高考物理【一轮复习】讲义72　章末检测卷(八)(第一十一章内容)

这是一份高考物理【一轮复习】讲义72　章末检测卷(八)(第一十一章内容)，共15页。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．(2024·辽宁朝阳二模)如图所示，薄玻璃板上放有两个粗细相同的玻璃水杯，杯中装入质量相等的水，其中右侧水杯内的底面平放一薄铜片，在两个水杯中都放入温度传感器用来测温度。玻璃板的下方一装有多个磁铁的塑料圆盘旋转起来，经过一段时间，可以观测到右侧水杯中水温明显上升，而左侧水杯中的水温没有变化，这是因为( )
A．磁铁使水杯中的水产生涡流引起的
B．磁铁使水杯底部的铜片产生涡流引起的
C．磁铁与空气摩擦生热引起的
D．磁铁使水杯底部的铜片磁化引起的
B [水是绝缘体，磁铁不能使水产生涡流，A错误；磁铁在转动过程中，通过铜片的磁通量发生变化，在铜片中产生涡流，电流生热使水的温度升高，B正确；若空气摩擦生热，对两侧水温的影响应该是一样的，不能仅一侧升温明显，C错误；磁铁不能使铜片磁化，且即使磁化也不能产生热量，D错误。]
2．如图所示，假设“天宫一号”正以速度7.5 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与其太阳帆板两端相距20 m的M、N的连线垂直，太阳帆板视为导体。飞经某处时的地磁场磁感应强度垂直于MN所在平面的分量为1.0×10-5 T，若此时在太阳帆板上将一只“1.5 V，0.3 W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路(图中未画出)，太阳帆板内阻不可忽略。则( )
A．此时M、N两端间的电势差为0
B．此时小灯泡恰好能正常发光
C．“天宫一号”绕行过程中受到电磁阻尼
D．“天宫一号”在南、北半球水平飞行时M端的电势始终高于N端
C [小灯泡与M、N相连构成闭合回路，它们一起在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路的磁通量不变，回路中不产生感应电流，小灯泡不工作，M、N间感应电动势大小为E＝BLv，代入数据得E＝1.5 V，此时M、N两端间的电势差不为0，绝对值为1.5 V，故A、B错误；导体在磁场中做切割磁感线运动，受到电磁阻尼，故C正确；地磁场磁感应强度垂直于MN所在平面的分量在南、北半球方向相反，所以“天宫一号”在南、北半球水平飞行时M、N间感应电动势方向相反，故D错误。]
3．如图所示，一足够大的“”形导轨固定在水平面，导轨左端接一灵敏电流计G，两侧导轨平行。空间中各处的磁感应强度大小均为B且随时间同步变化，t＝0时刻，在电流计右侧某处放置一导体棒，并使之以速度v0向右匀速运动，发现运动过程中电流计读数始终为零，已知导体棒与导轨接触良好，则磁感应强度随时间变化的关系可能正确的是( )
A B
C D
C [设导体棒开始运动时，距离导轨左端为x，磁场的磁感应强度为B0，依题意，导体棒和导轨内部始终无电流，可得磁通量不变化，即B0lx＝Bl(x＋v0t)，整理得1B＝v0B0xt＋1B0，故1B与t为一次函数关系。故选C。]
4．(2024·浙江绍兴二模)如图所示，匀质硬导线ab、ac、bc均为14圆弧，连接后分别固定在xOy、xOz、yOz平面内，圆心都在O点且半径r＝10 cm，指向x轴正方向的磁场以9×10-3 T/s的速率均匀增大，下列说法正确的是( )
A．bc段导线中的电流从b流向c
B．导线产生的感应电动势大小为9π×10-5 V
C．ac段导线所受安培力方向沿y轴负方向
D．ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小
D [通过bc截面的磁通量向x轴正方向增加，根据楞次定律，可知bc段导线中的电流从c流向b，故A错误；根据法拉第电磁感应定律，导线产生的感应电动势大小为E＝SΔBΔt＝πr24·ΔBΔt＝9π4×10-5 V，故B错误；由A项分析知，ac段导线电流方向为从a流向c，根据左手定则，ac段导线所受安培力方向沿y轴正方向，故C错误；ab段导线和bc段导线电流大小相同，但ab段导线有效长度为r，bc段导线有效长度为2r，故ab段导线所受安培力大小小于bc段导线所受安培力大小，故D正确。]
5．如图所示，空间存在方向垂直纸面(竖直面)向里的足够大的磁场，以竖直向下为z轴正方向，磁感应强度的大小为B＝B0＋kz，式中B0、k为常量，纸面内一质量为m、边长为a、总电阻为R的正方形导线框在磁场中由静止开始下落，初始时导线框底边水平，最终线框将匀速下落，重力加速度大小为g，则线框匀速下落时的速度大小为( )
A．mgR2k2a4 B．mgRk2a4
C．2mgRk2a4 D．4mgRk2a4
B [线框中电动势为E＝B下av－B上av＝(B下－B上)av，由题意可得B下－B上＝ka，根据I＝ER，联立可得I＝ka2vR，当线框匀速下落时有mg＝(B下－B上)Ia，解得v＝mgRk2a4，故选B。]
6．如图所示，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定的质量和电阻，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合。若从S闭合开始计时，金属杆下落的速度大小可能( )
A．始终增加 B．先增加后减小
C．始终不变 D．先减小后增大
C [设开关S闭合瞬间，金属杆的速度为v0，则有E0＝BLv0，I0＝E0R，F0＝BI0L，联立可得金属杆受到的安培力为F0＝B2L2v0R。若F0＝B2L2v0R＝mg，则金属杆一直做匀速直线运动，速度始终不变；若F0＝B2L2v0Rmg，则有a＝B2L2vR-mgm，可知金属杆先做加速度减小的减速运动，最后做匀速直线运动，则速度先减小后不变。故仅C正确。]
7．(2022·重庆卷)如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻)，整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为( )
A．k＝2、m＝2、n＝2
B．k＝22、m＝2、n＝2
C．k＝6、m＝3、n＝2
D．k＝23、m＝6、n＝2
C [由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，设加速度大小为a，磁场的磁感应强度大小为B，轨道宽度为L，电阻的阻值为R，导体杆的质量为m0，则导体杆速率为v时产生的感应电动势大小E＝BLv，感应电流大小I＝ER，导体杆受到的安培力大小F安＝BIL，由牛顿第二定律得F－F安＝m0a，联立得F＝B2L2Rv＋m0a，可知F-v图线的斜率表示B2L2R，纵截距表示m0a，结合题图2，可知3F0-F02F0-F0＝B12B22·R2R1＝k2m，得k2m＝2，F02F0＝a1a2，得a1a2＝12，由x＝12at2得，杆从静止开始运动相同位移的时间之比n＝t1t2＝a2a1＝2，故C正确，A、B、D错误。]
8．(2023·福建卷)如图所示，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界OO′垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是( )
A B C D
A [设导轨间匀强磁场的磁感应强度为B，两平行导轨间距为L，两金属棒在导轨间的总电阻为R，金属棒a的质量为m，金属棒a以初速度v0进入磁场，以初速度方向为正方向，根据动量定理有－BILt＝mv－mv0，又I＝ER，E＝ΔΦt，ΔΦ＝B·ΔS，ΔS＝Lx，联立可得v＝v0－B2L2mRx，由于B2L2mR为定值，故A可能正确，B错误；设a所受安培力大小为F，则a克服安培力做功的功率为P＝Fv，又F＝BIL，I＝ER，E＝BLv，联立可得P＝B2L2R·v0-B2L2mRx2，故P-x图像为开口向上的抛物线，故C、D错误。]
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．(2024·广东茂名一模)如图(a)所示，底部固定有正方形线框的列车进站停靠时，以初速度v水平进入竖直向上的磁感应强度为B的正方形有界匀强磁场区域，如图(b)所示，假设正方形线框边长为l，每条边的电阻相同。磁场的区域边长为d，且l