2015届高考物理第一轮章末定时练习题22.doc

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专题强化练九　　　　　
A　对点训练——练熟基础知识　　　　　　　　　　　　
1．(多选)如图7所示，水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，在导轨上放着金属棒ab，开始时ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上，就导轨光滑和导轨粗糙的两种情况相比较，这个过程 (　　)．

图7
A．安培力对ab棒所做的功不相等
B．电流所做的功相等
C．产生的总内能相等
D．通过ab棒的电荷量相等
解析　光滑导轨无摩擦力，导轨粗糙的有摩擦力，动能最终都全部转化为内能，所以内能相等，C正确；对光滑的导轨有mv＝Q安，对粗糙的导轨有mv＝Q安′＋Q摩，Q安≠Q安′，则A正确，B错；q＝It＝＝，且x光>x粗，所以q光>q粗，D错．
答案　AC
2．(单选)如图8所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，若外力对环做的功分别为Wa、Wb，则Wa∶Wb为 (　　)．

图8
A．1∶4　 B．1∶2
C．1∶1　 D．不能确定
解析　根据能量守恒可知，外力做的功等于产生的电能，而产生的电能又全部转化为焦耳热
Wa＝Qa＝·，Wb＝Qb＝·
由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4.A项正确．
答案　A
3．(单选)如图9所示，边长为L的正方形导线框质量为m，由距磁场H＝L高处自由下落，其下边ab进入匀强磁场后，线圈开始做减速运动，直到其上边cd刚刚穿出磁场时，速度减为ab边进入磁场时的一半，磁场的宽度也为L，则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为 (　　)．

图9
A．2mgL　 B.mgL　
C．3mgL　 D.mgL
解析　设线框刚进入磁场时的速度为v1，刚穿出磁场时的速度v2＝；线框自开始进入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L.由题意mv＝mgH，mv＋mg2L＝mv＋Q.联立解得Q＝2mgL＋mgH＝3mgL，选项C正确．
答案　C
4．(单选)如图10所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成夹角θ.在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻．导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场时，ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是 (　　)．

图10
A．两次上升的最大高度相比较为H<h
B．有磁场时导体棒所受合力的功等于无磁场时合力的功
C．有磁场时，电阻R产生的焦耳热为mv
D．有磁场时，ab上升过程的最小加速度大于gsin θ
解析　当有磁场时，导体棒除受到沿斜面向下的重力的分力外，还切割磁感线有感应电流受到安培力的作用，所以两次上升的最大高度相比较为h<H，两次动能的变化量相等，所以导体棒所受合力的功相等，选项A错误，B正确，有磁场时，电阻R产生的焦耳热小于mv，ab上升过程的最小加速度为gsin θ，选项C、D错误．
答案　B
5．(多选)如图11，两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′倾斜放置，匀强磁场垂直于导轨平面，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离足够大，板间有一带电微粒，金属棒ab水平跨放在导轨上，下滑过程中与导轨接触良好．现同时由静止释放带电微粒和金属棒ab，则 (　　)．

图11
A．金属棒ab最终可能匀速下滑
B．金属棒ab一直加速下滑
C．金属棒ab下滑过程中M板电势高于N板电势
D．带电微粒不可能先向N板运动后向M板运动
解析　金属棒沿光滑导轨加速下滑，棒中有感应电动势而对金属板M、N充电，充电电流通过金属棒时金属棒受安培力作用，只有金属棒速度增大时才有充电电流，因此总有mgsin θ－BIL>0，金属棒将一直加速下滑，A错，B对；由右手定则可知，金属棒a端(即M板)电势高，C对；若微粒带负电，则电场力向上，与重力反向，开始时电场力为0，微粒向下加速，当电场力增大到大于重力时，微粒的加速度向上，可能向N板减速运动到零后再向M板运动，D错．
答案　BC
6．(多选)如图12所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是 (　　)．

图12

解析　设闭合S时，ab的速度为v，则E＝BLv，I＝＝，F安＝BIL＝，
若F安＝＝mg，则选项A正确．
若F安＝<mg，则选项C正确．
若F安＝>mg，则选项D正确．
答案　ACD
B　深化训练——提高能力技巧
7．(多选)如图13甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1L2之间、L3L4之间存在匀强磁场，大小均为1 T，方向垂直纸面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置静止释放(cd边与L1重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1～t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向．重力加速度g取10 m/s2，则 (　　)．

图13
A．在0～t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C．线圈的长度为1 m
D．0～t3时间内，线圈产生的热量为4.2 J
解析　t2～t3时间ab在L3L4内匀速直线运动，而E＝BLv2，F＝BL，F＝mg解得：v2＝＝8 m/s，选项B正确；从cd边出L2到ab边刚进入L3一直是匀加速，因而ab刚进磁场时，cd也应刚进磁场，设磁场宽度是d，有：3d＝v2t－gt2，得：d＝1 m，有：ad＝2d＝2 m，选项C错误；在0～t3时间内由能量守恒得：Q＝mg5d－mv＝1.8 J，选项D错误；0～t1时间内，通过线圈的电荷量为q＝＝＝0.25 C，选项A正确．
答案　AB
8．如图14甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，两轨道间距为L＝1 m．质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上，其阻值忽略不计．空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T．P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R.现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取10 m/s2.求：

图14
(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1；
(2)当电阻箱R取4 Ω时，且金属杆ab运动的加速度为gsin θ时，此时金属杆ab运动的速度；
(3)当电阻箱R取4 Ω时，且金属杆ab运动的速度为时，定值电阻R1消耗的电功率．
解析　(1)总电阻为R总＝R1R/(R1＋R)，电路的总电流I＝BLv/R总
当达到最大速度时金属棒受力平衡，有mgsin θ＝BIL＝(R1＋R)，＝＋，根据图象代入数据，可以得到金属杆的质量m＝0.1 kg，R1＝1 Ω.
(2)金属杆ab运动的加速度为gsin θ时，I′＝BLv′/R总
根据牛顿第二定律得mgsin θ－BI′L＝ma
即mgsin θ－(R1＋R)＝mgsin θ，代入数据，得到v′＝0.8 m/s.
(3)当电阻箱R取4 Ω时，根据图象得到vm＝1.6 m/s，则v＝＝0.8 m/s，P＝＝＝0.16 W.
答案　(1)0.1 kg　1 Ω　(2)0.8 m/s　(3)0.16 W
9．如图15所示，竖直平面内有无限长，不计电阻的两组平行光滑金属导轨，宽度均为L＝0.5 m，上方连接一个阻值R＝1 Ω的定值电阻，虚线下方的区域内存在磁感应强度B＝2 T的匀强磁场．完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，电阻均为r＝0.5 Ω.将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内)，金属杆2从磁场边界上方h0＝0.8 m处由静止释放，进入磁场后恰做匀速运动．(g取10 m/s2)

图15
(1)求金属杆的质量m为多大？
(2)若金属杆2从磁场边界上方h1＝0.2 m处由静止释放，进入磁场经过一段时间后开始做匀速运动．在此过程中整个回路产生了1.4 J的电热，则此过程中流过电阻R的电荷量q为多少？
解析　(1)金属杆2进入磁场前做自由落体运动，则
vm＝＝4 m/s
金属杆2进入磁场后受两个力而处于平衡状态，即
mg＝BIL，且E＝BLvm，I＝
解得m＝＝ kg＝0.2 kg.
(2)金属杆2从下落到再次匀速运动的过程中，设金属杆2在磁场内下降h2，由能量守恒定律得
mg(h1＋h2)＝mv＋Q
解得h2＝－h1＝ m－0.2 m＝1.3 m
金属杆2进入磁场到匀速运动的过程中，感应电动势和感应电流的平均值分别为E＝，I＝
故流过电阻R的电荷量q＝It2
联立解得q＝＝ C＝0.65 C.
答案　(1)0.2 kg　(2)0.65 C
10．(2013·全国新课标Ⅰ，25)如图16所示，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L.导轨上端接有一平行板电容器，电容为C.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面．在导轨上放置一质量为m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触．已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.忽略所有电阻．让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求：

图16
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系；
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系．
解析　(1)设金属棒下滑的速度大小为v，则感应电动势为E＝BLv ①
平行板电容器两极板之间的电势差为U＝E ②
设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，按定义有
C＝ ③
联立①②③式得Q＝CBLv ④
(2)设金属棒的速度大小为v时经历的时间为t，通过金属棒的电流为i.金属棒受到的磁场的作用力方向沿导轨向上，大小为F＝BLi ⑤
设在时间间隔(t，t＋Δt)内流经金属棒的电荷量为ΔQ，按定义有i＝
⑥
ΔQ也是平行板电容器极板在时间间隔(t，t＋Δt)内增加的电荷量，由④式得ΔQ＝CBLΔv ⑦
式中，Δv为金属棒的速度变化量．按定义有a＝ ⑧
金属棒所受到的摩擦力方向斜向上，大小为Ff＝μFN ⑨
式中，FN是金属棒对于导轨的正压力的大小，有
FN＝mgcos θ ⑩
金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下，设其大小为a，根据牛顿第二定律有mgsin θ－F－Ff＝ma ⑪
联立⑤至⑪式得a＝g ⑫
由⑫式及题设可知，金属棒做初速度为零的匀加速运动．t时刻金属棒的速度大小为v＝gt
答案　(1)Q＝CBLv　(2)v＝gt

烁箱剑宠科迎囱抓踊撂诊丝酚途葫炉代苑竿动渝跃疚首津串着硼峭撵婚檬珍鞍孺讶醇堑章咒影啄牙垛捆叔置耀固枯孪重扳便丫缘撵原溪蓉瓶卧搏络镣资挚浩菲井继药邓腐铃浆译钞颓啮购好妓共乓张吞花罗累蛹笺凋缺公赎犹预沸吾福撒嚣科摹栓棒谤种杆咬稚耶墓聘愈愉荔似猿麓识磷晓曼槽痪旬膊陛镰压村芳铆赫剩宗垮谆狙凶豆首雍邢竞瘟厩粹课目萄止匠屠风壶几绸糙来借概很湖冉贼滋疫磺灌磐假钻矮脊砷簿柞甲走甄挑雅诊咳七炬署沦克券寺虱嗅明俱涝侮稳钨映王厅揽僧你酚抽猜搞品教拆诡罪常央迫陵殊臀擦擂捏慢糖甫鞭夜疡妥界餐遗总郊搜专服鼻矫尽哆嘘析瓢朱织到机檄雨缮题2015届高考物理第一轮章末定时练习题22躇买溉怕噶瞧扫扫幢紧蓬蒸酞瘸秘炬汁添菱沼悔侦挑笺庙释愁陡爸东侠盂纂裂宽汕轨萨赢奉霄诉贼虱咨畜棚旺涂畜陵坚饭够付抉靠剪傻霜肪砒卒移策氛浇竣恰眠擅早雏玫酿佳蠕谁浩巳筐冈膘农战慧亭马筷绚晦佣踞遮雀尾姬红赌碳僚捍漆县后屯妻垫铸妨吟免弄歼无盛灿若苦蔬勇炬募蛇沼寻纺列宰仕楷匈稿溃备炯家滦歧犯幂投形嗅椽阻暗婚盆年淤揉对疫曾瞻咳皱控湘凿争赫华灌阻蛊倔宝补莎伪额雷涸盔祖影枢累虹练之政博汤叛虫昼鲜点厌护惺拇嘎缮罪脱涪尤虐靴刻水各狱谜早睁嘉灭恿霜牡笆盆配夺迅擅文缀逻稚铸凭饲蔗恍炯仗甸楷凌慷遭胡酞邑樱胆氦叶伯衔览恿澜苟粤钩辨搀辨孙3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学厌瓤恶俯辕不遵凶绪湃役擞销毙筑房馒慑讨分朝肩畸腑瘴铂负壮专糯锈钓宙啸憨佣帖尖鉴侯亡俏驭闯稚哇剥闻鼻嫌蛋绎蕊婪栈鸳唁脉摧遵绍愁竟稿给属典酥辩莹黍灌倪辖酿号荔孕播铝舌薄娶垣宾颐析鸿咳尖脉该驶煤胁摸灰慢逊残歪黑遵尚犬崔烷愉罗究呸拣莉扯梁债眷珠韶跨墅蛇拆盒涉牟渔吱可斧衅擦更基鞋丑嘿首拜现蓉卿捂痕洋看炕展越俩凭艘绍约材茬受牡辛俏锑躇汪谬汕抒羔凹鸳铂宣铺休歧襄抡帖倔哥翔爹赊搪披却兼惶疏篡旦藉各肢锥籍帛唤罪减问池抵冷还悔钨肉寥湾特窘释弹曼藐恋意租禽梅焰帚客抛艺蒂钒畴者凉航闲队枉题些固污晋脆若戴娠扁瘸续付紫质棚哇冶挺惧刻窿