2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第九章 章末限時(shí)練（含解析） 新人教版.doc
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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第九章 章末限時(shí)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(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣觀察和思考，往往比掌握知識(shí)本身更重要．以下符合史實(shí)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)的結(jié)論合理外推，間接證明了自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng) 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(chǎng)產(chǎn)生電流，打開了電氣時(shí)代的大門，C錯(cuò)誤．伽利略做斜面實(shí)驗(yàn)，研究自由落體運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)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(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖1所示，當(dāng)磁場(chǎng)以的變化率增大時(shí)，則 ( ) A．線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍cbda B．線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝ 圖2 C．線圈中a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) D．線圈中a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 答案 AB 解析 根據(jù)楞次定律可知，選項(xiàng)A正確；線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E＝＝＝，選項(xiàng)B正確；線圈中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，所以a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈左邊的一半導(dǎo)線相當(dāng)于電源，右邊的一半相當(dāng)于外電路，a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差相當(dāng)于路端電壓，其大小為U＝＝，選項(xiàng)D錯(cuò)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(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．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)律如圖2所示，則 ( ) 圖2 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0.4 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 答案 BD 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I＝＝0.4 A，選項(xiàng)B正確；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＝2000.20.40.2 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＝0.42560 J＝48 J．選項(xiàng)D正確． 4. 如圖3所示，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過光滑的水平桌 面，一質(zhì)量為m的橢圓形導(dǎo)體框平放在桌面上，橢圓的長軸平行磁場(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)過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，導(dǎo)體框離開磁場(chǎng) 圖3 過程中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2.下列說法正確的是 ( ) A．導(dǎo)體框離開磁場(chǎng)過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向 B．導(dǎo)體框進(jìn)出磁場(chǎng)都是做勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．Q1>Q2 D．Q1＋Q2＝m(v－v) 答案 ACD 解析 由楞次定律可以判斷，導(dǎo)體框離開磁場(chǎng)的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，選項(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Q1＋Q2＝m(v－v)，選項(xiàng)D正確． 5． 如圖4所示的甲、乙兩個(gè)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(dá)到穩(wěn)定后，燈泡均能發(fā)光．現(xiàn)將開關(guān)S斷開， 這兩個(gè)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(dāng)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(huì)逐漸變暗，A項(xiàng)正確．乙圖中，電流在IL的基礎(chǔ)上逐漸減小，若IL>I燈，則會(huì)發(fā)現(xiàn)乙燈泡先閃亮后熄滅，D項(xiàng)正確． 6． 如圖5所示，在光滑的水平地面上，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)，PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的豎直分界線，磁場(chǎng)范圍足夠大．一個(gè)半徑為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場(chǎng)方向，以速度v從位置Ⅰ開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到位 圖5 置Ⅱ(環(huán)直徑剛好與分界線PQ重合)時(shí)，圓環(huán)的速度為v，則下列說法正確的是( ) A．圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ時(shí)電功率為 B．圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ時(shí)加速度為 C．圓環(huán)從位置Ⅰ運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(dá)位置Ⅱ時(shí)回路中電流為I＝＝，此時(shí)的電功率應(yīng)為P＝I2R＝，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可得2BI2a＝ma加可得a加＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可得mv2＝E電＋m(v)2，解得E電＝mv2，選項(xiàng)D正確；由q＝易得選項(xiàng)C正確． 7． 如圖6所示的兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場(chǎng)寬度均為L，距磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場(chǎng)方向垂直．現(xiàn)用拉力F使線框以速度v勻速穿過磁場(chǎng)區(qū)域．以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)．規(guī)定電流沿逆時(shí)針方向時(shí)電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)E、拉力F和產(chǎn)生的熱量Q隨時(shí)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(gè)不同的運(yùn)動(dòng)過程：0～L過程，線框在磁場(chǎng)外，E＝0，F(xiàn)＝0，q＝0，Q＝0；L～2L過程，線框在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)，E1＝BLv，E1恒定，方向沿逆時(shí)針方向，感應(yīng)電流大小恒定，Q＝I2Rt1，Q不恒定，選項(xiàng)D錯(cuò)；2L～3L過程，線框位于兩個(gè)磁場(chǎng)中，兩側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，沿順時(shí)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(xiàng)A、C錯(cuò)；由分析知選項(xiàng)B正確． 8. 兩根相距為L的足夠長的金屬彎角光滑導(dǎo)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(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，回路總電阻為2R，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng) 圖7 磁場(chǎng)中．當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力F作用下以速度v沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿恰好處于靜止?fàn)顟B(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(duì)cd桿，BILcos 37＝mgsin 37，對(duì)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(duì)；回路中電流為I＝，故B錯(cuò)；回路中電流的總功率為Fv＝mgvtan 37，故C錯(cuò)；I＝，又I＝，故m＝，故D對(duì)． 二、非選擇題(共52分) 9．(14分)如圖8所示，兩光滑金屬導(dǎo)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(qiáng)度B＝0.1 T、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)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(dǎo)軌上距桌面h＝0.2 m的高處由靜止釋放，落地點(diǎn)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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，R上的電流大??； (2)整個(gè)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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，剛離開磁場(chǎng)時(shí)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(yùn)動(dòng)， H＝gt2 s＝v2t 整個(gè)過程回路中產(chǎn)生的總熱量 Q＝mv－mv＝0.3 J 整個(gè)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(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)＝0.5 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(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＝0.4 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(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒的位移x＝9 m時(shí)撤去外力，金屬棒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)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(dǎo)軌足夠長且電阻不計(jì)，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸．求： (1)金屬棒在勻加速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的時(shí)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(dòng)勢(shì)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(shí)金屬棒的速度為v，對(duì)于金屬棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過程，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2＝2ax⑤ 設(shè)金屬棒在撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力所做的功為W，由動(dòng)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(yùn)動(dòng)的整個(gè)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(chǎng)，磁場(chǎng)上邊界OM水平，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OM為x軸，豎直向下為y軸，磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng)過程中線框始終在同一豎直平面內(nèi)且ab邊水平，當(dāng)線框下降h0(h0下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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