2022高考物理(课标版)一轮课时跟踪训练34-Word版含解析.docx

课时跟踪训练(三十四)
一、选择题
1.

(2022·镇江模拟)如图所示，闭合金属环(电阻不行忽视)从高h的光滑曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，整个装置处在磁场中，且金属环平面与磁场方向总保持垂直，其初速度为零，关于金属环在另一侧上升的高度，下列说法正确的是(　　)
A．若是匀强磁场，环上升的高度小于h
B．若是匀强磁场，环上升的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环上升的高度小于h
D．若是非匀强磁场，环上升的高度大于h
解析：若是匀强磁场，则穿过环的磁通量不发生变化，无感应电流产生，环的机械能守恒，环上升的高度等于h，故选项A错误，选项B正确；若是非匀强磁场，则穿过环的磁通量变化，环中有感应电流，产生焦耳热，环的机械能减小，环上升的高度小于h，故选项C正确，D错误．
答案：BC
2.

(多选)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上加速运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能(　　)
A．变为0　　　　　　　 B．先减小再增大
C．等于F D．先增大再减小
解析：a在恒力F作用下加速运动，闭合回路中产生感应电流，b受到安培力方向应沿斜面对上，且渐渐增大．由力平衡可知，b受到的摩擦力先沿斜面对上渐渐减小到零，然后沿斜面对下渐渐增大，且最大值Ffm＝F安－mgsinθ，而F安属杆从轨道滑下过程，沿斜面方向有重力向下的分力mgsinθ和安培力沿斜面对上，设金属杆速度为v，则安培力F＝BIL＝BL＝v，初始安培力小于重力的分力mgsinθ，金属杆向下加速，当mgsinθ＝，金属杆不再加速，速度达到最大值，此时vm＝，若只增大θ则vm增大，选项A对．若只增大B或者减小m，则只能使vm减小，选项B、D错．假如只增大R，vm将变大，选项C错．
答案：A
4.

(2021·天津卷)如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面对里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1；其次次bc边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则(　　)
A．Q1>Q2，q1＝q2 B．Q1>Q2，q1>q2
C．Q1＝Q2，q1＝q2 D．Q1＝Q2，q1>q2
解析：设线框ab边长为L1，bc边长为L2，进入磁场的速度为v，电阻为R，ab边平行MN进入磁场时，依据能量守恒，线框进入磁场的过程中产生的热量等于产生的电能，即Q1＝·＝，通过线框导体横截面的电荷量q1＝＝；同理得bc边平行MN进入磁场时，Q2＝·L1，q2＝＝，则q1＝q2，由于L1>L2，因此Q1>Q2，选项A正确，选项B、C、D错误．
答案：A
5.

如图，连接两个定值电阻的平行金属导轨与水平面成θ角，R1＝R2＝R，匀强磁场垂直穿过导轨平面．有一导体棒MN质量为m，棒的电阻也为R，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ导体棒MN沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，定值电阻R2消耗的电功率为P.下列说法正确的是(　　)
A．此时重力的功率为mgvcosθ
B．此装置消耗的机械功率为μmgvcosθ
C．导体棒受到的安培力的大小为6P/v
D．导体棒受到的安培力的大小为8P/v
解析：此时重力的功率为mgvsinθ，故选项A错；μmgvcosθ是克服摩擦力而消耗的机械功率，设此时安培力为F安，则此装置消耗的机械功率为(F安＋μmgcosθ)v，故选项B错；因R1＝R2且二者并联，故R1消耗的电功率也为P，依据电路的特点，此时棒消耗的电功率为4P，故整个电路消耗的电功率为6P，此即克服安培力做功的功率，因此安培力大小为F安＝，选项C正确，D错误．
答案：C
6．如图(甲)、(乙)所示的是与匀强磁场垂直放置的两个光滑金属框架，导体棒AB放在金属框上．图(甲)中接有一个电阻R，图(乙)中接有一个自感系数为L、直流电阻也为R的线圈，其他部分两图都相同．下列说法中正确的是(　　)

A．使导体棒AB以相同的加速度向右运动相同的位移，则(甲)图中外力做功多
B．使导体棒AB以相同的加速度向右运动相同的位移，则(乙)图中外力做功多
C．使导体棒AB以相同的速度向右匀速运动相同的位移，则(甲)图中外力做功多
D．使导体棒AB以相同的速度向右匀速运动相同的位移，则(乙)图中外力做功多
解析：若导体棒AB以相同的加速度向右运动相同的位移，电路中产生的感应电流越来越大，线圈要产生自感电动势阻碍电流的增大，题图(乙)中的电流要小一些，故题图(甲)中外力做功多，选项A正确，B错误；若导体棒AB以相同的速度向右匀速运动相同的位移，则电路中产生的感应电流恒定，两电路中的电流相等，外力相等则做功也相同，选项C、D错误．
答案：A
7．(多选)

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对下，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2F/3
D．两金属棒间距离保持不变
解析：对两金属棒ab、cd进行受力分析和运动分析可知，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，由楞次定律推断金属棒ab上的电流方向是由b到a，选项A、D错误，B正确；以两金属棒整体为争辩对象有：F＝3ma，隔离金属棒cd分析其受力，则有：F－F安＝ma，可求得金属棒cd所受安培力的大小F安＝F，选项C正确．
答案：BC
8．(多选)

(2022·衡水模拟)如图所示，在水平桌面上放置两条相距l的平行粗糙且无限长的金属导轨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，且与导轨始终接触良好．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，滑杆的中点系一不行伸长的轻绳，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．现若从静止开头释放物块，用I表示稳定后回路中的感应电流，g表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为Ff，则在物块下落过程中(　　)
A．物块的最终速度为
B．物块的最终速度为
C．稳定后物块重力的功率为I2R
D．物块重力的最大功率可能大于
解析：由题意分析可知，从静止释放物块，它将带动金属滑杆MN一起运动，当它们稳定时最终将以某一速度做匀速运动而处于平衡状态．设MN的最终速度为v，对MN列平衡方程：＋Ff＝mg，得v＝，所以选项A正确；又从能量守恒角度进行分析，物块的重力的功率转化为因克服安培力做功而产生的电热功率和克服摩擦力做功产生的热功率，所以有I2R＋Ffv＝mgv，得v＝，故选项B正确；由于滑杆受摩擦力作用，物块重力的功率大于I2R，故选项C错误；物块重力的最大功率为Pm＝mgv＝，故选项D错误．
答案：AB
9.

(2022·安徽师大附中一模)如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连，重物质量为M，斜面上ef线(ef平行底边)的上方有垂直斜面对上的匀强磁场，磁感应强度为B，假如线框从静止开头运动，进入磁场的最初一段时间做匀速运动，且线框的ab边始终平行底边，则下列说法正确的是(　　)
A．线框进入磁场前运动的加速度为
B．线框进入磁场时匀速运动的速度为
C．线框做匀速运动的总时间为
D．该匀速运动过程产生的焦耳热为(Mg－mgsinθ)l2
解析：设线框进入磁场前，线框和重物的加速度大小均为a，绳上拉力大小为FT，则FT－mgsinθ＝ma，Mg－FT＝Ma，联立可得a＝，选项A错误；设线框进入磁场时做匀速运动的速度为v，则依据线框的平衡条件可得mgsinθ＋F安＝Mg，其中F安＝，可得v＝，选项B错误；线框做匀速运动的总时间t＝＝，选项C错误；依据能量守恒定律，该匀速运动过程中系统削减的重力势能等于产生的焦耳热，所以Q＝(Mg－mgsinθ)l2，选项D正确．
答案：D
10．(多选)(2022·陕西省五校高三联合考试)在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场区域，

区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面对上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面对下，磁场宽度HP及PN均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开头沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域，此时导线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时导线框又恰好以速度v2做匀速直线运动．重力加速度为g，下列说法中正确的是(　　)
A．当ab边刚越过JP时，导线框的加速度大小为a＝gsinθ
B．导线框两次匀速直线运动的速度v1∶v2＝4∶1
C．从t1到t2的过程中，导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的削减
D．从t1到t2的过程中，有＋机械能转化为电能
解析：ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ区域时，电动势E1＝BLv1，电流I1＝＝，线框做匀速运动，所以mgsinθ＝BI1L＝，当ab边刚越过JP时，电动势E2＝2BLv1，I2＝＝，依据牛顿其次定律2BI2L－mgsinθ＝ma，联立解得a＝3gsinθ，所以A错误；当a＝0时，以速度v2做匀速直线运动，即2BI2L－mgsinθ＝0，得：mgsinθ＝，所以v1∶v2＝4∶1，故B正确；从t1到t2的过程中，依据能量守恒导线框克服安培力做功的大小等于重力势能的削减量加上动能的削减量，即克服安培力做功W＝＋，所以C错误；又克服安培力做功等于产生的电能，所以D正确．
答案：BD
二、非选择题
11.

如图所示，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，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、电阻可以忽视的金属棒MN从图示位置由静止开头释放，金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．
解析：(1)设小灯泡的额定电流为I0，有
P＝IR
由题意知，在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，两小灯泡保持正常发光，流经MN的电流为I＝2I0
此时金属棒MN所受的重力和安培力大小相等，下落的速度达到最大值，有mg＝ILB，联立解得B＝.
(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得E＝BLv，E＝RI0
联立得v＝.
答案：(1)　(2)
12．(2022·衡水中学高三二调)如图甲所示，两根与水平面成θ＝30°角的足够长光滑金属导轨平行放置，导轨间距为L＝1 m，导轨底端接有阻值为0.5 Ω的电阻R，导轨的电阻忽视不计．整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B＝1 T．现有一质量为m＝0.2 kg、电阻为0.5 Ω的金属棒用细绳通过光滑滑轮与质量为M＝0.5 kg的物体相连，细绳与导轨平面平行．将金属棒与M由静止释放，棒沿导轨运动了2 m后开头做匀速运动．运动过程中，棒与导轨始终保持垂直接触．(取重力加速度g＝10 m/s2)求：

(1)金属棒匀速运动时的速度；
(2)棒从释放到开头匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热；
(3)若保持某一大小的磁感应强度B1不变，取不同质量M的物块拉动金属棒，测出金属棒相应的做匀速运动的v值，得到试验图象如图乙所示，请依据图中的数据计算出此时的B1；
(4)转变磁感应强度的大小为B2，B2＝2B1，其他条件不变，请在坐标图上画出相应的v－M图线，并请说明图线与M轴的交点的物理意义．
解析：(1)金属棒受力平衡，所以
Mg＝mgsinθ＋①
所求速度为：v＝＝4 m/s②
(2)对于系统，由能量守恒有：
Mgs＝mgssinθ＋2Q＋(M＋m)v2③
所求热量为：Q＝(Mgs－mgssinθ)/2－(M＋m)v2/4＝1.2 J④
(3)由上(2)式变换成速度与质量的函数关系为：
v＝＝M－⑤
再由图象可得：＝，B1＝0.54 T
(4)由上⑤式的函数关系可知，当B2＝2B1时，图线的斜率减小为原来的1/4.(画出图线)
与M轴的交点不变，与M轴的交点为M＝msinθ.
答案：(1)4 m/s　(2)1.2 J
(3)M－　0.54 T　(4)见解析