狀元橋·2016高考物理一輪課時(shí)訓(xùn)練：第09章檢測(cè)

1、一、選擇題(本大題共10小題,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有一個(gè)或一個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有錯(cuò)選或不答的得0分)1.多年來(lái)物理學(xué)家一直設(shè)想用實(shí)驗(yàn)證實(shí)自然界中存在“磁單極子”.磁單極子是指只有S極或只有N極的磁性物質(zhì),其磁感線分布類似于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布.如圖所示的實(shí)驗(yàn)就是用于檢測(cè)磁單極子的實(shí)驗(yàn)之一,abcd為用超導(dǎo)材料圍成的閉合回路.設(shè)想有一個(gè)N極磁單極子沿abcd軸線從左向右穿過(guò)超導(dǎo)回路,那么在回路中可能發(fā)生的現(xiàn)象是()A.回路中無(wú)感應(yīng)電流B.回路中形成持續(xù)的abcda流向的感應(yīng)電流C.回路中形成持續(xù)的adcba流向的感應(yīng)電流D.回路中形成先abc

2、da流向后adcba的感應(yīng)電流2.(2014·石家莊二檢)法拉第發(fā)明了世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)法拉第圓盤發(fā)電機(jī).如圖所示，用紫銅做的圓盤水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓盤圓心處固定一個(gè)搖柄，邊緣和圓心處各與一個(gè)黃銅電刷緊貼，用導(dǎo)線將電刷與電流表連接起來(lái)形成回路.轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使圓盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).下列說(shuō)法正確的是（ ）A.回路中電流的大小變化，方向不變B.回路中電流的大小不變，方向變化C.回路中電流的大小和方向都周期性變化D.回路中電流的方向不變，從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表3. 如圖所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)光滑的水平桌面，一質(zhì)量為m的橢圓形導(dǎo)體框平放在桌面上，橢

3、圓的長(zhǎng)軸平行磁場(chǎng)邊界，短軸小于d.現(xiàn)給導(dǎo)體框一個(gè)初速度v0(v0垂直磁場(chǎng)邊界)，已知導(dǎo)體框全部在磁場(chǎng)中的速度為v，導(dǎo)體框全部出磁場(chǎng)后的速度為v1；導(dǎo)體框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，導(dǎo)體框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.下列說(shuō)法正確的是（ ）A.導(dǎo)體框離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较駼.導(dǎo)體框進(jìn)出磁場(chǎng)都是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)CQ1>Q2D.Q1Q24.兩塊水平放置的金屬板間的距離為d，用導(dǎo)線與一個(gè)n匝線圈相連，線圈電阻為r，線圈中有豎直方向的磁場(chǎng)，電阻R與金屬板連接，如圖所示，兩板間有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止，則線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況和磁通量的變化率

4、分別是（ ）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正增強(qiáng)，B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正增強(qiáng)，C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上且正減弱，D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向下且正減弱，5.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn),并可繞O點(diǎn)擺動(dòng).金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開(kāi)始釋放,在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過(guò)程中,細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面,且垂直紙面.則線框中感應(yīng)電流的方向是()A.abcdaB.dcbadC.先是dcbad,后是abcdaD.先是abcda,后是dcbad6.如圖所示,正方形閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示

5、的位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng).若第一次用0.3s時(shí)間拉出,外力所做的功為W1;第二次用0.9s時(shí)間拉出,外力所做的功為W2,則()A.W1=W2B.W1=W2C.W1=3W2D.W1=9W27.邊長(zhǎng)為a的閉合金屬正三角形框架,完全處于垂直于框架平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)把框架勻速拉出磁場(chǎng),如圖(1)所示,則圖(2)中圖象規(guī)律與這一過(guò)程相符合的是()(1)(2)8.(2014·山東卷)如圖所示，一端接有定值電阻的平行金屬軌道固定在水平面內(nèi)，通有恒定電流的長(zhǎng)直絕緣導(dǎo)線垂直并緊靠軌道固定，導(dǎo)體棒與軌道垂直且接觸良好.在向右勻速通過(guò)M、N兩區(qū)的過(guò)程中，導(dǎo)體棒所受安培力分別用FM、FN表示.不計(jì)軌道電阻.

6、以下敘述正確的是（ ）A.FM向右 B.FN向左C.FM逐漸增大 D.FN逐漸減小9.如圖所示,光滑的平行水平金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L,在MP之間接一個(gè)阻值為R的電阻,在兩導(dǎo)軌間cdfe矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向上、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為m、電阻為r、長(zhǎng)度也剛好為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上,與磁場(chǎng)左邊界相距d0.現(xiàn)用一個(gè)水平向右的力F拉棒ab,使它由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),棒ab離開(kāi)磁場(chǎng)前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸,導(dǎo)軌電阻不計(jì),F隨ab與初始位置的距離x變化的情況如圖所示,F0已知.下列判斷正確的是()A.棒ab在ac之間的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.棒ab在ce

7、之間可能先做加速度減小的運(yùn)動(dòng),再做勻速運(yùn)動(dòng)C.棒ab在ce之間不可能一直做勻速運(yùn)動(dòng)D.棒ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量為10.(2014·河南鄭州第二次質(zhì)檢)如圖所示,在光滑絕緣斜面上放置一矩形鋁框abcd,鋁框的質(zhì)量為m、電阻為R,斜面上ef線與gh線間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),efghpqab,eh>bc.如果鋁框從磁場(chǎng)上方的某一位置由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),則從鋁框開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到ab邊到達(dá)gh線之前的速度(v)時(shí)間(t)圖象可能正確的有()二、填空與實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題,共10分.把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答)11.(6分)如圖所示,直導(dǎo)線ab與固定的電阻器R連

8、成閉合電路,ab長(zhǎng)0.40m,在磁感強(qiáng)度是0.60T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以5.0m/s的速度向右做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向跟ab導(dǎo)線垂直.這時(shí)直導(dǎo)線ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小是V,直導(dǎo)線ab中感應(yīng)電流的方向是(填“ab”或“ba”);若電阻R=5,導(dǎo)線ab電阻r=1,則ab兩端的電勢(shì)差大小為V. 12.(4分)超導(dǎo)磁懸浮列車(圖甲)推進(jìn)原理可以簡(jiǎn)化為圖乙所示的模型:在水平面上相距為L(zhǎng)的兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1和B2,且B1=B2=B,每個(gè)磁場(chǎng)的寬度都是l,相間排列.金屬框abcd(懸浮在導(dǎo)軌上方)跨在兩導(dǎo)軌間,其長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)、l.當(dāng)所有這些磁場(chǎng)都以速度v向右勻速

9、運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬框abcd在磁場(chǎng)力作用下將向(填“左”或“右”)運(yùn)動(dòng).若金屬框電阻為R,運(yùn)動(dòng)中所受阻力恒為Ff,則金屬框的最大速度為. 三、計(jì)算題(本大題共4小題,共50分.解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(10分)如圖甲所示,一個(gè)電阻值為R、匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連接成閉合回路.線圈的半徑為r1.在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖乙所示.圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0,導(dǎo)線的電阻不計(jì).求0至t1時(shí)間

10、內(nèi),(1)通過(guò)電阻R1上的電流大小和方向.(2)通過(guò)電阻R1上的電荷量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量.14.（12分）(2014·天津卷)如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角30°的斜面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，間距L0.4 m.導(dǎo)軌所在空間被分成區(qū)域和，兩區(qū)域的邊界與斜面的交線為MN，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向下，中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0.5 T.在區(qū)域中，將質(zhì)量m10.1 kg，電阻R10.1 的金屬條ab放在導(dǎo)軌上，ab剛好不下滑.然后，在區(qū)域中將質(zhì)量m20.4 kg，電阻R20.1 的光滑導(dǎo)體棒cd置于導(dǎo)軌上，由靜止開(kāi)始下滑.cd在滑動(dòng)

11、過(guò)程中始終處于區(qū)域的磁場(chǎng)中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g10 m/s2.問(wèn)：(1)cd下滑的過(guò)程中，ab中的電流方向；(2)ab剛要向上滑動(dòng)時(shí)，cd的速度v多大；(3)從cd開(kāi)始下滑到ab剛要向上滑動(dòng)的過(guò)程中，cd滑動(dòng)的距離x3.8 m，此過(guò)程中ab上產(chǎn)生的熱量Q是多少.15.(12分)如圖,ab和cd是兩條豎直放置的長(zhǎng)直光滑金屬導(dǎo)軌,MN和M'N'是兩根用細(xì)線連接的金屬桿,其質(zhì)量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上,使兩桿水平靜止,并剛好與導(dǎo)軌接觸,兩桿的總電阻為R,導(dǎo)軌間距為l.整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌所在平

12、面垂直.導(dǎo)軌電阻可忽略,重力加速度為g.在t=0時(shí)刻將細(xì)線燒斷,保持F不變,金屬桿和導(dǎo)軌始終接觸良好.求:(1)細(xì)線燒斷后,任意時(shí)刻兩桿運(yùn)動(dòng)的速度之比.(2)兩桿分別達(dá)到的最大速度.16.(16分)如圖所示,一對(duì)光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距l(xiāng)=0.5m,左端接有阻值R=0.3的電阻.一質(zhì)量m=0.1kg,電阻r=0.1的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個(gè)裝置置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T.棒在水平向右的外力作用下,由靜止開(kāi)始以a=2m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)棒的位移x=9m時(shí)撤去外力,棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停下來(lái),已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q

13、1Q2=21.導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸.求 (1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)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.參考答案1.解析:N極磁單極子的磁感線分布類似于正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布,由楞次定律知,回路中形成方向沿adcba流向的感應(yīng)電流,由于回路由超導(dǎo)材料做成,電阻為零,故感應(yīng)電流不會(huì)消失.C項(xiàng)正確.答案:C2.解析：圓盤輻向垂直切割磁感線，由可得，電動(dòng)勢(shì)的大小一定，則電流的大小一定；由右手定則可知，電流方向從圓盤邊緣流向圓心，電流從b導(dǎo)線流進(jìn)電流表，選項(xiàng)D正確.答案：D3.解析：由楞次定律可以判斷，

14、導(dǎo)體框離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)A正確；導(dǎo)體框進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)受到的安培力是變力，做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；安培力一直是阻力，故導(dǎo)體框做減速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大于離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱Q1大于離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱Q2，選項(xiàng)C正確；由能量守恒得Q1Q2，選項(xiàng)D正確.答案：ACD4.解析：由平衡條件知，下金屬板帶正電，故電流應(yīng)從線圈下端流出，等效電路如圖所示，由楞次定律可以判定磁感應(yīng)強(qiáng)度B為豎直向上且正減弱或豎直向下且正增強(qiáng)，故A、D錯(cuò)誤；因mgq，UR，En，聯(lián)立可求得，故只有C項(xiàng)正確.答案：C5.解析:研究對(duì)象是線框,外加磁場(chǎng)B原的方向向上.當(dāng)線

15、圈從右側(cè)位置運(yùn)動(dòng)到最低位置過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量原減小,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)B感的方向與B原方向相同,B感方向向上;再根據(jù)環(huán)形電流的安培定則,知線框中的感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad;當(dāng)線圈從最低位置運(yùn)動(dòng)到左側(cè)最高位置過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量原增加,線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B感的方向與B原方向相反,B感方向向下;根據(jù)環(huán)形電流的安培定則,知線框中感應(yīng)電流方向?yàn)閐cbad.答案:B6.解析:設(shè)線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng),則線框被勻速拉出的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv,而v=,外力所做的功為W=t,即W=,可見(jiàn),外力所做的功與時(shí)間成反比,C項(xiàng)正確.答案:C7.解析:在框架被勻速拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中,由幾何關(guān)系得,切

16、割磁感線的有效長(zhǎng)度Lx,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLvx,B項(xiàng)正確;框架在勻速運(yùn)動(dòng)中受到拉力F與安培力相等,而安培力F'=BIL=為變力,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)P=Fv判斷,D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:B8.解析：根據(jù)安培定則可判斷出，通電導(dǎo)線在M區(qū)產(chǎn)生豎直向上的磁場(chǎng)，在N區(qū)產(chǎn)生豎直向下的磁場(chǎng).當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過(guò)M區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力向左.當(dāng)導(dǎo)體棒勻速通過(guò)N區(qū)時(shí)，由楞次定律可知導(dǎo)體棒受到的安培力也向左.選項(xiàng)B正確.設(shè)導(dǎo)體棒的電阻為r，軌道的寬度為L(zhǎng)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I，則導(dǎo)體棒受到的安培力F安BIL，在導(dǎo)體棒從左到右勻速通過(guò)M區(qū)時(shí)，磁場(chǎng)由弱到強(qiáng)，所以FM逐漸增大；在導(dǎo)體棒從左到右勻速通過(guò)N區(qū)時(shí)

17、，磁場(chǎng)由強(qiáng)到弱，所以FN逐漸減小.選項(xiàng)C、D正確.答案：BCD9.解析:棒ab在ac之間運(yùn)動(dòng)時(shí),水平方向只受到恒定拉力F0作用,做勻加速直線運(yùn)動(dòng),A項(xiàng)正確;棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后立即受到安培阻力的作用,若水平拉力大于安培力,則棒ab加速運(yùn)動(dòng),但加速度隨著速度的增大而減小,直到勻速運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)正確;若棒ab進(jìn)入磁場(chǎng)后安培阻力與水平拉力恰好平衡,則棒ab在磁場(chǎng)中可能一直做勻速運(yùn)動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;棒ab經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量為,D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案:AB10.解析:由題意可知,若鋁框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)受到安培力和重力沿斜面向下的分力平衡,則勻速進(jìn)入,出磁場(chǎng)時(shí),做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)(速度可能一直大于勻速運(yùn)動(dòng)的速

18、度),A項(xiàng)正確;若鋁框剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)受到安培力小于重力沿斜面向下的分力,則鋁框?qū)⒗^續(xù)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),完全進(jìn)入磁場(chǎng)后,做勻加速運(yùn)動(dòng),出磁場(chǎng)時(shí)開(kāi)始減速,D項(xiàng)正確.答案:AD11.解析:ab導(dǎo)線切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv=1.2V,由右手定則知,ab中電流方向是“ba”;ab兩端的電勢(shì)差U=R=1.0V.答案:1.2ba1.012.解析:磁場(chǎng)向右勻速運(yùn)動(dòng),金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流所受安培力向右,金屬框向右加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)金屬框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度設(shè)為vm,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=2BL(v-vm),感應(yīng)電流為I=,安培力F=2BLI,安培力與阻力平衡,F=Ff,解得vm=v-.答案:右v-13.解析:(1

19、)穿過(guò)閉合線圈的磁場(chǎng)的面積為S=ð由題圖乙可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率的大小為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得:E=n=nS=由閉合電路歐姆定律可知流過(guò)電阻R1的電流為I=再根據(jù)楞次定律可以判斷,流過(guò)電阻R1的電流方向由b到a.(2)0至t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R1的電荷量為q=It1=電阻R1上產(chǎn)生的熱量為Q=I2R1t1=答案:(1) 方向從b到a (2) 14.解析：(1)由右手定則可以直接判斷出電流是由a流向b.(2)開(kāi)始放置ab剛好不下滑時(shí)，ab所受摩擦力為最大靜摩擦力，設(shè)其為Fmax，有Fmaxm1g sin .設(shè)ab剛好要上滑時(shí)，cd棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律有EBLv.設(shè)電路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律有I.設(shè)ab所受安培力為F安，有F安ILB.此時(shí)ab受到的最大靜摩擦力方向沿斜面向下，由平衡條件有F安m1g sin Fmax.綜合式，代入數(shù)據(jù)解得:v5 m/s.(3)設(shè)cd棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中產(chǎn)生的總熱量為Q總，由能量守恒有m2gx sin Q總.又QQ總.解得Q1.3 J.答