【名师导航】2020届高考物理专题-第10讲限时规范训练-Word版含解析.docx

(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共5个小题，每小题6分，共30分，在每小题给出的四个选项中，第13题只有一个选项符合要求，第45题有多项符合要求)1(2021高考浙江卷)磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其Et关系如图所示假如只将刷卡速度改为，线圈中的Et关系图可能是()解析：选D.由公式EBlv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故本题正确选项为D.2(2021高考安徽卷)如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37，宽度为0.5 m，电阻忽视不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 .一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 ，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5.在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为(重力加速度g取10 m/s2，sin 370.6)()A2.5 m/s1 WB5 m/s1 WC7.5 m/s9 W D15 m/s9 W解析：选B.把立体图转为平面图，由平衡条件列出方程是解决此类问题的关键对导体棒进行受力分析作出截面图，如图所示，导体棒共受四个力作用，即重力、支持力、摩擦力和安培力由平衡条件得mgsin 37F安FfFfFNFNmgcos 37而F安BILIEBLv联立式，解得v代入数据得v5 m/s.小灯泡消耗的电功率为PI2R由式得PR1 W故选项B正确3一个闭合回路由两部分组成，如图所示，右侧是电阻为r的圆形导线，置于竖直方向均匀变化的磁场B1中；左侧是光滑的倾角为的平行导轨，宽度为d，其电阻不计磁感应强度为B2的匀强磁场垂直导轨平面对上，且只分布在左侧，一个质量为m、电阻为R的导体棒此时恰好能静止在导轨上，分析下述推断不正确的有()A圆形线圈中的磁场，可以向上均匀增加，也可以向下均匀减弱B导体棒ab受到的安培力大小为mgsin C回路中的感应电流为D圆形导线中的电热功率为(rR)解析：选D.导体棒此时恰好能静止在导轨上，依据平衡条件知导体棒ab受到的安培力大小为mgsin ，方向沿斜面对上，由左手定则判定电流方向为ba，再由楞次定律判定A正确；回路中的感应电流为IF/B2d，C正确；由焦耳定律得圆形导线中的电热功率为Prr，D错4如图甲所示，闭合线圈固定在小车上，总质量为1 kg.它们在光滑水平面上以10 m/s的速度进入与线圈平面垂直、磁感应强度为B的水平有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面对里已知小车运动的速度v随车的位移x变化的vx图象如图乙所示则() A线圈的长度L10 cmB磁场的宽度d15 cmC线圈进入磁场过程中做匀加速运动，加速度为0.8 m/s2D线圈通过磁场过程中产生的热量为48 J解析：选AD.线圈右边进入磁场后做减速运动，全部进入磁场后做匀速直线运动，右边离开磁场后做减速运动由图象可知线圈的长度L(155)cm10 cm，磁场的宽度为d(305)cm25 cm，所以选项A正确，B、C错误；线圈通过磁场过程中产生的热量等于线圈动能的削减量，即Q1(10222)J48 J，选项D正确5两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R外其余电阻不计现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则()A释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度gB金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为abC金属棒的速度为v时，电路中的电功率为B2L2v2/RD电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的削减量解析：选AC.刚释放瞬间金属棒只受重力，故加速度ag，A项正确金属棒向下运动时用右手定则推断，电流沿顺时针方向，B项错误当金属棒的速度为v时，EBLv，P，C项正确依据能量守恒可知，电阻R上产生的总热量等于削减的重力势能与增加的弹性势能之差，D项错误二、计算题(本题共4个小题，共70分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)6(15分)(2021高考重庆卷)小明在争辩性学习中设计了一种可测量磁感应强度的试验，其装置如图所示在该试验中，磁铁固定在水平放置的电子测力计上，此时电子测力计的读数为G1，磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其余区域磁场不计直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路，总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场，以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动，这时电子测力计的读数为G2，铜条在磁场中的长度为L.(1)推断铜条所受安培力的方向，G1和G2哪个大？(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小解析：(1)铜条匀速向下运动，由楞次定律可知，其所受安培力竖直向上依据牛顿第三定律，铜条对磁铁的作用力竖直向下，故G2G1.(2)由题意知：G1G2F，FG2G1，由安培力公式FBIL，I，EBLv，联立以上各式，解得B .答案：(1)安培力的方向竖直向上，G2G1(2)安培力的大小FG2G1磁感应强度的大小B 7(15分)如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈平面垂直金属线圈所围的面积S200 cm2，匝数n1 000，线圈电阻r1.0 .线圈与电阻R构成闭合回路，电阻R4.0 .匀强磁场的磁感应强度随时间变化的状况如图乙所示，求： (1)在t2.0 s时刻，通过电阻R的感应电流大小；(2)在t5.0 s时刻，电阻R消耗的电功率；(3)06.0 s内整个闭合电路中产生的热量解析：(1)依据法拉第电磁感应定律，04.0 s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流t2.0 s时的感应电动势E1nn依据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流I1解得I10.2 A(2)由图象可知，在4.06.0 s时间内，线圈中产生的感应电动势E2nn闭合回路中的感应电流I2电阻R消耗的功率PIR2.56 W(3)06.0 s内整个闭合电路中产生的热量QI(Rr)t1I(Rr)t27.2 J答案：(1)0.2 A(2)2.56 W(3)7.2 J8(20分)如图所示，宽为L0.5 m、足够长的平行金属导轨MN和MN固定在倾角为37的斜面上，在N和N之间连有一个0.8 的电阻R.在导轨上AA处放置一根与导轨垂直、质量为m0.2 kg、电阻r0.2 的金属棒，导轨电阻均不计在导轨所围的区域存在一个磁感应强度B0.2 T、方向垂直于斜面对上的匀强磁场，已知金属棒和导轨间的动摩擦因数为0.25.现在金属棒中点施加一个垂直于金属棒且沿斜面对上的外力F，使金属棒从静止开头以加速度a1 m/s2沿斜面对上做匀加速直线运动，经3 s恰好经过CC处求：(1)金属棒从AA运动到CC过程中通过R的电荷量；(2)金属棒通过CC时所施加的外力F的大小；(3)假如在此过程中外力F所做的功为17.1 J，求在此过程中金属棒产生的焦耳热是多少？解析：(1)金属棒从AA匀加速运动到CC的过程中，金属棒的位移sat2132 m4.5 mqt4.5 C.(2)金属棒运动到CC时，vat3 m/sEBLvI3 AFmgsin mgcos BILma.所以F4.8 N.(3)在此过程中，对金属棒运用动能定理WFmgsin smgcos sW安mv2回路中产生的总焦耳热为：Q总W安9 J金属棒放出的焦耳热为：QrQ总1.8 J.答案：(1)4.5 C(2)4.8 N(3)1.8 J9(20分)如图所示，一边长L0.2 m，质量m20.5 kg，电阻R0.1 的正方形导体线框abcd，与一质量为m12 kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连刚开头时ad边距磁场下边界为d20.8 m，磁感应强度B2.5 T，磁场宽度d10.3 m，物块放在倾角53的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数0.5.现将物块由静止释放，经一段时间后发觉当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动(g取10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)(1)线框ad边从磁场上边缘穿出时速度的大小？(2)线框刚刚全部进入磁场时动能的大小？(3)整个运动过程线框产生的焦耳热为多少？解析：(1)由于线框匀速出磁场，则对m1有：m1gsin m1gcos T0对m2有：Tm2gBIL0又由于I联立解得：vR2 m/s(2)从线框刚刚全部进入磁场到线框ad边刚要离开磁场，由动能定理得：(m1gsin m1gcos )(d1L)m2g(d1L)(m1m2)v2Ek将速度v代入，整理可得线框刚刚全部进入磁场时，线框与物块的动能和为Ek4.5 J，所以此时线框的动能为EkEk0.9 J(3)从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得：(m1gsin m1gcos )(d1d2L)m2g(d1d2L)Q(m1m2)v2将数值代入整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为：Q1.5 J答案：(1)2 m/s(2)0.9 J(3)1.5 J