2020-2021学年高三寒假作业-物理(三)Word版含答案.docx

高三物理寒假作业（三）
一、 选择题
1.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接，下列说法中正确的是（　　）

A．
电键闭合后，线圈A插入线圈B或从线圈B中拔出线圈A时都会引起电流计指针偏转

B．
线圈A插入线圈B中稳定后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会发生偏转

C．
电键闭合后，匀速滑动滑动变阻器的滑片P，电流计指针将静止在中心零刻度

D．
电键闭合后，只有将滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能发生偏转
2.下面所示的试验示意图中，用于探究电磁感应现象的是( )

3.如图1，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t=0时刻起，棒上有如图2的持续交变电流I、周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向．则金属棒（　　）

A．
始终向右移动
B．
速度随时间周期性变化

C．
受到的安培力随时间周期性变化
D．
受到的安培力在一个周期内做正功
4.在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（　　）

A．
受到竖直向上的安培力
B．
受到竖直向下的安培力

C．
受到由南向北的安培力
D．
受到由西向东的安培力
5.如上图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(　　)

A．感应电流方向是N→M B．感应电流方向是M→N
C．安培力水平向左 D．安培力水平向右
6.在相同的时间内，某正弦沟通电通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量，与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则：（ ）
A.此沟通电的电流强度的有效值为A，最大值为3A．
B.此沟通电的电流强度的有效值为3A，最大值为6A
C.电阻两端的沟通电电压的有效值为300V，最大值为300V．
D.电阻两端的沟通电电压的有效值为300V，最大值为600V
二、 试验题
7.在“争辩电磁感应现象”的试验中，首先要按甲图接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系；当闭合开关S时观看到电流表指针向左偏，不通电时电流表指针停在正中心；然后按图乙所示将电流表与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。则在图乙中：（填“向左”、“向右”或“不”）
（1）S闭合后将螺线管A插入螺线管B的过程中电流表的指针将__________偏转
（2）线圈A放在B中不动将滑动变阻器的滑片P向左滑动时电流表指针将__________偏转
（3）线圈A放在B中不动突然断开S，电流表指针将____________偏转

8.某同学欲测量某未知电阻（约为100），试验台上摆放有以下试验器材：

A.电流表（量程10 mA，内阻约为50 ） B．电流表（量程0.6 A，内阻约为1 ）
C．电阻箱（最大电阻99.99 ） D．电阻箱（最大电阻999.9 ）
E．电源（电动势约3V，内阻约1） F．单刀单掷开关2只
G．导线若干
该同学设计的试验电路如图（导线没有完全连接），现依据如下试验步骤完成试验：
①调整电阻箱，使电阻箱有合适的阻值，仅闭合开关，使电流表有较大的偏转且读数为；
②调整电阻箱，保持开关闭合，开关闭合，再次调整电阻箱的阻值为，使电流表示数照旧为。
(1)依据试验步骤，连接电路实物图。
(2)依据试验步骤和试验器材规格可知，电流表应选择________，龟阻箱应选择________。（填写器材前面的字母）
(3)依据试验步骤可知，待测电阻Rx=___________（用题目所给测量数据表示）。
(4)利用本试验电路，多次转变电阻箱的阻值，____________（填“能”或“不能”）测量出电流表的内阻。
三、计算题
9.两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为0.60m，磁感应强度为0.50T的匀强磁场垂直轨道平面对下，两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω，在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图所示．在ab棒上施加水平拉力F使其以10m/s的速度向右匀速运动．设金属导轨足够长，导轨电阻不计．求：
（1）金属棒ab两端的电压．
（2）拉力F的大小．
（3）电阻R上消耗的电功率．

10.如图所示，水平放置的U形导轨足够长，处于磁感应强度B=5 T的匀强磁场中，导轨宽度L=0.4 m，导体棒a b质量m=2.0 kg，电阻R=1Ω，与导轨的动摩擦系数为，其余电阻可忽视不计。现在导体棒a b在水平外力F=10 N的作用下，由静止开头运动了s=40 cm后，速度达到最大。求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少？
(2)当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度是多少？
(3)导体棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量是多少？

11.如图所示，PQ和MN为水平放置的平行金属导轨，间距为l=1.0m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=20g，棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连，物体c的质量M=30g．在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场，磁场方向竖直向上，重力加速度g取10m/．若导轨是粗糙的，且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍，若要保持物体c静止不动，应当在棒中通入多大的电流？电流的方向如何？

高三物理寒假作业（三）参考答案
1.A解：A、电键闭合后，线圈A插入或拔出时，穿过B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故A正确，B错误；
C、电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，线圈A中的电流发生变化，穿过B的磁通量发生变化，B中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故C错误；
D、电键闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误；
2.B
3.ABC
解：A、依据左手定则知，导体棒开头所受的安培力方向水平向右，依据F=BIL知，安培力在第一个内做匀加速直线运动，在其次个内，安培力方向水平向左，大小不变，做匀减速直线运动，依据运动的对称性知，一个周期末速度为零，金属棒的速度方向未变．知金属棒始终向右移动，先向右做匀加速直线运动，再向右做匀减速运动，速度随时间周期性变化．故A、B正确．
C、由于电流周期性变化，则安培力也周期性变化．故C正确．
D、在一个周期内，动能的变化量为零，则安培力在一个周期内做功为零．故D错误．

4.A
解：左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向．磁场的方向从南向北，电流的方向由西向东，所以安培力的方向竖直向上．故A正确，B、C、D错误．

5.AC
6.C
7.（1）向左；（2）向左；（3）向右
解：在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转．在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向下；
（1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（2）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．
故答案为：（1）向左；（2）向左；（3）向右
8.如图 A D 不能
（1）、依据题意可画出实物连线图如图所示：

（2）、依据闭合电路欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：，所以电流表应选A；
电路中需要的最大电阻应为：，所以电阻箱应选D；
（3）、依据闭合电路欧姆定律，断开时有：
闭合时有： 解得：；
（3）、由题（3）可知，电流表内阻与电源内阻r是一个整体，所以无法求出电流表内阻，所以多次测量不能测出电流表的内阻。
9.解：（1）金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLv=0.50×0.60×10V=3V
电路中的电流=A=0.5A
金属棒ab两端的电压U=IR=0.5×5.0V=2.5V
（2）金属棒ab所受的安培力=BIL=0.50×0.5×0.60N=0.15N
因金属棒匀速运动，则有F==0.15N
（3）电阻R上消耗的电功率P=I2R=0.52×5.0W=1.25W
答：（1）金属棒ab两端的电压是2.5V．
（2）拉力F的大小是0.15N．
（3）电阻R上消耗的电功率是1.25W．
10.解：（1）导体棒受到的安培力：
当导体棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得：

解得最大速度：v=1.5m/s；
（2）当速度达到最大速度一半：
由牛顿其次定律得：
解得：a=1.5m/；
（3）在整个过程中，由能量守恒定律可得：

解得：Q=0.15J；
答：（1）导体棒ab运动的最大速度是1.5m/s；
（2）当导体棒ab的速度为最大速度的一半时，棒ab的加速度是1.5m/；
（3）导体棒ab由静止达到最大速度过程中，棒ab上产生的热量是0.15J．
11.若导轨粗糙，设棒和导轨之间的最大静摩擦力为f．若，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同，设此时电流为，即有，
　　解得　　　　　　 ； 
　　若BIl＜Mg，则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反，设此时电流为，即有
　　解得　．
　　即ab棒中的电流为　　1.0A≤≤2.0A．　
依据左手定则推断，棒中的电流方向应当由a到b．