2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：牛顿运动定律与电磁综合

试卷更新日期：2022-08-23 类型：一轮复习

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一、单选题

1.
用同样的材料、不同粗细导线绕成两个质量面积均相同的正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，使它们从离有理想界面的匀强磁场高度为h的地方同时自由下落，如图所示．线圈平面与磁感线垂直，空气阻力不计，则（　　）

A、两线圈同时落地，线圈发热量相同 B、细线圈先落到地，细线圈发热量大 C、粗线圈先落到地，粗线圈发热量大 D、两线圈同时落地，细线圈发热量大

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二、多选题

2.
如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距．若线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能（　　）

A、始终减小 B、始终不变 C、始终增加 D、先减小后增加

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三、综合题

3. 如图所示，水平面（纸面）内间距为 $L$ 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 $m$ 、长度为 $L$ 的金属杆置于导轨上。 $t = 0$ 时，金属杆在水平向右、大小为 $F$ 的恒定拉力作用下由静止开始运动。 $t_{0}$ 时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 $B$ 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度大小为 $g$ 。求：

(1)、金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；

(2)、电阻的阻值。

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4.
如图所示，电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L，固定在水平绝缘桌面上，其中半径为R的 $\frac{1}{4}$ 圆弧部分处在竖直平面内，水平直导轨部分处在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，末端与桌面边缘垂直平齐．两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好．棒ab质量为2m，电阻为r，棒cd的质量为m，电阻为r，重力加速度为g，开始时棒cd静止在水平直导轨上，棒ab从圆弧顶端无初速度释放，进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动，最后两棒都离开导轨落到地面上，棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为2：1．求：

(1)、棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小；

(2)、棒cd在水平导轨上的最大加速度；

(3)、两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热．

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5.
如图所示，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里．一个质量为m=1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动．当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，设P与M的高度差H为1.6m．求：

(1)、A沿壁下滑时克服摩擦力做的功．

(2)、P与M的水平距离s是多少？

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6.
如图所示，质量为m=1kg，电荷量为q=5×10^﹣2C的带正电的小滑块，从半径为R=0.4m的光滑绝缘 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道上由静止自A端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E=100V/m，水平向右；B=1T，方向垂直纸面向里．求：

(1)、滑块到达C点时的速度；

(2)、在C点时滑块对轨道的压力．（g=10m/s²）

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7.
如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

(1)、分析证明金属杆做匀加速直线运动；

(2)、求金属杆运动的加速度；

(3)、写出外力F随时间变化的表达式；

(4)、求第2.5s末外力F的瞬时功率．

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8.
如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左面部分水平，右面部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离d=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计．有两根长度均为d的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m₁=0.2kg、m₂=0.1kg，电阻分别为R₁=0.1Ω，R₂=0.2Ω．现让ab棒以v₀=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s² ，求：

(1)、ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a₀；

(2)、cd棒进入半圆轨道时ab棒的速度大小v₁；

(3)、cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W．

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9.
如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻R_L=4R，定值电阻R₁=2R，电阻箱电阻调到使R₂=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求：

(1)、金属棒下滑的最大速度为多大？

(2)、当金属棒下滑距离为S₀时速度恰好达到最大，求金属棒由静止开始下滑2S₀的过程中，整个电路产生的焦耳热Q？

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10.
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m，导轨平面与水平面成θ=37°角，下端连接阻值未知的电阻R．匀强磁场方向与导轨平面垂直．质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25．

(1)、求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；

(2)、当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该稳定速度的大小；

(3)、在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度的大小与方向．（g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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四、解答题

11. 如图所示，间距为20 $cm$ 、倾角为37°的两根光滑金属导轨间，有磁感应强度为1.0T，方向竖直向上的匀强磁场，导轨上垂直于导轨放有质量为0.04 $kg$ 的金属棒，在与导轨连接的电路中，变阻器 $R_{1}$ 的总电阻为12Ω，电阻 $R_{2}$ 也为12Ω，导轨和金属棒电阻均不计，电源内阻为2.0Ω。变阻器的滑动头在正中间时，金属棒恰静止在导轨上。 $g = 10 m / s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ 。求：此时金属棒中的电流大小和电源电动势大小。

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