2021高物理(安徽专用)二轮专题题组训练之综合模拟卷11bWord版含答案.docx

Z专题检测素能提升一、选择题(本题共8小题，每小题8分，共64分，其中第5、8小题为多选题。)12022课标全国卷在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的试验中，能观看到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观看电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观看电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接。往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观看电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观看电流表的变化解析将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，因线圈中的磁通量没有变化，故不能观看到感应电流，选项A不符合题意；在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈时，假如通电线圈通以恒定电流，产生不变的磁场，则在另一线圈中不会产生感应电流，选项B不符合题意；在线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观看电流表时，磁通量已不再变化，因此也不能观看到感应电流，选项C不符合题意；绕在同一铁环上的两个线圈，在给一个线圈通电或断电的瞬间，线圈产生的磁场变化，使穿过另一线圈的磁通量变化，因此，能观看到感应电流，选项D符合题意。答案D22022大纲全国卷很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开头下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率()A均匀增大 B先增大，后减小C渐渐增大，趋于不变 D先增大，再减小，最终不变解析对磁铁受力分析可知，磁铁重力不变，磁场力随速率的增大而增大，当重力等于磁场力时，磁铁匀速下落，所以选C。答案C32022江苏高考如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为()A.B.C. D.解析由法拉第电磁感应定律知线圈中产生的感应电动势EnnSn，得E，选项B正确。答案B42022湖北八校二联如图所示，两个垂直于纸面的匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a。高度为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下列图形中能正确描述感应电流I与线框移动距离x关系的是()解析正三角形线框ABC刚进入向里的磁场时，利用右手定则知，感应电流沿逆时针方向为正，大小I0，之后线框随进入磁场距离的增大，有效切割长度变小，则I变小；当线框ABC前进a距离，在刚进入向外的磁场区域瞬间，此时ABC线框中感应电流方向沿顺时针为负，大小为I2I0，则B正确。答案B52022湖北武汉模拟如图，两根相距l0.4 m、电阻不计的光滑金属导轨在同一水平面内平行放置，两导轨左端与阻值R0.15 的电阻相连。导轨x0的一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直(竖直向下)，磁感应强度B0.50.5x(T)。一根质量m0.1 kg、电阻r0. 05 的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在水平外力作用下从x0处沿导轨向右做直线运动，运动过程中回路电流恒为2 A。以下推断正确的是()A金属棒在x3 m处的速度为0.5 m/sB金属棒在x3 m处的速度为0.75 m/sC金属棒从x0运动到x3 m过程中克服安培力做的功为1.6 JD金属棒从x0运动到x3 m过程中克服安培力做的功为3.0 J解析在x3 m处，磁感应强度为B2 T，由于回路中电流恒为2 A，由闭合电路欧姆定律可知，回路中的感应电动势为0.4 V，由EBlv可得，此时金属棒的速度v0.5 m/s，所以选项A正确，B错误；由安培力公式可知，F安BIlIl(0.50.5x)，随着x变化呈现线性变化关系，因此可用平均作用力来求做功，可得安培力做功为3 J，所以选项C错误，D正确；因此答案选A、D。答案AD62022兰州、张掖联考如图所示，间距为L、电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过金属棒某横截面的电荷量为q。下列说法正确的是()A金属棒在导轨上做匀减速运动B整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为C整个过程中金属棒克服安培力做的功为mv2D整个过程中电阻R上产生的焦耳热为mv2解析本题考查导体棒切割磁感线时产生的感应电动势、闭合电路欧姆定律、电磁感应中的能量转化等学问点，意在考查考生的规律推理力气。金属棒切割磁感线产生感应电动势，产生感应电流，金属棒受到向左的安培力，做减速运动，由于速度减小，电动势减小，则电流减小，安培力减小，依据牛顿其次定律知，加速度减小，金属棒做加速度渐渐减小的减速运动，选项A错误；依据q，可得金属棒在导轨上发生的位移s，选项B错误；依据动能定理得，W安0mv2，则金属棒克服安培力做的功为mv2，选项C正确；依据能量守恒得，削减的动能全部转化为整个回路产生的热量，则电阻R产生的热量QRmv2，选项D错误。答案C7如图所示，间距为3R的MN和PQ间有垂直于纸面对里的匀强磁场B，粗细均匀的电阻丝围成ABCD这个不规章外形的金属线框，其左侧是半径为R的半圆，右侧是直角边为2R的等腰直角三角形，金属线框全部位于磁场外，在外力F的作用下使线框以水平方向的速度v匀速通过磁场区域。从A点刚开头进入磁场的左边界为计时起点，若规定逆时针的感应电流方向为正方向，感应电流所受安培力向左为正方向，则下列描述金属线框运动过程中的外力F和感应电流I随位移x的变化图线中可能正确的有()解析当金属框的直角边进入磁场时进入的部分切割磁感线，产生逆时针的感应电流I，此时间段内它受向左的安培力FBIx；由于安培力方向始终向左，所以C、D错；比较A、B两个选项，由于金属框在整个穿过磁场过程中，方向要发生转变，排解B，只有A正确。答案A8如图所示：在倾角为的光滑斜面上，相距均为d的三条水平虚线l1、l2、l3，它们之间的区域、分别存在垂直斜面对下和垂直斜面对上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框，从l1上方确定高处由静止开头沿斜面下滑，当ab边刚越过l1进入磁场时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻，线框又开头以速度v2做匀速直线运动，重力加速度为g。在线框从释放到穿出磁场的过程中，下列说法正确的是()A线框中感应电流的方向不变B线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间C线框以速度v2匀速直线运动时，发热功率为sin2D线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，削减的机械能E机与重力做功WG的关系式是E机WGmvmv解析依据右手定则，可推断A错。当线框进入区域后，两边都受安培力，做减速运动，故线框ab边从l1运动到l2所用时间小于从l2运动到l3所用时间，B错。依据PI2R，mgsin2BId，Psin2，C对。线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，依据动能定理得W安WGmvmv，而削减的机械能等于克服安培力做的功，即E机W安WGmvmv，D对。答案CD二、计算题(本题共2小题，共36分。需写出规范的解题步骤。)92022课标全国卷半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面。BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒和导轨的电阻均可忽视。重力加速度大小为g。求：(1)通过电阻R的感应电流的方向和大小；(2)外力的功率。解析(1)解法一：在t时间内，导体棒扫过的面积为St(2r)2r2依据法拉第电磁感应定律，导体棒上感应电动势的大小为依据右手定则，感应电流的方向是从B端流向A端。因此，通过电阻R的感应电流的方向是从C端流向D端。由欧姆定律可知，通过电阻R的感应电流的大小I满足I联立式得I解法二：Br BrBr2I由右手定则判得通过R的感应电流从CD解法三：取tTBr2I(2)解法一：在竖直方向有mg2N0式中，由于质量分布均匀，内、外圆导轨对导体棒的正压力大小相等，其值为N。两导轨对运动的导体棒的滑动摩擦力均为fN在t时间内，导体棒在内、外圆导轨上扫过的弧长分别为l1rt和l22rt克服摩擦力做的总功为Wff(l1l2)在t时间内，消耗在电阻R上的功为WRI2Rt依据能量转化和守恒定律知，外力在t时间内做的功为WWfWR外力的功率为P由至式得Pmgr解法二：由能量守恒PPRPf在竖直方向2Nmg，则Nmg，得fNmgPfmgrmg2rmgrPRI2R所以Pmgr答案(1)方向：由C端到D端(2)mgr102022安徽高考如图1所示，匀强磁场的磁感应强度B为0.5 T，其方向垂直于倾角为30的斜面对上。绝缘斜面上固定有“”外形的光滑金属导轨MPN(电阻忽视不计)，MP和NP长度均为2.5 m，MN连线水平，长为3 m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD，长度d为3 m、质量m为1 kg、电阻R为0.3 ，在拉力F的作用下，从MN处以恒定速度v1 m/s在导轨上沿x轴正向运动(金属杆与导轨接触良好)。g取10 m/s2。(1)求金属杆CD运动过程中产生的感应电动势E及运动到x0.8 m处电势差UCD；(2)推导金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式，并在图2中画出Fx关系图象；(3)求金属杆CD从MN处运动到P点的全过程产生的焦耳热。解析(1)金属杆CD在匀速运动中产生的感应电动势EBlv(ld)，解得E1.5 V(D点电势高)当x0.8 m时，金属杆在导轨间的电势差为零。设此时杆在导轨外的长度为l外，则l外dd、OP，得l外1.2 m由楞次定律推断D点电势高，故C、D两端电势差UCDBl外v，即UCD0.6 V(2)杆在导轨间的长度l与位置x关系是ld3x对应的电阻Rl为RlR，电流I杆受的安培力F安BIl7.53.75x依据平衡条件得FF安mgsinF12.53.75x(0x2)画出的Fx图象如图所示。(3)外力F所做的功WF等于Fx图线下所围的面积，即WF2 J17.5 J而杆的重力势能增加量Epmg sin故全过程产生的焦耳热QWFEp7.5 J答案(1)E1.5 VUCD0.6 V(2)F12.53.75x(0x2)图见解析(3)7.5 J