26 年春季开学考试卷
1. 三根长直导线垂直于纸面放置,通以大小相等、方向如图所示的电流,且 = = ,导线
在 点产生的磁感应强度大小为 ,则 点处的合磁感应强度大小为( )
A.√2
B.√3
C.3
D.√5
2. 如图所示, 、 、 、 四个点在一条直线上, 和 、 和 、 和 间的距离均为 ,在 点处固
定一电荷量为 的正点电荷,在 点处固定另一个电荷量未知的点电荷,已知 点处的场强为零,
为静电力常量,则 点处的场强大小为( )
A.0
10
B.
9 2
9
C.
10 2
4
D.
3 2
3. 在匀强磁场中有粗细均匀的同种导线制成的“正八角形”线框,磁场方向垂直于线框平面向里,
、 两点接一直接电源,电流方向如图所示.已知 边受到的安培力大小为3 ,则整个线框
所受安培力大小为( )
A.6 B.5
4
C.4 D.
3
4. 硅光电池具有低碳环保的优点,如图所示,图线 是该电池在某光照强度下路端电压 和电流
的关系图像,图线 是某电阻 的 图像,在该光照强度下将它们组成闭合回路,则硅光电
池的( )
A.电动势为5 V
B.内阻为5.5
C.输出功率为0.72 W
D.效率为50%
1
5. 由交流发电机、定值电阻 、交流电流表A组成的闭合回路如图甲所示,线圈 在匀强磁场
中绕垂直于磁场的转轴沿逆时针方向转动,从某时刻开始计时,穿过线圈的磁通量 随时间 的
变化情况如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 1时刻线圈中的感应电动势最大
B. 1时刻线圈中感应电流的方向改变
C. 2时刻线圈中的感应电流为零
D. 3~ 4时间内,电流表的示数逐渐增大
6. 如图所示的电路中,电源的电动势为 ,内阻为 , 1为定值电阻且 1 > , 2为滑动变阻器,
四个电表均为理想电表,还有电容器和理想二极管.闭合开关 ,将滑动变阻器的滑动触头 向
右滑动的过程中,Δ 1 , Δ 2 , Δ 3, ΔI分别表示对应电压表和电流表的示数变化量绝对值.关于该
过程下列说法正确的是( )
A.V1示数变大、V2示数变大、V3示数变小、A示数变小
B.电源的输出功率增大,电源的效率增大
Δ 3 Δ 2
C. 的值不变, 的值不变
ΔI ΔI
D.电容器所带电荷量减小
7. 质量分别为 1和 2的两小球 、 分别位于光滑水平面上,如图甲所示,以向右为正方向,从
某时刻开始计时,碰撞前后两球运动的 图像如图乙所示。已知 1 = 0.1k ,由此可以判
断( )
A.碰撞前小球 静止,小球 向右运动
B.碰后小球 的速度比小球 的速度大
C. 2 = 0.5k
D.碰撞过程中系统损失了0.2J的机械能
2
8. 如图所示,某小型水电站发电机的输出功率 = 100k ,发电机的电压 1 = 250V,经变压器
升压后向远处输电,输电线总电阻 线 = 8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为 4 = 220V。
已知输电线上损失的功率 线 = 5k ,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电流 1 = 40A
B.输电线上的电流 线 = 625A
C.降压变压器的匝数比 3: 4 = 190: 11
D.升压变压器匝数比1: 160
9. 如图所示,光滑固定导轨 、 水平放置,两根导体棒 、 平行放于导轨上,形成一个闭合回
路,当一条形磁铁从高处下落靠近回路时( )
A. 、 将互相靠拢
B. 、 将互相远离
C.磁铁的加速度仍为
D.磁铁的加速度小于
10. 某带电导体周围的电场线和等势面分布如图所示,相邻等势面之间的电势差相等,其中 、 、
三点分别位于电场中三个相邻等势面上,下列说法正确的是( )
A. 点处的电场强度大于 点处的电场强度
B.沿电场线方向, 点附近的电势比 点附近的电势降落更快
C.一带负电的试探电荷在 点的电势能大于在 点的电势能
D.对同一试探电荷,由 点移到 点电场力做的功大于 点移到 点电场力做的功
11. 为演示断电自感现象,用小灯泡、带铁芯的电感线圈 和定值电阻 等元件组成如图甲所示的
电路。闭合开关待电路稳定后,电路中两支路的电流分别为 1和 2。如图乙反映断开开关前后
的一小段时间内电路中的电流随时间变化的关系。断开开关后( )
A.自感线圈所在支路的电流如曲线 所示
B.自感线圈所在支路的电流如曲线 所示
C.小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D.小灯泡逐渐变暗直至熄灭
3
12. 用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”实验,即研究小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。
(1)下列关于本实验条件的叙述,正确的是( )
A.同一组实验中,入射小球必须从同一位置由静止释放
B.入射小球的质量必须大于被碰小球的质量
C.轨道倾斜部分必须光滑
D.轨道末端必须水平
(2)图甲中 点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时先让入射小球多次从斜槽上位置 由静
止释放,通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置 ,测出平抛射程 。然后,把半径相同
的被碰小球静置于轨道的水平部分末端,仍将入射小球从斜轨上位置 由静止释放,与被碰小
球发生正碰,并多次重复该操作,两小球平均落地点位置分别为 、 。实验中还需要测量的
物理量有( )
A.入射小球和被碰小球的质量 1、 2 B.入射小球开始的释放高度
C.小球抛出点距地面的高度 D.两球相碰后的平抛射程 、
(3)在实验误差允许范围内,若满足关系式 _________ (用所测物理量的字母表示),则可以认
为两球碰撞前后的动量守恒;若满足关系式_________ (用所测物理量的字母表示),则可以
认为两球发生的是弹性碰撞;
(4)有同学认为,在上述实验中更换两个小球的材质,并增大入射球的质量 1,其他条件不变,
可以使被撞小球的射程增大。请你分析被撞小球 2射程 不能超过 _________ ;(用实验中
测量的物理量表示)
(5)若采用图乙装置来验证碰撞中的动量守恒,实验中小球平均落地点位置分别为 ′、 ′、 ′、
′与小球在斜槽末端时球心的位置等高。下列说法中正确的是( )
1 1 2
A.若 = + ,则表明此碰撞过程动量守恒
′ ′ ′ ′ ′ ′
1 1 2
B.若 = + ,则表明此碰撞过程动量守恒
′ ′ ′ ′ ′ ′
1 1 2
C.若 = + ,则表明此碰撞过程机械能守恒
′ ′ ′ ′ ′ ′
1 1 2
D.若 = + ,则表明此碰撞过程机械能守恒
′ ′ ′ ′ ′ ′
13. 在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中,电路图如图,可选用的实验器材有:
电压表V1(量程3V);电压表V2(量程15V);
电流表A1(量程0.6A);电流表A2(量程3A);
4
滑动变阻器 1(最大阻值300Ω);滑动变阻器 2(最大阻值20Ω);
干电池;开关S;导线若干;
(1)选择合适的器材:电压表应选_________________,电流表应选_________________,滑动变
阻器应选_________________(填写所选器材的符号)
( 2)测得的7组数据已标在如图所示 坐标系上,用作图法求干电池的电动势 =
_________________V和内阻 =_________________Ω;(结果保留三位有效数字)
(3)按照图的测量方法,某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在图中,实线是根
据实验数据描点作图得到的 图像;虚线是该电源的路端电压 随电流 变化的 图像
(没有电表内电阻影响的理想情况)。下列图像中( )是该实验的分析。
A. B. C. D.
14. 如图所示为一外接有负载的交流发电机的示意图。发电机电枢线圈为 = 100匝的正方形线圈,
边长 = 10c 。线圈绕垂直于磁场的 ′轴在磁感应强度 = 0.5T的磁场中以角速度 =
20r / 转动(不计一切摩擦)。已知线圈电阻 = 1Ω,外电路负载电阻 = 4Ω,电表是理想
电表。求:
(1)线圈由图示位置开始转动时感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电路中电压表的示数;
(3)线圈由图示位置到转过60 的过程中,产生的平均感应电动势及通过电
阻 的电荷量。
5
15. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨 和 ,两导轨间距为 = 1m,电
阻不计。在 之间接有一阻值为 = 3 的电阻。导体杆 质量为 = 2kg,电阻为 = 1 ,
并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为 = 1T的匀强磁场中。现给
杆一个初速度 0 = 4m/s,使杆向右运动。求:
(1) 杆速度减为2m/s时, 杆加速度大小 ;
(2)整个过程电阻 上产生的热量 ;
(3)整个过程通过电阻 的电荷量 及导体杆 移动的距离 。
16. 在光滑水平面上静置有质量均为 的木板 和滑块 ,木板 上表面粗糙,滑块 上表面是
1
光滑的 圆弧,其始端 点切线水平且与木板 上表面平滑相接,如图所示。一可视为质点的
4
0
物块 ,质量也为 ,从木板 的右端以初速度 0滑上木板 ,过 点时速度大小为 ,又
2
滑上滑块 ,最终恰好能滑到滑块 圆弧的最高点 处。已知物块 与木板 间的动摩擦因
数为 ,重力加速度为 。求:
(1)物块滑到 处时木板的速度 的大小;
(2)木板的长度 ;
(3)滑块 圆弧的半径。
(4)滑块 最终速度 2的大小。
6
参考答案及解析
1. 【答案】D
【解析】由于直导线 在 点处的磁感应强度大小为 ,又因为三根长直导线垂直于纸面放置,
通以大小相同电流,且 = = ,所以直导线 、 在 点的磁感应强度大小也都等于 ,
根据右手螺旋定则可判断方向如图所示:
和 导体棒在 点产生的磁感应强度方向向左,合成后大小为2 , 导体棒在 点产生的磁感应
强度方向向下,大小为 ,根据平行四边形法则,可知 点的总合磁感应强度大小为: ′ =
√(2 )2 + 2 = √5 。故ABC错误,D正确。
故选:D。
2. 【答案】B
【解析】因为 点场强为零,而 点处固定一电荷量为 的正点电荷,根据电场叠加可知, 处
′
的点电荷为负电荷,令该负点电荷的电荷量大小为 ′,则有 = ,解得 ′ = 9,则 点(3 )2 2
′ 10
的场强大小为 = 2 + 2,结合上述解得 = 2 。
9
故选B。
3. 【答案】C
【解析】根据题意,由电阻定律 = 可知,两段导线的电阻之比为1:3,根据欧姆定律可
知,电流之比为3:1,由于两段导线的有效长度相等,由安培力公式可知,长导线所受安培力
为 ,由左手定则可知,两段导线所受安培力方向相同,则整个线框所受安培力大小为 ′ = +
3 = 4 ,故选C。
4. 【答案】B
【解析】AB、由闭合电路欧姆定律得 = ,当 = 0时, = ,由 与纵轴的交点读出
电动势为 = 3.6 V,根据两图线交点处的状态可知,将它们组成闭合回路时路端电压为 =
3.6 2.5
2.5 V,电流为 = 0.2 A,则电池的内阻为 = = = 5.5 ,故A错误,B正确; 0.2
C、硅光电池的输出功率 出 = = 2.5 × 0.2 W = 0.5 W,故C错误;
1
2.5
D、硅光电池的效率为 = × 100% = × 100% = × 100% = 69.4%,故D错误。 3.6
故选:B。
5. 【答案】B
【解析】A.由图乙可知,在 1时刻穿过线圈中的磁通量最大,可磁通量的变化率是零,线圈
中的感应电动势是零,A错误;
B.由图乙可知,在 1时刻穿过线圈中的磁通量最大,说明线圈平面与中性面重合,线圈中感
应电流的方向将改变,B正确;
C.由图乙可知, 2时刻穿过线圈中的磁通量是零,可磁通量的变化率最大,线圈中的感应电
动势最大,线圈中的感应电流为最大,C错误;
D.由图乙可知, 3~ 4时间内,穿过线圈磁通量的变化率逐渐增大,产生的感应电动势逐渐增
大,感应电流逐渐增大,可电流表的示数为电流的有效值,是不变的,D错误。
故选:B。
6. 【答案】C
【解析】 .变阻器滑片向右滑动,变阻器接入阻值变大,根据“串反并同”可知,与变阻器 2等
效串联的电流表 和电压表V1的示数都变小;与变阻器 2等效并联的电压表V2和电压表V3的示
数都变大,故 错误;
.当电源外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大,因为 1 > ,外电阻一定大于 ,故电源
输出功率随着外电阻的增大而减小;电源的效率为 = =
,其中 为路端电压, 为电源
电动势,因为电压表V3的示数变大,即路端电压 变大,所以电源的效率增大,故 错误;
Δ 3
.由闭合电路欧姆定律 = + 可知 3 = = ,所以 = ,将电阻 1看成电源
Δ
Δ 2 Δ 3 Δ 2
的内阻,则 2 = ′ = ′,其中 ′ = + 1,所以 = ′ = + ,所以 , 均
Δ 1 Δ Δ
不变,故 正确;
.电容器的电压等于V1,V1变小,根据 = ,电荷量减小,但由于二极管的存在,电容器
不能放电,故电容器所带电荷量不变,故 错误。故选 。
7. 【答案】D
【解析】A.由 图线的斜率等于速度,可得小球 碰撞前的速度 2 = 3m/ ,小球 碰撞
前的速度 1 = 0,则知碰撞前小球 静止,小球 向左运动,故A错误;
B.由题图可知,碰撞后两者均向左运动,必有小球 的速度大于小球 的速度,故B错误;
2
C.由 图线的斜率等于速度,则碰撞后小球 的速度为 ′1 = 2m/
方向向左,碰撞后小球 的速度为 ′2 = 1m/
方向向左,根据动量守恒定律得 1 1 + 2 2 = 1 ′1 + 2 ′2
代入数据解得 2 = 0.1k ,故C错误;
1 1 1
D.两小球组成的系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE = 2 ′22 2 2 2 2 2 2 1 1′
2 = 0.2J
故D正确。
故选:D。
8. 【答案】C
【解析】A、由题干中可知,发电机的功率: = 1 1,得发电机输出的电流,根据公式得到:
1 = ,解得: 1 = 400A,故A错误; 1
B、由输电线上损失的功率 线 =
2
线 线,根据公式得 线 = 25A,故B错误;
1 2 1 1
D、由升压变压器的电流关系 = , 2 = 线,升压变压器匝数比 = ,故D错误;
2 1 2 16
1 1
C、升压变压器电压关系 = ,根据公式解得 2 = 4000V,输电线上损失的电压 线 =
2 2
线 线,解得 线 = 200
3 3
V,降压变压器 3的电压 3 = 2 线,由电压关系 = ,根据公
4 4
3 190
式解得 = ,故C正确。
4 11
故选:C。
9. 【答案】AD
【解析】A、B、当一条形磁铁从高处下落接近回路时,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定
律:感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化,可知, 、 将互相靠拢,回路的面积减小一点,
使穿过回路的磁场减小一点,起到阻碍原磁通量增加的作用。故A正确,B错误。
C、D、由于磁铁受到向上的安培力作用,所以合力小于重力,磁铁的加速度一定小于 。故C错
误;D正确。
故选:AD。
10.【答案】BC
【解析】A.等势面越密集,电场强度越大,则 点处的电场强度小于 点处的电场强度,故A错
误;
B. 点附近场强大于 点附近场强,故沿电场线方向, 点附近的电势比 点附近的电势降落
3
更快,故B正确;
C.负点电荷在电势低处的电势能更大,则在 点的电势能大于在 点的电势能,故C正确;
D.相邻等势面之间的电势差相等,则对同一试探电荷,由 点移到 点电场力做的功等于由
点移到 点电场力做的功,故D错误。故选B 。
11.【答案】AC
【解析】A .断开开关前后的一小段时间内,通过自感线圈的电流方向是不变的,则自感线
圈所在支路的电流如曲线 所示,选项A正确,B错误;
C .由图可知,断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流,则断开开关后,线圈
产生自感电动势阻碍电流减小,线圈相当电源,由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路,则小灯
泡先突然变亮再逐渐熄灭,选项C正确,D错误。
故选:A 。
12.【答案】
(1)【答案】ABD
【解析】A、同一组实验中,为使小球到达轨道未端时的速度相等,入射小球必须从同一位置
由静止释放,故A正确;
B、为防止两球碰撞后入射球反弹,入射小球的质量必须大于被碰小球的质量,故B正确;
C、只要入射球从斜槽的同一位置由静止释放,小球到达轨道末端时的速度就相等,轨道倾斜
部分不必光滑,故C错误;
D、小球离开轨道后做平抛运动,轨道末端必须水平,故D正确。
故选:ABD;
(2)【答案】AD
【解析】设碰撞前入射球的速度大小为 0,碰撞后瞬间入射球的速度大小为 1,被碰球的速度
大小为 2,两球碰撞过程系统动量守恒,以碰撞前入射球的速度方向为正方向,由动量守恒定
律得 1 0 = 1 1 + 2 2,小球离开斜槽后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,运动时间
相等,则 1 0 = 1 1 + 2 2 ,则 1 = 1 + 2 ,实验需要验证的表达式是
1 = 1 + 2 ,实验中还需要测量的物理量有入射小球和被碰小球的质量 1、 2,
两球相碰后的平抛射程 、 。
故选:AD;
(3)【答案】 2 2 21 = 1 + 2 1 = 1 + 2
【解析】在实验误差允许范围内,若满足关系式: 1 = 1 + 2 ,
4
则可以认为两球碰撞前后的动量守恒,
1 1 1
若碰撞前后机械能不变,则有 2 2 2 1 , 2 0
= 1 1 + 2 2 2 2
将速度的式子代入后有 1
2 = 1
2 + 22 ,
若满足此式则可以认为两球发生的是弹性碰撞;
2 1
(4)【答案】
1+ 2
【解析】发生弹性碰撞时,被碰小球获得的速度最大,根据 1 0 = 1 1 + 2 2,
1 2 1 2 1 2
= + , 2 = 2 + 2,
2 1 0 2 1 1 2 2 2
1 1 2
2
解得: 12 = + 0,
1 2
2
因此最大射程为 m =
1
; 1+ 2
(5)【答案】C
【解析】AB、设 ′与斜槽末端距离 ,小球碰后做平抛运动,速度越快,下落高度越小,单独
一个球下落时,落点为 ′,两球碰撞后,被碰球速度快,落点为 ′,入射球落点为 ′,根据动
量守恒定律 1 0 = 1 1 + 2 2,
而速度 = ,
1
根据 = 2, 2
2
可得 = √ ,
0 = 1 = 2 =
则可解得 2 ′, 2 ′, 2 ′,
√ √ √
1 1 2
代入动量守恒表达式,有 = = ,故AB错误;
√ ′ ′ √ ′ ′ √ ′ ′
1 1 1 1 1 2
CD、根据机械能守恒 2 2 2 1 0 = + ,代入速度表达式 = + ,故2 2 1 1 2 2 2 ′ ′ ′ ′ ′ ′
C正确,D错误。
故选:C。
13.【答案】
(1)【答案】V1 A1 2
【解析】一节干电池的电动势大约1.5V,电压表应选择量程为0 3V的V1;
一节干电池的内阻大约1Ω,为了精确测量电路中电流,电流表应选择量程为0 0.6A的A1;
5
1.5
电路中的最大电阻约为 = = = 2.5Ω g 0.6
为了便于调节电路,滑动变阻器应选择最大阻值与2.5Ω相差不大的 2;
(2)【答案】1.50 1.00
【解析】根据闭合电路欧姆定律得 =
根据 图像的纵截距可知干电池的电动势 = 1.50V
1.5 1.1
根据 图像的斜率绝对值表示干电池的内阻 = Ω = 1.00Ω;
0.4
(3)【答案】A
【解析】题中图的实验误差来自于电压表的分流作用,当电压表示数为零时无电流通过电压表,
此时短路电流的测量值等于真实值,电压表的示数越大,实际流过外电路的电流与理论上流过
外电路电流的差值越大,故电动势的测量值小于真实值,故对应的 图像是A。
故选:A。
14.【答案】
(1)【答案】 = 10 20 (V)
【解析】该交流电的峰值 2 = ,解得 = 10V
开始转动时线圈平面与磁感线平行,瞬时值表达式为 =
代入数值可得感应电动势的瞬时值表达式为 = 10 20 (V)
(2)【答案】4√2 V
【解析】感应电动势的有效值 = m,由闭合电路欧姆定律可得,感应电流 =
√2 +
电压表的示数 = ,代入数值可得电压表的示数 = 4√2 V
15√3 √3
(3)【答案】 V, C
20
ΔΦ 1 2
【解析】平均感应电动势 = ,其中ΔΦ = B 2 60 ,Δt = ,代入数值可得线圈由
Δt 6
图示位置到转过60
√
的过程中,产生的平均感应电动势 15 3 = V,由闭合电路欧姆定律得 =
√,通过电阻 的电荷量为 = Δ t,代入数值可得 3
+ = 20 C
15.
(1)【答案】0.25m/s2
2 2
【解析】感应电动势为 = ,电流为 = ,导体棒受到的安培力为 + = =
,
+
6
2 2
物体的加速的大小为 2 = = ,解得 = 0.25m/s
( + )
(2)【答案】12J
1
【解析】由能量守恒可知整个过程产生的热量为 = 22 0 = 16J
,电阻 上产生的热量 =
= 12J
+
(3)【答案】8C,32m
ΔΦ
【解析】对导体棒的运动列动量定理 Δt = 0 0,其中 = = = 、 + ( + )Δt ( + )Δt
= Δ t,联立可得 = 0 = 8C、 = 32m
16.【答案】
0
(1)【答案】
4
【解析】物块由点 到点 时,取向左为正方向,由动量守恒定律得 0 = + 2
其中 0 = ,解得物块滑到 处时木板的速度 2
的大小为 0 = ,方向向左。 4
5 2
(2)【答案】 0
16
2 2
【解析】物块由点 到点 过程中,根据动能定理得 1 1 = ( 0) + × 2 ( 0)
2 2 2 4
1 22,解得木板的长度为 5 = 02 0
16
20
(3)【答案】
64
【解析】由点 到点 ,滑块 与物块 组成的系统在水平方向上动量守恒,由水平方向动量
守恒定律得 02 +
0
4 = 2 共,滑块 与物块 组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定
1 1 2律得 1
2 2
+ × 2 2 = ( 0) + ( 0) ,联立解得,滑块 圆弧的半径为2 共 2 2 2 4 =
0
64
0
(4)【答案】
2
【解析】设物块 与滑块 分离瞬间,物块 的速度大小为 ′1,在它们相互作用的过程中,以
1
向左为正方向,在水平方向上,由动量守恒定律有 ′ ,由能量守恒定2 0 + 1 = 1 + 2
1 1 2 1 1 2 1
律有 ( ) 2 ′ 2 0
1 1
0 + 1 = 1 + ,其中 1 = ,解得
′
2 4 1 = 4 0
, 2 = 0
2 2 2 2 2 2
1
可见,物块 与滑块 交换速度,物块 和木板 都以 的速度做同方向的匀速运动,无法
4 0
1
再追上滑块 ,故滑块 最终速度 2 = 2 0
7