2019-2020年高考物理大一輪復習講義 第九章 章末限時練（含解析） 新人教版.doc
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2019-2020年高考物理大一輪復習講義 第九章 章末限時練（含解析） 新人教版 一、選擇題(每小題6分，共48分) 1． (xx山東理綜16)了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要．以下符合史實的是 ( ) A．焦耳發(fā)現(xiàn)了電流熱效應(yīng)的規(guī)律 B．庫侖總結(jié)出了點電荷間相互作用的規(guī)律 C．楞次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕 D．牛頓將斜面實驗的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動 答案 AB 解析 焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，通常稱此為焦耳熱，A正確．庫侖研究電荷間作用的規(guī)律，得出庫侖定律，B正確．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了磁場產(chǎn)生電流，打開了電氣時代的大門，C錯誤．伽利略做斜面實驗，研究自由落體運動，D錯誤． 2. 用均勻?qū)Ь€做成的正方形線圈邊長為l，正方形的一半放在垂直于紙 面向里的勻強磁場中，如圖1所示，當磁場以的變化率增大時，則 ( ) A．線圈中感應(yīng)電流方向為acbda B．線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝ 圖2 C．線圈中a點電勢高于b點電勢 D．線圈中a、b兩點間的電勢差為 答案 AB 解析 根據(jù)楞次定律可知，選項A正確；線圈中產(chǎn)生的電動勢E＝＝＝，選項B正確；線圈中的感應(yīng)電流沿逆時針方向，所以a點電勢低于b點電勢，選項C錯誤；線圈左邊的一半導線相當于電源，右邊的一半相當于外電路，a、b兩點間的電勢差相當于路端電壓，其大小為U＝＝，選項D錯誤． 3. 矩形線圈abcd，長ab＝20 cm，寬bc＝10 cm，匝數(shù)n＝200，線 圈回路總電阻R＝5 Ω.整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強磁場穿過．若勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，則 ( ) 圖2 A．線圈回路中感應(yīng)電動勢隨時間均勻變化 B．線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.4 A C．當t＝0.3 s時，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 答案 BD 解析 由E＝n＝nS可知，由于線圈中磁感應(yīng)強度的變化率＝ T/s＝0.5 T/s為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動勢為E＝n＝2 V，且恒定不變，故選項A錯誤；回路中感應(yīng)電流的大小為I＝＝0.4 A，選項B正確；當t＝0.3 s時，磁感應(yīng)強度B＝0.2 T，則安培力為F＝nBIl＝2000.20.40.2 N＝3.2 N，故選項C錯誤；1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt＝0.42560 J＝48 J．選項D正確． 4. 如圖3所示，寬度為d的有界勻強磁場豎直向下穿過光滑的水平桌 面，一質(zhì)量為m的橢圓形導體框平放在桌面上，橢圓的長軸平行磁場邊界，短軸小于d.現(xiàn)給導體框一個初速度v0(v0垂直磁場邊界)，已知導體框全部在磁場中的速度為v，導體框全部出磁場后的速度為v1；導體框進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，導體框離開磁場 圖3 過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.下列說法正確的是 ( ) A．導體框離開磁場過程中，感應(yīng)電流的方向為順時針方向 B．導體框進出磁場都是做勻變速直線運動 C．Q1>Q2 D．Q1＋Q2＝m(v－v) 答案 ACD 解析 由楞次定律可以判斷，導體框離開磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向為順時針方向，選項A正確；導體框進出磁場時受到的安培力是變力，做非勻變速直線運動，選項B錯誤；安培力一直是阻力，故導體框做減速運動，進入磁場時的速度大于離開磁場時的速度，進入磁場時產(chǎn)生的焦耳熱Q1大于離開磁場時產(chǎn)生的焦耳熱Q2，選項C正確；由能量守恒得Q1＋Q2＝m(v－v)，選項D正確． 5． 如圖4所示的甲、乙兩個電路，電感線圈的自感系數(shù)足夠大，且直流電阻不可忽略，閉合開關(guān)S，待電路達到穩(wěn)定后，燈泡均能發(fā)光．現(xiàn)將開關(guān)S斷開， 這兩個電路中燈泡亮度的變化情況可能是 ( ) 圖4 A．甲電路中燈泡將逐漸變暗 B．甲電路中燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗 C．乙電路中燈泡將漸漸變暗 D．乙電路中燈泡將先變得更亮，然后漸漸變暗 答案 AD 解析 S斷開，電感線圈L產(chǎn)生自感，阻礙原電流的變化，L相當于新回路的電源，甲圖中流過燈泡的電流在I燈＝IL的基礎(chǔ)上逐漸減小，甲燈泡會逐漸變暗，A項正確．乙圖中，電流在IL的基礎(chǔ)上逐漸減小，若IL>I燈，則會發(fā)現(xiàn)乙燈泡先閃亮后熄滅，D項正確． 6． 如圖5所示，在光滑的水平地面上，有兩個磁感應(yīng)強度大小均為 B、方向相反的水平勻強磁場，PQ為兩個磁場的豎直分界線，磁場范圍足夠大．一個半徑為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向，以速度v從位置Ⅰ開始向右運動，當圓環(huán)運動到位 圖5 置Ⅱ(環(huán)直徑剛好與分界線PQ重合)時，圓環(huán)的速度為v，則下列說法正確的是( ) A．圓環(huán)運動到位置Ⅱ時電功率為 B．圓環(huán)運動到位置Ⅱ時加速度為 C．圓環(huán)從位置Ⅰ運動到位置Ⅱ的過程中，通過圓環(huán)截面的電荷量為 D．圓環(huán)從位置Ⅰ運動到位置Ⅱ的過程中，回路產(chǎn)生的電能為mv2 答案 CD 解析 圓環(huán)到達位置Ⅱ時回路中電流為I＝＝，此時的電功率應(yīng)為P＝I2R＝，選項A錯誤；由牛頓第二定律可得2BI2a＝ma加可得a加＝，選項B錯誤；由能量守恒定律可得mv2＝E電＋m(v)2，解得E電＝mv2，選項D正確；由q＝易得選項C正確． 7． 如圖6所示的兩個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直．現(xiàn)用拉力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域．以初始位置為計時起點．規(guī)定電流沿逆時針方向時電動勢E為正，拉力F向右為正．則以下關(guān)于線框中通過的電荷量q、感應(yīng)電動勢E、拉力F和產(chǎn)生的熱量Q隨時間t變化的圖象正確的是 ( ) 圖6 答案 B 解析 此類問題可劃分為幾個不同的運動過程：0～L過程，線框在磁場外，E＝0，F(xiàn)＝0，q＝0，Q＝0；L～2L過程，線框在磁場中勻速運動，E1＝BLv，E1恒定，方向沿逆時針方向，感應(yīng)電流大小恒定，Q＝I2Rt1，Q不恒定，選項D錯；2L～3L過程，線框位于兩個磁場中，兩側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢方向相同，沿順時針方向，E2＝Bv2L＝2BLv＝2E1，通過線框的電荷量q2＝2q1，拉力F2＝2BL＝L＝＝4F1，且方向仍向右，選項A、C錯；由分析知選項B正確． 8. 兩根相距為L的足夠長的金屬彎角光滑導軌按如圖7所 示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊與水平面的夾角為37.質(zhì)量均為m的金屬細桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路，導軌的電阻不計，回路總電阻為2R，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上的勻強 圖7 磁場中．當ab桿在平行于水平導軌的拉力F作用下以速度v沿導軌勻速運動時，cd桿恰好處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g，以下說法正確的是 ( ) A．a(chǎn)b桿所受拉力F的大小為mgtan 37 B．回路中電流為 C．回路中電流的總功率為mgvsin 37 D．m與v大小的關(guān)系為m＝ 答案 AD 解析 對cd桿，BILcos 37＝mgsin 37，對ab桿，F(xiàn)＝BIL，聯(lián)立解得ab桿所受拉力F的大小為F＝mgtan 37，故A對；回路中電流為I＝，故B錯；回路中電流的總功率為Fv＝mgvtan 37，故C錯；I＝，又I＝，故m＝，故D對． 二、非選擇題(共52分) 9．(14分)如圖8所示，兩光滑金屬導軌，間距d＝0.2 m， 在桌面上的部分是水平的，處在磁感應(yīng)強度B＝0.1 T、方向豎直向下的有界磁場中，電阻R＝3 Ω，桌面高H＝0.8 m，金屬桿ab的質(zhì)量m＝0.2 kg，電阻r＝1 Ω，在導軌上距桌面h＝0.2 m的高處由靜止釋放，落地點距 圖8 桌面左邊緣的水平距離s＝0.4 m，g＝10 m/s2.求： (1)金屬桿剛進入磁場時，R上的電流大??； (2)整個過程中R上產(chǎn)生的熱量． 答案 (1)0.01 A (2)0.225 J 解析 (1)設(shè)桿ab剛進入磁場時的速度為v1，剛離開磁場時的速度為v2，則有 mgh＝mv E＝Bdv1 I＝＝0.01 A (2)金屬桿飛出桌面后做平拋運動， H＝gt2 s＝v2t 整個過程回路中產(chǎn)生的總熱量 Q＝mv－mv＝0.3 J 整個過程中R上產(chǎn)生的熱量 QR＝Q＝0.225 J 10．(18分)(xx天津理綜11)如圖9所示，一對光滑的平行金屬導軌固 定在同一水平面內(nèi)，導軌間距l(xiāng)＝0.5 m，左端接有阻值R＝0.3 Ω的電阻．一質(zhì)量m＝0.1 kg，電阻r＝0.1 Ω的金屬棒MN放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.4 T． 圖9 金屬棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a＝2 m/s2的加速度做勻加速運動，當金屬棒的位移x＝9 m時撤去外力，金屬棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1∶Q2＝2∶1.導軌足夠長且電阻不計，金屬棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸．求： (1)金屬棒在勻加速運動過程中，通過電阻R的電荷量q； (2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2； (3)外力做的功WF. 答案 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J 解析 (1)設(shè)金屬棒勻加速運動的時間為Δt，回路的磁通量的變化量為ΔΦ，回路中的平均感應(yīng)電動勢為，由法拉第電磁感應(yīng)定律得 ＝① 其中ΔΦ＝Blx② 設(shè)回路中的平均電流為，由閉合電路歐姆定律得 ＝③ 則通過電阻R的電荷量為q＝Δt④ 聯(lián)立①②③④式，得q＝ 代入數(shù)據(jù)得q＝4.5 C (2)設(shè)撤去外力時金屬棒的速度為v，對于金屬棒的勻加速運動過程，由運動學公式得v2＝2ax⑤ 設(shè)金屬棒在撤去外力后的運動過程中克服安培力所做的功為W，由動能定理得 W＝0－mv2⑥ 撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2＝－W⑦ 聯(lián)立⑤⑥⑦式，代入數(shù)據(jù)得Q2＝1.8 J⑧ (3)由題意知，撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比 Q1∶Q2＝2∶1，可得Q1＝3.6 J⑨ 在金屬棒運動的整個過程中，外力F克服安培力做功，由功能關(guān)系可知WF＝Q1＋Q2⑩ 由⑧⑨⑩式得WF＝5.4 J. 11．(20分)如圖10甲所示，空間存在一垂直紙面向里的水平磁場，磁場上邊界OM水平，以O(shè)點為坐標原點，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強度大小在x方向保持不變、y軸方向按B＝ky變化，k為大于零的常數(shù)．一質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形線框abcd從圖示位置由靜止釋放，運動過程中線框始終在同一豎直平面內(nèi)且ab邊水平，當線框下降h0(h0下載提示(請認真閱讀)
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