高中同步測試卷(十二)高考水平測試卷(A)(時間：90分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確．)1．下列給出的各組科技應用中，都屬于應用電磁感應現(xiàn)象的是()A．家用電磁灶、電腦讀取軟盤數(shù)據(jù)B．讀碼器讀取商品中的條碼、電磁起重機C．動圈式話筒、電腦讀取光盤數(shù)據(jù)D．POS機刷卡消費、高頻感應爐、日光燈啟動器2.如圖，一根長導線彎成“n”形，通以直流電I，正中間用不計長度的一段絕緣線懸掛一金屬環(huán)C，環(huán)與導線處于同一豎直平面內(nèi)，在電流I增大的過程中，下列敘述正確的是()A．金屬環(huán)C中無感應電流產(chǎn)生B．金屬環(huán)C仍能保持靜止狀態(tài)C．金屬環(huán)C中有沿逆時針方向的感應電流D．懸掛金屬環(huán)C的豎直線拉力變小3.如圖所示，一傾斜的金屬框架上放有一根金屬棒，由于摩擦力作用，金屬棒在沒有磁場時處于靜止狀態(tài)．從t0時刻開始給框架區(qū)域內(nèi)加一個垂直框架平面向上的逐漸增強的磁場，到時刻t1時，金屬棒開始運動，則在這段時間內(nèi)，棒所受的摩擦力()A．不斷增大 B．不斷減小C．先減小后增大 D．先增大后減小4．半圓形導軌豎直放置，不均勻磁場方向水平并垂直于軌道平面，一個金屬環(huán)在軌道內(nèi)來回滾動，如圖所示，若空氣阻力不計，則()A．金屬環(huán)做等幅振動 B．金屬環(huán)做減幅振動C．金屬環(huán)做增幅振動 D．無法確定5．如圖為無線充電技術中使用的受電線圈示意圖，線圈匝數(shù)為n，面積為S.若在t1到t2時間內(nèi)，勻強磁場平行于線圈軸線向右穿過線圈，其磁感應強度大小由B1均勻增加到B2，則該段時間線圈兩端a和b之間的電勢差φa－φb()A．恒為eq\f(nS（B2－B1）,t2－t1) B．從0均勻變化到eq\f(nS（B2－B1）,t2－t1)C．恒為－eq\f(nS（B2－B1）,t2－t1) D．從0均勻變化到－eq\f(nS（B2－B1）,t2－t1)6．如圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()A．(eq\f(n1,n2))eq\f(Ueq\o\al(2,m),4r) B．(eq\f(n2,n1))eq\f(Ueq\o\al(2,m),4r)C．4(eq\f(n1,n2))2(eq\f(P,Um))2r D．4(eq\f(n2,n1))2(eq\f(P,Um))2r7．如圖所示，導體棒沿兩平行金屬導軌從圖中位置以速度v向右勻速通過一正方形abcd磁場區(qū)域，ac垂直于導軌且平行于導體棒，ac右側的磁感應強度是左側的2倍且方向相反，導軌和導體棒的電阻均不計，下列關于導體棒中感應電流和所受安培力隨時間變化的圖象正確的是(規(guī)定電流從M經(jīng)R到N為正方向，安培力向左為正方向)()二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題意．)8．交流發(fā)電機電樞中產(chǎn)生的交變電動勢為e＝Emsinωt，如果要將交變電動勢的有效值提高一倍，而交流電的周期不變，可采取的方法是()A．將電樞轉速提高一倍，其他條件不變B．將磁感應強度增加一倍，其他條件不變C．將線圈的面積增加一倍，其他條件不變D．將磁感應強度增加一倍，線圈的面積縮小一半，其他條件不變9．某交流電源電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系，如圖所示，已知該電源輸出功率為200kW，現(xiàn)用5000V的高壓輸電，輸電線總電阻為25Ω，用戶端利用匝數(shù)比為20∶1的變壓器降壓，則下列說法中正確的是()A．該交變電流電動勢的有效值為220V B．輸電線中的電流為200AC．用戶端的交變電流頻率為2Hz D．用戶端的電壓為200V10．如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉動時，線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示，設沿abcda方向為電流正方向，則()A．乙圖中Oa時間段對應甲圖中A至B圖的過程B．乙圖中c時刻對應甲圖中的C圖C．若乙圖中d等于0.02s，則1s內(nèi)電流的方向改變了25次D．若乙圖中b等于0.02s，則交流電的頻率為25Hz11．如圖所示，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈(直流電阻可忽略不計)．則()A．S閉合后，A燈立即亮，然后逐漸熄滅B．S閉合時，B燈立即亮，然后逐漸熄滅C．電路接通穩(wěn)定后，三個燈亮度相同D．電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈逐漸熄滅12.如圖，由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd，固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中．一接入電路電阻為R的導體棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動，滑動過程中PQ始終與ab垂直，且與線框接觸良好，不計摩擦．在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中()A．PQ中電流先增大后減小 B．PQ兩端電壓先減小后增大C．PQ上拉力的功率先減小后增大 D．線框消耗的電功率先增大后減小題號123456789101112答案三、計算題(本題共4小題，共42分．解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)13．(10分)一個正方形線圈邊長a＝0.20m，共有n＝100匝，其總電阻r＝4.0Ω.線圈與阻值R＝16Ω的外電阻連成閉合回路，如圖甲所示．線圈所在區(qū)域存在著均勻分布的變化磁場，磁場方向垂直線圈平面，其磁感應強度B的大小隨時間作周期性變化，周期T＝1.0×10－2s，如圖乙所示，圖象中t1＝eq\f(1,3)T，t2＝eq\f(4,3)T，t3＝eq\f(7,3)T，…，求：(1)0～t1時間內(nèi)，電阻R兩端的電壓；(2)線圈中產(chǎn)生感應電流的有效值．14．(10分)均勻導線制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長為L，總電阻為R，總質(zhì)量為m.將其置于磁感應強度為B的水平勻強磁場上方h處，如圖所示．線框由靜止自由下落，線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且cd邊始終與水平的磁場邊界平行．當cd邊剛進入磁場時，(1)求線框中產(chǎn)生的感應電動勢大?。?2)求cd兩點間的電勢差大??；(3)若此時線框加速度恰好為零，求線框下落的高度h所應滿足的條件．15.(10分)一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖所示的角速度ω勻速轉動，外電路電阻為R.(1)線圈轉動過程中感應電動勢的最大值有多大？(2)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應電動勢為多大？(3)設發(fā)電機由柴油機帶動，其他能量損失不計，線圈轉一周，柴油機做多少功？(4)從圖示位置開始，線圈轉過60°的過程中通過R的電量是多少？16．(12分)如圖，PQNM是表面光滑、傾角為30°的絕緣斜面，斜面上寬度為L的矩形區(qū)域P′Q′N′M′內(nèi)存在垂直于斜面向下、磁感應強度為B的勻強磁場．現(xiàn)將質(zhì)量為m、邊長為L的單匝正方形金屬線框abcd放在斜面上，使其由靜止開始沿斜面下滑．若已知cd∥N′M′∥NM，線框開始運動時cd邊與P′Q′的距離為2L，線框恰能做勻速運動通過磁場區(qū)域，重力加速度為g.求：(1)線框的電阻；(2)線框在通過磁場區(qū)域的過程中產(chǎn)生的熱量.參考答案與解析1．[導學號26020177]【解析】選A.題中給出的九種科技應用中，其中下列四項“讀碼器讀取商品中的條碼、電磁起重機、電腦讀取光盤數(shù)據(jù)、日光燈啟動器”不屬于電磁感應現(xiàn)象．選項A正確．2．[導學號26020178]【解析】選B.解決本題的關鍵是會用安培定則判斷電流周圍磁場的方向以及根據(jù)楞次定律來確定感應電流的方向．金屬環(huán)C處于“n”形中，導線中通以題圖所示的電流，則會產(chǎn)生磁場，根據(jù)安培定則知，“n”形導線中電流的磁場方向為垂直紙面向外，且大小增加，由楞次定律可知，感應電流的方向為順時針，根據(jù)左手定則可知，安培力的方向指向圓心，由于彎曲成的是“n”形導線，所以金屬環(huán)下邊eq\f(1,4)圓弧所受安培力較小，因此導致掛環(huán)的拉力增大，但環(huán)仍處于靜止狀態(tài)，故B正確，A、C、D錯誤．所以選B.3．[導學號26020179]【解析】選C.由于摩擦力作用，金屬棒在沒有磁場時處于靜止狀態(tài)，則摩擦力沿斜面向上；從t0時刻開始給框架區(qū)域內(nèi)加一個垂直框架平面向上的逐漸增強的磁場，穿過閉合回路的磁通量增大，閉合回路有收縮的趨勢，金屬棒受到沿斜面向上的安培力，金屬棒運動前，受平衡力作用有mgsinθ＝F安＋F摩，F(xiàn)安從0開始增大，F(xiàn)摩減??；F安增大到等于mgsinθ時，F(xiàn)摩減小到0，F(xiàn)安再增大，F(xiàn)摩反向增大．C正確．4．[導學號26020180]【解析】選B.金屬環(huán)在有不均勻磁場的軌道內(nèi)來回滾動時，由于穿過金屬環(huán)的磁通量不斷變化，所以在金屬環(huán)中會產(chǎn)生感應電流，消耗機械能，所以金屬環(huán)做減幅振動，最后停止，選項B正確．5．[導學號26020181]【解析】選C.根據(jù)法拉第電磁感應定律得，感應電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(（B2－B1）S,t2－t1)，由楞次定律和右手螺旋定則可判斷b點電勢高于a點電勢，因磁場均勻變化，所以感應電動勢恒定，因此a、b兩點電勢差恒為φa－φb＝－neq\f(（B2－B1）S,t2－t1)，選項C正確．6．[導學號26020182]【解析】選C.升壓變壓器T的原線圈兩端電壓的有效值為U1＝eq\f(Um,\r(2))；由變壓關系可得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，則U2＝eq\f(n2Um,\r(2)n1)；因為輸送電功率為P，輸電線中的電流為I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(\r(2)n1P,n2Um)，則輸電線上損失的電功率為ΔP＝Ieq\o\al(2,2)(2r)＝eq\f(4neq\o\al(2,1)P2r,neq\o\al(2,2)Ueq\o\al(2,m))，故選項C正確．7．[導學號26020183]【解析】選A.導體棒運動時間t時切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小E＝Blv＝2Bv2t，感應電流大小I＝eq\f(E,R)＝eq\f(2Bv2t,R)，導體棒所受的安培力大小F＝BIl＝eq\f(4B2v3t2,R)，由此可見，感應電流的大小I與時間t成正比，而安培力的大小F則與時間t是二次函數(shù)關系．由楞次定律可知，導體棒在第一、二區(qū)域的磁場中運動時，產(chǎn)生的感應電流分別為從M經(jīng)R到N和從N經(jīng)R到M；由左手定則判斷得出，導體棒在第一、二區(qū)域的磁場中運動時受到的安培力均為水平向左，只有A正確．8．[導學號26020184]【解析】選BC.由交變電流電動勢的最大值Em＝nBSω及有效值與最大值的關系E＝eq\f(Em,\r(2))可知，將磁感應強度增加一倍，其他條件不變，或將線圈的面積增加一倍，其他條件不變，選項BC正確．9．[導學號26020185]【解析】選AD.由題圖可知，交流電的周期T＝2×10－2s，故頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以C錯誤；由圖象可知交流電的最大值為220eq\r(2)V，因此其有效值為eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，故A正確．由題意可知，輸電線中電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(200000,5000)A＝40A，故B錯誤；因輸電線總電阻是25Ω，輸電線電阻損失電壓為U損＝IR＝40×25V＝1000V，由U用＝(5000－1000)×eq\f(1,20)V＝200V，故D正確．10．[導學號26020186]【解析】選AD.由交變電流的產(chǎn)生原理可知，甲圖中的A、C兩圖中線圈所在的平面為中性面，線圈在中性面時電流為零，再經(jīng)過eq\f(1,4)個周期電流達到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，因此圖甲中A至B圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值，A對；甲圖中的C圖對應的電流為零，B錯；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向就要改變一次，所以一個周期內(nèi)電流方向要改變兩次，因此在乙圖中對應Od段等于交變電流的一個周期，若已知d等于0.02s，則頻率為50Hz，1s內(nèi)電流的方向將改變100次，C錯；若乙圖中b等于0.02s，則交流電的頻率應該為25Hz，D正確．11．[導學號26020187]【解析】選AD.S閉合時，A燈立即亮，然后逐漸熄滅，選項A正確；S閉合時，B燈先不太亮，然后亮，選項B錯誤；電路接通穩(wěn)定后，B、C燈亮度相同，A燈不亮，選項C錯誤；電路接通穩(wěn)定后，S斷開時，C燈逐漸熄滅，選項D正確．12．[導學號26020188]【解析】選CD.設PQ左側金屬線框的電阻為r，則右側電阻為3R－r；PQ相當于電源，其電阻為R，則電路的外電阻為R外＝eq\f(r（3R－r）,r＋（3R－r）)＝eq\f(－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(r－\f(3R,2)))\s\up12(2)＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3R,2)))\s\up12(2),3R)，當r＝eq\f(3R,2)時，R外max＝eq\f(3,4)R，此時PQ處于矩形線框的中心位置，即PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中外電阻先增大后減?。甈Q中的電流為干路電流I＝eq\f(E,R外＋R內(nèi))，可知干路電流先減小后增大，選項A錯誤．PQ兩端的電壓為路端電壓U＝E－U內(nèi)，因E＝Blv不變，U內(nèi)＝IR先減小后增大，所以路端電壓先增大后減小，選項B錯誤．拉力的功率大小等于安培力的功率大小，P＝F安v＝BIlv，可知因干路電流先減小后增大，PQ上拉力的功率也先減小后增大，選項C正確．線框消耗的電功率即為外電阻消耗的功率，因外電阻最大值為eq\f(3,4)R，小于內(nèi)阻R；根據(jù)電源的輸出功率與外電阻大小的變化關系，外電阻越接近內(nèi)阻時，輸出功率越大，可知線框消耗的電功率先增大后減小，選項D正確．13．[導學號26020189]【解析】(1)0～t1時間內(nèi)的感應電動勢E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)a2＝neq\f(Bma2,t1) (2分)通過電阻R的電流I1＝eq\f(E,R＋r) (1分)電阻R兩端的電壓U＝I1R (1分)聯(lián)立各式得U＝48V． (1分)(2)在一個周期內(nèi)，電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量Q1＝Ieq\o\al(2,1)Rt1 (1分)設感應電流的有效值為I，則一個周期內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量Q2＝I2RT (1分)根據(jù)有效值的定義Q2＝Q1 (2分)解得I＝eq\r(3)A＝1.73A． (1分)【答案】(1)48V(2)1.73A14．[導學號26020190]【解析】(1)cd邊剛進入磁場時，線框速度v＝eq\r(2gh) (1分)線框中產(chǎn)生的感應電動勢E＝BLv＝BLeq\r(2gh). (2分)(2)此時線框中電流I＝eq\f(E,R) (1分)cd兩點間的電勢差U＝Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)R))＝eq\f(3,4)E＝eq\f(3,4)BLeq\r(2gh). (1分)(3)安培力F＝BIL＝eq\f(B2L2\r(2gh),R) (2分)根據(jù)牛頓第二定律mg－F＝ma (2分)由a＝0，解得下落高度滿足h＝eq\f(m2gR2,2B4L4). (1分)【答案】(1)BLeq\r(2gh)(2)eq\f(3,4)BLeq\r(2gh)(3)eq\f(m2gR2,2B4L4)15．[導學號26020191]【解析】(1)Em＝NBSω＝NBωL2. (1分)(2)線圈平面與B成60°角時的瞬時感應電動勢e＝Emcos60°＝eq\f(1,2)NBωL2. (2分)(3)電動勢的有效值E＝eq\f(Em,\r(2)) (1分)電流的有效值I＝eq\f(E,R＋r) (1分)柴油機做的功轉化為電能，線圈轉一周柴油機做的功W＝EIT＝eq\f(E2,R＋r)T＝eq\