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1、2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 考前復(fù)習(xí)方略 專題綜合檢測四
一、選擇題
1.(xx·高考北京卷)
A.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.04 A
B.將接線柱1、2接入電路時,每一小格表示0.02 A
C.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.06 A
D.將接線柱1、3接入電路時,每一小格表示0.01 A
解析:選C.設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA,用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時,若將接線柱1、2接入電路,根據(jù)并聯(lián)電路的特點,(I1-IA)R1=IARA,解得I1=3IA=0.06 A,則每一小格表示0.06 A;若將接線柱1、3接入電路,則(I2-
2、IA)R1=IARA,解得I2=3IA=0.06 A,則每一小格表示0.06 A.選項C正確.
2.(xx·天津河?xùn)|區(qū)二模)如圖所示,甲、乙兩電路中電源完全相同,外電阻R1>R2,兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,下列判斷正確的是( )
A.電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較多的是甲電路
B.R1上產(chǎn)生的電熱比R2上產(chǎn)生的電熱少
C.電源做功較多的是甲電路
D.電源效率較高的是甲電路
解析:選D.電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱Q=I2rt=Iqr,由于外電阻R1>R2,甲電路電流較小,電源內(nèi)部產(chǎn)生電熱較少的是甲電路,選項A錯誤.外電阻產(chǎn)生電熱Q=I2Rt=IqR=Uq,U1>U2,R1上產(chǎn)生的電熱比
3、R2上產(chǎn)生的電熱多,選項B錯誤.兩電路中分別通過相同的電荷量q的過程中,兩電源做功相等,選項C錯誤.電源效率較高的是甲電路,選項D正確.
3.(xx·河南開封一模)如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為R.L1和L2為相同的燈泡,每個燈泡的電阻和定值電阻阻值均為R.電壓表為理想電表.K為單刀雙擲開關(guān),當(dāng)開關(guān)由1位置擲到2位置時,下列說法中正確的是( )
A.L1亮度不變,L2將變暗
B.L1將變亮,L2將變暗
C.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小
D.電壓表示數(shù)將變小
解析:選D.開關(guān)擲到位置1時,燈泡L1和L2并聯(lián),并聯(lián)電阻R并==,電路總電阻R總=R+R+=,干路電流I==,根據(jù)并
4、聯(lián)電路電流與電阻成反比可得流過燈泡L1和L2的電流相等,即I1=I2=.開關(guān)擲到2位置,燈泡L1與定值電阻R串聯(lián),然后與燈泡L2并聯(lián),并聯(lián)電阻為R′并==,電路總電阻R′總=R+=,干路電流I′==,根據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻成反比可得流過燈泡L1的電流I′1=I′×=,流過燈泡L2的電流I′2=I′×=.據(jù)此判斷,開關(guān)由1位置擲到2位置,流過燈泡L1的電流大小不變,燈泡亮度不變,流過燈泡L2的電流變大,燈泡變亮,所以選項A、B錯.總電流變大,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率(P=I2R)變大,選項C錯.總電流變大,內(nèi)電壓變大,路端電壓變小,電壓表示數(shù)變小,選項D對.
4.(多選)(xx·高考海南卷)如圖,一
5、理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1,原線圈與一可變電阻串聯(lián)后,接入一正弦交流電源;副線圈電路中固定電阻的阻值為R0,負(fù)載電阻的阻值R=11R0,V是理想電壓表.現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R=5R0,保持變壓器輸入電流不變,此時電壓表的讀數(shù)為5.0 V,則( )
A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V
B.此時原線圈兩端電壓的最大值約為24 V
C.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 V
D.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V
解析:選AD.當(dāng)R=5R0,V示數(shù)為5.0 V,所以輸出電流I出=,UR0=I出R0=1 V,則變壓器輸出電壓為6 V,由=得到輸入電壓的有效值為
6、24 V,所以原線圈兩端電壓最大值為U1≈34 V,A正確,B錯誤.因I入∶I出=n2∶n1不變,故輸入電流不變時輸出電流也不變,當(dāng)負(fù)載由R=11R0變?yōu)镽=5R0時,由U=IR知副線圈電壓由I(R0+11R0)降到I(R0+5R0)=6 V,則副線圈兩端原來的電壓有效值為12 V,原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V,C錯誤,D正確.
5.用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110 V,通過負(fù)載的電流圖象如圖所示,則( )
A.變壓器輸入功率約為3.9 W
B.輸出電壓的最大值是110 V
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2
D.負(fù)載電流的函數(shù)
7、表達(dá)式i=0.05sin A
解析:選A.由題圖可知通過負(fù)載的電流最大值為Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故電流的函數(shù)表達(dá)式i=Imsint=0.05sin 100πt (A),D錯誤;理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比,即 n1∶n2=U1∶U2=2∶1,C錯誤;輸出電壓U2=110 V,其最大值U2m=U2=110 V,B錯誤;理想變壓器輸入功率等于輸出功率,即輸入功率P=I2U2=×110 W≈3.9 W,A正確.
6.如圖所示,有一臺交流發(fā)電機(jī)E,通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電,輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1,它的輸出電壓和
8、輸出功率分別為U2和P2;T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.設(shè)T1的輸入電壓U1一定,當(dāng)用戶消耗的電功率變大時,有( )
A.U2減小,U4變大 B.U2不變,U3不變
C.P1變小,P2變小 D.P2變大,P3變大
解析:選D.由理想變壓器輸出功率決定輸入功率可得,當(dāng)用戶功率增大時,升壓變壓器的輸入功率必增大,即P1增大,輸入電壓U1為定值不變,升壓變壓器的匝數(shù)不變,輸入電壓不變,故輸出電壓U2不變,由于P1增大,由P1=U1I1=P2=U2I2可得,I1增大,P2、I2增大,由閉合電路歐姆定律:U3=U2-I2R,故
9、U3減小,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)不變,所以隨U3減小,U4減小,A、B錯誤;由于用戶功率增大,即P4增大,理想變壓器無功率損耗可得:P3=P4,功率P3也增大,故C錯誤,D正確.
7.(xx·漯河期末)如圖所示的電路中,三個燈泡L1、L2、L3的電阻關(guān)系為R1<R2<R3,電感L的電阻可忽略,D為理想二極管.電鍵K從閉合狀態(tài)突然斷開時,下列判斷正確的是( )
A.L1逐漸變暗,L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗
B.L1逐漸變暗,L2立即熄滅,L3先變亮,然后逐漸變暗
C.L2立即熄滅,L1、L3均逐漸變暗
D.L1、L2、L3均先變亮,然后逐漸變暗
解析:選B.K斷開前,I1>
10、I2>I3,斷開K瞬間,L1中電流由I1逐漸減小,故L1逐漸變暗.由于此時加在二極管上的是反向電壓,故L2中電流為零,L2立即熄滅.而L3中的電流由I3突然變成反向I1(I1>I3),然后逐漸減小到零,L3先變亮后逐漸變暗,B正確.
8.(xx·東北三省四市第二次聯(lián)合考試)如圖所示,兩個寬度均為L的條形區(qū)域,存在著大小相等、方向相反且均垂直紙面的勻強磁場,以豎直虛線為分界線,其左側(cè)有一個用金屬絲制成的與紙面共面的直角三角形線框ABC,其底邊BC長為2L,并處于水平.現(xiàn)使線框以速度v水平勻速穿過勻強磁場區(qū),則此過程中,線框中的電流隨時間變化的圖象正確的是(設(shè)逆時針的電流方向為正方向,取時間t0
11、=作為計時單位)( )
解析:選D.根據(jù)題意,從2t0到3t0的過程中電流大小由2i0逐漸增大為3i0,從3t0到4t0過程中電流大小由i0逐漸增大為2i0,且在4t0時電流大小為2i0,所以選項D正確.
9.(xx·福建畢業(yè)班質(zhì)量檢測)如圖,MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L,導(dǎo)軌彎曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一個阻值為R的定值電阻.平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場.質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高度為h處由靜止釋放,到達(dá)磁場右邊界處恰好停止.已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ,金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好.則金屬
12、棒穿過磁場區(qū)域的過程中( )
A.流過金屬棒的最大電流為
B.流過金屬棒的電荷量為
C.克服安培力所做的功為mgh
D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為mg(h-μd)
解析:選D.金屬棒滑下過程中,根據(jù)動能定理有mgh=mv,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=BLvm,根據(jù)閉合電路歐姆定律有I=,聯(lián)立得Im=,A錯誤;根據(jù)q=可知,通過金屬棒的電荷量為,B錯誤;對全過程根據(jù)動能定理得mgh+Wf+W安=0,故C錯誤;由于Wf=-μmgd,金屬棒克服安培力做的功完全轉(zhuǎn)化成電熱,由題意可知金屬棒與電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱相同,設(shè)金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,故2Q=-W安,聯(lián)立得Q=mg(h-μd),D正
13、確.
10.(xx·南昌一模)如圖所示,在光滑水平面上方,有兩個磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的水平勻強磁場,PQ為兩個磁場的邊界,磁場范圍足夠大.一個邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框沿垂直磁場方向,以速度v從圖示位置向右運動,當(dāng)線框中心線AB運動到與PQ重合時,線框的速度為,則( )
A.此時線框的電功率為
B.此時線框的加速度為
C.此過程通過線框截面的電荷量為
D.此過程回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2
解析:選C.在題圖中虛線位置,線框產(chǎn)生的電動勢E=+=BLv,電流I==,由牛頓第二定律,線框的加速度a==2×=,選項B錯誤;線框的電功率P=I2R=,選項A錯
14、誤;由法拉第電磁感應(yīng)定律和電流的定義,可得此過程通過線框截面的電荷量q=It==,選項C正確;由能量守恒定律,可得回路產(chǎn)生的電能W=mv2-m=mv2,選項D錯誤.
二、非選擇題
11.(xx·江西重點中學(xué)聯(lián)盟第二次聯(lián)考)如圖所示,間距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面夾角為30°,導(dǎo)軌的電阻不計,導(dǎo)軌的N、Q端連接一阻值為R的電阻,導(dǎo)軌上有一根質(zhì)量一定、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)體棒上方距離L以上的范圍存在著磁感應(yīng)強度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直向下的勻強磁場.現(xiàn)在施加一個平行斜面向上且與棒ab重力相等的恒力,使導(dǎo)體棒ab從靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,當(dāng)ab進(jìn)入磁
15、場后,發(fā)現(xiàn)ab開始勻速運動,求:
(1)導(dǎo)體棒的質(zhì)量;
(2)若進(jìn)入磁場瞬間,拉力減小為原來的一半,求導(dǎo)體棒能繼續(xù)向上運動的最大位移.
解析:(1)導(dǎo)體棒從靜止開始在磁場外勻加速運動,距離為L,其加速度為
F-mgsin 30°=ma
F=mg
得a=g
棒進(jìn)入磁場時的速度為v==
由棒在磁場中勻速運動可知F安=mg
F安=BIL=
得m=.
(2)若進(jìn)入磁場瞬間使拉力減半,則F=mg
則導(dǎo)體棒所受合力為F安
F安=BIL==ma
將v=和a=代入上式得
=m
即=mΔv
設(shè)導(dǎo)體棒繼續(xù)向上運動的位移為x,則有
=mv
將v=和m=
代入得x=2L.
16、
答案:(1) (2)2L
12.(xx·高考四川卷)如圖所示,金屬導(dǎo)軌MNC和PQD,MN與PQ平行且間距為L,所在平面與水平面夾角為α,N、Q連線與MN垂直,M、P間接有阻值為R的電阻;光滑直導(dǎo)軌NC和QD在同一水平面內(nèi),與NQ的夾角都為銳角θ.均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m,長均為L,ab棒初始位置在水平導(dǎo)軌上與NQ重合;ef棒垂直放在傾斜導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ(μ較小),由導(dǎo)軌上的小立柱1和2阻擋而靜止.空間有方向豎直的勻強磁場(圖中未畫出).兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸,不計所有導(dǎo)軌和ab棒的電阻,ef棒的阻值為R,最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,忽略感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,
17、重力加速度為g.
(1)若磁感應(yīng)強度大小為B,給ab棒一個垂直于NQ,水平向右的速度v1,在水平導(dǎo)軌上沿運動方向滑行一段距離后停止,ef棒始終靜止,求此過程ef棒上產(chǎn)生的熱量;
(2)在(1)問過程中,ab棒滑行距離為d,求通過ab棒某橫截面的電量;
(3)若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平導(dǎo)軌上向右勻速運動,并在NQ位置時取走小立柱1和2,且運動過程中ef棒始終靜止.求此狀態(tài)下最強磁場的磁感應(yīng)強度及此磁場下ab棒運動的最大距離.
解析:(1)設(shè)ab棒的初動能為Ek,ef棒和電阻R在此過程產(chǎn)生的熱量分別為W和W1,有
W+W1=Ek①
且W=W1②
由題意有Ek=mv③
18、得W=mv.④
(2)設(shè)在題設(shè)過程中,ab棒滑行時間為Δt,掃過的導(dǎo)軌間的面積為ΔS,通過ΔS的磁通量為ΔΦ,ab棒產(chǎn)生的電動勢為E,ab棒中的電流為I,通過ab棒某橫截面的電量為q,則
E=⑤
且ΔΦ=BΔS⑥
I=⑦
又有I=⑧
由圖所示ΔS=d(L-dcot θ)⑨
聯(lián)立⑤~⑨,解得 q=.⑩
(3)ab棒滑行距離為x時,ab棒在導(dǎo)軌間的棒長Lx為
Lx=L-2xcot θ?
此時,ab棒產(chǎn)生的電動勢Ex=Bv2Lx?
流過ef棒的電流Ix=?
ef棒所受安培力Fx=BIxL?
聯(lián)立?~?,解得Fx=(L-2xcot θ)?
由?式可得,F(xiàn)x在x=0和B為最大值Bm時有最大值F1.
由題知,ab棒所受安培力方向必水平向左,ef棒所受安培力方向必水平向右,使F1為最大值的受力分析如圖所示,圖中Ffm為最大靜摩擦力,有
F1cos α=mgsin α+μ(mgcos α+F1sin α)?
聯(lián)立??,得Bm= ?
?式就是題目所求最強磁場的磁感應(yīng)強度大小,該磁場方向可豎直向上,也可豎直向下.
由?式可知,B為Bm時,F(xiàn)x隨x增大而減小,x為最大xm時,F(xiàn)x為最小值F2,如圖可知
F2cos α+μ(mgcos α+F2sin α)=mgsin α?
聯(lián)立???,得
xm=.
答案:(1)mv (2) (3)見解析