2016届高考物理第一轮知识复习检测训练10.doc

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2014—2015年模拟·基础题组时间:25分钟分值:30分选择题(每题6分,共30分)1.(2015贵州六校联盟第二次联考)(多选)水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时,ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程( ) .(2015湖北八市联考)(多选)如图所示,等腰直角三角形OPQ区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域的OP边在x轴上且长为L。纸面内一边长为L的单匝闭合正方形导线框(线框电阻为R)的一条边在x轴上,且线框在外力作用下沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域,在t=0时该线框恰好位于图中所示的位置。现规定顺时针方向为导线框中感应电流的正方向,则下列说法正确的有( )~时间内线框中有正向电流,在~~~~时间内线框中电流的平均值不等于有效值3.(2014河南名校联考)图中L是绕在铁心上的线圈,它与电阻R、R0、开关S1和电池E构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭头所示的方向相同,该电流为正,否则为负。开关S1和S2都处于断开状态。设在t=0时刻,接通开关S1,经过一段时间,在t=t1时刻,再接通开关S2,则能正确表示L中的电流I随时间t的变化图线的是( )4.(2014重庆杨家坪中学质检)(多选)如图,两根足够长且光滑平行的金属导轨PP'、QQ'倾斜放置,匀强磁场垂直于导轨平面,导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连,板间距离足够大,板间有一带电微粒,金属棒ab水平跨放在导轨上,下滑过程中与导轨接触良好。现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab,则( ).(2014陕西西安长安一中模拟)(多选)如图所示,在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,金属框架ABCD固定在水平面内,AB与CD平行且足够长,BC与CD夹角为θ(θ<90°),金属框架的电阻为零。光滑导体棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触,经过C点瞬间作为计时起点,下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是( )B组 2014—2015年模拟·提升题组时间:50分钟分值:60分一、选择题(每题6分,共12分)1.(2015河南三市第一次调研)(多选)两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的下端接有电阻R,导轨的电阻不计。斜面处在一匀强磁场中,磁场的方向垂直斜面向上。一电阻不计的光滑金属棒ab,在沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上升到图示虚线位置,在此过程中,下列说法正确的是( ).(2015广东十校第一次联考)(多选)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度,Ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的是( )图甲图乙二、非选择题(共48分)3.(2015湖南十三校第一次联考)(14分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=。导体电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=。导轨上停放一质量为m=、电阻r=,整个装置处于磁感应强度B=,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,并获得U与时间t的关系如图乙所示。求:(1)金属杆加速度的大小;(2)第2s末外力的瞬时功率。4.(2014辽宁大连双基测试)(16分)如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个长方形线圈的边长分别为L1、L2,且L2<d,线圈质量为m,电阻为R。当线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h时,将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和下边缘刚穿出磁场时的速度恰好相等。求:(1)线圈刚进入磁场时的感应电流的大小;(2)线圈从下边缘刚进磁场到下边缘刚出磁场(图中两虚线框所示位置)的过程做何种运动,求出该过程最小速度v;(3)线圈进出磁场的全过程中产生的总焦耳热Q总。5.(2014江苏常州检测)(18分)如图甲所示,空间存在B=,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=,R是连接在导轨两端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=。从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,DE是曲线图象的渐近线,小型电动机在12s末达到额定功率P=,此后保持功率不变。除R外,其余部分电阻均不计,取g=10m/s2。求:(1)导体棒ab在0~12s内的加速度大小。(2)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数及电阻R的值。(3)若t=17s时导体棒ab达最大速度,且0~17s内共发生位移100m,试求12~17s内R上产生的热量。第3讲电磁感应规律的综合应用A组 2014—2015年模拟· 导轨光滑时,只有安培力做功,安培力做功等于动能变化量,导轨粗糙时,安培力与摩擦力做功之和等于动能的变化量,又两种情况中动能变化量相等,故A对、B错。两种情况中金属棒的动能最终全部转化为内能,C对。通过ab棒的电荷量Q==,光滑时比粗糙时ab棒运动的路程长,故ΔS大,通过的电荷量Q多,故D错。 在0~时间内,线框中磁通量增加,感应电流沿逆时针方向,A错误;在~时间内,线框中磁通量变化量为ΔΦ=BL2,流过线框某一横截面的电荷量为q==,B正确;在~时间内,线框中最大电流为BLv/R,C错误;经分析知0~时间内线框中电流的平均值不等于有效值,D正确。 接通开关S1后,线圈中会产生自感电动势,以阻碍L中电流I的增大,所以L中的电流I会逐渐增大;电路稳定后,再突然接通开关S2,线圈与电阻R将会被短路,线圈中电流突然减小,产生自感电动势,以阻碍L中的电流I的减小,所以电流逐渐减小,选项A正确。 金属棒沿光滑导轨加速下滑,棒中有感应电动势而对电容器充电,充电电流通过金属棒时使其受安培力作用,只有金属棒速度增大时才有充电电流,因此总有mgsinθ-BIl>0,金属棒将一直加速,A错B对;由右手定则可知,金属棒a端电势高,则M板电势高,C项正确;若微粒带负电,则静电力向上与重力反向,开始时静电力为0,微粒向下加速,当静电力增大到大于重力时,微粒的加速度向上,D项错。 设导体棒单位长度的电阻为r0,AB、CD间的距离为L0。当导体棒在BC边上运动时,从C点开始经时间t,导体棒向前移动距离为vt,有效切割长度为L=vttanθ,则回路的电动势为E=BLv=Bv2ttanθ,则回路中的电流为I===,当导体棒越过BC边后,其电流I'====恒量,在整个过程中电流为恒量,A正确,B错;导体棒在BC边上且距C点x时,在磁场中有效切割长度为L=xtanθ,则回路的电动势为E=BLv=Bxvtanθ,电功率P===,即P∝x,当导体棒越过BC边后,其电功率P'====恒量,C错,D正确。B组 2014—2015年模拟·提升题组一、 金属棒匀速上升过程中,动能不变,根据功能关系可知:恒力F和安培力对金属棒所做功的和等于金属棒重力势能的增量,故A正确。根据动能定理得:WF-WG-W安=0,得:WF-mgh=W安,而W安=Q,则恒力F和重力对金属棒所做功的和等于电阻R上产生的电热,故B正确。金属棒克服安培力所做的功等于回路中电阻R上产生的热量,不等于金属棒重力势能的增量,故C错误。恒力F所做的功在数值上等于金属棒增加的重力势能与电阻R上产生的焦耳热之和,故D错误。 c的运动过程分为四个阶段。(Ⅰ)xc<h,自由落体运动,ac1=g。(Ⅱ)h≤xc<3h,c进入磁场匀速下落,速度vc=;此时d做自由落体运动,其平均速度==,即d自由下落h高度的过程中c匀速下落2h高度,此过程中ac2=0。(Ⅲ)3h≤xc<4h,c、d均在磁场中,vc=vd=,回路中无感应电流,c只受重力,ac3=g。(Ⅳ)xc≥4h,离开磁场,ac4=g。依据上述分析,A错误B正确。d的运动过程也分为四个阶段。①xd<h,d自由落体,Ekd=mgxd。②h≤xd<2h,该阶段对应着c运动的(Ⅲ)阶段,两者均做加速度为g的匀加速运动,Ekd=mgxd。③2h≤xd<4h,该阶段对应着c运动的(Ⅳ)阶段,d受重力和方向竖直向上的安培力;由c进入磁场匀速运动知,=mg,故该阶段开始时F安d==mg,可知d做减速运动,且为加速度减小的减速运动,该阶段Ekd减小。④xd≥4h,d离开磁场做匀加速直线运动,Ekd随xd均匀增加。综上分析,C错误D正确。二、(1) (2)(1)设金属杆运动的速度为v,则感应电动势E=BLv通过电阻R的电流I=电阻R两端的电压U=IR=由图乙可得U=kt,k=,即得v=·t,金属杆做匀加速运动,a==(2)2s末时杆的速度大小为v2=at=2m/sF安=BIL==,由F2-F安=ma,解得F2==F2v2=(1)I= (2)见解析(3)2mgd解析(1)设刚进入磁场时的速度为v0,由机械能守恒定律有mgh=m,得v0=,由法拉第电磁感应定律有E=BL1v0,由闭合电路欧姆定律有E=IR,综上解得:I==。(2)线圈在此过程中先做加速度减小的减速运动,后做加速度为g的匀加速运动,在3位置时线圈速度最小,而由3到4位置过程中,线圈是自由落体运动,因此有-v2=2g(d-L2),得v=,方向竖直向下。(3)由于线圈完全处于磁场中时不产生焦耳热,线圈进入磁场过程中产生的焦耳热Q就是线圈从图中2位置到4位置产生的焦耳热,而2、4位置动能相同。由能量守恒Q=mgd,由对称性可知:Q总=2Q=2mgd。(1) (2) (3),即12s时导体棒速度已知(可以从题图象上读出),加速度已知(可由斜率求出),而且此时电动机已达到额定功率;17s后导体棒匀速运动,加速度为零。把握住这两个状态,列方程求解。(1)由题图象知12s末导体棒ab的速度为v1=9m/s,则在0~12s内的加速度大小为a==m/s2=。(2)t=12s时,导体棒中感应电动势为E=BLv1,感应电流I=,导体棒受到的安培力F1=BIL,即F1=。同理,t=17s时,导体棒受的安培力F2=。当t=12s时,F1'==N=;当t=17s时,F2'==N=。F1'-μmg-=ma,F2'-μmg-=0。解得μ=,R=。(3)0~12s内,导体棒匀加速运动的位移s1=t1=54m。