高中物理高考模拟测试备考试题1580 14页

高中物理高考模拟测试备考试题 2019.10 1, 两根相距为 L的足够长的金属直角导轨如题图所示放置，它们各有一 边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为 m的金属细杆 ab、 cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为 μ，导 轨电阻不计，回路总电阻为 2R。整个装置处于磁感应强度大小为 B，方 向竖直向上的匀强磁场中。当 ab杆在平行于水平导轨的拉力 F作用下以 速度V1沿导轨匀速运动时， cd杆也正好以速率向下 V2匀速运动。重力加 速度为 g。以下说法正确的是 A．ab杆所受拉力 F的大小为 μmg＋ 2 2 1 2 B L V R B ．cd杆所受摩擦力为零 C. 回路中的电流强度为 1 2( ) 2 BL V V R D ．μ与大小的关系为 μ ＝ 2 2 1 2Rmg B L V 2, 如图， 一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场； 一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角 线ab与导线框的一条边垂直， ba的延长线平分导线框。在 t=0 时，使导 线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab方向移动， 直到整个导线框离开磁 场区域。以 i 表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正。下列 表示 i-t 关系的图示中，可能正确的是（ ） 3, 如图所示，在边长为 a的正方形区域内、外存在着磁场方向相反的匀 强磁场，磁场应强度大小均为Ｂ。一边长为 b 、电阻为Ｒ的正方形导线 框放置于纸面内，其中心与边长为 a的正方形区域的中心重合。在内、 外磁场同时由Ｂ均匀地减小到零的过程中，则通过边长为 a的正方形导 横截面的电量为（ ） A. 2 2( )B b a R B 、 2 2( )B a b R C 、 2 2( 2 )B b a R D 、 2 2(2 )B a b R 4, 德国《世界报》曾报道个别西方国家正在研制电磁脉冲武器即电磁炸 弹，若一枚原始脉冲功率 10千兆瓦，频率５千兆赫的电磁炸弹在不到 100m的高空爆炸，它将使方圆 400~500m2的范围内电场强度达到每米数 千伏，使得电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘均遭到破坏。 电磁炸弹有如此破坏力的主要原因是（ ） A．电磁脉冲引起的电磁感应现象 B．电磁脉冲产生的动能 C．电磁脉冲产生的高温 D．电磁脉冲产生的强光 5, 如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程 中，下列判断中正确的是 A．金属环在下落过程中的机械能守恒 B．金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量 C．金属环的机械能先减小后增大 D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力． 6, 某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在转盘 上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转 盘旁边， 当转盘 （及磁铁） 转动时， 引起磁感强度测量值周期性地变化， 该变化与转盘转动的周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如 图乙所示的图像． 该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈， 当测得磁感强度最大时就是穿 过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测（ ） A. 在 t = 0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化． B. 在 t = 0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化． C.在 t = 0.1s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值． D.在 t = 0.15s 时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值． 7, 电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它是采用磁场感应电流（又称 为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、 当用含铁质锅具底部放置炉面时， 锅具即切割交变磁力线而在锅具底部 金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运 动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅 具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具， 所以热效率要比所有炊具的 效率均高出近 1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物， 从而达到煮食的目的。电磁炉不适用的锅铜、铝、陶、玻璃材料的锅和 容器， 因为它们的分子都不是磁性分子， 不能在磁场的作用下产生碰撞。 磁性分子包括铁、钴、镍及其所属氧化物。根据以上信息下列说法中正 确的是（ ） A. 电磁炉在使用过程中具有环保的作用 B. 在用电磁炉加热事物时， 要求盛事物的容器的材料必须是磁性分子材 料 C.电磁炉必须使用交变电流（即电流的大小时刻在发生变化）做电源 D.电磁炉可以加热铜锅、铝锅中的事物 8, 如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离 排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不 合格线圈， 让传送带通过一固定匀强磁场区域， 磁场方向垂直于传送带， 根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图 形，判断下列说法正确的是（ ） A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动 C．从图中可以看出，第 3个线圈是不合格线圈 D．从图中可以看出，第 4个线圈是不合格线圈 9, 如图甲、乙、丙中，除导体棒 ab 可沿导轨运动外，其余部分固定不 动，除电阻 R 外，其他各部分均不计电阻，金属导轨光滑且足够长。今 给导体棒 ab 一个向右的初速度 v0，在甲、 乙、丙三种情况下关于导体棒 的最终运动状态的说法，正确的是 ( ) A. 都做匀速运动 B. 甲、丙做匀速运动，乙静止 C.都静止 D. 甲做匀速运动，乙、丙静止 10, 如图所示，相距为 d的两条水平虚线 L1、L2之间是方向水平向里的匀 强磁场，磁感应强度为 B，正方形线圈 abcd边长为 L（L＜d），质量为 m， 电阻为 R，将线圈在磁场上方高 h处静止释放， cd边刚进入磁场时速度为 v0，cd边刚离开磁场时速度也为 v0，则线圈穿越磁场的过程中（从 cd边 刚进入磁场起一直到 ab边离开磁场为止） A．感应电流所做的功为 mgd B．感应电流所做的功为 2mgd C．线圈的最小速度可能为 22LB mgR D．线圈的最小速度一定为 )(2 dLhg 11, 某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置．如图所示，在轮 子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑 （即DIS实验器材） ．如果小线圈的面积为 S，圈数为 N匝，小磁体附近的 磁感应强度最大值为 B，回路的总电阻为 R，实验发现，轮子转过 θ角， 小线圈的磁感应强度由最大值变为零．因此，他说 “只要测得此时感应 电流的平均值 I ，就可以测出转轮转速的大小． ”请你运用所学的知识， 通过计算对该同学的结论做出评价． 12, 由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为 海流. 海流中蕴藏着巨大的动力资源 . 据统计， 世界大洋中所有海洋的发 电能力达 109KW.早在 19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电 . 因 为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流作定向运动，如果有足 够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏传， 便有可能发出电来 . 目 前，日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为 1500KW的磁流体 发电机 . 如图所示为一磁流发电机的原理示意图， 上、 下两块金属板 M、 N水平放置浸没在海水里，金属板面积均为 23101 mS ，板间相距 md 100 ，海水的电阻率 .25.0 m 在金属板之间加一匀强磁场，磁感 应强度 B=0.1T，方向由南向北，海水从东向西以速度 sm/5 流过两金属 板之间，将在两板之间形成电势差， （1）达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？ （2）由金属板和海水流动所构成的电源的电动势 E及其内电阻 r 各为多 少？ （3）若用此发电装置给一电阻为 20 的航标灯供电，则在 8 h 内航标灯 所消耗的电能 为多少？ 13, 如图所示，光滑平行的水平金属导轨 MNPQ相距 l ，在 M点和 P点间接一 个阻值为 R的电阻， 在两导轨间 OO O O1 1矩形区域内有垂直导轨平面竖直 向下、宽为 d的匀强磁场，磁感强度为 B。一质量为 m，电阻为 r 的导体棒 ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距 d0。现用一大小为 F、水平向右 的恒力拉 ab棒，使它由静止开始运动，棒 ab在离开磁场前已经做匀速直 线运动（棒 ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计） 。求： （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度； （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能； （3）试分析讨论 ab棒在磁场中可能的运动情况。 14, 如图所示，两根正对的平行金属直轨道 MN、M′N′位于同一水平面上， 两轨道之间的距离 l=0.50m．轨道的 MM′端之间接一阻值 R=0.40Ω的定值 电阻， NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道 NP、N′P′平滑 连接，两半圆轨道的半径均为 R0=0.50m．直轨道的右端处于竖直向下、 磁感应强度 B=0.64 T 的匀强磁场中，磁场区域的宽度 d=0.80m，且其右 边界与 NN′重合．现有一质量 m=0.20kg、电阻 r=0.10 Ω的导体杆 ab静止 在距磁场的左边界 s=2.0m处．在与杆垂直的水平恒力 F=2.0N的作用下 ab 杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去 F，结果导体杆 ab恰好能以 最小速度通过半圆形轨道的最高点 PP′．已知导体杆 ab在运动过程中与 轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆 ab与直轨道之间的动摩擦因 数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取 g=10m/s2，求：⑴导体杆刚进入 磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；⑵导体杆穿过磁场的过程中 通过电阻 R上的电荷量；⑶导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的 焦耳热． 15, 以下说法中正确的是 [ ] A．力做功多，则说明受力物体的位移一定大 B．力对物体不做功，则物体一定没有位移 C．力对物体做正功，力与位移方向一定相同 D．力对物体做负功，力与位移不一定方向相反 16, 从同一高度以相同的初速率向不同方向抛出质量相同的几个物体， 不计空气阻力，则 [ ] A．它们落地时的动能都相同 B．它们落地时重力的即时功率不一定相同 C．它们运动的过程中，重力的平均功率不一定相同 D．它们从抛出到落地的过程中，重力所做的功一定相同 17, 某人在高 h处抛出一个质量为 m的物体．不计空气阻力，物体落地时 的速度为 v，这人对物体所做的 [ ] A．mgh B．mv2/2 C．mgh+mv2/2 D．mv2/2-mgh 18, 关于机械能守恒，下面说法中正确的是 [ ] A．物体所受合外力为零时，机械能一定守恒 B．在水平地面上做匀速运动的物体，机械能一定守恒 C．在竖直平面内做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒 D．做各种抛体运动的物体，若不计空气阻力，机械能一定守恒 19, 按额定功率行驶的汽车，所受地面的阻力保持不变，则 [ ] A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大 B．汽车可以做匀加速运动 C．汽车加速行驶时，加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D．汽车达到最大速度时，所受合力为零 20, 甲乙两个物体，甲物体动量大小比乙大，乙物体动能比甲大，那么 [ ] A．要使它们在相同的时间内停下来，应对甲施加较大的阻力 B．如果它们受到相同的阻力，到它们停下来时，乙的位移比甲大 C．甲的质量比乙大 D．甲的速度比乙大 试题答案 1, AD【点拨：由于 cd不切割磁感线，故电路中的电动势为 BLv1，电流为 1 2 BLv R ， ab 杆 匀 速 运 动 ， 所 受 合 外 力 为 零 ， 即 F － 2 2 1mg =0 2 B L v R － ， 2 2 1F 2 B L vmg R ＝ ＋ 。cd杆匀速运动，所受合外力为零，即 F－ 2 2 1 =0 2 B L vmg R － ， 2 2 1 2= Rmg B L v 。故应 AD。】 2, C[ 点拨：从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框 切割磁感线的有效长度逐渐增大，所以感应电流也逐渐拉增大， A项错 误；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界时，切割磁感线 有效长度不变，故感应电流不变， B项错；当正方形线框下边离开磁场， 上边未进入磁场的过程比正方形线框上边进入磁场过程中， 磁通量减少 的稍慢，故这两个过程中感应电动势不相等，感应电流也不相等， D项 错，故正确选项为 C。] 3, CD[ 点拨：当磁场的合磁通量向外，内外磁场由Ｂ均 匀地减小到零 时， 穿过线圈的磁通量的变化量为 ： )2(])[( 22222 abBaabB ；由规律 一可得通过导线横截面的电量为： R abB R q )2( 22 。当磁场的合磁通量 向里，内外磁场由Ｂ均匀地减小到零时，穿过线圈的磁通量的变化量 为 ： )()]([ 22222 baBabaB ， 根据规律二可得通过导线横截面的电量 为： R baB R q )2( 22 ] 4, A ．[ 点拨：电场的变化产生变化的磁场，使周围的闭合回路产生感 应电流，从而达到破坏电网设备、通信设施和计算机中的硬盘与软盘 ] 5, B.[ 点拨：线圈下落过程中由于安培力做功，将一部分机械能转化为 电能，因此 B对 A、C错；由楞次定律可知，答案 D错。] 6, A C[ 点拨：在 t = 0.1s 时刻，图象的斜率方向发生了变化，因此线 圈内产生的感应电流的方向发生了变化， A对；从 0.1s 到 0.15s 时间内曲 线上各点的斜率方向趋向相同， 线圈内产生的感应电流的方向不发生了 变化．因此 B错；在 t = 0.1s 时刻，曲线的斜率斜率最大，线圈内产生 的感应电流的大小达到了最大值．因此 C对，在 t = 0.15s 时刻，曲线 的斜率最小，线圈内产生的感应电流的大小为 0，所以 D错。 ] 7, ABC 8, A 、C [ 解析：若未闭合，则线圈中无感应电流，运动情况不变，即 与皮带保持相对静止， 即线圈之间的距离保持不变。 线圈闭合， 则在进、 出磁场时会受到安培力的阻碍作用，线圈就会与皮带发生相对运动， ] 9, B( 解析：对于甲：当电容器两端的电压与金属棒产生的电动势大小 一样时，回路中的电流为零，此时杆将做匀速直线运动，对于乙图只要 杆运动，回路中就有感应电流，杆就要受到安培力，杆一直做加速度变 小的减速运动，因此杆的速度最终为零；对于丙图，当杆产生的电动势 与杆产生的电动势大小相同时，回路中的电流为零，此时杆将做匀速直 线运动。 ) 10, B 、C、D[根据能量守恒知 A错，B、D正确．若 ab进入磁场前线圈已 匀速则 C正确 ] 11, 解析：该同学的结论是正确的． 设转轮的角速度、转速分别为 ω和 n，轮子转过 θ角所需时间为⊿ t ，通 过线圈的磁通量的变化量为⊿ Φ，线圈中产生的感应电动势的平均值为 E． 根据法拉第电磁感应定律有 t BSN t NE 由闭合电路欧姆定律有 I=E/R 又 t 2 n 联立以上四式得， NBS IRn 2 由此可见，该同学的结论是正确的． 12, 点拨： （1）由左手定则得： N板电势较高 . ①（ 2）当海水中流动的 带电离子进入磁场后，将在两板之间 形成电势差，当所受到的电场力 F与洛仑兹力 f 相平衡达到稳定状态 时即： qvBq d E ② 内阻 s dr ③代入有关数据得： 电动势 E=50V ④，内阻 025.0r ⑤ （3）消耗的电能： W=I2Rt ⑥ 电路中电流： rR EI ⑦ 由④、⑤、⑥、⑦式及代入有关数据得 Jw 6106.3 ⑦ 13, 如图所示，光滑平行的水平金属导轨 MNPQ相距 l ，在 M点和 P点间接 一个阻值为 R的电阻， 在两导轨间 OO O O1 1 矩形区域内有垂直导轨平面竖 直向下、宽为 d的匀强磁场，磁感强度为 B。一质量为 m，电阻为 r 的导体 棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距 d0。现用一大小为 F、水平向 右的恒力拉 ab棒，使它由静止开始运动，棒 ab在离开磁场前已经做匀速 直线运动（棒 ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计） 。求： （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度； （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能； （3）试分析讨论 ab棒在磁场中可能的运动情况。 14, 解：（1）设导体杆在 F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为 v1， 根据动能定理则有 （F－μmg）s= 2 1 mv1 2 导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势 E=Blv1 此时通过导体杆上的电流大小 I=E/ （R+r）=3.8A（或 3.84A） 根据右手定则可知，电流方向为由 b向 a （2）设导体杆在磁场中运动的时间为 t ，产生的感应电动势的平均值为 E平均 ，则由法拉第电磁感应定律有 E 平均 =△φ/t=Bld/t 通过电阻 R的感应电流的平均值 I 平均 =E平均 / （R+r） 通过电阻 R的电荷量 q=I 平均 t=0.512C （或 0.51C） （3）设导体杆离开磁场时的速度大小为 v2，运动到圆轨道最高点的速度 为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对 导体杆在轨道最高点时有 mg=mv3 2/R0 对于导体杆从 NN′运动至 PP′的过程，根据机械能守恒定律有 2 1 mv2 2= 2 1 mv3 2+mg2R0 ， 解得v2=5.0m/s 导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能△ E=2 1 mv1 2 － 2 1 mv2 2=1.1J 此过程中电路中产生的焦耳热为 Q=△E－μmgd=0.94J 15, D 16, ABCD 17, D 18, D 19, CD 20, ABC