1、1选择题+电磁感应计算题(1)一、单项选择题1.(2018 江苏淮安、宿迁等期中质检)宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内太空授课时,指令长聂海胜悬浮在太空舱内“太空打坐”的情景如图。若聂海胜的质量为 m,距离地球表面的高度为 h,地球质量为 M,半径为 R,引力常量为 G,地球表面的重力加速度为 g,则聂海胜在太空舱内受到重力的大小为( )A.0B.mgC. D.GMmh2 GMm(R+h)22.(2018 江苏扬州第一学期期末)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,d 是两负电荷连线的中点,c、d 两点到中间负电荷的距离相等,则( )A.a 点的电场强度比 b 点的小B.a
2、 点的电势比 b 点的低C.c 点的电场强度比 d 点的小D.c 点的电势比 d 点的高3.(2017 江苏徐州质检)如图所示,在水平天花板的 A 点处固定一根轻杆 a,杆与天花板保持垂直。杆的下端有一个轻滑轮 O。一根细线上端固定在该天花板的 B 点处,细线跨过滑轮 O,下端系一个重为 G 的物体,BO 段细线与天花板间的夹角为 =30。系统保持静止,不计一切摩擦。下列说法中正确的是( )A.细线 BO 对天花板的拉力大小是G22B.a 杆对滑轮的作用力大小是G2C.a 杆和细线对滑轮的合力大小是 GD.a 杆对滑轮的作用力大小是 G4.2018 江苏苏锡常镇四市教学情况调研(二)运动员进行
3、跳伞训练。假设运动员在没有打开降落伞时做自由落体运动,打开伞后所受空气阻力和下落速度成正比,不计开伞时间,跳伞运动员下落过程的 v-t图像不可能是( )5.(2018 江苏无锡锡山中学月考)将一个质量为 1 kg 的小球竖直向上抛出,最终落回抛出点,运动过程中v-t 图像如图所示,g=10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A.小球重力和所受阻力之比为 51B.小球上升过程中克服阻力做功 24 JC.小球上升与下落所用时间之比为 23D.小球上升过程中机械能的损失大于下落过程中机械能的损失二、多项选择题6.(2018 江苏泰州中学月考)奔跑吧兄弟摄制组来到南京体育学院,小邓同学应邀参加一项转
4、盘投球游戏,如图所示,顺时针转动的大转盘圆心 O 点放有一个铁桶,小邓站在转盘上的 P 点把篮球水平抛向铁桶,篮球总能落入桶中。设篮球抛出时相对转盘的速度方向与 O、P 连线的夹角为 ,下列说法正确的是( )A.篮球抛出时速度可能沿 a 方向B.篮球抛出时速度可能沿 b 方向3C.若转盘转速变大,保持篮球抛出点的高度不变, 角可能变小D.若转盘转速变大,降低篮球抛出点的高度, 角可能保持不变7.(2018 江苏南京、盐城二模)光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻器,其电阻值会随光照强度的增大而减小,光敏电阻的这种特殊性能,在科技生活中得到广泛应用。某应用电路如图所示,R 1、R
5、 2为定值电阻,L 为小灯泡,R 3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )A.电压表的示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡的功率增大D.R3的功率增大8.(2018 江苏苏北四市一调)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为 21,原线圈接交流电 u=20 2sin 100 t(V),保险丝的电阻为 1 ,熔断电流为 2 A,电表均为理想电表。下列说法正确的有( )A.电压表 V 的示数为 14.1 VB.电流表 A1、A 2的示数之比为 21C.为了安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 4 D.将滑动变阻器滑片向上移动,电流表 A1的示数减小9.(2017 江苏南京、盐城二模)如图所示,在竖直平
6、面内固定两个很靠近的同心圆轨道,外圆内表面光滑,内圆外表面粗糙。一质量为 m 的小球从轨道的最低点以初速度 v0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径为 R,不计空气阻力。下列说法正确的是( )A.若 v0= ,则小球在整个运动过程中克服摩擦力做功等于 mgR4gRB.若使小球在最低点的速度 v0大于 ,则小球在整个运动过程中,机械能守恒5gR4C.若小球要做一个完整的圆周运动,小球在最低点的速度 v0必须大于等于 5gRD.若小球第一次运动到最高点,内圆对小球的支持力为 0.5mg,则小球在最低点对外圆的压力为 5.5mg三、计算题10.(2018 江苏南京学情调研)如图所示,电
7、阻不计、间距为 l=1.0 m 的光滑平行金属导轨,水平放置于磁感应强度 B=1.0 T、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻 R=1.5 ,质量为 m=1.0 kg、电阻为 r=0.5 的金属棒 MN 置于导轨上,始终垂直导轨且接触良好。当 MN 受到垂直于棒的水平外力F=2.0 N 的作用,由静止开始运动,经过位移 x=1.55 m,到达 PQ 处(图中未画出),此时速度为 v=2.0 m/s。求:(1)金属棒在 PQ 处所受磁场作用力大小;(2)金属棒在 PQ 处的加速度大小;(3)金属棒在运动中回路总共产生的内能。答案精解精析一、单项选择题1.D 飞船在距地面高度为 h 处,
8、由万有引力等于重力得 mg= ,故 D 项正确,A、B、C 项错误。GMm(R+h)22.D 电场线的疏密程度表示电场强度的大小,由图可知 a 点的电场强度比 b 点的大,故 A 项错误;根据沿电场线方向电势降低,且等势线与电场线垂直,a 点的电势比 b 点的高,故 B 项错误;根据点电荷产生电场的电场强度公式 E= ,+2q 在 c 点产生电场的电场强度较强,且与两负电荷在 c 点产生电场的电场强度kqr25方向相同;而+2q 在 d 点产生电场的电场强度较弱,且两负电荷在 d 点产生电场相互抵消,所以 c 点的电场强度比 d 点的大,故 C 项错误;根据沿电场线方向电势降低,由图可知,c
9、点的电势比 d 点的高,故 D 项正确。3.D 细线对天花板的拉力等于物体的重力 G;以滑轮为研究对象,两段线的拉力都是 G,互成 120,因此合力大小是 G,根据共点力平衡,a 杆对滑轮的作用力大小也是 G(方向与竖直方向成 60角斜向右上方);a杆和细线对滑轮的合力大小为零。4.D 运动员在没有打开降落伞时做自由落体运动,在打开伞瞬间获得速度 v,打开伞后所受空气阻力和下落速度成正比,则 f=kv。若 kv=mg,则运动员接下来做匀速直线运动,故 A 项正确。若 kvmg,则运动员所受合力向上且 kv-mg=ma,运动员做加速度减小的减速运动直到匀速运动,故 C 项正确,D 项错误。5.A
10、 由速度-时间图线可知,小球上升的加速度大小 a1=12 m/s2,根据牛顿第二定律得,mg+f=ma 1,解得阻力 f=ma1-mg=(12-10) N=2 N,所以重力和所受阻力之比为 51。小球匀减速直线运动的位移:x=24 m,克服阻力做功:W=fx=48 J。小球下降的加速度:a 2= =8 m/s2,由 x= at2得 t= ,小球上升与下落所用mg-fm 12 2xa时间之比为 3,机械能损失量等于阻力做的功,上、下过程阻力做功一样多,所以损失机械能一样多。6二、多项选择题6.AD 根据速度的合成可知,转盘的速度和抛出时小球速度的合速度一定指向 O 点,根据速度的合成可知,篮球抛
11、出时速度可能沿 a 方向,不可能沿 b 方向,所以 A 正确,B 错误。若转盘转速变大,篮球还能进入铁桶,说明合速度的方向不变,保持篮球抛出点的高度不变,下落时间就不变,则合速度的大小也不变,根据速度的合成可知, 角会变大,C 错误。如果降低篮球抛出点的高度,下落时间就减小,则合速度的大小应变大,根据速度的合成可知, 角可能不变,所以 D 选项是正确的。7.ABC 光照强度增大时,R 3电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,R 1的电压和电源内阻电压增大,电压表的示数增大,故 A 项正确;根据闭合电路欧姆定律有 E=Ur+U1+U2,则 U2减小,根据 I2= ,R2中电流减U2R2小,故
12、B 项正确;根据并联电路电流规律知流过灯泡的电流增大,根据 PL=I2RL,小灯泡的功率增大,故 C 项正确;流过 R3的电流增大,电压减小,功率的变化无法确定,故 D 项错误。8.CD 原线圈电压有效值为 U1= V=20 V,根据变压器原理可得 U2= U1= 20 V=10 V,故电压表 V 的2022 n2n1 12示数为 10 V,故 A 项错误;根据变压器原理可知,电流与匝数成反比,故电流表 A1、A 2的示数之比为 12,故B 项错误;保险丝的电阻为 1 ,熔断电流为 2 A,为了安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Rmin= -U2Imax6r 保 = -1 =4 ,故 C
13、项正确;将滑动变阻器滑片向上移动,滑动变阻器接入电路的总电阻增大,副102线圈中电流减小,则原线圈的电流也减小,所以电流表 A1的示数减小,故 D 正确。9.AB 若使小球始终做完整的圆周运动,小球应沿外圆内侧运动,在运动过程中不受摩擦力,机械能守恒,设小球恰好运动到最高点时速度为 v,则有 mg=m ,由机械能守恒定律得 m =mg2R+ mv2,小球在最低点时v2R 12v20 12的最小速度为 v0= ,所以若使小球始终做完整的圆周运动,则 v0一定不小于 ,故 B 项正确;若5gR 5gRv0= ,小球在运动过程中一定与内圆接触,机械能不断减少,经过足够长时间,小球最终在圆心下方做4g
14、R往复运动,最高点与圆心等高,机械能为 mgR,最低点的机械能为 m =2mgR,故小球在整个运动过程中机械12v20能损失 mgR,即克服摩擦力做功等于 mgR,故 A 项正确;若小球的速度小于 ,也是有可能做完整的圆5gR周运动的,只是最终在圆心下方做往复运动,故 C 项错误;若小球第一次运动到最高点,内圆对小球的支持力为 0.5mg,根据牛顿第二定律,有 mg-0.5mg=m ,故在最高点机械能 E1= m +mg2R= mgR;若小球在最v21R 12v21 94低点对外圆的压力为 5.5mg,对小球有 5.5mg-mg=m ,解得 v2= ,故在最低点机械能为 E2= m = mgR
15、,v22R 92gR 12v2294即机械能守恒,而在最低点速度小于 ,机械能应该减少,矛盾,故 D 项错误。5gR三、计算题10. 答案 (1)1.0 N (2)1.0 m/s 2 (3)1.1 J解析 (1)速度为 v=2.0 m/s 时,回路电动势 E=Blv(2 分)产生的电流 I= (2 分)ER+r由此得磁场对金属棒的作用力 FA=BIl= =1.0 N(2 分)B2l2vR+r(2)由牛顿第二定律有 F-FA=ma(2 分)解得 a= =1.0 m/s2(2 分)F-FAm(3)由运动中的能量关系有 Fx+W= mv2(3 分)12解得 W= mv2-Fx=-1.1 J(2 分)12棒克服安培力所做的功,即回路中总共产生的内能为 1.1 J7
