2011年人教版上海各区高考物理模拟试题汇编

◎ 2011年人教版上海各区高考物理模拟试题汇编—电磁感应的第一部分试题

如图所示，两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，若A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，则

[ ]

A．B环将顺时针转动起来
B．B环对桌面的压力将增大
C．B环将有沿半径方向扩张的趋势
D．B环中将有顺时针方向的电流

如图所示，条形磁铁由静止开始下落穿过闭合线圈，线圈中产生电流，关于这一过程下列说法中正确的是

[ ]

A．条形磁铁相当于一个电源
B．穿过线圈的磁通量一直增加
C．线圈对条形磁铁先做负功，后做正功
D．条形磁铁的重力势能和动能之和在减少

如图所示，A、B为不同金属制成的正方形线框，导线截面积相同，A的边长是B的二倍，A的密度是B的1/2，A的电阻是B的4倍，当它们的下边在同一高度竖直下落，垂直进入如图所示的磁场中，A框恰能匀速下落，那么

[ ]

A．B框一定匀速下落
B．进入磁场后，A、B中感应电流强度之比是2：1
C．二框全部进入磁场的过程中，通过截面的电量相等
D．二框全部进入磁场的过程中，消耗的电能之比为1：1

如图所示，在匀强磁场中水平放一电阻不计的平行金属导轨，导轨上放二根导线ab和cd，导轨跟大线圈A相接，A内有一闭合小线圈B。磁感线垂直导轨所在的平面向上（俯视图），现要使得cd与ab间距离减小，下列操作可行的是

[ ]

A．导线ab加速向右运动，B中产生逆时针方向的电流
B．导线ab匀速向右运动，B中产生顺时针方向的电流
C．导线ab匀速向左运动，B中不产生感应电流
D．导线ab加速向左运动，B中产生顺时针方向的电流

如图甲所示，光滑绝缘的水平面上一矩形金属线圈abcd的质量为m、电阻为R、面积为S，ad边长度为L，其右侧是有左右边界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B，ab边长度与有界磁场区域宽度相等，在t=0时刻线圈以初速度v₀进入磁场，在t=T时刻线圈刚好全部进入磁场且速度为v₁，此时对线圈施加一沿运动方向的变力F，使线圈在t=2T时刻线圈全部离开该磁场区，若上述过程中线圈的v-t图象如图乙所示，整个图象关于t=T轴对称。则下列各项正确的是

[ ]

A．0-T时间内，线圈内产生的焦耳热是

B．从T-2T过程中，外力做的功为

C．线圈进入磁场过程中

D．T时刻，当线圈的ad边刚进入磁场时，ad边受到的安培力为

如图所示，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，已知磁场宽度和高度均大于线圈宽度和高度2倍以上，下列说法中正确的是

[ ]

A．若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动
B．若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动
C．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动
D．若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动

如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，在弹簧首次恢复状态过程中下列说法正确的是

[ ]

A．回路中没有感应电动势
B．两根导体棒所受安培力的方向相同
C．两根导体棒中感应电流的方向均为逆时针方向
D．两根导体棒和弹簧构成的系统，机械能守恒

如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角

，光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，框架中的BC部分与导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触，光滑导体棒EF经过C点瞬间作为计时起点。若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料组成的导体，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是

[ ]

A．

B．

C．

D．

竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环。导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按下列哪一幅图线所表示的方式变化时，导体圆环将受到向下的磁场作用力

[ ]

A．

B．

C．

D．

有一类物理量的大小等于另一类物理量的变化率或与变化率成正比，下面所列的这些物理量的组合中能满足这一关系的是

[ ]

A．弹力与弹簧的长度
B．动能与位移
C．感应电动势与磁通量
D．加速度与力

如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是

[ ]

A．铜环在下落过程中的机械能守恒
B．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
C．铜环的机械能先减小后增大
D．铜环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量

◎ 2011年人教版上海各区高考物理模拟试题汇编—电磁感应的第二部分试题

如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为l₁，ad边的边长为l₂，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时

[ ]

A．线圈中感应电流的方向为abcda
B．线圈中的感应电动势为2nBl₂ω
C．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D．线圈ad边所受安培力的大小为

如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20m，电阻R＝10Ω，有一质量为m＝1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a＝1m/s²，试求：
（1）力F与时间t的关系。
（2）F＝3N时，电路消耗的电功率P。
（3）若外力F的最大值为5N，为求金属棒运动所能达到的最大速度，某同学解法为：先由（1）中的结果求出F＝5N时的时间t，然后代入求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材如图所示，现已用导线连接了部分实验电路。

（1）请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路；
（2）实验时，将L₁插入线圈L₂中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是______________________________；
（3）某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是

[ ]

A．抽出线圈L₁
B．插入软铁棒
C．使变阻器滑片P左移
D．断开开关

如图所示，MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，质量m＝0.2kg，电阻r＝0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面，导轨左端接阻值R＝2Ω的电阻，理想电压表并接在R两端，导轨电阻不计。t＝0时刻ab受水平拉力F的作用后由静止开始向右做匀加速运动，ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.2。第4s末，ab杆的速度为v＝1m/s，电压表示数U＝0.4V。取重力加速度g＝10m/s²。
（1）在第4s末，ab杆产生的感应电动势和受到的安培力各为多大？
（2）若第4s末以后，ab杆做匀速运动，则在匀速运动阶段的拉力为多大？整个过程拉力的最大值为多大？
（3）若第4s末以后，拉力的功率保持不变，ab杆能达到的最大速度为多大？
（4）在虚线框内的坐标上画出上述（2）、（3）两问中两种情形下拉力F随时间t变化的大致图线（要求画出0-6s的图线，并标出纵坐标数值）。

如图甲所示，一个质量m＝0.1 kg的正方形金属框总电阻R＝0.5 Ω，金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端（金属框上边与AA′重合），自静止开始沿斜面下滑，下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端（金属框下边与BB′重合），设金属框在下滑过程中的速度为v，与此对应的位移为s，那么v²-s图象（记录了线框运动全部过程）如图乙所示，已知匀强磁场方向垂直斜面向上。试问：（g取10m/s²）
（1）根据v²-s图象所提供的信息，计算出金属框从斜面顶端滑至底端所需的时间为多少？
（2）匀强磁场的磁感应强度多大？
（3）现用平行斜面沿斜面向上的恒力F作用在金属框上，使金属框从斜面底端BB′（金属框下边与BB′重合）由静止开始沿斜面向上运动，匀速通过磁场区域后到达斜面顶端（金属框上边与AA′重合）。试计算恒力F做功的最小值。

粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是

[ ]

A．

B．

C．

D．

如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L₁＝1m，导轨平面与水平面成θ＝30°角，上端连接阻值R＝1.5Ω的电阻；质量为m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上，距离导轨最上端为L₂＝4m，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（g=10m/s²）
（1）保持ab棒静止，在0～4s内，通过金属棒ab的电流多大？方向如何？
（2）为了保持ab棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F，求当t＝2s时，外力F的大小和方向；
（3）5s后，撤去外力F，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2.4m，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。

如图所示，两匀强磁场分别分布在宽度均为a的相邻区域内，它们的磁感应强度大小相等，方向相反（左边磁场方向垂直纸面向内）。现有一直角边边长为

a的等腰直角三角形导线框，从图示位置以水平向右的恒定速度穿越该场区，若以线框中逆时针方向为电流正方向，则下列图线中能正确描述该过程内线框中感应电流i与时间t的关系的是

[ ]

A．

B．

C．

D．

如图所示（a），在倾角为30°的斜面上固定一光滑金属导轨CDEFG，OH∥CD∥FG，∠DEF＝60°，CD＝DE＝EF＝FG＝AB/2＝L，一根质量为m的导体棒AB在电机的牵引下，以恒定的速度v₀沿OH方向从斜面底部开始运动，滑上导轨并到达斜面顶端，AB⊥OH，金属导轨的CD、FG段电阻不计，DEF段与AB棒材料、横截面积均相同，单位长度电阻为r，O是AB棒的中点，整个斜面处在垂直斜面向上磁感应强度为B的匀强磁场中。求：
（1）导体棒在导轨上滑行时电路中的电流的大小；
（2）导体棒运动到DF位置时AB两端的电压；
（3）将导体棒从低端拉到顶端电机对外做的功；
（4）若AB到顶端后，控制电机的功率，使导体棒AB沿斜面向下从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小始终为a，一直滑到斜面底端，则此过程中电机提供的牵引力随时间如何变化？（运动过程中AB棒的合力始终沿斜面向下）。

如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时

[ ]

A．在t₁时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B．在t₂时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C．在t₁-t₂时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D．在t₁-t₂时间内，金属圆环L有收缩趋势

在“研究磁通量变化时感应电流的方向”的实验中：

（1）某同学用通电螺线管代替条形磁铁进行如下实验操作：
A．将灵敏电流计直接与电池两极相连，检测灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系；
B．按上图接好电路；
C．把原线圈放入副线圈中，接通、断开电键观察并记录灵敏电流计指针偏转方向；
D．归纳出感应电流的方向与磁通量变化的关系。
其中错误之处是____________________、____________________。
（2）已知一灵敏电流计，当电流从正接线柱流入时，指针向正接线柱一侧偏转，现把它与线圈串联接成下图所示电路，条形磁铁的磁极、运动方向及灵敏电流计的正负接线柱和指针偏转方向均如图所示，试画出螺线管上导线的绕向。

◎ 2011年人教版上海各区高考物理模拟试题汇编—电磁感应的第三部分试题

如图所示是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，B₁＝B₂＝1T，电梯桥厢固定在如图所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图中未画出），并且与之绝缘。电梯载人时的总质量为m＝5×10³kg，所受阻力大小为F_f＝500N，金属框垂直轨道的边长为L_cd＝2m，两磁场的宽度均与金属框的边长L_ac相同，金属框整个回路的电阻为R＝1.0×10^－3Ω，问：
（1）假如两磁场始终竖直向上做匀速运动。设计要求电梯以v₁＝10m/s的速度向上匀速运动，那么，磁场向上运动的速度v₀应该为多大？
（2）假如t＝0时两磁场由静止开始向上做匀加速运动，加速度大小为a＝1.5m/s²，电梯可近似认为过一小段时间后也由静止开始向上做匀加速运动，t＝5s末电梯的速度多大？电梯运动的时间内金属框中消耗的电功率多大？从电梯开始运动到t＝5s末时间内外界提供给系统的总能量为多大？

把一条形磁铁从图示位置由静止释放，穿过采用双线绕法的通电线圈，此过程中条形磁铁做（不计空气阻力）

[ ]

A．减速直线运动
B．匀速直线运动
C．自由落体运动
D．变加速直线运动

如图所示为一种早期发电机原理示意图，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，在磁极绕转轴匀速转动过程中，磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动，（O是线圈中心），则

[ ]

A．从X到O，电流由E经G流向F，且先增大再减小
B．从X到O，电流由F经G流向E，且先减小再增大
C．从O到Y，电流由F经G流向E，且先减小再增大
D．从O到Y，电流由E经G流向F，且先增大再减小

如图所示abcd为一边长l、具有质量的正方形刚性导线框，位于水平面内，bc边中串接有电阻R，导线的电阻不计。虚线表示一匀强磁场区域的边界，它与线框的ab边平行，磁场区域的宽度为2l，磁感应强度为B，方向竖直向下。线框在一垂直于ab边的水平恒定拉力F作用下沿光滑水平面运动，直至通过磁场区域。已知ab边刚进入磁场时，线框便为匀速运动，此时通过R的电流大小为i₀，则从导线框刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，流过电阻R的电流i的大小随ab边的位置坐标x变化的图线可能是

[ ]

A．

B．

C．

D．

如图（a）所示，水平面上有两根很长的平行导轨，间距为L，导轨间有竖直方向等距离间隔的匀强磁场B₁和B₂，B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁＝B₂＝B。导轨上有矩形金属框abcd，其总电阻为R，质量为m，框的宽度ab与磁场间隔相同。开始时，金属框静止不动，当两匀强磁场同时以速度v₁沿直导轨匀速向左运动时，金属框也会随之开始沿直导轨运动，同时受到水平向右、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度。求：
（1）金属框所达到的恒定速度v₂；
（2）金属框以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功；
（3）当金属框达到恒定速度后，为了维持它的运动，磁场必须提供的功率；
（4）若t＝0时匀强磁场B₁和B₂同时由静止开始沿直导轨向左做匀加速直线运动，经过较短时间后，金属框也做匀加速直线运动，其v-t关系如图（b）所示，已知在时刻t金属框的瞬时速度大小为v_t，求金属框做匀加速直线运动时的加速度大小。

关于“研究影响感应电动势大小的有关因素”的实验。
（1）如图所示为本实验装置图，图中①所示的器材是________，图中②所示的器材是__________。

（2）实验时，针对同一个螺线管分别让小车以不同的速度靠近它，这是为了研究

[ ]

A．感应电动势的大小与小车运动速度的关系
B．感应电动势的大小与磁通量变化的时间的关系
C．感应电动势的大小与磁通量的变化量的关系
D．感应电动势的大小与螺线管匝数的关系
（3）通过本实验，可以得出的结论是：若穿过回路的磁通量变化越快，则_______________。

如图所示，正方形导线框ABCD之边长l=10cm，质量m=50g，电阻R=0.1Ω。让线框立在地面上，钩码质量m′=70g，用不可伸长的细线绕过两个定滑轮，连接线框AB边的中点和钩码，线框上方某一高度以上有匀强磁场B=1.0T。当钩码由图示位置被静止释放后，线框即被拉起，上升到AB边进入磁场时就作匀速运动。细绳质量、绳与滑轮间的摩擦和空气阻力均不计，g取10m/s²，求：
（1）线框匀速进入磁场时其中的电流。
（2）线框全部进入磁场所用的时间。
（3）在线框匀速进入磁场的过程中线框产生的电能占钩码损失的机械能的百分比。
（4）线框从图示位置到AB边恰好进入磁场时上升的高度。

导电的正方形线框abcd边长为l，每边的电阻均为r₀，线框置于光滑水平导轨oo'与nn'上，导轨间距也为l，电阻不计，on端所接电池的电动势为ε，内阻为r，整个装置处在磁感强度大小为B方向向下的匀强磁场中。现将电键s闭合，求s闭合瞬间：
（1）线框所受安培力的方向（在图中标示出来）；
（2）线框所受安培力的大小；
（3）电路的发热功率。

一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在1 s 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为

[ ]

A．

B．1
C．2
D．4

如图所示，边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd放置在光滑水平桌面上，其bc边紧靠磁感应强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度v₀匀加速通过磁场，下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场区域的过程中，线框中感应电流变化的是

[ ]

A．

B．

C．

D．

如图所示，质量为m、总长度为L的等边三角形ABC导线框，在A处用细线竖直悬挂于轻杆一端，水平轻杆另一端通过弹簧连接地面，离杆左端1/3处有一固定转轴O。现垂直于ABC施加一个水平方向广阔的匀强磁场，磁感强度为B，当在三角形ABC导线框中通以逆时针方向大小为I的电流时，AB边受到的安培力大小是____________，此时弹簧对杆的拉力为____________。

如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，重力加速度为g，导轨电阻不计。求：
（1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流强度与定值电阻R中的电流强度之比；
（2）a棒质量m_a；
（3）a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。

用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形方框abb'd'。如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对的磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的aa'边和bb'边都处在磁极之间，磁极间磁感应强度大小为B。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。已知金属直导线的电阻R=ρ

，其中ρ为金属的电阻率，l为导线的长度，A为导线的横截面积。
（1）求方框下落的最大速度v_m（设磁场区域在竖直方向足够长）；
（2）当方框下落的加速度为

时，求方框的发热功率P；
（3）从静止开始，方框下落高度为h时，所用时间为t，速度为v_t（v_t＜v_m）。若在同一时间t内，方框内产生的电热与一恒定电流I₀在该框内产生的电热相同，求恒定电流I₀的表达式。