2020版高考物理复习单元高考模拟特训（十）新人教版.docx

单元高考模拟特训(十)一、选择题(15题只有一项符合题目要求，68题有多项符合题目要求，每小题6分，共48分)1.美国大众科学月刊网站报道，美国明尼苏达大学的研究人员发现：一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径现对A进行加热，则()AB中将产生逆时针方向的电流BB中将产生顺时针方向的电流CB线圈有收缩的趋势DB线圈有扩张的趋势解析：合金材料加热后，合金材料成为强磁体，通过线圈B的磁通量增大，由于线圈B内有两个方向的磁场，由楞次定律可知线圈只有扩张，才能阻碍磁通量的增加，C错误、D正确；由于不知道极性，无法判断感应电流的方向，A、B错误答案：D2.在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡A、B与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路(线圈的直流电阻可忽略，电源的内阻不能忽略)，关于这个实验下面说法中正确的是()A闭合开关的瞬间，A、B一起亮，然后A熄灭B闭合开关的瞬间，B比A先亮，然后B逐渐变暗C闭合开关，待电路稳定后断开开关，B逐渐变暗，A闪亮一下然后逐渐变暗D闭合开关，待电路稳定后断开开关，A、B灯中的电流方向均为从左向右解析：闭合开关的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势，阻碍电流的通过，故B立即亮，A逐渐变亮随着A中的电流逐渐变大，流过电源的电流也逐渐变大，路端电压逐渐变小，故B逐渐变暗，A错误、B正确；电路稳定后断开开关，线圈相当于电源，对A、B供电，回路中的电流在原来通过A的电流的基础上逐渐变小，故A逐渐变暗，B闪亮一下然后逐渐变暗，C错误；断开开关后，线圈中的自感电流从左向右，A灯中电流从左向右，B灯中电流从右向左，故D错误答案：B3.如图所示，通电螺线管的内部中间和外部正上方静止悬挂着金属环a和b，当变阻器R的滑动头c向左滑动时()Aa环向左摆，b环向右摆Ba环和b环都不会左摆或右摆C两环对悬线的拉力都将增大Da环和b环中感应电流的方向相同解析：当变阻器R的滑动头c向左滑动时，线圈中的电流变大，磁性增强根据楞次定律，两线圈都要阻碍磁通量增大由于线圈处在线圈中间位置，磁感线与圆环面垂直，两环受沿半径指向环心的力不会向左右偏b环处于匀强磁场中，各部分力平衡，拉力不会增大a环磁通量增大，由楞次定律知，a环会受到向上的安培力阻碍其中磁通量变大，因此拉力变小由于a环和b环所在螺线管内外部的磁感线方向相反因此产生的感应电流方向也相反选B.答案：B42019厦门模拟如图所示，在均匀磁场中有一由两段圆弧及其半径构成的导线框CDEF，且C点和F点正好是OD、OE的中点，圆的半径OE和OD与磁场边缘重合，磁场方向垂直于圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0.使该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转过90，在线框中产生感应电流现使线框保持图中所示位置不变，而磁感应强度大小随时间均匀变化为了产生与线框转过90过程中同样大小的电流，则磁感应强度随时间的变化率的大小应为()A.B.C. D.解析：设OE2r，线框的电阻为R，该线框绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度匀速转动90，在线框中产生的感应电流I.线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化为了产生与线框转动90过程中同样大小的电流，有I，所以有，故C对，A、B、D错答案：C5光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场初始时质量为m的杆放置在b、d两点上，除电阻R外，杆和轨道电阻均不计用水平外力将杆以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，在杆向左运动位移L内，下列说法正确的是()A杆向左做匀加速运动B杆向左运动位移L的时间为tC杆向左运动位移L的时间内电阻产生的焦耳热为QD杆向左运动位移L的时间内水平外力做的功为Wmv解析：因为电流不变，杆受安培力F安BIl，l是变化的，所以 EBLv0是一定值，t，而速度是不断增大的，所以A错误、B正确；杆向左运动位移L的时间内电阻产生的焦耳热为QI2Rt，解得Q，即C错误；因电流I不变，所以，故v2v0.杆向左运动位移L的时间内水平外力做的功为Wm(2v0)2mvQmv，所以D错误答案：B6一个细小金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直下落，磁感线的分布情况如图所示，其中沿圆环轴线的磁感线方向始终竖直向上开始时圆环中的磁通量为0，圆环中的磁通量随下落高度y的变化关系为0(1ky)(k为比例常量，k0)金属圆环在下落过程中，环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度圆环的收尾速度为v，已知圆环的电阻为R，忽略空气阻力，以下结沦正确的有()A圆环速度稳定后，圆环产生的感应电动势大小为k0vB圆环速度稳定后，圆环的热功率PC圆环速度稳定后，圆环的热功率PD圆环的质量m解析：圆环速度稳定后，在很短时间t内，下降的高度yvt，穿过圆环的磁通量的变化量01k(yy)0(1ky)k0vt，根据法拉第电磁感应定律可得，圆环产生的感应电动势大小Ek0v，圆环的热功率P，选项A、B正确，C错误；圆环速度稳定后，由能量守恒定律知，圆环减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热，则mgvtPt，解得m，选项D错误答案：AB7.如图所示，一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大)，该区域的上下边界MN、PS是水平的，有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域，已知当线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动以线框的ab边到达MN时开始计时，以MN上O点为坐标原点，取如图坐标轴x，并规定逆时针方向为感应电流的正方向，向上为力的正方向，则下列关于线框中的感应电流i和线框所受到的安培力F与ab边的位置坐标x的关系中，可能正确的是()解析：线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动，此时线框所受的安培力与重力大小相等，即Fmg，而线框完全在磁场中运动时做匀加速运动，所以可知线框进入磁场过程，安培力应小于重力，即Fmg，线框只能做加速运动，不能做匀速运动或减速运动线框进入磁场的过程中，随着速度增大，产生的感应电动势和感应电流i逐渐增大，安培力逐渐增大，线框所受的合力减小，加速度减小，所以线框做加速度减小的变加速运动感应电流i，所以感应电流i的变化率也应逐渐减小，安培力F的变化率也逐渐减小由楞次定律可知，线框进入磁场和穿出磁场过程，所受的安培力方向都向上，为正方向故A、D正确，B、C错误答案：AD8如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m、电阻也为R的金属棒从弯曲导轨上高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中(重力加速度为g)A金属棒中的最大电流为B金属棒克服安培力做的功为mghC通过金属棒的电荷量为D金属棒产生的焦耳热为mg(hd)解析：由机械能守恒定律知，金属棒沿光滑导轨下滑，mghmv2，解得金属棒到达磁场时速度v，金属棒以初速度v进入磁场区域切割磁感线产生的感应电动势和感应电流最大，产生的最大感应电动势为EmBL，最大感应电流Im，选项A错误；由于金属棒与平直部分导轨有摩擦，根据功能关系，金属棒克服摩擦力做的功与克服安培力做的功的代数和等于mgh，选项B错误；由E，I，qIt，BLd，联立解得通过金属棒的电荷量q，选项C正确；设金属棒产生的焦耳热为Q，则电阻产生的焦耳热也为Q，由能量守恒定律有，mgd2Qmgh，解得Qmg(hd)，选项D正确答案：CD二、非选择题(本题共3小题，共52分)9(16分)如图甲，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0 m，左端连接阻值R4.0 的电阻；匀强磁场的磁感应强度B0.5 T、方向垂直导轨所在平面向下；质量m0.2 kg、长度l1.0 m、电阻r1.0 的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好t0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的vt图象如图乙所示其余电阻不计求：(1)从t0开始，金属杆运动距离为5 m时电阻R两端的电压；(2)03.0 s内，外力F大小随时间t变化的关系式解析：(1)根据vt图象可知金属杆做匀减速直线运动的时间t3 s，t0时杆的速度为v06 m/s由运动学公式得其加速度大小a设杆运动了5 m时速度为v1，则vv2as1此时，金属杆产生的感应电动势E1Blv1，回路中产生的电流I1电阻R两端的电压UI1R联立解得U1.6 V(2)由t0时BIlma，可分析判断出外力F的方向与v0反向金属杆做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有FBIlma设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为E，回路电流为I，则有vv0at又EBlvI联式解得F大小与时间t的函数关系式为F0.10.1t答案：(1)1.6 V(2)F(0.10.1t) N10(16分)如图所示，在水平面上有两条平行金属导轨MN、PQ，导轨间距为d，匀强磁场垂直于导轨所在的平面向里，磁感应强度的大小为B，两根完全相同的金属杆1、2间隔一定的距离放在导轨上，且与导轨垂直它们接入电路的电阻均为R，两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，金属杆的摩擦不计杆1以初速度v0滑向杆2，为使两杆不相碰，则分别在杆2固定与不固定两种情况下，求最初摆放两杆时的最小距离之比解析：杆2固定时，设杆1恰好滑到杆2处速度为零，初始两杆距离为x1.对杆1应用动量定理得B1dt10mv0由法拉第电磁感应定律得1由欧姆定律得1联立得x1杆2不固定时，两杆恰好不相碰，设其共同速度为v，由动量守恒定律得mv02mv对杆2应用动量定理得B2dt20mv设两杆恰不相碰，初始距离为x2.由法拉第电磁感应定律，2由欧姆定律得2联立得x2由知2.答案：211(20分)如图所示，电阻不计且足够长的U形金属框架放置在倾角37的绝缘斜面上，框架与斜面间的动摩擦因数0.8，框架的质量m10.4 kg、宽度l0.5 m质量m20.1 kg、电阻R0.5 的导体棒ab垂直放在框架上，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B2.0 T对棒施加沿斜面向上的恒力F8 N，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运动速度达到某值时，框架开始运动棒与框架接触良好，设框架与斜面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，sin370.6，cos370.8，g取10