2020屆高考物理 專項(xiàng)精練精析三十七

上傳人:艷*** 文檔編號(hào):110842266 上傳時(shí)間:2022-06-19 格式:DOC 頁(yè)數(shù):9 大小:273KB
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1、 (本欄目?jī)?nèi)容,在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)裝訂!) 1.如右圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,在磁場(chǎng)中有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形剛性金屬框,ab邊的質(zhì)量為m,電阻為R,其他三邊的質(zhì)量和電阻均不計(jì).cd邊上裝有固定的水平軸,將金屬框自水平位置由靜止釋放,第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),ab邊的速度為v,不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,則在這個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.通過(guò)ab邊的電流方向?yàn)閍→b B.a(chǎn)b邊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度v= C.a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的電壓逐漸變大 D.金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgL-mv2 解析: 本題考查電磁感應(yīng).a(chǎn)b邊向下擺動(dòng)過(guò)程中,磁通量逐漸減小,根據(jù)

2、楞次定律及右手定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)閎→a,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;ab邊由水平位置到達(dá)最低點(diǎn)過(guò)程中,機(jī)械能不守恒,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;金屬框擺動(dòng)過(guò)程中,ab邊同時(shí)受安培力作用,故當(dāng)重力與安培力沿其擺動(dòng)方向分力的合力為零時(shí),a、b兩點(diǎn)間電壓最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于此過(guò)程中機(jī)械能的損失,故選項(xiàng)D正確. 答案: D 2.一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,以一定的初速度v0從一光滑平行金屬導(dǎo)軌底端向上滑行,導(dǎo)軌平面與水平面成30°角,兩導(dǎo)軌上端用一電阻R相連,如右圖所示,磁場(chǎng)垂直斜面向上,導(dǎo)軌的電阻不計(jì),金屬桿向上滑行到某一高度之后又返回到底端時(shí)的速度大小為v,(

3、  ) A.向上滑行的時(shí)間大于向下滑行的時(shí)間 B.在向上滑行時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量小于向下滑行時(shí)電阻R上產(chǎn)生的熱量 C.向上滑行時(shí)與向下滑行時(shí)通過(guò)電阻R的電荷量相等 D.金屬桿從開始上滑至返回出發(fā)點(diǎn),電阻R上產(chǎn)生的熱量為m(v-v2) 解析: 導(dǎo)體桿沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力沿斜面向下,沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí)安培力沿斜面向上,所以上升過(guò)程的加速度大于下滑過(guò)程的加速度,因此向上滑行的時(shí)間小于向下滑行的時(shí)間,A錯(cuò);向上滑行過(guò)程的平均速度大,感應(yīng)電流大,安培力做的功多,R上產(chǎn)生的熱量多,B錯(cuò);由q=知C對(duì);由能量守恒定律知回路中產(chǎn)生的總熱量為m(v-v2),D錯(cuò); 本題中等難度. 答案: C 3.

4、矩形線圈abcd,長(zhǎng)ab=20 cm,寬bc=10 cm,匝數(shù)n=200,線圈回路總電阻R=5 Ω.整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò).若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如右圖所示,則(  ) A.線圈回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間均勻變化 B.線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.2 A C.當(dāng)t=0.3 s時(shí),線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016 N D.在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48 J 解析: 由E=n=nS可知,由于線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率= T/s=0.5 T/s為常數(shù),則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=n=2 V,且恒定不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;回路中感應(yīng)電流的大小為

5、I==0.4 A,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)t=0.3 s時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T,則安培力為F=nBIl=200×0.2×0.4×0.2 N=3.2 N,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt=0.42×5×60 J=48 J.選項(xiàng)D正確. 答案: D 4.(2020·揚(yáng)州模擬)如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向夾角60°斜向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,除電阻R的阻值外,其余電阻不計(jì),導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).規(guī)定a→b的方向?yàn)殡娏鞯恼较颍较蛴业姆较驗(yàn)橥饬Φ恼?/p>

6、向,則在0~t時(shí)間內(nèi),能正確反映流過(guò)導(dǎo)體棒ab的電流i和導(dǎo)體棒ab所受水平外力F隨時(shí)間t變化的圖象是(  ) 解析: 由楞次定律可判定回路中的電流始終為b→a方向,由法拉第電磁感應(yīng)定律可判定回路電流大小恒定,故A、B錯(cuò);由F安=BIL可得F安隨B的變化而變化,在0~t0時(shí)間內(nèi),F(xiàn)安方向向右,故外力F與F安等值反向,方向向左為負(fù)值;在t0~t時(shí)間內(nèi),F(xiàn)安方向改變,故外力F方向也改變?yōu)檎?,綜上所述,D項(xiàng)正確. 答案: D 5.如右圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌AC、AD固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.有一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒以初速度v0從某位置開始在導(dǎo)軌上水平向右運(yùn)動(dòng),

7、最終恰好靜止在A點(diǎn).在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終構(gòu)成等邊三角形回路,且通過(guò)A點(diǎn)的總電荷量為Q.已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的接觸電阻阻值為R,其余電阻不計(jì),則(  ) A.該過(guò)程中導(dǎo)體棒做勻減速運(yùn)動(dòng) B.該過(guò)程中接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mv C.開始運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的面積為 D.當(dāng)導(dǎo)體棒的速度為v0時(shí),回路中感應(yīng)電流大小為初始時(shí)的一半 解析: 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv,電流為I=Blv/R,安培力為F=BIl=B2l2v/R,l、v都在減小,根據(jù)牛頓第二定律知,加速度也在減小,故A錯(cuò);該過(guò)程中,動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為接觸電阻產(chǎn)生的熱量為mv;B錯(cuò);該過(guò)程中,通過(guò)的總電荷量為Q=BS/R

8、,整理后得開始運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌所構(gòu)成回路的S=,C對(duì);由產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv和電流為I=Blv/R,可知D錯(cuò). 答案: C 6.如右圖所示,兩豎直放置的平行光滑導(dǎo)軌相距0.2 m,其電阻不計(jì),處于水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T,導(dǎo)體棒ab與cd的電阻均為0.1 Ω,質(zhì)量均為0.01 kg.現(xiàn)用豎直向上的力拉ab棒,使之勻速向上運(yùn)動(dòng),此時(shí)cd棒恰好靜止,已知棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),g取10 m/s2,則(  ) A.a(chǎn)b棒向上運(yùn)動(dòng)的速度為1 m/s B.a(chǎn)b棒受到的拉力大小為0.2 N C.在2 s時(shí)間內(nèi),拉力做功為0.4 J D.在2

9、s時(shí)間內(nèi),ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.4 J 解析: cd棒受到的安培力等于它的重力,BL=mg,v==2 m/s,A錯(cuò)誤.a(chǎn)b棒受到向下的重力G和向下的安培力F,則ab棒受到的拉力FT=F+G=2mg=0.2 N,B正確.在2 s內(nèi)拉力做的功,W=FTvt=0.2×2×2 J=0.8 J,C不正確.在2 s內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=2Rt=0.2 J,D不正確. 答案: B 7.如右圖所示,在光滑水平面上方,有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)范圍足夠大.一個(gè)邊長(zhǎng)為a,質(zhì)量為m,電阻為R的正方形金屬線框垂直磁場(chǎng)方向,以速度v從圖

10、示位置向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框中心線AB運(yùn)動(dòng)到與PQ重合時(shí),線框的速度為,則(  ) A.此時(shí)線框中的電功率為4B2a2v2/R B.此時(shí)線框的加速度為4B2a2v/(mR) C.此過(guò)程通過(guò)線框截面的電荷量為Ba2/R D.此過(guò)程回路產(chǎn)生的電能為0.75mv2 解析: 線框左右兩邊都切割磁感線則E總=2Ba·,P==,A錯(cuò)誤;線框中電流I==,兩邊受安培力F合=2·BIa=,故加速度a=,B錯(cuò)誤;由=,=.q=Δt得q=.從B點(diǎn)到Q點(diǎn)ΔΦ=Ba2,故C正確;而回路中產(chǎn)生的電能E=mv2-m2=mv2,故D錯(cuò)誤. 答案: C 二、非選擇題 8.(2020·江蘇單科) 如右圖所示,兩足夠

11、長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,相距為L(zhǎng),一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直.一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界h處?kù)o止釋放.導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好,且始終保持水平,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻.求: (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B; (2)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v; (3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im. 解析: (1)電流穩(wěn)定后,導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng) BIL=mg① 解得 B=.② (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv③ 感應(yīng)電流 I=④ 由②③④式解得 v=. (3)由題意知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度最大

12、,設(shè)為vm 機(jī)械能守恒 mv=mgh 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em=BLvm 感應(yīng)電流的最大值 Im= 解得 Im=. 答案: (1)B= (2)v= (3)Im= 9.如右圖所示,兩根相同的勁度系數(shù)為k的金屬輕彈簧用兩根等長(zhǎng)的絕緣線懸掛在水平天花板上,彈簧的上端通過(guò)導(dǎo)線與阻值為R的電阻相連,彈簧的下端接一質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為r的金屬棒,金屬棒始終處于寬度為d的垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.開始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng).金屬棒從靜止釋放,其下降高度為h時(shí)達(dá)到了最大速度.已知彈簧始終在彈性限度內(nèi),且當(dāng)彈簧的形變量為x時(shí),它的彈性勢(shì)能為kx2,不計(jì)空氣阻力和其他電阻,求: (1)金

13、屬棒的最大速度是多少? (2)這一過(guò)程中R消耗的電能是多少? 解析: (1)當(dāng)金屬棒有最大速度時(shí),加速度為零,金屬棒受向上的彈力、安培力和向下的重力作用,有 2kh+BId=mg I= vmax=. (2)根據(jù)能量關(guān)系得 mgh-2×-mv=E電 又有R、r共同消耗了總電能 =,ER+Er=E電 整理得R消耗的電能為 ER=E電=[mgh-kh2-]. 答案: (1) (2)[mgh-kh2-] 10.如圖所示,在距離水平地面h=0.8 m的虛線的上方,有一個(gè)方向垂直于紙面水平向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).正方形線框abcd的邊長(zhǎng)l=0.2 m,質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R=0.

14、08 Ω.一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連線框,另一端連一質(zhì)量M=0.2 kg的物體A.開始時(shí)線框的cd在地面上,各段繩都處于伸直狀態(tài),從如圖所示的位置由靜止釋放物體A,一段時(shí)間后線框進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),已知線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)線框的cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)物體A恰好落地,同時(shí)將輕繩剪斷,線框繼續(xù)上升一段時(shí)間后開始下落,最后落至地面.整個(gè)過(guò)程線框沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng),線框平面始終處于紙面內(nèi),g取10 m/s2.求: (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B. (2)線框從開始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),用了多長(zhǎng)時(shí)間? (3)線框落地時(shí)的速度多大? 解析: (1)設(shè)線框到達(dá)磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小為v,由機(jī)械能

15、守恒定律可得: Mg(h-l)=mg(h-l)+(M+m)v2① 代入數(shù)據(jù)解得:v=2 m/s② 線框的ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),感應(yīng)電流:I=③ 線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng),有: Mg=mg+I(xiàn)Bl④ 代入數(shù)據(jù)解得:B=1 T.⑤ (2)設(shè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)之前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,有: h-l=vt1⑥ 代入數(shù)據(jù)解得:t1=0.6 s⑦ 線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng),所用時(shí)間: t2==0.1 s⑧ 此后輕繩拉力消失,線框做豎直上拋運(yùn)動(dòng),到最高點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間:t3==0.2 s⑨ 線框從開始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),所用時(shí)間: t=t1+t2+t3=0.9 s.⑩ (3)線框從最高點(diǎn)下落至磁場(chǎng)邊界時(shí)速度大小不變,線框所受安培力大小也不變,即 IBl=(M-m)g=mg? 因此,線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程還是做勻速運(yùn)動(dòng),離開磁場(chǎng)后做豎直下拋運(yùn)動(dòng). 由機(jī)械能守恒定律可得: mv=mv2+mg(h-l)? 代入數(shù)據(jù)解得線框落地時(shí)的速度: v1=4 m/s.? 答案: (1)1 T (2)0.9 s (3)4 m/s

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