最新高三物理一轮复习单元过关检测卷：课下限时集训(三十二)

最新高三物理一轮复习单元过关检测卷

最新高三物理一轮复习单元过关检测卷 一、单项选择题

1.如图所示，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(

)

A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．不能确定

2．一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示，则(

)

A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程也是匀速运动

B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程也是加速运动

C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程也是减速运动

D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程是加速运动

3.如图所示，在平行于水平地面的匀强磁场上方有三个线圈，从相同的高度由静止开始同时释放。三个线圈都是用相同的金属材料制成的边长相等的正方形，A线圈有一个缺口，B、C线圈闭合，但B线圈的导线比C线圈的粗，则(

)

A．三个线圈同时落地 B．B线圈最先落地

C．A线圈最后落地 D．B、C线圈同时落地

4.竖直平面内有一形状为抛物线的光滑曲面轨道，如图所示，抛物线方程是y＝x2，轨道下半部分处在一个水平向外的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属环沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是(

)

A．mgb B.12mv2 C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋12mv2

5．如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻R，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒PQ垂直导轨放置。若使棒以一定的初速度v0向右运动，当其通过位置a、b时，速率分别为va、vb，到位置c时棒刚好静止，设金属导轨与最新高三物理一轮复习单元过关检测卷

最新高三物理一轮复习单元过关检测卷 棒的电阻均不计，a到b到c的间距相等，则金属棒在从a到b和从b到c的两个过程中(

)

A．回路中产生的内能相等

B．棒运动的加速度相等

C．安培力做功相等

D．通过棒横截面积的电荷量相等

6．如图所示，在粗糙绝缘水平面上有一正方形闭合线框abcd，其边长为l，质量为m，金属线框与水平面的动摩擦因数为μ。虚线框a′b′c′d′内有一匀强磁场，磁场方向竖直向下。开始时金属线框的ab边与磁场的 d′c′ 边重合。现使金属线框以初速度v0沿水平面滑入磁场区域，运动一段时间后停止，此时金属线框的dc边与磁场区域的d′c′边距离为l。在这个过程中，金属线框产生的焦耳热为(

)

A.12mv20＋μmgl B.12mv20－μmgl

C.12mv20＋2μmgl D.12mv20－2μmgl

二、多项选择题

7．如图所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1。用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后(

)

A．金属棒ab、cd都做匀速运动

B．金属棒ab上的电流方向是由b向a

C．金属棒cd所受安培力的大小等于2F3

D．两金属棒间距离保持不变

8．(2016·河南联考)两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，顶端接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为r的金属棒在距磁场上边界某处静止释放，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，不计导轨的电阻， 重力加速度为g，则(

)

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最新高三物理一轮复习单元过关检测卷 A．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

B．金属棒的速度为v时，金属棒所受的安培力大小为B2L2vR＋r

C．金属棒的最大速度为mg（R＋r）BL

D．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R的热功率为mgBL2R

9.如图所示，光滑平行的金属导轨宽度为L，与水平方向成θ角倾斜固定，导轨之间充满了垂直于导轨平面的足够大的匀强磁场，磁感应强度为B，在导轨上垂直导轨放置着质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b，二者都被垂直于导轨的挡板挡住保持静止，金属导轨电阻不计，现对b棒施加一垂直于棒且平行于导轨平面向上的牵引力F，并在极短的时间内将牵引力的功率从零调为恒定的P。为了使a棒沿导轨向上运动，P的取值可能为(重力加速度为g)(

)

A.2m2g2RB2L2·sin2θ B.3m2g2RB2L2·sin2θ

C.7m2g2RB2L2·sin2θ D.5m2g2RB2L2·sin2θ

10．如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，处在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，AB间距为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，质量为m、长为L且不计电阻的导体棒MN放在导轨上，与导轨接触良好，并与轻质弹簧组成弹簧振动系统。开始时，弹簧处于自然长度，导体棒MN具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，导体棒MN第一次运动到最右端，这一过程中AB间R上产生的焦耳热为Q，则(

)

A．初始时刻导体棒所受的安培力大小为2B2L2v0R

B．当导体棒再一次回到初始位置时，AB间电阻的热功率为2B2L2v20R

C．当导体棒第一次到达最右端时，弹簧具有的弹性势能为12mv20－2Q

D．当导体棒第一次到达最左端时，弹簧具有的弹性势能大于12mv20－23Q

三、计算题

11.如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO1O′1O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计)。求： 最新高三物理一轮复习单元过关检测卷

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(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度；

(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能。

12．如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l＝0.50 m。轨道的MM′端接一阻值为R＝0.50 Ω的定值电阻。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度为B＝0.60 T的匀强磁场中，磁场区域的右边界为NN′，宽度为d＝0.80

m。NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆形轨道的半径均为R0＝0.50 m。现有一导体杆ab静止在距磁场的左边界s＝2.0 m处，其质量m＝0.20

kg、电阻r＝0.10 Ω。ab杆在与杆垂直的水平恒力F＝2.0 N的作用下开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，杆穿过磁场区域后，沿半圆形轨道运动，结果恰好能通过半圆形轨道的最高位置PP′。已知杆始终与轨道垂直，杆与直轨道之间的动摩擦因数μ＝0.10，轨道电阻忽略不计，取g＝10 m/s2，求：

(1)导体杆通过PP′后落到直轨道上的位置离NN′的距离；

(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R的电荷量；

(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。

1.解析：选A 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＝（BLv）2Ra·Lv，Wb＝Qb＝（B·2Lv）2Rb·2Lv，由电阻定律知Rb＝2Ra，故Wa∶Wb＝1∶4，A项正确。

2．解析：选C 从线框全部进入磁场至线框开始离开磁场，做加速度为g的匀加速运动，可知线圈离开磁场过程中所受的安培力大于进入磁场时所受的安培力，C正确。

3.解析：选D 由于A线圈上有缺口，A中不产生感应电流，不受安培力阻碍，可知A线圈先落地，A、B、C错误；B、C线圈在进入磁场的过程中，受安培力与重力作用，满足最新高三物理一轮复习单元过关检测卷

最新高三物理一轮复习单元过关检测卷 mg－B2L2vR＝ma，m＝ρ密·4L·S，R＝ρ电4LS，联立可得4ρ密g－B2v4ρ电＝4ρ密a，化简得a＝g－B2v16ρ密ρ电，由于B、C线圈材料相同，进入相同的磁场，又因为起始高度相同，所以加速度a相同，B、C线圈同时落地，D正确。

4.解析：选D 小金属环进入或离开磁场时，磁通量会发生变化，并产生感应电流，产生焦耳热；当小金属环全部进入磁场后，不产生感应电流，小金属环最终在磁场中做往复运动，由能量守恒可得产生的焦耳热等于减少的机械能，即Q＝12mv2＋mgb－mga＝mg(b－a)＋12mv2，D正确。

5．解析：选D 金属棒由a到b再到c的过程中，速度逐渐减小，根据E＝Blv知，E减小，故I减小，再根据F＝BIl知，安培力减小，根据F＝ma知，加速度减小，B错误；由于a与b、b与c间距相等，故从a到b安培力做的功大于从b到c安培力做的功，因安培力做的功等于回路中产生的内能，A、C错误；再根据平均感应电动势E＝ΔΦΔt＝BΔSΔt，I＝ER，q＝IΔt得q＝BΔSR，D正确。

6．解析：选D 依题意知，金属线框移动的位移大小为2l，此过程中克服摩擦力做功为2μmgl，由能量守恒定律得金属线框中产生的焦耳热为Q＝12mv20－2μmgl，故选项D正确。

7．解析：选BC 对两金属棒ab、cd进行受力和运动分析可知，两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动，且金属棒ab速度小于金属棒cd速度，所以两金属棒间距离是变大的，由楞次定律判断金属棒ab上的电流方向是由b到a，A、D错误，B正确；以两金属棒整体为研究对象有：F＝3ma，隔离金属棒cd分析：F－F安＝ma，可求得金属棒cd所受安培力的大小F安＝23F，C正确。

8．解析：选BD 金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律可知，流过电阻R的电流方向为b→a，选项A错误；金属棒的速度为v时，金属棒中感应电动势E＝BLv，感应电流最新高三物理一轮复习单元过关检测卷

最新高三物理一轮复习单元过关检测卷 I＝ER＋r，所受的安培力大小为F＝BIL＝B2L2vR＋r，选项B正确；当安培力F＝mg时，金属棒下落速度最大，金属棒的最大速度为v＝mg（R＋r）B2L2，选项C错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R和r的热功率为P＝mgv＝mgBL2(R＋r)，电阻R的热功率为mgBL2R，选项D正确。

9.解析：选CD 以b棒为研究对象，由牛顿第二定律可知F－mgsin θ－BLv2RBL＝ma，以a棒为研究对象，由牛顿第二定律可知BLv2RBL－mgsin θ＝ma′，则F>2mgsin θ，v>2Rmgsin θB2L2，故P＝Fv>4m2g2RB2L2sin2θ，选项C、D正确，A、B错误。

10．解析：选AC 由F＝BIL，I＝BLv0R并，R并＝12R，得初始时刻导体棒所受的安培力大小为F＝2B2L2v0R，A正确；由于回路中产生焦耳热，导体棒和弹簧的机械能有损失，所以当导体棒再次回到初始位置时，速度小于v0，导体棒产生的感应电动势E

11.解析：(1)棒在磁场中匀速运动时，有F＝FA＝BIl

再根据I＝ER＋r＝BlvR＋r

联立解得v＝F（R＋r）B2l2

(2)安培力做的功转化成两个电阻消耗的电能Q和ab的动能，据能量守恒定律可得