高三物理同步测试(十五)
一、选择题（每小题6分、共48分）
14．如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2 l0、下弧长为2 d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0《L。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在磁场内做简谐运动
15．具有金属外壳的人造地球卫星，在环绕地球做匀速圆周运动时（ ）
A．如果卫星沿着地球的经线绕地球运动，则在通过地磁场两极上空时，卫星的表面将产生感应电流
B．如果卫星的运动轨道经过北京和昆明的上空，则它的表面不会产生感应电流
C．如果卫星在地球同步轨道上运动，它的表面不会产生感应电流
D．如果卫星表面产生了感应电流，它的机械能将减少，轨道半径减小，运行速度也减小
16．如图所示，绝热气缸直立于地面上，光滑绝热活塞封闭一定质量的气体并静止在A位置，气体分子间的作用力忽略不计．现将一个物体轻轻放在活塞上，活塞最终静止在B位置（图中未画出），则活塞（ ）
A．在B位置时气体的温度与在A位置时气体的温度相同
B．在B位置时单位时间内与缸壁单位面积碰撞的分子数比在A位置时的多
C．在B位置时每个分子对缸壁的冲力比在A位置时的大
D．在B位置时气体分子的平均速率比在A位置时的大
17．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2．在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是（ ）
A．波1速度比波2速度大
B．相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象
C．在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象
D．在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同
18．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计，斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量为m，电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升高度h，如图所示，在这个过程中（ ）
A．作用在金属棒上的各个力的合力所做功等于零
B．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零
D．恒力F与重力的合力所做的功大于电阻R上发出的焦耳热
19．平行金属导轨MN竖直放置于绝缘水平地板上，如右图所示，金属杆PQ可以紧贴导轨无摩擦滑动，导轨间除固定电阻R以外，其它部分电阻不计，匀强磁场B垂直穿过导轨平面，以下有两种情况：第1次，先闭合开关S，然后从图中位置由静止释放PQ，经一段时间后PQ匀速到达地面；第2次，先从同一高度由静止释放PQ，当PQ下滑一段距离后突然闭合开关S，最终PQ也匀速到达了地面。设上述两种情况PQ由于切割磁感线产生的电能分别为W1、W2，则可以判定（ ）
A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．W1＜W2 D．以上结论都不正确
20．用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框，以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud.下列判断正确的是（ ）
A．Ua<Ub<Uc<Ud B．Ua<Ub<Ud<Uc C．Ua=Ub<Uc=Ud D．Ub<Ua<Ud<Uc
21．2006年7月1日，世界上海拔最高、线路最长的青藏铁路全线通车，青藏铁路多种装置运用了电磁感应原理，有一种电磁装置可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，原理是将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心。线圈长为l1，宽为l2，匝数为n，线圈和传输线的电阻忽略不计。若火车通过线圈时，控制中心接受到线圈的电压信号u与t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），则火车在t1—t2内
A．做匀加速直线运动 B．做匀速直线运动
C．加速度为
D．平均速度为
班级_________ 姓名____________ 分数_____________
| 题号 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| 答案 |
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22．（17分）
Ⅰ．(7分) 根据研究电磁感应现象实验，回答下列问题：
(1)将如图所示器材，连接成实验电路。
(2)在实验前应判断________________________________________________________。
(3)闭合电键前，滑动变阻器滑片P应置于_______端。
(4)若某次实验，将线圈A插入线圈B的过程中，灵敏电流计指针向右偏转，则：
①当线圈A插入B后静止，灵敏电敏电流计指针________________________________。
②线圈A插入线圈B后，在A中插入铁芯的过程，灵敏电流计指针_________________。
③线圈A插入线圈B后断开电键时，灵敏电流计指针___________________。
(填“左偏”、“右偏”或“不动”)
Ⅱ．（10分）测量一块量程已知的电压表的内阻，器材如下：
A．待测电压表（量程3V，内阻未知）一块
B．电流表（量程3A，内阻0．01Ω）一块
C．定值电阻（阻值5kΩ，额定电流0.5A）一个
D．电池组（电动势小于3V，内阻可忽略）一个
E．多用电表一块
F．开关两只
G．导线若干
有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：
(1) 用多用电表进行粗测：多用电表电阻档有3种倍率，分别是×100Ω、×10Ω和×1Ω。该同学选择×10Ω倍率，用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太小．为了较准确地进行测量，应重新选择 倍率．重新选择倍率后，刻度盘上的指针位置如图所示，那么测量结果大约是 Ω．
（2）为了更准确的测出该电压表内阻的大小，该同学设计了如图甲、乙两个实验电路．你认为其中较合理的是 （填“甲”或“乙”）电路．其理由是：
（3）用你选择的电路进行实验时，需要直接测量的物理量 ；用上述所测各量表示电压表内阻，其表达式应为Rv＝
．
23．（16分）如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中．一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动．质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力．
(1)通过ab边的电流Iab是多大?
(2)导体杆ef的运动速度v是多大?
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（2） |
23．（1）24．（19分）如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴
匀速转动，以经过O水平向右的方向作为x轴的正方向．在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，在t＝0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v．已知容器在t＝0时滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水．问：
（1）每一滴水经多长时间滴落到盘面上？
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上，圆盘转动的最小角速度ω．
（3）第二滴水与第三滴水在盘面上的落点间的最大距离s．
| 24．（1）
（2）
（3）
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25、(20分)如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m．道的MM´端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN´端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N´P´平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m．轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN´重合．有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处．与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP´．已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：
⑴导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；
⑵导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；
⑶导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热．
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（2）
（3） |
25．（1）参考答案
14．D 15．AC 16．BD 17．BC 18．A 19．B 20．B 21．AD
22．Ⅰ.(1)电路图略(3分)
(2)判断两线圈绕线方向及灵敏电流计电流流入方向与指针偏转方向的关系。(2分)
(3)d(2分)
(4)①不动(或指零)
②右偏
③左偏(3分)
Ⅱ．×100,3KΩ,乙，甲电路中电流太小，无法准确读出电流，电压表的两次示数，
23．（1）设通过正方形金属框的总电流为I，ab边的电流为Iab，dc边的电流为Idc，有
①(1分) 
②(1分)
金属框受重力和安培力，处于静止状态，有 
③(1分)
由①②③解得： 
④(1分)
（2）由（1）可得 
⑤(1分)
设导体杆切割磁感线产生的电动势为E，有 E＝B1L1v ⑥(1分)
设ad、dc、cb三边电阻串联后与ab边电阻并联的总电阻为R，则
⑦(1分)
根据闭合电路欧姆定律，有 I＝E/R ⑧(1分)
由⑤～⑧解得 
⑨(2分)
24．（1）水滴在坚直方向作自由落体运动，有
得 
（2）要使每一滴水在圆盘面上的落点都位于同一条直线上，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的最小角度为π，所以最小角速度为
（3）第二滴水落在圆盘上的水平位移为
第二滴水落在圆盘上的水平位移为
当第二滴水与第三滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心的两侧时两点间的距离最大，为
25、（20分）
（1）设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1，根据动能定理则有
（F-μmg）s=
mv12 ………………………2分
导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1…………………………………1分
此时通过导体杆上的电流大小I=E/（R+r）=3.8A（或3.84A）………………2分
根据右手定则可知，电流方向为由b向a ………………………………………2分
（2）设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为E平均，则由法拉第电磁感应定律有
E平均=△φ/t=Bld/t…………………………………………………2分
通过电阻R的感应电流的平均值 I平均=E平均/（R+r）………………………1分
通过电阻R的电荷量 q=I平均t=0.512C（或0.51C）…………………………2分
（3）设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有
mg=mv32/R0……………………………………………………………………1分
对于导体杆从NN′运动至PP′的过程，根据机械能守恒定律有
mv22=mv32+mg2R0…………………………………………………………1分
解得v2=5.0m/s…………………………………………………………………1分
导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能△E=mv12-mv22=1.1J…………3分
此过程中电路中产生的焦耳热为 Q=△E-μmgd=0.94J……………………2分