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1、 (九) (时间:90分钟 满分:100分) 第卷(选择题 共40分) 一、本题10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分. 1.以下涉及物理学史上的四个重大发现,其中说法正确的是 ( ) A.卡文迪许通过扭秤实验,测定出了万有引力常量 B.法拉第通过实验研究,发现了电流周围存在磁场 C.奥斯特通过实验研究,总结出电磁感应定律 D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因 【解析】 法拉第通过实验研究,总结出电磁感应定律;奥斯特通过实验研究,发现了电流周围存在磁场
2、;理想斜面实验是伽利略做的,不是牛顿做的. 【答案】 A 2.如图所示,位于同一水平面内的两根平行的光滑金属轨道,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于轨道所在平面,轨道的一端与一电阻R相连;具有一定质量的金属杆ab放在轨道上并与轨道垂直,对杆ab施加一平行于导轨的水平恒力F,使它由静止开始向右运动.用E表示回路中的感应电动势,I表示回路中感应电流,杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计,则在杆加速运动的过程中,电阻R消耗的功率等于( ) A.力F做功的功率B.安培力的功率的绝对值 C.F与安培力的合力功率D.I与E的乘积 【解析】 功是能量转化的量度,F的功代表消耗的外界能量,安培力的功等于电阻
3、R上消耗的电能,F与安培力的合力的功等于动能的变化,选项B正确;另外D也正确. 【答案】 BD 3.(2011北京海淀高三期末练习,2)如图所示,矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,直导线中的电流方向由M到N,导线框的ab边与直导线平行.若直导线中的电流增大,导线框中将产生感应电流,导线框会受到安培力的作用,则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是 ( ) A.导线框有两条边所受安培力的方向相同 B.导线框有两条边所受安培力的大小相等 C.导线框所受的安培力的合力向左 D.导线框所受的安培力的合力向右 【解析】 导线框的bc和ad两条边受到的安培力大小相等,方向相反.由楞次
4、定律可以判断出,导线框所受的合力方向向右,选B、D. 【答案】 BD 4.(2010江苏物理,4)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t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在时刻断开S,下列表示A、B两点间电压随时间t变化的图象中,正确的是( ) 【解析】 开关闭合时,线圈的自感阻碍作用可看做电阻,线圈电阻逐渐减小,并联电路电阻逐渐减小,电路总电阻变小,电路总电流变大,电压逐渐减小;开关闭合后再断开时,线圈的感应电流与原电流方向相同,形成回路,灯泡的电流与原来相反,并逐渐减小到0,所以本题选B. 【答案】 B 5.(2012湖北宜昌模
5、拟,10)如图所示,一根电阻为R=18 的均匀电阻丝做成一个半径为r=1 m的圆形导线框,竖直固定放置在如图所示的有界匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感应强度B=0.5 T,现有一根质量为m=0.1 kg,电阻不计的导体棒,自圆形线框ab位置由静止沿线框平面下落,导体棒在下落过程中始终与线框保持良好接触且与圆形线框平面平行,已知下落到经过圆心O所在位置时棒的加速度大小为 m/s则下列说法中正确的是(g取10 m/s( ) A.导体棒经过圆心O点时的速度是0.9 m/s B.导体棒经过圆心O点时的速度是3.6 m/s C.导体棒经过圆心O点时导体棒中的电流为0.4 A D.导体棒下落到cd
6、位置时线框中cd两端的电阻是2.5 【解析】 由代入数值解得v=3.6 m/s;I=.4 A;R.5 . 【答案】 BCD 6.(2011江苏物理,2)如图所示,固定的水平长直导线中通有直流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行.线框由静止释放,在下落过程中( ) A.穿过线框的磁通量保持不变 B.线框中感应电流方向保持不变 C.线框所受安培力的合力为零 D.线框的机械能不断增大 【解析】 线框下落过程中,穿过线框的磁通量减小,选项A错误;由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向,选项B正确;线框受到的安培力的合力竖直向上,但小于重力,则合力不为零,选项C错误;在下落过程中
7、,安培力对线框做负功,则其机械能减小,选项D错误. 【答案】 B 7.如图,在水平桌面上放置两条相距L的平行光滑金属导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连.金属滑杆MN垂直于导轨并可在导轨上滑动.整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小为B.滑杆与导轨电阻不计,滑杆的中点系一根不可伸长的轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一质量为m的物块相连,拉滑杆的绳处于水平拉直状态.现若从静止开始释放物块,用I表示回路中的感应电流,g表示重力加速度,则在物块下落过程中物块的速度可能( ) A.小于B.等于 C.小于D.大于 【解析】 MN最大速度就是安培力等于重力时对应
8、的速度,即/故A、B对. 又C对D错. 【答案】 ABC 8.如图所示,ab、cd为静止于水平面上相距L的两根很长的金属滑轨,bc处接有电阻R,其余电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动的金属杆,质量为m,电阻不计.磁感应强度为B的匀强磁场垂直滑轨面向上.现将金属杆用一水平绝缘细绳连接,细绳跨过定滑轮,另一端与一质量为M的重物连接,让重物由静止下落,下落高度h时开始匀速运动,不计一切摩擦,则( ) A.金属杆是先匀加速再匀速运动 B.金属杆匀速运动的速率为 C.金属杆匀速运动的速率为 D.从重物由静止下落到金属杆开始匀速运动时,电阻R上产生的热量为Mgh 【解析】 金属杆所受安培力是变力,合力也
9、变化,所以金属杆先做变加速运动,选项A错误.当a=0时,有而所以选项B错,C正确.重物的重力势能转化为电阻R产生的热量及金属杆和重物的动能,所以选项D错误. 【答案】 C 9.(2010安徽理综,20)如图所示,水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈和,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(为细导线).两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面.运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界.设线圈、落地时的速度大小分别为、在磁场中运动时产生的热量分别为、.不计空气阻力,则( ) A.B. C.D. 【解析
10、】 由于从同一高度下落,到达磁场边界时具有相同的速度v,切割磁感线产生的感应电流同时受到磁场的安培力又为材料的电阻率,l为线圈的边长,S为单匝导线横截面积),所以安培力此时加速度且为材料的密度),所以加速度a=是定值,线圈和同步运动,落地速度相等.由能量守恒可得:Q=mg(h+H)-(H是磁场区域的高度),为细导线,质量小,产生的热量小,所以.正确选项为D. 【答案】 D 10.(2010浙江卷,19)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置,在圆环的缺口两端引出两根导线,分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接,两板间距为d,如图甲所示.有一变化的磁场垂直于纸面,规定向内为正,变化规
11、律如图乙所示.在t=0时刻平板之间中心有一重力不计,电荷量为q的静止微粒,则以下说法正确的是 ( ) A.第2 s内上极板为正极 B.第3 s内上极板为负极 C.第2 s末微粒回到了原来位置 D.第3 s末两极板之间的电场强度大小为0.2/d 【解析】 01 s内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带负电,下极板带正电;若粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向上而向上做匀加速运动. 12 s内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带正电,下极板带负电;若粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向下而导致向上做匀减速运动,2 s末速度减小为零.A项对,C项错. 23 s内情况:由楞次定律可知,金属板上极板
12、带正电,下极板带负电; 若粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向下而向下做匀加速运动. 两极板间的电场强度大小BD项错. 34 s内情况:由楞次定律可知,金属板上极板带负电,下极板带正电; 若粒子带正电,则粒子所受电场力方向竖直向上而向下做匀减速运动,4 s末速度减小为零,同时回到了原来的位置. 【答案】 A 第卷(非选择题 共60分) 二、本题共包括2个小题,共16分,把答案填到题中横线上或按要求作答11.(1)(4分)某学生做实验验证楞次定律时,分别研究开关断开、闭合;原线圈插入副线圈、原线圈从副线圈中拔出;变阻器快速移动;插入铁芯、拔出铁芯等情况下感应电流方向与磁通量改变之间的关系,所用
13、到的重要思想方法主要有(选两个答案). A.等效替代B.归纳总结 C.控制变量D.理想化模型 该实验得到的最终结果是:感应电流的 引起感应电流的磁通量的变化. 【解析】 分析产生感应电流的各种装置情况,总结共同规律.每个实验中,只改变一个条件,其他条件是不变的. 【答案】 BC(2分) 磁场总是要阻碍(2分) (2)(4分)(2011上海物理,28)在”研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验(见图(a)中,得到E1/t图线如图(b)所示. (多选题)在实验中需保持不变的是. A.挡光片的宽度 B.小车的释放位置 C.导轨倾斜的角度 D.光电门的位置 线圈匝数增加一倍后重做该实验,
14、在图(b)中画出实验图线. 【解析】 画E-1/t图线,根据知匝数及磁通量变化保持不变,即螺线管匝数和磁铁插入螺线管的深度不变.要得出发生相同磁通量变化所需的不同时间,则要保持挡光片的宽度及光电门的位置不能变化.小车的释放位置不同、导轨倾斜的角度不同,都会导致挡光片通过光电门的时间变化. 根据知在其他条件相同的情况下,匝数加倍,则每时刻电动势也加倍.据此画出的图象如图所示. 【答案】 AD (2分) 见解析图 (2分) 12.(8分)如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨弯成”型,底部导轨面水平,倾斜部分与水平面成角,导轨与固定电阻R相连,整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中.导体棒ab和
15、cd,质量均为m,垂直于导轨放置,且与导轨间接触良好,两导体棒的电阻与固定电阻R阻值相等,其余部分电阻不计,当导体棒cd沿底部导轨向右以速度为v匀速滑动时,导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态,则导体棒ab消耗的热功率与cd棒克服安培力做功的功率之比为,电阻R的阻值为. 【解析】 对ab平衡有mgtanBL(I/2),联立解得. 联立以上各式,解得6. 【答案】 16(4分) 分) 三、本题包括4小题,共44分.解答时应写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值的单位. 13.(7分)(2011全国理综,24)如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为电阻不计.在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡.整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直.现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放.金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接
