精品推荐2014届高三物理一轮复习练习选修32932119.pdf

《精品推荐2014届高三物理一轮复习练习选修32932119.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精品推荐2014届高三物理一轮复习练习选修32932119.pdf（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品推荐】2014 届高三物理一轮复习练习_选修 3-2-9-3 第-2-页 1(2019 年高考福建理综)如图甲，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合若取磁铁中心 O 为坐标原点，建立竖直向下为正方向的 x 轴，则图乙中最能正确反映环中感应电流 i 随环心位置坐标 x 变化的关系图象是()解析：条形磁铁的磁感线分布示意图如图所示铜环由静止开始下落过程中磁通量的变化率不是均匀变化的，故环中产生的感应电动势、环中的感应电流也不是均匀变化的，A 错误；由于磁通量在 O 点上方是向上增大而在 O 点下方是向上减小的，故环中电流

2、方向在经过 O 点是要改变的，D 错误；在关于 O 点对称的位置上磁场分布对称，但环的速率是增大的，环在 O 点下方的电流最大值大于在O 点上方电流的最大值，故 C 错误，B 正确 答案：B 2如图所示，粗细均匀的、电阻为 r 的金属圆环放在图示的匀强磁场中，磁感应强度为 B，圆环直径为 L.长为 L、电阻为r2的金属棒 ab 放在圆环上，以 v0向左匀速运动，当棒 ab 运动到图示虚线位置时，金属棒两端的电势差为()A0 BBLv0 CBLv0/2 DBLv0/3 解析：当金属棒 ab 以速度 v0向左运动到题图所示虚线位置时，根据公式可得产生的感应电动势为 EBLv0，而它相当于一个电源，

3、并且其内阻为r2；金属棒两端电势差相当于外电路的端电压外电路半个圆圈的电阻为r2，而这两个半圆圈的电阻是并联关系，故外电路总的电阻为r4，所以外电路电压为 Uba13E13BLv0.答案：D 3(2019 年高考山东理综)如图所示，相距为 L 的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为，上端接有定值电阻 R，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为 B.将质量为 m 的导体棒由静止释放，当速度达到 v 时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为 P，导体棒最 第-3-页 终以 2v 的速度匀速运动导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速

4、度为 g.下列选项正确的是()AP2mgvsin BP3mgvsin C当导体棒速度达到v2时加速度大小为g2sin D在速度达到 2v 以后匀速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功 解析：对导体棒受力分析如图当导体棒以 v 匀速运动时(如图甲)，应有：mgsin F安BILB2L2vR；当加力 F 后以 2v 匀速运动时(如图乙)，Fmgsin 2B2L2vR，两式联立得 Fmgsin，则 PF2v2mgvsin，A 正确，B 错误；由牛顿第二定律，当导体棒的速度为v2时，amgsin F安mmgsin B2L2v2Rmg2sin，C 正确；由功能关系，当导体棒达到 2v 以后匀

5、速运动的过程中，R 上产生的焦耳热等于拉力所做的功与减少的重力势能之和，D 错误 答案：AC 4(2019 年高考浙江卷)如图甲所示，在水平面上固定有长为 L2 m、宽为 d1 m 的金属“U”型导轨，在“U”型导轨右侧 l0.5 m 范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示在 t0 时刻，质量为 m0.1 kg 的导体棒以 v01 m/s 的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为 0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响(取 g10 m/s2)(1)通过计算分析 4 s 内导体棒的

6、运动情况；(2)计算 4 s 内回路中电流的大小，并判断电流方向；(3)计算 4 s 内回路产生的焦耳热 解析：(1)导体棒先在无磁场区域做匀减速直线运动，有 第-4-页 mgma，v1v0at，xv0t12at2 代入数据解得：t1 s，x0.5 m，导体棒没有进入磁场区域 导体棒在 1 s 末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为 x0.5 m.(2)前 2 s 磁通量不变，回路电动势和电流分别为 E0，I0 后 2 s 回路产生的电动势为 EtldBt0.1 V 回路的总长度为 5 m，因此回路的总电阻为 R50.5 电流为 IER0.2 A 根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时

7、针方向 (3)前 2 s 电流为零，后 2 s 有恒定电流，焦耳热为 QI2Rt0.04 J.答案：见解析(时间：45 分钟，满分：100 分)命题报告教师用书独具 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 7 分，共 70 分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1(2019 年温州八校联考)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应

8、感应电流的变化为()解析：对应感应电流为 InRt，可见，感应电流与磁通量的变化率有关，类比 v-t 图象斜率的物理意义，不难发现，-t 图线上各点处切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正负表示电流的方向，根据图乙，在 0t0时间内，感 第-5-页 应电流 I 的大小先减小到零，然后再逐渐增大，电流的方向改变一次，据此可知，只有选项 B 正确 答案：B 2如图甲所示，水平面上的平行导轨 MN、PQ 上放着两根导体棒 ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度 B 随时间t 的变化如图乙所示I 和 FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力则在 t0时刻()

9、AI0，FT0 BI0，FT0 CI0，FT0 DI0，FT0 解析：t0时刻，磁场变化，磁通量变化，故 I0；由于 B0，故 ab、cd 所受安培力均为零，丝线的拉力为零C 项正确 答案：C 3(2019 年大连四校联考)如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有半径为 r 的光滑半圆形导体框架，OC 为一能绕 O 在框架上滑动的导体棒，OC 之间连一个电阻 R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使 OC 能以角速度 匀速转动，则外力做功的功率是()A.B22r4R B.B22r42R C.B22r44R D.B22r48R 解析：匀速转动，外力做功的功率与安培力的功率相同，克服安培力做

10、的功转化为系统的内能，即外力做功的功率与发热功率相同 转动 OC 切割磁感线产生的电动势大小为 E12Br2，外力的功率为 PE2RB22r44R，C 项正确 答案：C 4(2019 年高考重庆理综)如题图所示，正方形区域 MNPQ 内有垂直纸面向里的匀强磁场在外力作用下，一正方形闭合刚性导线框沿 QN 方向匀速运动，t0 时刻，其四个顶点 M、N、P、Q恰好在磁场边界中点下列图象中能反映线框所受安培力 f 的大小随时间 t 变化规律的是()第-6-页 解析：设正方形导线框电阻为 R，边长为 L0，磁感应强度为 B，匀速运动的速度为 v，则在 A 点由图中 A 到 N 过程，感应电动势 EBL

11、v，由 L2vttan 45，IER，fBILB2L2vR，知 f 增大且斜率增大 在 O 点由图中 A 到 N 过程，L 不变，故 f 不变在 B 点由图中 A 到 N 过程，f 减小且斜率减小初末两点 f 等于零，综合判断 B 项正确，A、C、D 项错误 答案：B 5光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是 yx2，下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是 ya 的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上 yb(ba)处以速度 v 沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()Amgb B.12mv2 Cmg(ba)Dmg(b

12、a)12mv2 解析：金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场后，就往复运动永不停止，由能量守恒可得 QE12mv2mg(ba)答案：D 6(2019 年高考海南卷)如图，EOF 和 EOF为空间一匀强磁场的边界，其中 EOEO，FOFO，且 EOOF；OO为EOF 的角平分线，OO间的距离为 l；磁场方向垂直于纸面向里一边长为 l 的正方形导线框沿 OO 方向匀速通过磁场，t0 时刻恰好位于图示位置规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流 i 与时间 t 的关系图线可能正确的是()解析：当线框左边进入磁场时，线框上的电流方向为逆

13、时针，直至线框右边完全进入磁场；当右边一半进入磁场，左边一半开始出磁场，此后线圈中的电流方向为顺时针当线框左边进入磁场时，切割磁感线的有效长度均匀增加，故感 第-7-页 应电动势、感应电流均匀增加，当左边完全进入磁场，右边还没有进入时，感应电动势、感应电流达最大，且直到右边将要进入磁场这一段时间内均不变，当右边进入磁场时，左边开始出磁场，这时切割磁感线的有效长度均匀减小，感应电动势、感应电流均减小，且左、右两边在磁场中长度相等时为零，之后再反向均匀增加至左边完全出来，到右边到达左边界时电流最大且不变，直到再次减小 故B 正确 答案：B 7(2019 年长春调研)如图(a)所示，在光滑水平面上用

14、恒力 F 拉质量为 m 的单匝均匀正方形铜线框，边长为 a，在 1 位置以速度 v0进入磁感应强度为 B 的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为 b(b3a)，在 3t0时刻线框到达 2 位置速度又为 v0，并开始离开匀强磁场此过程中 v-t 图象如图(b)所示，则()At0 时，线框右侧边 MN 两端的电压为 Bav0 B在 t0时刻线框的速度为 v02Ft0/m C线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度一定比 t0时刻线框的速度大 D线框完全离开磁场的瞬间位置 3 速度一定比 t0时刻线框的速度小 解析：t0 时，MN 开始切割磁感线，电动势 EBav0.四边电阻相等，MN间电压为34Bav0

15、，A 错；线框 t0时刻完全进入磁场，做匀加速运动，设 t0时刻速度为 v，则 v0vFm(2t0)，故 vv02Ft0m，B 正确；据题意分析知，3t0后的离开过程与 0t0的进入过程完全相同，因此线框离开磁场的瞬间位置 3 速度与 t0时刻相同，C、D 均错 答案：B 8(2019 年陕西五校联考)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()第-8-页 A释放瞬间金属棒的加

16、速度等于重力加速度 g B金属棒向下运动时，流过电阻 R 的电流方向为 ab C金属棒的速度为 v 时，电路中的电功率为 B2L2v2/R D电阻 R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量 解析：金属棒由静止释放瞬间速度为零，感应电动势为零，没有安培力的作用，故加速度等于重力加速度，A 选项正确；根据右手定则可判断出，金属棒向下运动时感应电流方向向右，故流过电阻R 的电流方向为 ba，B 选项错误；金属棒的速度为 v 时，根据 PEI，EBLv，IERBLvR，得 PB2L2v2R，C 选项正确；根据能量守恒定律，金属棒的重力势能的减少量等于金属棒的动能的增加量、弹簧弹性势能的增加量与电阻

17、R 上产生的热量之和，D 选项错误 答案：AC 9如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，电感 L 的电阻不计，电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值在 t0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，在tt1A、B 两点间电压 UAB随时间 t 变化的图象中，正确的是()解析：S 闭合时，由于电感 L 有感抗，经过一段时间电流稳定时 L 电阻不计 可见电路的外电阻是从大变小的过程由 U外R外R外rE 可知 U外也是从大变小的过程，所以 A、C 错t1时刻断开 S，由于自感在 L、R、D 构成的回路中电流从 B向 A 中间流过 D，所以 t1时刻 UAB反向，B 正确 答案：B 10(2019

18、 年福建调研)如图所示，电阻不计的平行金属导轨与水平面成 角，导轨与定值电阻 R1和 R2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面有一导体棒 ab，质量为 m，其电阻 R0与定值电阻 R1和 R2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为.若使导体棒 ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为 v 时，受到的安培力大小为F，此时()A电阻 R1消耗的热功率为 Fv/3 第-9-页 B电阻 R0消耗的热功率为 Fv/6 C整个装置因摩擦而消耗的热功率为 mgvcos D整个装置消耗的机械功率为 Fv 解析：导体棒相当于一个电源，导体棒的电阻相当于电源内阻，定值电阻 R1和 R2并联后相当于外电路，此时安培力 F 的

19、功率 Fv 等于整个电路中消耗的热功率，因为电阻 R0与定值电阻 R1和 R2的阻值均相等，而流过电阻 R0的电流大小等于流过定值电阻 R1或 R2的电流的 2 倍，所以电阻 R0消耗的热功率是定值电阻 R1或 R2的 4 倍，电阻 R1消耗的热功率为 Fv/6，电阻 R0消耗的热功率为 2Fv/3，故选项 A、B 错误；整个装置的摩擦力大小为 Ffmgcos，方向与速度 v 方向相反，所以其消耗的热功率为 mgvcos，选项 C 正确；整个装置消耗的机械功率为 PW/t，其中 W 为整个装置减小的机械能，其大小等于导体棒受到的除重力外其他外力做功的代数和，即 WW安Wf，所以 P(W安Wf)

20、/tFvmgvcos，选项 D 错误 答案：C 二、非选择题(本题共 2 小题，共 30 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)11(15 分)(2019 年北京海淀区质检)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 n1000，线圈电阻 rR 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情况如图乙所示，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

21、 s 内整个闭合电路中产生的热量 解析：(1)根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 E1n1t1nB4B0St1 第-10-页 根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流 I1ERr 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E2n2t2n64t2 根据闭合电路欧姆定律，t5.0 s时闭合回路中的感应电流I2E2Rr0.8 A 电阻消耗的电功率 P2I22R2.56 W.(3)根据焦耳定律，04.0 s 内闭合电路中产生的热量 Q1I21(rR)t10.8 J 406.

22、0 s 内闭合电路中产生的热量 Q2I22(rR)t26.4 J 06.0 s 内闭合电路中产生的热量 QQ1Q27.2 J.答案：(1)0.2 A(2)2.56 W(3)7.2 J 12(15 分)(2019 年温州模拟)如图所示，两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为，导轨间距为 l，所在平面的正方形区域 abcd 内存在有界匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于斜面向上如图所示，将甲、乙两阻值相同，质量均为 m 的相同金属杆放置在导轨上，甲金属杆处在磁场的上边界，甲、乙相距 l.从静止释放两金属杆的同时，在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力，使甲金属杆在运动过程中始终沿导轨向

23、下做匀加速直线运动，且加速度大小为 agsin，乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动(1)求每根金属杆的电阻 R 为多少？(2)从刚释放金属杆时开始计时，写出从计时开始到甲金属杆离开磁场的过程 第-11-页 中外力 F 随时间 t 的变化关系式，并说明 F 的方向(3)若从开始释放两杆到乙金属杆离开磁场，乙金属杆共产生热量 Q，试求此过程中外力 F 对甲做的功 解析：(1)因为甲、乙加速度相同，所以，当乙进入磁场时，甲刚出磁场，乙进入磁场时的速度 v乙 2glsin 根据平衡条件有 mgsin Bl2v乙2R 解得：RB2l22glsin 2mgsin (2)甲在磁场中运动时，外力 F 始终等于安培

24、力 FB2l2v2R vgsin t 解得：Fmg2sin2 2glsin t，方向沿导轨向下(3)乙进入磁场前，甲、乙发出相同热量，设为 Q1，则有 F安l2Q1 又 FF安 故外力 F 对甲做的功 WFFl2Q1 甲出磁场以后，外力 F 为零 乙在磁场中，甲、乙发出相同热量，设为 Q2，则有 F安l2Q2 又 F安mgsin QQ1Q2 解得：WF2Qmglsin 答案：(1)均为B2l22glsin 2mgsin (2)Fmg2sin22glsin t 方向沿导轨向下(3)2Qmglsin 一、“杆导轨”模型的特点“杆导轨”模型类试题命题的“基本元素”：导轨、金属棒、磁场具有 第-12-

25、页 如下的变化特点：1对于导轨：(1)导轨的形状：常见导轨的形状为 U 形，还可以为圆形、三角形等；(2)导轨的闭合性：导轨本身可以不闭合，也可以闭合；(3)导轨电阻：电阻不计、均匀分布或部分有电阻、串联外电阻；(4)导轨的放置：水平、竖直、倾斜放置等 2对于金属棒：(1)金属棒的受力情况：受安培力以外的拉力、阻力或仅受安培力；(2)金属棒的初始状态：静止或运动；(3)金属棒的运动状态：匀速运动、匀变速运动、非匀变速直线运动或转动；(4)金属棒切割磁感线状况：整体切割磁感线或部分切割磁感线；(5)金属棒与导轨的连接：金属棒可整体或部分接入电路，即金属棒的有效长度问题 3对于磁场：(1)磁场的状

26、态：磁场可以是稳定不变的，也可以是均匀变化或非均匀变化的 (2)磁场的分布：有界或无界 二、模型分类 1“杆水平导轨”模型 例 1(2019 年武汉调研)如图所示，宽度 L1 m 的足够长的 U 形金属框架水平固定放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B1 T，框架导轨上放一根质量为 m0.2 kg、电阻 R1.0 的金属棒 ab，棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 0.5，现用功率恒为 6 W 的牵引力 F 使棒 ab 从静止开始沿导轨运动(ab 棒始终与导轨接触良好且垂直)，当棒 ab 的电阻 R 产生热量 Q5.8 J 时获得稳定速度，此过程中，通过棒 ab 的电荷量 q2.8 C

27、(框架电阻不计，g 取 10 m/s2)问：(1)棒 ab 达到的稳定速度多大？(2)棒 ab 从静止到达到稳定速度经历的时间为多少？解析(1)根据题意，牵引力 F 使棒 ab 从静止开始沿导轨运功，功率 PFv，当金属棒稳定时：FF安mg 而 F安BIL 第-13-页 又根据闭合电路欧姆定律 IBLvR 联立以上各式解得 v2 m/s.(2)根据法拉第电磁感应定律 EtBStBsLt 因为 q I tERtBsLR 所以棒 ab 从静止到稳定速度时运动的距离 sqRBL 由能量守恒得：PtQ12mv2mgs 联立以上各式解得：t1.5 s.答案(1)2 m/s(2)1.5 s 2“杆倾斜导轨

28、”模型 例 2(2019 年高考天津理综)如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ 间距为 L0.5 m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成 30角完全相同的两金属棒 ab、cd 分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒质量均为 m0.02 kg，电阻均为 R0.1，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B0.2 T，棒 ab 在平行于导轨向上的力 F 作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒 cd 恰好能够保持静止取 g10 m/s2，问：(1)通过棒 cd 的电流 I 是多少，方向如何？(2)棒 ab 受到的力 F 多大？(3)棒 cd 每产生

29、 Q0.1 J 的热量，力 F 做的功 W 是多少？解析(1)对 cd 棒受力分析如图甲所示 由平衡条件得 mgsin BIL 得 Imgsin BL错误!A 1 A.第-14-页 根据楞次定律可判定通过棒 cd 的电流方向为由 d 到 c.(2)棒 ab 与 cd 所受的安培力大小相等，对 ab 棒，受力分析如图乙所示，由共点力平衡条件知 Fmgsin BIL 代入数据解得 F0.2 N.(3)设在时间 t 内棒 cd 产生 Q0.1 J 的热量，由焦耳定律知 QI2Rt 设 ab 棒匀速运动的速度是 v，其产生的感应电动势 EBLv 由闭合电路欧姆定律知 IE2R 时间 t 内棒 ab 运动的位移 svt 力 F 所做的功 WFs 综合上述各式，代入数据解得 W0.4 J.答案(1)1 A 方向由 d 到 c(2)0.2 N(3)0.4 J