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2013-03-25
【摘要】鉴于大家对精品学习网十分关注,小编在此为大家整理了此文“高三物理模拟复习预测试题”,供大家参考!
本文题目:高三物理模拟复习预测试题
(时间:60分钟 分值:100分)
一、选择题(本题共9小题.在每小题给出的四个选项中至少有一个符合题目要求,全选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的或不选的得0分)
1.某理想变压器的原线圈接一交流电,副线圈接如图1所示电路,电键S原来闭合,且R1=R2.现将S断开,那么交流电压表的示数U、交流电流表的示数I、电阻R1上的功率P1及该变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别是( ).
图1
A.U增大 B.I增大 C.P1减小 D.P增大
答案 A
2.(2011•杭州统测训练)两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置,通过它们的电流方向如图2所示,线圈L的平面跟纸面平行,现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到位置B,则在平移过程中,线圈中的感应电流( ).
图2
A.沿顺时针方向,且越来越小
B.沿逆时针方向,且越来越大
C.始终为零
D.先顺时针,后逆时针
答案 C
3.如图3所示,理想变压器原、副线圈的匝数是n1、n2,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,副线圈接定值电阻,其余电阻不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图4所示的交变电压.则下列说法中正确的是( ).
图3 图4
A.当单刀双掷开关由a拨向b后,电压表的示数变大
B.当单刀双掷开关由a拨向b后,电流表的示数变小
C.当单刀双掷开关由a拨向b后,原线圈的输入功率变大
D.当单刀双掷开关由a拨向b后,副线圈输出电压的频率变小
答案 AC
4.北半球某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4 T,竖直分量B2=0.5×10-4T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板插入此海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距d=20 m,如图5所示,与两极板相连的电压表(可看做是理想电压表)示数为U=0.2 mV,则( ).
图5
A.西侧极板电势高,东侧极板电势低
B.西侧极板电势低,东侧极板电势高
C.海水的流速大小为0.125 m/s
D.海水的流速大小为0.2 m/s
答案 AD
5.如图6为一火灾报警系统.其中R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1,副线圈输出电压如图7所示,则下列说法正确的是( ).
图6 图7
A.原线圈输入电压有效值为2202 V
B.副线圈输出电压瞬时值表达式u=442cos(100πt)V
C.R处出现火情时原线圈电流增大
D.R处出现火情时电阻R0的电功率增大
答案 CD
6.如图8所示,足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置,且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R,不计其他电阻.导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨,当没有磁场时,ab上升的最大高度为H;若存在垂直导轨平面的匀强磁场时,ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直,且初速度都相等.关于上述情景,下列说法正确的是( ).
图8
A.两次上升的最大高度相比较为H
B.有磁场时导体棒所受合力的功大于无磁场时合力的功
C.有磁场时,电阻R产生的焦耳热为12mv20
D.有磁场时,ab上升过程的最小加速度为gsin θ
解析 当有磁场时,导体棒除受到沿斜面向下的重力的分力外,还切割磁感线有感应电流受到安培力的作用,所以两次上升的最大高度相比较为h
答案 D
7.图9中理想变压器的原线圈接u=311sin 100πt(V)的交变电压,副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路;图10-中阻值为R2的电阻直接接到电压为U=220 V的直流电源上,结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等,则变压器原、副线圈的匝数之比为( ).
图9 图10-
A.R1R2 B.R2R1 C. R2R1 D. R1R2
解析 由u=311sin 100πt(V)可知,原线圈接入交变电压的最大值为Umax=311 V,故有效值为U1=220 V.又U1U2=n1n2,R1消耗的电功率P1=U22R1.R2消耗的电功率P2=U2R2.又U=220 V=U1,P1=P2.联立解得n1n2=R2R1.
答案 C
8.如图11所示,在虚线所示的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁场变化规律如图12所示,面积为S的单匝金属线框处在磁场中,线框与电阻R相连.若金属框的电阻为R2,则下列说法正确的是( ).
图11 图12
A.流过电阻R的感应电流由a到b
B.线框cd边受到的安培力方向向下
C.感应电动势大小为2B0St0
D.ab间电压大小为2B0S3t0
解析 本题考查电磁感应及闭合电路相关知识.由题图12可以看出磁场随时间均匀增加,根据楞次定律及安培定则可知,感应电流方向由a→b,选项A正确;由于电流由c→d,根据左手定则可判断出cd边受到的安培力向下,选项B正确;回路中感应电动势应为E=2B0-B0St0=B0St0,选项C错误;因为ER+12R=UR,解得U=2B0S3t0,选项D正确.
答案 ABD
9.边长为L的正方形金属框在水平恒力F作用下运动,穿过方向如图13所示的有界匀强磁场区域.磁场区域的宽度为d(d>L).已知ab边进入磁场时,线框的加速度恰好为零.则线框进入磁场的过程和从磁场另一侧穿出的过程相比较,有( ).
图13
A.产生的感应电流方向相反
B.所受的安培力方向相反
C.进入磁场过程的时间等于穿出磁场过程的时间
D.进入磁场过程的发热量小于穿出磁场过程的发热量
答案 AD
二、非选择题(本题共3小题,共37分)
10.(12分)如图14所示,宽度L=1 m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1 T,框架导轨上放一根质量m=0.2 kg、电阻R=1.0 Ω的金属棒ab,棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6 W的牵引力F使棒ab从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒ab的电阻R产生热量Q=5.8 J时获得稳定速度,此过程中,通过棒ab的电荷量q=2.8 C(框架电阻不计,g取10 m/s2).问:
图14
(1)棒ab达到的稳定速度多大?
(2)棒ab从静止到稳定速度的时间多少?
解析 (1)根据题意,牵引力F使棒ab从静止开始沿导轨运动,功率P=Fv,当金属棒稳定时:F=F安+μmg
而F安=BIL,又根据闭合电路欧姆定律I=BLvR,
联立以上各式解得v=2 m/s.
(2)根据法拉第电磁感应定律
E=ΔΦΔt=BΔSΔt=BsLt,因为q=It=ERt=BsLR.
所以棒ab从静止到稳定速度时运动的距离为s=qRBL,
由能量守恒得:Pt=Q+12mv2+μmgs,
联立上式解得:t=1.5 s.
答案 (1)2 m/s (2)1.5 s
11.(13分)如图15所示,一个质量m=0.1 kg的正方形金属框总电阻R=0.5 Ω,金属框放在表面绝缘的斜面AA′B′B的顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为x,那么v2x图象如图16所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,金属框与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
图15 图16
(1)根据v2x图象所提供的信息,计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间t;
(2)求出斜面AA′B′B的倾斜角θ;
(3)求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
解析 (1)由v2x图象可知:
x1=0.9 m,v1=3 m/s,做匀加速运动,
x2=1.0 m,v1=3 m/s,做匀速运动,
x3=1.6 m,末速度v2=5 m/s,做匀加速运动,
设线框在以上三段的运动时间分别为t1、t2、t3.
则x1=12v1t1,所以t1=0.6 s
x2=v1t2,所以t2=13s.
x3=12(v1+v2)t3,t3=0.4 s,
t=t1+t2+t3=43 s,
(2)线框加速下滑时,由牛顿第二定律得
mgsin θ-μmgcos θ=ma,
由a=5.0 m/s2得θ=53°,
(3)线框通过磁场时,线框做匀速直线运动,线框受力平衡,
B2L2v1R+μmgcos θ=mgsin θ,
线框的宽度L=d=0.5 x2=0.5 m.得B=33 T.
答案 (1)43 s (2)53° (3)33 T
12.(12分) (2011•海南卷,16)如图17所示,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M′N′是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触,两杆的总电阻为R,导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:
(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度大小之比;
(2)两杆分别达到的最大速度.
图17
解析 (1)细线烧断之前,对整体分析有F=3mg ①
设细线烧断后任意时刻MN的速度为v,M′N′的速度为v′
MN的加速度为a,M′N′的加速度为a′,
由牛顿第二定律知:a=F-mg-F安m ②
a′=2mg-F安′2m ③
二者受到的安培力大小相等F安=F安′ ④
任意时刻两杆速度之比vv′=ata′t ⑤
由①②③④⑤解得vv′=21 ⑥
(2)两杆速度达到最大值时a=0 ⑦
由安培力公式知F安=BIl ⑧
由闭合电路欧姆定律知
I=Blvm+Blvm′R ⑨
由①②⑥⑦⑧⑨得vm=4mgR3B2l2 ⑩
此时M′N′的速度值为vm′=12v=2mgR3B2l2 ⑪
答案 (1)2∶1 (2)4mgR3B2l2 2mgR3B2l2
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