摆长时,只考虑悬线长度,而未加小球半径 C.计算摆长时,将悬线长加小球直径 D.单摆振动时,振幅偏小 (2)测得摆线长为 L0,摆球直径为 d,测得摆球做 n 次全振动所需的时间为 t,则当地的重 力加速度 g=.

三、计算题(本题共 4 小题,其中 16 题、17 题各 8 分,18 题、19 题各 12 分) 16. (8 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,两个完全相同的边长分别为 L1=20cm 和 L2=50cm 的长方形导线框,电阻均为 2Ω,两个导线框在对称位置均有一个长度不计的小缺口,两线框 在缺口处以阻值不计的导线相连.其中左边导线框中分布有垂直纸面向里的匀强磁场中,且 磁感应强度以 B=1+2t(T)的规律在发生变化.求: (1)左边导线框中的感应电动势? (2)a、b 两点间的电压?

17. (8 分) (2012 春?吉安期末)一小型水电站,其交流发电机的输出功率为 1000kW,输出 电压为 1000V,在输电过程中,要求输电线能量损耗不大于 4%,已知输电线电阻为 16Ω,用 户降压变压器的输出电压为 240V, 求送电线路中, 升压变压器与降压变压器的变压比各多大? (升降压变压器均为理想变压器) 18. (12 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,匀强磁场磁感应强度 B=1T,匝数为 N=100 匝的 矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴 OO′匀速转动,每匝线圈长为 L=25cm,宽为 d=20cm.线 圈以 300r/min 的转速在匀速转动,从线圈平面经过图示位置时开始计时. (1)求出交流感应电动势的最大值 Em; (2)写出交流感应电动势 e 的瞬时值表达式; (3)若线圈本身电阻 r=1Ω,外接一阻值 R=4Ω 的电阻,使线圈与外电路组成闭合电路,则 1s 内电阻 R 的发热量是多少.

19. (12 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,abcd 为质量 M=2kg 的导轨,放在光滑绝缘的水 平面上,另有一根质量 m=0.6kg 的金属棒 PQ 平行 bc 放在水平导轨上,PQ 棒左边靠着绝缘固 定的竖直立柱 e、f,导轨处于匀强磁场中,磁场以 OO′为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧 的磁场方向水平向右,磁感应强度均为 B=0.8T.导轨的 bc 段长 L=0.5m,其电阻 r=0.4Ω,金 属棒的电阻 R=0.2Ω,其余电阻均可不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数 μ=0.2.若在导轨上 2 作用一个方向向左、大小为 F=2N 的水平拉力,设导轨足够长,M 取 10m/s ,试求:

(1)导轨运动的最大加速度; (2)拉力 F 的最大功率.

2014-2015 学年湖南省长沙市高二(下)月考物理试卷(A 卷) (3 月份)
参考答案与试题解析

一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分.其中 1~8 小题是单选题;9~12 小题 是多选题,全部选对得 4 分,选对但不全得 2 分. ) 1. (4 分) (2015 春?长沙月考)关于电路中感应电动势的大小,下列说法中正确的是() A.磁通量越大,感应电动势就越大 B. 磁通量的改变量越大,感应电动势就越大 C. 磁通量变化越快,感应电动势越大 D.若某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零 考点:法拉第电磁感应定律. 专题:电磁感应与电路结合. 分析:由磁生电的现象叫电磁感应现象,由电生磁的现象叫电流的磁效应.只有当线圈的磁通 量发生变化时,才会有感应电流出现,而感应电流的大小则是由法拉第电磁感应定律来 得. 解答:解:A、穿过电路的磁通量越大,不能得出磁通量的变化率越大,所以感应电动势不一 定越大.故 A 错误; B、电路中磁通量的改变量越大,不能得出磁通量的变化率越大,所以感应电动势不一 定越大.故 B 错误; C、电路中磁通量变化越快,即磁通量的变化率大,所以感应电动势一定越大,故 C 正 确; D、若电路中某时刻磁通量为零,但磁通量的变化率不一定为零,则该时刻感应电流不 一定为零,故 D 错误; 故选:C. 点评:当电阻一定时,感应电流的大小与感应电动势成正大,而感应电动势却由磁通量的变化 率决定,与磁通量大小及磁通量变化大小均无关. 2. (4 分) (2011 秋?苍山县期末)远距离输送交流电都采用高压输电,我国正研究比 330KV 高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是() A.可以节省输电线的材料 B. 可以减少输电线上的能量损失 C. 可以根据需要调节交流电的频率 D.可以加快输电的速度 考点:远距离输电. 专题:交流电专题. 分析:在输电的过程中输送的功率一定,根据 P=UI,输送电压越高,输送电流越小,根据 2 △ P=I R,知损失的功率小.

解答: 2 解:A、在输电的过程中输送的功率一定,根据 P=UI 和△ P=I R,有

,故高

压输电可以降低功率损耗,不节省输电线材料,故 A 错误,B 正确. C、交流电的频率等于发电机转动的频率,是不改变的,故 C 错误; D、电路中电场建立的速度是光速,与是否高压输电无关,故 D 错误. 故选:B. 点评:解决本题的关键知道输电的过程中,输送功率一定,输电电压越高,电流越小,在输电 线上损失的功率越少. 3. (4 分) (2015 春?呼和浩特校级期中)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动, 产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断()

A.在 A 和 C 时刻线圈处于中性面位置 B. 在 B 和 D 时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 从 A~D 时刻线圈转过的角度为 2π D.若从 O~D 时刻历时 0.02s,则在 1s 内交变电流的方向改变 100 次 考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式. 专题:交流电专题. 分析:线圈在中性面上磁通量最大,感应电动势与感应电流均为零; 线圈在平行于磁场位置(垂直于中性面处)穿过线圈的磁通量为零,感应电动势与感应 电流最大; 在一个周期内,电流方向改变两次,根据图象分析答题. 解答:解:A、由图象可知,A、C 时刻感应电流最大,此时线圈与中性面垂直,故 A 错误; B、由图象可知,在 B、D 时刻,感应电流为零,此时线圈位于中性面上,穿过线圈的 磁通量最大,故 B 错误; C、由图象可知,到从 A 到 D,线圈转过的角度小于 2π,故 C 错误; D、若从 O~D 时刻历时 0.02s,则交变电流的频率为 50Hz;在一个周期内交流电的方 向改变两次;故在 1s 内交变电流的方向改变 100 次,故 D 正确; 故选:D 点评:本题考查了交变电流的产生过程,掌握基础知识、分析清楚图象即可正确解题;明确磁 通量的变化与交流电的变化规律的关系. 4. (4 分) (2015 春?长沙月考)如图所示的电路为演示自感现象的实验电路,若闭合开关 S, 一段时间后电流达到稳定时通过线圈 L 的电流为 I1,通过小灯泡 L2 的电流为 I2,小灯泡 L2 处于正常发光状态,则下列说法中正确的是()

A.开关 S 断开瞬间,小灯泡 L2 立即熄灭 B. 开关 S 断开瞬间,小灯泡 L1 闪亮一下再熄灭 C. 开关 S 刚闭合时,L2 灯缓慢变亮,L1 灯立即变亮 D.开关 S 刚闭合时,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1 考点:自感现象和自感系数. 分析:当灯泡处于正常发光状态时,迅速断开开关 S 时,灯泡中原来的电流突然减小到零,线 圈中电流开始减小,磁通量减小产生感应电动势,产生自感现象,根据楞次定律分析线 圈中电流的变化 解答:解:AB、开关 S 断开后,L1 立即熄灭,线圈与 L2 构成回路,由于自感的存在,电流将 从 I1 开始减小为 0,方向与 I2 方向相反,故 AB 均错误; CD、S 闭合后,电源的电压立即加到两灯泡两端,故两灯泡将立刻发光,通过线圈 L 的电流由零逐渐增大到 I1 故 C 错误,D 正确; 故选:D 点评:自感现象是特殊的电磁感应现象,法拉第电磁感应定律和楞次定律同样适用,关键明确 线圈中的电流只能缓慢增加、缓慢减小 5. (4 分) (2015 春?长沙月考)将一个闭合金属环用绝缘丝线悬于 O 点,如图所示.虚线左 边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场.将小球拉到图示位置释放后, ()

A.金属环的摆动不会停下来,一直做等幅摆动 B. 金属环的摆动幅度越来越小,小到某一数值后做等幅摆动 C. 金属环的摆动最终会停下来 D.金属环最终停止在初始释放位置 考点:楞次定律. 分析:首先分析环的运动,据楞次定律的进行判断感应电流的方向;从能量守恒的角度分析即 可. 解答:解:当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化,会产生电流,根据楞次定律得出 感应电流的方向,从而阻碍线圈运动,即有机械能通过安培力做负功转化为内能;当环 没有磁通量的变化时,无感应电流,只有重力做功,环的机械能守恒;据以上可知,环 在运动过程中只有摆进或摆出磁场时有机械能转化为热能,所以环最终静止;故 ABD 错误,C 正确. 故选:C.

点评:本题考查楞次定律的应用和能量守恒相合.注意楞次定律判断感应电流方向的过程,先 确认原磁场方向, 再判断磁通量的变化, 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化. 6. (4 分) (2015 春?长沙月考)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法 中不正确的是()

A.甲、乙两单摆的摆长相等 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 在 t=1.5s 时甲摆正经过平衡位置向正方向运动 D.在 t=0.5 s 时有正向最大速度的是甲摆 考点:单摆周期公式. 专题:单摆问题. 分析:由图读出两单摆的周期,由单摆的周期公式分析摆长关系;由位移的最大值读出振幅; 结合振动模型判断摆球的速度和运动方向. 解答:解:AB、甲摆的振幅为 10cm,乙摆的振幅为 7cm,则甲摆的振幅比乙摆大;由图看出, 两单摆的周期相同,同一地点 g 相同,由单摆的周期公式 T=2π 得知,甲、乙两单摆

的摆长 L 相等.故 AB 正确. C、t=1.5s 时据图象可知,甲摆正经过平衡位置向正方向运动.故 C 正确; D、在 t=0.5s 时,甲摆经过平衡位置,并向负方向运动,而乙的位移最大,速度为零, 故 D 错误. 本题是选不正确的是,故选:D. 点评:本题只要掌握单摆的周期公式、 运动的特点等等, 就能正确解答. 由振动图象读出振幅、 周期是基本功. 7. (4 分) (2015 春?长沙月考)两个相同的电阻,分别通以如图 1 所示的正弦交流电和方波 电流,两种交变电流的最大值、周期如图 2 所示,则在一个周期内,正弦交流电在电阻上产 生的热量 Q1 与方波电流在电阻上产生的热量 Q2 之比等于()

A.1:1

B.25:32

C.25:16

D.5:4

考点:正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率;焦耳定律. 专题:交流电专题.

分析: 2 根据焦耳定律 Q=I Rt 求解热量,其中 I 是有效值,对于正弦式电流有效值 I1= 于方波,直接根据焦耳定律求解热量. 解答:解:对于正弦式电流,有效值: I1= Im= A.
2

Im.对

根据焦耳定律得:Q1=I1 RT=12.5RT 对于方波,根据焦耳定律得: Q2=I2 R
2

+I′2 R

2

=8RT+4.5RT=12.5RT

则 Q1:Q2=12.5:12.5=1:1 故选:A. 点评:对于交变电流,求解热量、电功和电功率等与热效应有关的量,都必须用有效值. 8. (4 分) (2010?上海模拟)图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为 l,磁场 方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与 bc 间的距离也为 l.t=0 时刻,bc 边与磁场区域边界重合(如图) .现令线圈以恒定的速度 v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过 磁场区域.取沿 a→b→c→d→a 的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应 电流 I 随时间 t 变化的图线可能是()

A.

B.

C.

D.

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律. 专题:电磁感应与图像结合. 分析:首先根据右手定则判断边 cb 刚进入磁场时回路中感应电流方向,再根据进入磁场中有 效切割长度的变化,求出感应电流的变化,从而得出正确结果. 解答:解:A、D 开始时 bc 边进入磁场切割磁感线,根据右手定则可知,电流方向为逆时针, 即为负方向,故 A 错误; 当 bc 边开始出磁场时,回路中磁通量减小,产生的感应电流为顺时针,方向为正方向, 故 D 错误, B、C 开始时 bc 边进入磁场切割磁感线,根据感应电动势大小公式:E=BLV 可得,有 效切割长度越来越长,感应电动势增大,故感应电流越来越大,且电流方向为负方向; 当 bc 边开始出磁场时,根据感应电动势大小公式:E=BLV 可得,切割长度越来越长, 感应电动势增大,故感应电流越来越大,且电流方向为正方向.故 B 正确,C 错误. 故选 B

点评:对于图象问题可以通过排除法判断,本题关键要理解感应电动势公式 E=Blv 中,L 是有 效切割长度,并掌握右手定则或楞次定律. 9. (4 分) (2015 春?长沙月考)一只“220V,100W”的灯泡接在 u=311sin314t(V)的交变电源 上,则下列判断正确的是() A.灯泡能正常发光 B. 灯泡会烧坏 C. 与灯泡并联的电压表的示数为 220V D.与灯泡串联的电流表的示数为 2.2A 考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 专题:交流电专题. 分析:由交流电 u=311sin314tV 可知电压的最大值为 311V, 根据最大值和有效值的关系求出有 效值,从而判断灯泡能否正常发光,电流表和电压表都是有效值. 解答:解:A、由交流电 u=311sin314t(V)可知电压的最大值为 311V, 则有效值 U= =220V,所以灯泡能够正常发光,故 A 正确,B 错误;

C、与灯泡并联的电压表读数是有效值,即 220V,故 C 正确; D、电路中的电流 I= =0.45A,所以与灯泡串联的电流表读数为 0.45A,故 D 错误;

故选:AC 点评:本题主要考查了对交变电压的瞬时表达式的理解,知道电流表和电压表都是有效值,难 度不大,属于基础题. 10. (4 分) (2013 春?微山县校级期末)如图所示,变压器初级线圈接电压一定的交流电,在

下列措施中能使电流表示数减小的是() A.只将 S1 从 2 拨向 1 B. 只将 S2 从 4 拨向 3 C. 只将 S3 从闭合改为断开 D.只将变阻器 R3 的滑动触头上移 考点:变压器的构造和原理. 专题:交流电专题. 分析:理想变压器原副线圈电压与匝数成正比,电流与匝数成反比;理想变压器输入功率等于 输出功率;根据以上两条规律分析讨论即可. 解答:解:A、只将 S1 从 2 拨向 1 时,原线圈匝数减小,输出电压变大,故输出电流变大,输 入电流即电流表的示数也变大,故 A 错误; B、只将 S2 从 4 拨向 3 时,副线圈匝数减小,输出电压变小,故输出电流变小,输入电 流变小,故 B 正确; C、只将 S3 从闭合变为断开,少一个支路,电压不变,总电阻变大,输出功率减小,则

输入功率也减小,电流表的示数减小,故 C 正确; D、只将变阻器 R3 的滑动触头上移,负载总电阻变大,故输出电流变小,故输入电流 减小,故 D 正确. 故选:BCD. 点评:本题关键: (1)根据变压比讨论输出电压的变化情况; (2)对三个电阻的混连部分进行 动态分析. 11. (4 分) (2010?和平区模拟)为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末 端安装了如图所示的流量计.该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为 a、b、c,左右两端 开口.在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固 定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经该装置时,理想电压表将显示两个电极间 的电压 U.若用 Q 表示污水流量(单位时间内排出的污水体积) ,下列说法中正确的是 ()

A.后表面电极比前表面电极电势高 B. 前表面电极比后表面电极电势高 C. 电压表的示数 U 与污水中离子浓度成正比 D.污水流量 Q 与电压表的示数 U 成正比,与 a、b 无关 考点:霍尔效应及其应用. 专题:压轴题. 分析:污水充满管口从左向右流经排污管,根据左手定则判断出正负电荷所受的洛伦兹力,知 道正负电荷向哪一个极板偏转, 两极板带上电荷后, 在前后两个内侧面之间形成电势差, 最终电荷受洛伦兹力和电场力处于平衡. 解答:解:A、正负电荷从左向右移动,根据左手定则,正电荷所受的洛伦兹力指向后表面, 负电荷所受的洛伦兹力指向前表面,所以后表面电极的电势比前表面电极电势高.故 B 错误,A 正确. C、最终稳定时,电荷受洛伦兹力和电场力平衡,有 qvB=q ,U=Bbv,电压表的 示数 U 与 v 成正比,与浓度无关.故 C 错误. D、 污水的流量 Q=vS=vbc= . 与电压表的示数 U 成正比, 与 a、 b 无关. 故

D 正确. 故选:AD. 点评:解决本题的关键根据左手定则判断运动电荷的洛伦兹力的方向,知道最终稳定时,电荷 受洛伦兹力和电场力平衡. 12. (4 分) (2014 春?沿河县校级期末)如图所示,相距为 d 的两条水平虚线 L1、L2 之间是方 向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,正方形线圈 abcd 边长为 L(L<d) ,质量为 m、电 阻为 R,将线圈在磁场上方 h 高处由静止释放,cd 边刚进入磁场时速度为 v0,cd 边刚离开磁

场时速度也为 v0,则线圈穿过磁场的过程中(从 cd 边刚进入磁场起一直到 ab 边离开磁场为 止) ()

A.感应电流所做的功为 2mgd B. 感应电流所做的功为 mgd C. 线圈的最小速度可能为 D.线圈的最小速度一定是

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电磁感应中的能量转化. 专题:电磁感应——功能问题. 分析:线圈由静止释放,其 cd 边刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度是相同的,动能不变, 又因为线圈全部进入磁场不受安培力, 要做匀加速运动, 线圈进入磁场先要做减速运动. 解答:解:AB、根据能量守恒,研究从 cd 边刚进入磁场到 cd 边刚穿出磁场的过程:动能变 化量为 0,重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量,Q=mgd. cd 边刚进入磁场时速度为 v0, cd 边刚离开磁场时速度也为 v0, 所以从 cd 边刚穿出磁场 到 ab 边离开磁场的过程,线框产生的热量与从 cd 边刚进入磁场到 ab 边刚进入磁场的 过程产生的热量相等,所以线圈从 cd 边进入磁场到 ab 边离开磁场的过程,产生的热量 Q′=2mgd,感应电流做的功为 2mgd.故 A 正确,B 错误. C、线框可能先做减速运动,在完全进入磁场前已做匀速运动,刚完全进入磁场时的速 度最小,则 mg=BIL=BL ,则最小速度 v= .故 C 正确.

D、因为进磁场时要减速,线圈全部进入磁场后做匀加速运动,则知线圈刚全部进入磁 场的瞬间速度最小.设线圈的最小速度为 vm. 线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程,根据能量守恒定律得:mg(h+L) =Q+ m 由上可知,Q=mgd 解得线圈的最小速度为:vm= .故 D 正确.

故选:BCD. 点评:解决本题的关键根据根据线圈下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时刻的速度都是 v0, 且全 部进入磁场将做加速运动,判断出线圈进磁场后先做变减速运动,也得出全部进磁场时 的速度是穿越磁场过程中的最小速度.

二、填空题(每空 2 分,共 12 分) 13. (2 分) (2015 春?长沙月考)将金属热敏电阻、电流表、电源按图连接成电路.闭合开关 S,当热敏电阻未放入热水中时,电流表示数为 I1;将热敏电阻放入温水中,电流表示数为 I2, 则 I1、I2 的大小关系为 I1<I2(填>、<或=) .

考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:热敏电阻的阻值随着温度的升高而降低,根据闭合电路欧姆定律即可求解. 解答:解:将热敏电阻放入温水中,温度升高,电阻减小,根据闭合电路欧姆定律知,I1<I2. 故答案为:<. 点评:本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用, 关键要知道热敏电阻的阻值随着温度的 升高而降低,难度不大. 14. (6 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,水平弹簧振子在光滑水平杆上以 O 点为平衡位置 在 A、B 两点之间做简谐运动.A、B 相距 20cm.某时刻振子处于 B 点.经过 0.5 s,振子首 次到达 A 点.则 (1)振子的振幅为 10cm (2)振动的周期为 1s (3)振子在 B 点跟在距 O 点 4cm 处的 P 点的加速度大小之比为 5:2.

考点:简谐运动的振幅、周期和频率. 专题:简谐运动专题. 分析:(1)振幅是振子离开平衡位置的最大距离,等于 AB 间距离的一半. (2)振子从 B 运动到 A 经过了半个周期,由此求周期. (3)振子做简谐运动,加速度满足 a=﹣ 点 4cm 处的 P 点的加速度大小之比. 解答: 解: (1)由题意可知,振子的振幅为 A= ,根据这个关系求解振子在 B 点跟在距 O

=10cm.

(2)振动的周期为 T=2tAB=2×0.5s=1s (3)振子在 B 点的位移大小 xB=10cm,距 O 点 4cm 处的 P 点的位移大小为 xP=4cm, 由 a=﹣ ,得振子在 B、P 两点的加速度大小之比 aB:aP=xB:xP=10cm:4cm=5:2.

故答案为: (1)10cm; (2)1s; (3)5:2.

点评: 解决本题的关键要理解简谐运动的对称性,掌握其基本特征:a=﹣ 研究加速度的关系.

,能运用比例法

15. (4 分) (2015 春?长沙月考) (1)在用单摆测重力加速度的实验中,若测得的 g 值偏小, 可能是下列原因中的 B A.测量周期时,将 n 次全振动误记为 n+1 次全振动 B.计算摆长时,只考虑悬线长度,而未加小球半径 C.计算摆长时,将悬线长加小球直径 D.单摆振动时,振幅偏小 (2)测得摆线长为 L0,摆球直径为 d,测得摆球做 n 次全振动所需的时间为 t,则当地的重 力加速度 g= .

考点:用单摆测定重力加速度. 专题:实验题. 分析:(1)根据重力加速度表达式分析实验误差原因; (2)根据实验数据求出单摆摆长与单摆周期,让由单摆的周期公式求出重力加速度的 表达式. 解答: 解: (1)根据重力加速度的表达式 g= 可知, A、测量周期时,将 n 次全振动误记为 n+1 次全振动,次数偏大,导致周期变小,则测 得的 g 值偏大,故 A 错误; 摆线长时摆线拉得过紧,测量值 l0 偏大,所测重力加速度偏大,故 A 错误; B、计算摆长时,只考虑悬线长度,而未加小球半径,使摆长 L 的测量值偏小,则 g 偏 小,故 B 正确; C、计算摆长时,将悬线长加小球直径,使摆长 L 的测量值偏大,所测 g 偏大,故 C 错 误; D、重力加速度公式与振幅无关,故 D 错误; 故选:B. (2) 摆线长度与摆球半径之和是单摆的摆长,单摆摆长 L=L0+ , 单摆周期 T= , 由单摆周期公式 T=2π 得:

g=

=

=



故答案为: (1)B; (2)



点评:本题考查了求重力加速度、 实验误差分析, 应用单摆周期公式是正确解题的前提与关键. 三、计算题(本题共 4 小题,其中 16 题、17 题各 8 分,18 题、19 题各 12 分) 16. (8 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,两个完全相同的边长分别为 L1=20cm 和 L2=50cm 的长方形导线框,电阻均为 2Ω,两个导线框在对称位置均有一个长度不计的小缺口,两线框 在缺口处以阻值不计的导线相连.其中左边导线框中分布有垂直纸面向里的匀强磁场中,且 磁感应强度以 B=1+2t(T)的规律在发生变化.求: (1)左边导线框中的感应电动势? (2)a、b 两点间的电压?

考点:法拉第电磁感应定律;等势面. 专题:电磁感应与电路结合. 分析: (1)由法拉第电磁感应定律:E=n

=n

,求出感应电动势;

(2)由欧姆定律求出 ab 间的电压. 解答: 解: (1)磁通量的变化率: = S=2×0.2×0.5=0.2Wb/s, 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为:E=n (2)ab 点间的电压为:Uab=IR= ×2=0.1V; =1×0.2=0.2V;

答: (1)左边导线框中的感应电动势为 0.2V; (2)a、b 两点间的电压为 0.1V. 点评:本题考查了求磁通量的变化率、求感应电动势、求电压,应用法拉第电磁感应定律、欧 姆定律即可正确解题. 17. (8 分) (2012 春?吉安期末)一小型水电站,其交流发电机的输出功率为 1000kW,输出 电压为 1000V,在输电过程中,要求输电线能量损耗不大于 4%,已知输电线电阻为 16Ω,用 户降压变压器的输出电压为 240V, 求送电线路中, 升压变压器与降压变压器的变压比各多大? (升降压变压器均为理想变压器) 考点:远距离输电. 专题:交流电专题.

分析:根据输电线上损耗的功率求出输电线上的电流, 根据能量守恒求出降压变压器的输入功 率,从而根据 P=UI 求出降压变压器的输入电压,结合匝数之比等于原副线圈的匝数之 比求出降压变压器的变压比;根据输出功率和输出电流求出升压变压器的输出电压,从 而得出升压变压器的变压比. 解答:解:远距离输电线路的简单电路,如图所示,

根据



A=50A, 根据能量守恒得,P3=P2﹣P 线, 所以 P3=P2﹣P2×4%=960kW. 故 V.

降压变压器的匝数比



升压变压器副线圈上的电压为



升压变压器的匝数比为:



答:升压变压器的变压比为 1:20,降压变压器的变压比为 80:1. 点评:解决本题的关键知道:1、原副线圈电压、电流与匝数比之间的关系;2、升压变压器的 输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系. 18. (12 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,匀强磁场磁感应强度 B=1T,匝数为 N=100 匝的 矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴 OO′匀速转动,每匝线圈长为 L=25cm,宽为 d=20cm.线 圈以 300r/min 的转速在匀速转动,从线圈平面经过图示位置时开始计时. (1)求出交流感应电动势的最大值 Em; (2)写出交流感应电动势 e 的瞬时值表达式; (3)若线圈本身电阻 r=1Ω,外接一阻值 R=4Ω 的电阻,使线圈与外电路组成闭合电路,则 1s 内电阻 R 的发热量是多少.

考点:交流的峰值、有效值以及它们的关系;交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 专题:交流电专题. 分析:(1)求角速度和转速的关系求解角速度,再根据 Em=NBωS 求出最大值; (2)根据导线的起始位置及最大值,可得出电动势和电流的瞬时表达式; (3)由欧姆定律求解电路中的电流,再由焦耳定律可求得 1s 内的热量. 解答:解: (1)角速度 ω=2πn=2π×5=10πrad/s, 根据 Em=NBωS,可得感应电动势的最大值: Em=100×1×0.25×0.2×10π=50π(V) (2) 由于线框垂直于中性面开始计时, 所以电动势瞬时值的表达式:e=50πcos10πt(V) (3)转动过程中,交流电压有效值 U= 电流的有效值 I=
2

=25

πV

=

=5
2

πA

一周期内发热 Q=I Rt=(5 π) ×4×1=2000J 答: (1)交流感应电动势的最大值为 50π(V) (2)电动势瞬时值的表达式:e=50πcos10πt(V) (3)1s 内电阻 R 的发热量是 2000J. 点评:本题考查了有关交流电描述的基础知识,要能根据题意写出瞬时值的表达式,知道有效 值跟峰值的关系.线框在匀强磁场中匀速转动,产生正弦式交变电流.而对于电表读数 由交变电的有效值来确定. 19. (12 分) (2015 春?长沙月考)如图所示,abcd 为质量 M=2kg 的导轨,放在光滑绝缘的水 平面上,另有一根质量 m=0.6kg 的金属棒 PQ 平行 bc 放在水平导轨上,PQ 棒左边靠着绝缘固 定的竖直立柱 e、f,导轨处于匀强磁场中,磁场以 OO′为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧 的磁场方向水平向右,磁感应强度均为 B=0.8T.导轨的 bc 段长 L=0.5m,其电阻 r=0.4Ω,金 属棒的电阻 R=0.2Ω,其余电阻均可不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数 μ=0.2.若在导轨上 2 作用一个方向向左、大小为 F=2N 的水平拉力,设导轨足够长,M 取 10m/s ,试求:

(1)导轨运动的最大加速度; (2)拉力 F 的最大功率.

考点:导体切割磁感线时的感应电动势;电功、电功率;安培力. 专题:电磁感应与电路结合. 分析:(1)导轨在外力作用下向左加速运动,由于切割磁感线,在回路中要产生感应电流, 导轨的 bc 边及金属棒 PQ 均要受到安培力作用,PQ 棒受到的支持力要随电流的变化而 变化,导轨受到 PQ 棒的摩擦力也要变化,因此导轨的加速度要发生改变.导轨向左切 割磁感线时,导轨受到向右的安培力 F1=BIL,金属棒 PQ 受到向上的安培力 F2=BIL? 导轨受到 PQ 棒对它的摩擦力 f=μ (mg﹣BIL) ?根据牛顿第二定律, 有 F﹣BIL﹣μ (mg ﹣BIL)=Ma?当刚拉动导轨时,v=0,可知 I=0,此时有最大加速度. (2)随着导轨 v 增大,I 感增大而 a 减小,当 a=0 时,有最大速度,拉力 F 的最大功率 可由 P=Fv 求得. 解答:解: (1) 导轨向左运动时, 导轨受到向左的拉力 F, 向右的安培力 F1 和向右的摩擦力 f.根 据牛顿第二定律:F﹣F1﹣f=Ma 导轨受到向右的安培力 F1=BIL,导轨受到 PQ 棒对它的摩擦力为: f=μ(mg﹣BIL) , 整理得: 当 I=0 时,即刚拉动时,a 最大,有: (2)随着导轨速度增大,感应电流增大,加速度减小.当 a=0 时,I 最大,即: F﹣μmg﹣(1﹣μ)BImaxL=0

由闭合电路欧姆定律,得: 解得:v=3.75m/s 由 P=Fv 得:P=2×3.75=7.5w 答: (1)导轨运动的最大加速度 0.4m/s (2)拉力 F 的最大功率 7.5W. 点评:通过导轨的受力情况,来分析其运动情况,把握住加速度最大和电流最大的临界条件是 解答本题的关系.
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