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2011屆高考第一輪總復(fù)習滿分練兵場一、選擇題1如圖甲、乙、丙中,除導體棒ab可動外,其余部分均固定不動,甲圖中的電容器C原來不帶電設(shè)導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略,導體棒和導軌間的摩擦也不計,圖中裝置均在水平面內(nèi),且都處于方向垂直水平面(即紙面)向下的勻強磁場中,導軌足夠長現(xiàn)給導體棒ab一個向右的初速度v0,在甲、乙、丙三種情形下導體棒ab的最終運動狀態(tài)是() A三種情形下導體棒ab最終都做勻速運動B甲、丙中,ab棒最終將以不同速度做勻速運動;乙中,ab棒最終靜止C甲、丙中,ab棒最終將以相同速度做勻速運動;乙中,ab棒最終靜止D三種情形下導體棒ab最終都靜止答案B解析甲圖中ab棒運動后給電容器充電,當充電完成后,棒以一個小于v0的速度向右勻速運動乙圖中構(gòu)成了回路,最終棒的動能完全轉(zhuǎn)化為電熱,棒停止運動丙圖中棒先向右減速為零,然后反向加速至勻速故正確選項為B.2長為4L的粗細均勻的金屬桿圍成一個正方形閉合框架,框架放在光滑的水平桌面上,另一根長為L的同種材料、同樣粗細的金屬桿擱在其上,如圖所示勻強磁場垂直穿過框架平面,不計一切摩擦當直桿ab獲得一個初速度沿框架從左向右運動的過程中() A任一時刻ab桿的加速度大小均是框架加速度大小的4倍B任一時刻ab桿的加速度方向均和框架的加速度方向相同Cab桿對地做勻減速運動,框架對地做勻加速運動D任一時刻ab桿的發(fā)熱功率均是框架發(fā)熱功率的答案A解析任一時刻ab和框架所受的安培力大小相等、方向相反,由于ab質(zhì)量只有框架質(zhì)量的1/4,故ab桿的加速度大小是框架加速度大小的4倍,A正確,B錯誤由于安培力大小變化,ab桿和框架的加速度是變化的,C錯ab桿在框架上滑動時,框架的等效電阻不斷變化,D錯誤3如圖所示,閉合金屬線框從一定高度自由下落進入勻強磁場中,磁場足夠大,從ab邊開始進入磁場到cd邊剛進入磁場的這段時間內(nèi),線框運動的速度時間圖象不可能是 ()答案B解析當ab邊剛進入磁場時,若線框所受安培力等于重力,則線框在從ab邊開始進入磁場到cd邊剛進入磁場前做勻速運動,故A是可能的;當ab邊剛進入磁場時,若線框所受安培力小于重力,則線框做加速度逐漸減小的加速運動,最后可能做勻速運動,故C情況也可能;當ab邊剛進入磁場時,若線框所受安培力大于重力,則線框做加速度逐漸減小的減速運動,最后可能做勻速運動,故D可能;線框在磁場中不可能做勻變速運動,故B項是不可能的,應(yīng)選B.4(2009浙江臺州)如圖所示,兩光滑平行導軌水平放置在勻強磁場中,磁場垂直導軌所在平面,金屬棒ab可沿導軌自由滑動,導軌一端跨接一個定值電阻R,導軌電阻不計現(xiàn)將金屬棒沿導軌由靜止向右拉,若保持拉力F恒定,經(jīng)時間t1后速度為v,加速度為a1,最終以速度2v做勻速運動;若保持拉力的功率P恒定,棒由靜止經(jīng)時間t2后速度為v,加速度為a2,最終也以速度2v做勻速運動,則()At2t1 Bt1t2Ca22a1 Da23a1答案BD解析若保持拉力F恒定,在t1時刻,棒ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBLv,其所受安培力FBBIL,由牛頓第二定律,有Fma1;由題意,棒最終以2v做勻速運動,則F,故a1.若保持拉力的功率P恒定,在t2時刻,有ma2;棒最終也以2v做勻速運動,則,故a23a1,選項D正確,C錯誤;由以上分析可知,在瞬時速度相同的情況下,恒力F作用時棒產(chǎn)生的加速度比拉力的功率P恒定時產(chǎn)生的加速度小,故t1t2,選項B正確,A錯誤5如圖所示,一個邊長為a、電阻為R的等邊三角形線框,在外力作用下,以速度v勻速穿過寬均為a的兩個勻強磁場這兩個磁場的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反線框的運動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直,取逆時針方向的電流為正若從圖示位置開始計時,關(guān)于線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流i與運動時間t之間的函數(shù)圖象,正確的是()答案A解析根據(jù)楞次定律,電流應(yīng)先為逆時針,故B錯;當線框同時在兩個磁場中切割磁感線的時候,形成同向電流,所以峰值應(yīng)為谷值的一半,C錯;根據(jù)公式BLvsin可知L,故圖象應(yīng)為分段線性函數(shù),故A正確,D錯誤6(2010浙江省部分重點中學聯(lián)考)如圖a所示,在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為m的單匝均勻正方形銅線框,邊長為a,在1位置以速度v0進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場并開始計時t0,若磁場的寬度為b(b3a),在3t0時刻線框到達2位置速度又為v0并開始離開勻強磁場此過程中vt圖象如圖b所示,則()At0時,線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0B在t0時刻線框的速度為v0C線框完全離開磁場的瞬間(位置3)的速度一定比t0時刻線框的速度大D線框從進入磁場(位置1)到完全離開磁場(位置3)的過程中產(chǎn)生的電熱為2Fb答案D解析t0時,線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓,為Bav0,A項錯誤;從t0時刻至3t0時刻線框做勻加速運動,加速度為,故在t0時刻的速度為v02at0v0,B項錯誤;因為t0時刻和t3t0時刻線框的速度相等,進入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同,故在位置3時的速度與t0時刻的速度相等,C項錯誤;線框在位置1和位置3時的速度相等,根據(jù)動能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有FbQ,所以線框穿過磁場的整個過程中,產(chǎn)生的電熱為2Fb,D項正確7如圖所示,相距為d的兩條水平虛線L1、L2之間是方向水平向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線圈abcd邊長為L(Ld),將線圈在磁場上方高h處由靜止釋放,cd邊剛進入磁場時速度為v0,cd邊剛離開磁場時速度也為v0,則線圈穿越磁場的過程中(從cd邊剛?cè)氪艌鲆恢钡絘b邊剛離開磁場)()A感應(yīng)電流做功為mglB感應(yīng)電流做功為2mgdC線圈的最小速度可能為D線圈的最小速度一定為答案BCD解析根據(jù)cd邊剛進入磁場和cd邊剛離開磁場時速度大小相等,對這一過程應(yīng)用動能定理可得線圈進入磁場的過程克服安培力做功為mgd,出磁場的過程同樣要克服安培力做功mgd,所以總共產(chǎn)生電能2mgd,則感應(yīng)電流做功2mgd,所以A錯誤、B正確;若進入過程中出現(xiàn)勻速運動情況,則安培力與重力相等,所以存在最小速度為的可能,C正確;對整個過程應(yīng)用動能定理可得D正確8如圖所示,ab、cd是固定在豎直平面內(nèi)的足夠長的金屬框架除bc段電阻為R,其余電阻均不計,ef是一條不計電阻的金屬桿,桿兩端與ab和cd接觸良好且能無摩擦下滑,下滑時ef始終處于水平位置,整個裝置處于垂直框面的勻強磁場中,ef從靜止下滑,經(jīng)過一段時間后閉合開關(guān)S,則在閉合S后()Aef的加速度可能大于gB閉合S的時刻不同,ef的最終速度也不同C閉合S的時刻不同,ef最終勻速運動時電流的功率也不同Def勻速下滑時,減少的機械能等于電路消耗的電能答案AD解析閉合前,ef自由落體,到閉合時,設(shè)瞬時速度為v,此時ef所受安培力F安,F(xiàn)安可能出現(xiàn)大于2mg的情況,故A正確不同時刻閉合S,可能會出現(xiàn)三種情況: (1)F安mg時,ef正好從此時勻速運動,速度v(2)F安mg時,ef減速至F安mg后再勻速運動,此時速度v.所以最終速度v及最大功率P與S閉合時刻無關(guān)勻速下滑時重力勢能電能內(nèi)能所以應(yīng)選A、D.二、非選擇題 9由于國際空間站的運行軌道上各處的地磁場強弱及方向均有所不同,所以在運行過程中,穿過其外殼的地磁場的磁通量將不斷變化,這樣將會導致_現(xiàn)象發(fā)生,從而消耗國際空間站的能量為了減少這類消耗,國際空間站的外殼材料的電阻率應(yīng)盡可能_(填“大”或“小”)一些答案電磁感應(yīng)大解析電阻率較大,電阻也較大,同樣的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生的電動勢一定,由P可知,電阻較大時,消耗的電功率較小,可以減少能量消耗10(2009合肥市一模)如圖所示,光滑的金屬導軌間距為L,導軌平面與水平面成角,導軌下端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的金屬細桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連靜止在導軌上,彈簧勁度系數(shù)為k,上端固定,彈簧與導軌平面平行,整個裝置處在垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B.現(xiàn)給桿一沿導軌向下的初速度v0,桿向下運動至速度為零后,再沿導軌平面向上運動達最大速度,大小為v1,然后減速為零,再沿導軌平面向下運動一直往復(fù)運動到靜止(導軌與金屬細桿的電阻忽略不計)試求:(1)細桿獲得初速度瞬間,通過R的電流大??; (2)當桿速度為v1時離最初靜止時位置的距離L1;(3)桿由初速度v0開始運動直到最后靜止,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.答案(1)(2)(3)mv解析(1)由EBLv0;I0可得I0.(2)設(shè)桿最初靜止不動時彈簧伸長x0,kx0mgsin當桿的速度為v1時彈簧伸長x1,kx1mgsinBI1L此時I1,L1x1x0得L1. (3)桿最后靜止時,桿在初始位置,由能量守恒可得Qmv11(2010濰坊)如圖甲所示,平行金屬導軌豎直放置,導軌間距為L1m,上端接有電阻R13,下端接有電阻R26,虛線OO下方是垂直于導軌平面的勻強磁場現(xiàn)將質(zhì)量m0.1kg、電阻不計的金屬桿ab,從OO上方某處垂直導軌由靜止釋放,桿下落0.2m過程中始終與導軌保持良好接觸,加速度a與下落距離h的關(guān)系圖象如圖乙所示求:(1)磁感應(yīng)強度B;(2)桿下落0.2m過程中通過電阻R2的電荷量q.答案(1)2T(2)0.05C解析(1)由圖象知,桿自由下落距離是0.05m,當?shù)刂亓铀俣萭10m/s2,則桿進入磁場時的速度v1m/s由圖象知,桿進入磁場時加速度ag10m/s2 由牛頓第二定律得mgF安ma回路中的電動勢EBLv桿中的電流IR并F安BIL得B2T(2)桿在磁場中運動產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢桿中的平均電流通過桿的電荷量Qt通過R2的電量qQ0.05C12(2009北京一模)如圖(甲)所示,abcd是位于豎直平面內(nèi)的正方形閉合金屬線框,金屬線框的質(zhì)量為m,電阻為R,在金屬線框的下方有一勻強磁場區(qū),MN和MN是勻強磁場區(qū)域的水平邊界,并與線框的bc邊平行,磁場方向與線框平面垂直,現(xiàn)金屬線框由距MN的某一高度從靜止開始下落,圖(乙)是金屬線框由開始下落到完全穿過勻強磁場區(qū)域瞬間的速度時間圖象,圖象中坐標軸上所標出的字母均為已知量,求:(1)金屬線框的邊長;(2)磁場的磁感應(yīng)強度大??;(3)金屬線框在整個下落過程中所產(chǎn)生的熱量答案(1)v1(t2t1)(2)(3)2mgv1(t2t1)m(vv)解析(1)金屬線框進入磁場過程中做勻速直線運動,速度為v1,運動時間為t2t1,所以金屬線框的邊長為Lv1(t2t1)(2)在金屬線框進入磁場的過程中,金屬線框所受安培力等于重力mgBILIB.(3)金屬線框進入磁場過程中產(chǎn)生熱量Q1,出磁場時產(chǎn)生熱量Q2Q1mgLQ2mgLQ總Q1Q22mgv1(t2t1)m(vv)13如圖甲所示,平行導軌水平放置固定在磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌所在平面,導軌一端跨接阻值為R1的定值電阻,質(zhì)量為0.2kg的金屬棒MN可沿水平導軌滑動(其他電阻不計),導軌與棒間的動摩擦因數(shù)為0.5,用電動機D牽引MN從 靜止開始運動,其運動的位移時間圖象如圖乙所示,此后,電壓表和電流表示數(shù)恒
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