2019-2020学年江苏省如皋中学高二上学期阶段测试物理试题 Word版 17页

江苏省如皋中学2019～2020学年度第一学期阶段练习 高二物理（选修） （考试时间：90 分钟 试卷总分：100 分） 一、单项选择题：本题共 6 小题，每题 3 分，共计 18 分，每小题只有一个选项符合题意． 1．关于下列器材的原理和用途，正确的是 A．变压器可以改变交变电压和频率 B．电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速 C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间 内电阻产生热量最大的是 3．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不变的 单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如 图甲所示，取线圈中磁场 B 的方向向上为正，当 磁场中的磁感应强度 B 随时间 t 按如图乙所示变化 时，下列选项中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的是 4．钳式电流表的外形和结构如图所示．图甲中钳式电流表的读数 为 1.2 A．图乙中用同一通电导线在铁芯上绕了 3 匝，则 A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为 0.4 A B．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为 3.6 A C．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为 0.4 A D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为 3.6 A 5．一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速 转 动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图中 图 线 a 所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如 图 线 b 所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法正 确 的是 A．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻线圈中的电流均最大 B．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 C．线圈先后两次转速之比为 3∶2 D．图线 b 电动势的瞬时值表达式为 e＝ sin 100π 3 t(V) 6．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一足够长的通电直导线．一质量 为 0.02 kg 的金属环在该平面内以大小 v0＝2 m/s、方向与电流方向成 60° 角的初速度滑出．则 A．金属环最终将静止在水平面上的某处 B．金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动 C．金属环中产生的电能最多为 0.03 J D．金属环受安培力方向始终和速度方向相反 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共计 24 分，每小题有多个选项符合题意．全 部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，选错或不选的得 0 分． 7．从水平地面上方同一高度处，使 a 球竖直上抛，使 b 球平抛，且两球质量相等，初速度大 小相同，最后落于同一水平地面上(空气阻力不计)．下列说法中正确的是 A．两球着地时的动量相同 B．两球着地时的动能相同 C．重力对两球的冲量相同 D．重力对两球所做的功相同 8．如图所示，均匀金属圆环总电阻为 2R，磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过圆环．金属杆 OM 长为 l，电阻为R 2，M 端与环紧密接触，金属杆 OM 绕过圆心的转轴 O 以恒定的角速 度 ω 转动．当电阻为 R 的一段导线一端和环连接，另一端与金属杆的转轴 O 相连接时， 下列结论中正确的是 A．通过导线 R 的电流的最大值为Bl2ω 3R B．通过导线 R 的电流的最小值为Bl2ω 4R C．OM 中产生的感应电动势恒为Bl2ω 2 D．导线中通过的电流恒为Bl2ω 3R 9．如图所示，L1 和 L2 是高压输电线，甲、乙是两个互感器．若已知甲和乙的原、副线圈匝数 比分别为 1 000∶1 和 1∶100，两个电表的示数分别为 10 A 和 220 V．则 A． 电表 B 是电流表 B． 电表 B 是电压表 C． 线路输送的电功率为 2.2×108 W D． 线路输送的电功率为 2.2×104 W 100 2 10．如图所示的火警报警装置，R1 为热敏电阻，若温度升高，则 R1 的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃 电压升高到一定值时，电铃会响．下列说法正确的是 A． 要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势 B． 要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势 C． 要使报警的临界温度升高，可以把 R2 的滑片 P 适当向下移 D． 要使报警的临界温度降低，可以把 R2 的滑片 P 适当向下移 11．某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，A、B 为理想变 压器，灯 L1、L2 相同且阻值不变．保持理想变压器 A 的输入电压不变，当开关 S 断开时， 灯 L1 正常发光．则 A．仅闭合 S，L1 变亮 B．仅闭合 S，A 的输入功率变大 C．仅将滑片 P 下移，L1 变亮 D．仅将滑片 P 下移，A 的输入功率变大 12． 在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为 d、磁感应强度为 B 的匀强 磁场，正方形线框 abcd 的边长为 L(L＜d)、质量为 m、电阻为 R，将线框从距离磁场的上 边界为 h 高处由静止释放后，线框的 ab 边刚进入磁场时的速 度为 v0，ab 边刚离开磁场时的速度也为 v0，在线框开始进入 到 ab 边刚离开磁场的过程中 A．电路中产生的焦耳热为 mgd B．电路中产生的焦耳热为 2mgd C．线框的最小动能一定为 mg(h－d＋L) D．线框的最小动能一定为m3g2R2 2B4L4 三、实验题：本题共 2 小题，每空 2 分，共计 16 分．请将解答填写在答题卡相应的位置． 13．如图所示是用来验证动量守恒定律的实验装置，弹性球 1 用细线悬挂于 O 点，O 点下方桌子的边沿有一竖直立 柱．实验时，调节悬点，使弹性球 1 静止时恰与立柱上 的球 2 接触且两球等高． 将球 1 拉到 A 点，并使之静止，同时把球 2 放在立柱 上．释放球 1，当它摆到悬点正下方时与球 2 发生对心碰 撞．碰后球 1 向左最远可摆到 B 点，球 2 落到水平地面 上的 C 点．测出有关数据即可验证 1、2 两球碰撞时动量 守恒．现已测出 A 点离水平桌面的距离为 a．B 点离水平桌面的距离为 b，C 点与桌子边 沿间的水平距离为 c，球 1 的质量为 m1，球大小忽略不计，则： (1)还需要测量的量是 ▲ 、 ▲ 和 ▲ ． (2) 根 据 测 量 的 数 据 ， 该 实 验 中 动 量 守 恒 的 表 达 式 为 ▲ ． 14．有一个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈 A 和 B，线圈外部 还可以绕线． （1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了 A、B 线圈的电阻 值，发现 B 线圈电阻约为 A 线圈电阻的 3 倍，则可推断 ▲ 线圈的匝数多（选填“A”或“B”）； （2）如果把它看作理想变压器，现要测量 A、B 线圈的匝 数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表 和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）． 现采用如下方法进行测量： ①将绝缘导线一端与 A 线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁心上再 绕制 n 匝线圈； ②将绝缘导线的另一端和 A 线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压 U0 和 B 线圈的输出电压 U； 请在上述基础上，补充一个实验步骤，完成 A、B 线圈匝数的测量（需要测量的物理量请 用字母表示，并说明其含义），再写出测量 A、B 线圈的匝数 和 的表达式． ④ ▲ ； nA= ▲ ，nB= ▲ ． 四、计算题：本题共 4 小题，共计 42 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验 算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位． 15．（8 分）如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，在 C、D 两端置有油灰阻挡层，整辆小 车质量 1 kg．再在车的水平底板上放光滑小球 A 和 B，质量分别为 mA=1kg，mB=3kg，A、 B 小球间置一被压缩的弹簧，其弹性势能为 6J，现突然松开弹簧，A、B 小球脱离弹簧时 距 C、D 端均为 0.6m．然后两球分别与油灰阻挡层碰撞，并立即被油灰粘住，问： (1) A、B 小球脱离弹簧时的速度大小各是多少? (2) 整个过程小车的位移是多少? 16．（10 分）一台发电机最大输出功率为 4 000 kW，电压为 4 000 V，经变压器 T1 升压后向远 方输电．输电线路总电阻为 R＝1 kΩ．到目的地经变压器 T2 降压，负载为多个正常发光 的灯泡(220 V　60 W) ．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10%，变压器 T1 An Bn 和 T2 的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求： (1) 输电线上的电流大小； (2) T1 和 T2 的原、副线圈的匝数比； (3) 负载灯泡的个数． 17．（12 分）如图甲所示，MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ＝30°角固定，N、 Q 之间接电阻箱 R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应 强度为 B＝0.5 T．质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r．现 从静止释放杆 ab，测得最大速度为 vm．改变电阻箱的阻值 R，得到 vm 与 R 之间的关系如 图乙所示．已知导轨间距为 L＝2 m，重力加速度 g 取 10 m/s 2，轨道足够长且电阻不 计．求： (1) 当 R＝0 时，杆 ab 匀速下滑过程中产生感应电动势 E 的大小及杆中的电流方向； (2) 金属杆的质量 m 及阻值 r； (3) 当 R＝4 Ω 时，回路瞬时电功率每增加 1 W 的过程中合外力对杆做的功 W． 18．（12 分）如图所示，空间有磁感应强度为 B、方向竖直向上的匀强磁场，两平行光滑金属 导轨水平放置，其电阻不计、间距为 L，左端接有阻值为 R 的定值电阻．一质量为 m、电 阻也为 R 的导体棒与两导轨接触良好，在水平力 F 作用下在 O 位置两侧 M、N 间做往复 运动．t＝0 时刻起导体棒从 M 位置开始向右运动，其速度变化规律为 v＝vmsinωt，在 O 位置速度最大． (1) 写出定值电阻中的电流 i 随时间 t 变化的表达式； (2) 导体棒从 M 位置开始运动到 O 位置的过程中，经过的时间 t＝ π 2ω，求此过程中定值电 阻上产生的焦耳热 Q 及水平力 F 做的功 W； (3) 单匝线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生电流的变化规律与题中导体棒 运动产生电流的变化规律类似．试求导体棒从 M 位置运动到 O 位置的过程中，通过定值 电阻的电荷量 q． 1.D 2.D 3.A 4.B 5.C 6.C 7.BD 8.ABC 9.AC 10.BD 11.BCD 12.AC 13. 弹性球 2 的质量 m2，立柱高 h，桌面高 H (2)2m1 a－h＝2m1 b－h＋m2 c H＋h 14.（1）B （2）用多用电表的交流电压挡测量 A 线圈两端的电压 U1，然后拆除电路并整理器材 nA= ，nB= （说明：其它方法，只要合理同样给分．） 15. （4分+4分） (1)vA=3m/s，vB=1m/s (2)0.24m 16.（3分+4分+3分） （1）20 A（2）1:50，9000:11（3）6×104盏 17.（4 分+4 分+4 分） （1）E＝3 V，杆中电流方向为 b→a （2）m＝0.2 kg，r＝3 Ω（3）W＝0.7 J 18. （3 分+5 分+4 分） （1）i＝BLvm 2R sinωt （2）Q＝πB2L2v 16Rω ，W＝πB2L2v 8Rω ＋1 2mv2m （3）q＝BLvm 2ωR 10 1 UU nU − 10 UU nU − 如皋中学2019～2020学年度第一学期阶段检测（二） 高二物理（选修） （考试时间：90 分钟 试卷总分：100 分） 一、单项选择题：本题共 5 小题，每题 3 分，共计 15 分，每小题只有一个选项符合题意． 1．关于下列器材的原理和用途，正确的是 A．变压器可以改变交变电压和频率 B．扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻 C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 1． D　解析：变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等，所以它只能改变电压，不能改 变频率；扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈有自感现象；真空冶炼炉的工作原理是炉内的 金属导体内产生涡流使其熔化；铝框做支架能在线圈转动过程中产生电磁感应现象，感应电 流的安培力对线圈的转动起阻尼作用．选项 AD 正确． 2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间 内电阻产生热量最大的是 1． D　解析：A、B 两个电流均为正弦式交变电流，最大值均为 2 A，有效值均为 2 A； 电流 C 的有效值为 1.5 A；电流 D 的有效值为 2 A．所以 D 的有效值最大，相同时间内产生的 热量最大．选项 D 正确． 3．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个面积不 变的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如 图甲所示，取线圈中磁场 B 的方向向上为正，当磁场 中的磁感应强度 B 随时间 t 按如图乙所示变化时，下列 选项中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的是 4．钳形电流表的外形和结构如图所示．图甲中电流表的读数为 1.2 A．图乙中用同一电缆 线绕了 3 匝，则 A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为 2.4 A B．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为 0.4 A C．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为 3.6 A D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为 3.6 A 解析：钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流；对钳形表的初、 次级满足n1 n2＝I2 I1，I2＝n1 n2I1，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电缆线虽多 绕了几匝，但电缆线中的电流 I1 保持不变，I1 不变，故当 n1 增加 3 倍时 I2＝3.6 A，C 正确． 答案：C 5．一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转 动 时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图中图线 a 所示， 当 调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线 b 所示，以下关于这 两 个正弦式交变电流的说法正确的是 A．线圈先后两次转速之比为 3∶2 B．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻线圈中的电流均最大 C．在图线 a 和 b 中，t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 D．图线 b 电动势的瞬时值表达式为 e＝100cos 100π 3 t(V) 解析：选 A　根据图线 a：感应电动势最大值 Em＝BSω＝Φmω，因此磁通量最大值 Φm＝Em ωa ＝EmTa 2π ＝3 πWb，A 正确．线圈先后两次周期之比Ta Tb＝0.04 s 0.06 s＝2 3，na nb＝Tb Ta＝3 2，B 对．t＝0 时刻感 应电动势为零，线圈处于中性面位置，磁通量最大，C 错误．感应电动势最大值 Em＝BSω， 因此Ema Emb＝ωa ωb＝3 2，即 Emb＝2 3Ema＝100 V，图线 b 电动势瞬时值表达式为 e＝Embsin ωbt＝100sin 100π 3 t(V)，D 错． 6．如图所示，光滑绝缘水平面上嵌入一无限长通电直导线．一质量 为 0.02 kg 的金属环在该平面内以大小 v0＝2 m/s、方向与电流方向成 60° 角的初速度滑出．则 A．金属环最终将静止在水平面上的某处 B．金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动 C．金属环受安培力方向始终和速度方向相反 D．金属环中产生的电能最多为 0.03 J 5． D　解析：通电直导线产生的磁场是不均匀的，离导线越远磁场越弱．该金属环与导 线间的距离发生变化时，将产生感应电流，最终金属环将沿与直导线平行的方向做匀速运 动；将金属环的运动速度分解为垂直于直导线方向的 vx 和平行于直导线方向的 vy，则安培力 与 vx 反向，即总是与直导线垂直；由功能关系，最终产生的电能为金属环减少的机械能 E＝1 2 mv2－1 2mv2y＝0.03 J．选项 D 正确． 二、多项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共计 20 分，每小题有多个选项符合题意．全 部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，选错或不选的得 0 分． 7．从水平地面上方同一高度处，使 a 球竖直上抛，使 b 球平抛，且两球质量相等，初速度大 小相同，最后落于同一水平地面上(空气阻力不计)．下列说法中正确的是 A．两球着地时的动量相同 B．两球着地时的动能相同 C．重力对两球的冲量相同 D．重力对两球所做的功相同 答案:BD 8．如图所示，均匀金属圆环总电阻为 2R，磁感应强度为 B 的匀强磁场 垂直穿过圆环．金属杆 OM 长为 l，电阻为R 2，M 端与环紧密接触，金属杆 OM 绕过圆心的转轴 O 以恒定的角速度 ω 转动．当电阻为 R 的一段导线一端和 环连接，另一端与金属杆的转轴 O 相连接时，下列结论中正确的是 A．通过导线 R 的电流的最大值为Bl2ω 3R B．通过导线 R 的电流的最小值为Bl2ω 4R C．OM 中产生的感应电动势恒为Bl2ω 2 D．导线中通过的电流恒为Bl2ω 2R 解析：选 ABC　由金属杆 OM 以恒定角速度 ω 转动，由 E＝Blv 得 E＝1 2Bl2ω 且恒定，所 以选项 C 正确；当金属杆 OM 转至圆环最下端时，回路电阻为R 2＋R＝3 2R 且为最小，此时通过 R 的电流有最大值 Imax＝ E 3 2R ＝Bl2ω 3R ，所以选项 A 正确；当金属杆转至圆环最上端时，回路电阻 为R 2＋R 2＋R＝2R 且为最大，此时通过 R 的电流有最小值 Imin＝ E 2R＝Bl2ω 4R ，所以选项 B 正确，D 错误． 9．如图所示，L1 和 L2 是高压输电线，甲、乙是两个互感器．若已知甲和乙的原、副线圈 匝数比分别为 1 000∶1 和 1∶100，两个电表的示数分别为 10 A 和 220 V．则 A． 电表 A 是电压表 B． 电表 A 是电流表 C． 线路输送的电功率为 2.2×108 W D． 线路输送的电功率为 2.2×104 W 7． AC　解析：由于互感器甲跨接在两条高压线间，所以电表 A 为电压表，高压线的输 电电压为 2.2×105 V；互感器乙串接在一条高压线中，所以电表 B 为电流表，输电线路的电流 为 1 000 A；线路的输送功率为 2.2×108 W．选项 AC 正确． 10． 如图所示的火警报警装置，R1 为热敏电阻，若温度升高， 则 R1 的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达 到一定值时，电铃会响．下列说法正确的是 A． 要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势 B． 要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势 C． 要使报警的临界温度升高，可以把 R2 的滑片 P 适当向下移 D． 要使报警的临界温度降低，可以把 R2 的滑片 P 适当向下移 7． BD　解析：要使报警的临界温度升高，就是要使热敏电阻的阻值变得更小时才让电 铃获得工作电压，则可以适当减小电源的电动势或者将滑动变阻器的滑片向上移；反之，要 降低报警的临界温度，即当热敏电阻的阻值较大时报警，则要增加电源电动势或将滑片向下 移动．选项 BD 正确． 11．某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，A、B 为理 想变压器，灯 L1、L2 相同且阻值不变．保持理想变压器 A 的输入电压不变，当开关 S 断开时， 灯 L1 正常发光．则 A．仅闭合 S，L1 变暗 B．仅闭合 S，A 的输入功率变小 C．仅将滑片 P 上移，L1 变亮 D．仅将滑片 P 上移，A 的输入功率变小 解析：选 AD　仅闭合 S，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输电 线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝数不 变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯 L1 变暗，选项 A 正确；仅闭合 S 时输电线中 电流增大，所以变压器 A 的输出功率增大，输入功率随之增大，选项 B 错误；仅将滑片 P 上 移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降压变压器原、 副线圈两端的电压均减小，所以灯 L1 功率减小，且输电线上损失的功率也减小，升压变压器 的输入功率减小，选项 C 错误，D 正确． 12． 在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为 d、磁感应强度为 B 的 匀强磁场，正方形线框 abcd 的边长为 L(L＜d)、质量为 m、电阻为 R，将线框从距离磁场的上 边界为 h 高处由静止释放后，线框的 ab 边刚进入磁场时的速度为 v0，ab 边刚离开磁场时的速 度也为 v0，在线框开始进入到 ab 边刚离开磁场的过程中 A． 感应电流所做的功为 mgd B． 感应电流所做的功为 2mgd C． 线框的最小动能为 mg(h－d ＋L) D． 线框的最小动能为m3g2R2 2B4L4 9． AC　解析：由于线框进、出磁场时的速度相等，所以合外力做功为零，即线框克服 安培力所做的功与重力对线框做的功 mgd 相等，所以感应电流做的功为 mgd；当线框全部处 在磁场中时，没有电磁感应现象，线框在重力作用下做加速运动，所以当线框 cd 边刚进入磁 场时，线框速度最小，从起点到这一位置应用动能定理有 mg(h＋L)－W 安＝Ek－0，又由于 W 安＝mgd，所以线框的最小动能为 Ek＝mg(h＋L－d)．选项 AC 正确． 三、实验题：本题共 2 小题，每空 2 分，共计 16 分．请将解答填写在答题卡相应的位置． 13．如图所示是用来验证动量守恒的实验装置，弹性球 1 用细线悬挂 于 O 点，O 点下方桌子的边沿有一竖直立柱．实验时，调节悬 点，使弹性球 1 静止时恰与立柱上的球 2 接触且两球等高． 将球 1 拉到 A 点，并使之静止，同时把球 2 放在立柱上．释放球 1，当 它摆到悬点正下方时与球 2 发生对心碰撞．碰后球 1 向左最远可摆 到 B 点，球 2 落到水平地面上的 C 点．测出有关数据即可验证 1、2 两球碰撞时动量守恒．现已测出 A 点离水平桌面的距离为 a．B 点离水平桌面的距离为 b，C 点与桌子边沿间的水平距离为 c．此外： (1)还需要测量的量是____________、__________________和________________． (2)根据测量的数据，该实验中动量守恒的表达式为________________________．(忽略小 球的大小) 解析：(1)要验证动量守恒必须知道两球碰撞前后的动量变化，根据弹性球 1 碰撞前后的 高度 a 和 b，由机械能守恒可以求出碰撞前后的速度，故只要再测量弹性球 1 的质量 m1，就 能求出弹性球 1 的动量变化；根据平拋运动的规律只要测出立柱高 h 和桌面高 H 就可以求出 弹性球 2 碰撞前后的速度变化，故只要测量弹性球 2 的质量和立柱高 h、桌面高 H 就能求出弹 性球 2 的动量变化． (2)根据(1)的解析可以写出动量守恒的方程为 2m1 a－h＝2m1 b－h＋m2　 c H＋h ． 答案：弹性球 1、2 的质量 m1、m2 立柱高 h　桌面高 H (2)2m1 a－h＝2m1 b－h＋m2 c H＋h 14．有一个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈 A 和 B，线圈外部 还可以绕线． （1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了 A、B 线圈的电阻值，发 现 B 线圈电阻约为 A 线圈电阻的 3 倍，则可推断 ▲ 线圈的匝 数多（选填“A”或“B”）； （2）如果把它看作理想变压器，现要测量 A、B 线圈的匝数，提 供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压 交流电源（输出电压的有效值不变）． 现采用如下方法进行测量： ①将绝缘导线一端与 A 线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁心上再绕制 n 匝线圈； ②将绝缘导线的另一端和 A 线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接； ③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压 U0 和 B 线圈的输出电压 U； 请在上述基础上，补充一个实验步骤，完成 A、B 线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字 母表示，说明其含义），并写出测量 A、B 线圈的匝数 和 的表达式． ④ ▲ ； nA= ▲ ，nB= ▲ ． （1）B （2）用多用电表的交流电压挡测量 A 线圈两端的电压 U1，然后拆除电路并整理器材 nA= ，nB= 说明：其它方法，只要合理同样给分．： 四、计算题：本题共 5 小题，共计 49 分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的验 算步骤，只写最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位． 15．如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上在 C、D 两端置有 油灰阻挡层，整辆小车质量 1㎏，在车的水平底板上放有光滑小 球 A 和 B，质量分别为 mA=1㎏，mB=3㎏，A、B 小球间置一被压 缩的弹簧，其弹性势能为 6J，现突然松开弹簧，A、B 小球脱离 弹簧时距 C、D 端均为 0.6m．然后两球分别与油灰阻挡层碰撞，并被油灰粘住，问: (1) A、B 小球脱离弹簧时的速度大小各是多少? (2)整个过程小车的位移是多少? 答案:(1)vA=3m/s，vB=-1m/s(2)0.24m 16．一台发电机最大输出功率为 4 000 kW，电压为 4 000 V，经变压器 T 1 升压后向远方输 电．输电线路总电阻为 R＝1 kΩ．到目的地经变压器 T2 降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 An Bn 10 1 UU nU − 10 UU nU − V　60 W) ．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10%，变压器 T1 和 T2 的耗损可 忽略，发电机处于满负荷工作状态，求 （1）输电线上的电流大小； （2）T1 和 T2 原、副线圈的匝数比是多少； （3）为了让灯泡都能正常发光，用户端接了多少盏灯泡． A．T1 原、副线圈电流分别为 103 A 和 20 A B．T2 原、副线圈电压分别为 1.8×105 V 和 220 V C．T1 和 T2 的变压比分别为 1∶50 和 40∶1 D．有 6×104 盏灯泡(220 V　60 W)正常发光 [思路点拨] (1)画出远距离输电的模型图，并在图上标出各个参量． 提示： (2)分析升压变压器和降压 电压关系：U2＝U 线＋U3． (3)写出变压器原、副线圈的电压比和电流比． 提示：电压比：U1 U2＝n1 n2，U3 U4＝n3 n4．电流比：I1 I2＝n2 n1，I3 I4＝n4 n3． [解析]　选 ABD　I1＝P1 U1＝103 A，I2＝ P损 R ＝20 A，故 A 正确； U4＝220 V，I4＝P4 U4，P4＝P1(1－10%)，n3 n4＝I4 I2＝U3 U4，所以 U3＝1.8×105 V，故 B 正确； n3 n4＝U3 U4＝9 000 11 ，n1 n2＝I2 I1＝ 1 50，故 C 错误；P4＝n·P 灯，所以 n＝6×104，故 D 正确． 17． 如图所示，空间有磁感应强度为 B、方向竖直向上的匀强磁场，两平行光滑金属导 轨水平放置，其电阻不计、间距为 L，左端接有阻值为 R 的定值电阻．一质量为 m、电阻也 为 R 的导体棒与两导轨接触良好，在水平力 F 作用下在 O 位置两侧 M、N 间做往复运动．t＝ 0 时刻起导体棒从 M 位置开始向右运动，其速度变化规律为 v＝vmsinωt，在 O 位置速度最 大． (1) 写出定值电阻中的电流 i 随时间 t 变化的表达式； (2) 导体棒从 M 位置开始运动到 O 位置的过程中，经过的时间 t＝ π 2ω，求定值电阻中产生 的焦耳热 Q 及水平力 F 做的功 W； (3) 单匝线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生电流的情形与题中导体棒运动 产生电流的情形类似．试求导体棒从 M 位置运动到 O 位置的过程中，通过定值电阻的电荷量 q． 13． (15 分)解：(1) 导体棒中产生的感应电动势 e＝BLv(2 分) 由欧姆定律，导体棒中的电流 i＝ e 2R(1 分) 则电流随时间变化的表达式为 i＝BLvm 2R sinωt(2 分) (2) 导体棒中产生的感应电动势的有效值 E＝BLvm 2 (1 分) 导体棒中电流的有效值 I＝ E 2R 产生的热量 Q＝I2Rt(1 分) 解得 Q＝πB2L2v 16Rω (1 分) 由功能关系 W＝2Q＋1 2mv2m(1 分) 解得 W＝πB2L2v 8Rω ＋1 2mv2m(1 分) (3) 由题意可知 Em＝BSω(1 分) 而 Δφ＝BS＝Em ω (1 分) 平均感应电动势 E － ＝Δφ Δt(1 分) 平均感应电流为 I － ＝ E，－ 2R 流过定值电阻的电荷量 q＝ I － Δt(1 分) 解得 q＝BLvm 2ωR (1 分) 18．如图甲所示，MN、PQ 两条平行的光滑金属轨道与水平面成 θ＝30°角固定，N、Q 之 间接电阻箱 R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 B ＝0.5 T．质量为 m 的金属杆 ab 水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为 r．现从静止释放 杆 ab，测得最大速度为 vm．改变电阻箱的阻值 R，得到 vm 与 R 之间的关系如图乙所示．已知 导轨间距为 L＝2 m，重力加速度 g 取 10 m/s2，轨道足够长且电阻不计．求： (1) 当 R＝0 时，杆 ab 匀速下滑过程中产生感应电动势 E 的大小及杆中的电流方向； (2) 金属杆的质量 m 及阻值 r； (3) 当 R＝4 Ω，时，回路瞬时电功率每增加 1 W 的过程中合外力对杆做的功 W． 16． (17 分)解：(1) 由图乙可知，当 R＝0 时，杆以最终速度 3 m/s 匀速运动，产生电动 势为 E＝BLv　代入数据得 E＝3 V(2 分) 杆中电流方向为 b→a(1 分) (2) 设最大速度为 v，杆切割磁感线产生的电动势 E＝BLv 由闭合电路欧姆定律得 I＝ E R＋r(1 分) 杆达最大速度时满足 mgsinθ－BIL＝0(1 分) 解得 v＝mgsinθ B2L2 R＋mgsinθ B2L2 r(2 分) 由图象知斜率为 k＝6－3 3 m/(s·Ω)＝1 m/(s·Ω) 截距为 v0＝3 m/s(1 分) 得到 mgsinθ B2L2 r＝v0　mgsinθ B2L2 ＝k(2 分) 代入数据得 m＝0.2 kg　r＝3 Ω(2 分) (3) 由题意知 E＝BLv　P＝ E2 R＋r 得 P＝B2L2v2 R＋r (2 分) 所以 ΔP＝B2L2 R＋rv22－B2L2 R＋rv21(1 分) 由动能定理 W＝1 2mv22－1 2mv21 得 W＝m（R＋r） 2B2L2 ΔP(1 分) 代入数据得 W＝0.7 J(1 分)