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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人教A新版選擇性必修2物理下冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共8題,共16分)1、利用如圖所示的實驗裝置可以測量磁感應強度B的大小。用絕緣輕質絲線把底部長為L、電阻為R、質量為m的“U”形線框固定在力敏傳感器的掛鉤上,并用輕質導線連接線框與電源,導線的電阻忽略不計。當有拉力F作用于力敏傳感器的掛鉤上時,拉力顯示器可以直接顯示力敏傳感器所受的拉力。當線框接入恒定電壓為E1時,拉力顯示器的示數(shù)為F1;接入恒定電壓為E2時(電流方向與電壓為E1時相同),拉力顯示器的示數(shù)為F2.已知F1>F2,則磁感應強度B的大小為()
A.B=B.B=C.B=D.B=2、關于渦流;下列說法中錯誤是()
A.真空冶煉爐是利用通電導線的發(fā)熱來熔化金屬的裝置B.家用電磁爐鍋體中的渦流是由交變磁場產生的C.阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流3、如圖所示,a為不帶電的物塊,b為帶負電的物塊,b的上下表面都涂有絕緣層。a、b疊放于粗糙的水平地面上,地面上方有方向水平向里的勻強磁場?,F(xiàn)用水平恒力F拉b物塊,在a、b一起無相對滑動地沿地面向左加速運動的過程中()
A.a對b的壓力變大B.a對b的摩擦力變大C.b對地面的壓力變大D.b與地面間的摩擦力變大4、在現(xiàn)代研究受控熱核反應的實驗中,需要把的高溫等離子體限制在一定空間區(qū)域內;這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化,磁約束就成了重要的技術。如圖所示,科學家設計了一種中間弱兩端強的磁場,該磁場由兩側通有等大同向電流的線圈產生。假定一帶正電的粒子(不計重力)從左端附近以斜向紙內的速度進入該磁場,其運動軌跡為圖示的螺旋線(未全部畫出)。此后,該粒子將被約束在左右兩端之間來回運動,就像光在兩個鏡子之間來回“反射”一樣,不能逃脫。這種磁場被形象地稱為磁瓶,磁場區(qū)域的兩端被稱為磁鏡。
根據(jù)上述信息并結合已有的知識,可以推斷該粒子()A.從左端到右端的運動過程中,沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小B.從靠近磁鏡處返回時,在垂直于磁瓶軸線平面內的速度分量為最大值C.從左端到右端的運動過程中,其動能先增大后減小D.從左端到右端的運動過程中,其運動軌跡的螺距先變小后變大5、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻電源的兩極相連接的兩個形金屬盒,兩盒間的狹縫中有周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中;如圖所示。則下列說法中正確的是()
A.粒子從形盒射出時的動能與加速電場的電壓有關B.增大磁場的磁感應強度,可增大帶電粒子射出時的動能C.加速電場的變化周期與粒子速度大小有關D.用同一回旋加速器可以同時加速質子()和粒子()6、如圖所示,是兩只理想二極管(正向電阻為零,反向電阻無窮大),電阻當A、兩端接正弦交流電時,則A、之間電流的有效值為()
A.B.C.D.7、如圖所示,邊長為L、匝數(shù)為N,電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO′轉動,軸OO′垂直于磁感線,在線圈外接一含有理想變壓器的電路,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2,保持線圈以恒定角速度ω轉動;下列判斷正確的是()
A.在圖示位置時線框中磁通量為零,感應電動勢也為零B.當可變電阻R的滑片P向上滑動時,電壓表V2的示數(shù)變大C.電壓表V2示數(shù)D.若可變電阻接入的阻值為R0,則在矩形線圈轉一周的過程中,可變電阻產生的焦耳熱為8、如圖為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形,原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=10:1;串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1A,下列說法錯誤的是()
A.變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20VB.變壓器的輸出功率為200WC.變壓器輸出端的交流電的頻率為50HzD.穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為Wb/s評卷人得分二、多選題(共8題,共16分)9、近年來,無線充電技術得到了廣泛應用。圖甲為正在進行無線充電的電子產品,圖乙為某種無經充電器的簡化原理圖。由于發(fā)射線圈與接收線圈處于兩個分離的裝置中,穿過接收線圈的磁通量少于發(fā)射圈的磁通量。已知發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)分別為1210匝和55匝,當發(fā)射線圈接入交流電源時,接收線圈輸出電壓為忽略其它損耗;下列說法正確的是()
A.發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比為B.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比為C.穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的D.只要發(fā)射線圈接入電壓為接收線圈輸出電壓均為10、圖甲為某種車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖:預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC振蕩電路;當車輛靠近地感線圈時,線圈自感系數(shù)變大,使得振蕩電流頻率發(fā)生變化,檢測器將該信號發(fā)送至車牌識別器,從而向閘機發(fā)送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電路如圖乙,則下列有關說法正確的是()
A.t1時刻電容器間的電場強度為最小值B.t1~t2時間內,電容器處于充電過程C.汽車靠近線圈時,振蕩電流頻率變小D.從圖乙波形可判斷汽車正靠近地感線圈11、如圖所示,MN是磁感應強度為B的勻強磁場的邊界。一質量為m、電荷量為q的粒子在紙面內從O點射入磁場。若粒子速度為v0,最遠能落在邊界上的A點。下列說法正確的有。
A.若粒子落在A點的左側,其速度一定小于v0B.若粒子落在A點的右側,其速度一定大于v0C.若粒子落在A點左右兩側d的范圍內,其速度不可能小于D.若粒子落在A點左右兩側d的范圍內,其速度不可能大于12、矩形ABCD區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場,AB=2d,E為AB中點。從E點沿垂直AB方向射入粒子a,粒子a經磁場偏轉后從D點出磁場,若仍從E點沿垂直AB方向射入粒子b,粒子經磁場偏轉后從B點出磁場,已知a、b粒子的質量相等;電荷量相等,不計粒子的重力,則()
A.a、b粒子均帶正電B.a、b粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為4:1C.a、b粒子在磁場中運動的速度大小之比為2:1D.a、b粒子在磁場中運動的時間之比為1:313、如圖所示,一個寬度為L的有界勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直紙面向里.用粗細均勻的導線制成一邊長也為L的正方形閉合線框,現(xiàn)將閉合線框從圖示位置垂直于磁場方向勻速拉過磁場區(qū)域,(取逆時針方向的電流為電流的正方向).如圖中能正確反映該過程ab兩點電勢差和流過線框的電流隨時間變化的圖象是()
A.B.C.D.14、如圖所示,兩光滑平行長直導軌水平放置在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場與導軌所在平面垂直。已知金屬棒MN能沿導軌自由滑動,導軌一端跨接一個定值電阻R,金屬棒與導軌電阻不計。金屬棒在恒力F作用下從靜止開始沿導軌向右運動,在以后過程中,金屬棒速度v、加速度a、感應電動勢E以及通過電阻R的電荷量q隨時間t變化的關系表示正確的是()
A.B.C.D.15、用相同粗細同種材料制成的兩個單匝正方形線圈a、b,在同一勻強磁場中勻速轉動,穿過它們的磁通量隨時間變化的圖線如圖所示。已知兩線圈產生的感應電動勢相同,其中穿過a線圈的磁通量的最大值為則()
A.時刻,a線圈中的感應電流最大B.穿過b線圈的磁通量的最大值為C.a線圈的電阻是b線圈的電阻的2倍D.兩線圈分別轉動一周,a線圈產生的熱量是b線圈產生的熱量的倍16、如圖所示,電阻為r的矩形線圈面積為S,在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度ω勻速轉動.勻強磁場的磁感應強度為B,t=0時刻線圈平面與磁場垂直;各電表均為理想交流電表,則()
A.滑片P下滑時,電壓表的讀數(shù)變大B.圖示位置線圈中的感應電動勢最大C.線圈從圖示位置轉過180°的過程中,電阻R上產生的焦耳熱為D.1s內流過R的電流方向改變次評卷人得分三、填空題(共9題,共18分)17、如圖所示,兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于勻強磁場中,磁感應強度為B,導軌電阻不計,另兩根與光滑軌道接觸的金屬桿質量均為m,電阻均為R,若要使cd桿恰好平衡,且靜止不動,則ab桿運動速度大小是___________,需對ab桿施加的外力大小為___________。
18、感應電動勢。
在_________現(xiàn)象中產生的電動勢叫作感應電動勢,產生感應電動勢的那部分導體相當于_____________19、特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實際應用了特高壓輸電技術。假設從A處采用550kV的超高壓向B處輸電,輸電線上損耗的電功率為?P,到達B處時電壓下降了?U。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1100kV特高壓輸電,輸電線上損耗的電功率變?yōu)?P′,到達B處時電壓下降了?U′。不考慮其他因素的影響,?P′=______,?U′=______(?P和?U已知)20、如圖在x軸的上方(y≥0)存在著垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度為B.在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質量為m、電量為q的正離子,速率都為v,對那些在xy平面內運動的離子,在磁場中可能到達的最大x=______,最大y=______.
21、汽車中的電磁輔助減震系統(tǒng)可等效簡化為如圖所示(俯視)的裝置,減震線圈處于輻射狀的水平磁場中。若某時刻測得線圈內有逆時針方向且正在增大的感應電流,則圖中線圈此時在豎直方向做________運動。已知線圈質量為周長為電阻為線圈所處磁場的磁感應強度大小為以豎直向下為正方向,當線圈的加速度大小為時其速度________(重力加速度g?。?/p>
22、如圖所示,水平放置的U形金屬框架,框架上放置一質量為m、電阻為R的金屬桿,它可以在框架上無摩擦地滑動,框架兩邊相距l(xiāng),勻強磁場的磁感應強度為B,方向豎直向下.當桿受到水平向右恒力F后開始向右滑動,則桿從靜止開始向右滑動,啟動時的加速度大小______,桿可以達到的最大速度_______,桿達到最大速度時電路中每秒放出的熱量__________.
23、如圖所示,質量為m、電阻為R、邊長為l的正方形閉合單匝導線框,從距離有水平邊界的勻強磁場上方某一高度h處由靜止開始自由下落,磁感應強度為B,線框下落過程中其底邊始終保持水平,線框平面保持與磁場方向垂直.為使該線框在進入磁場過程中做勻速運動,則它開始下落的高度______.在線框全部進入磁場的過程中,通過導線截面的電荷量________.
24、兩條平行且足夠長的金屬導軌置于磁感應強度為B的勻強磁場中,B的方向垂直導軌平面。兩導軌間距為L,左端接一電阻R,其余電阻不計。長為2L的導體棒ab如圖所示放置,開始時ab棒不導軌垂直,在ab棒繞a點緊貼導軌以角速度順時針旋轉90°的過程中,通過電阻R的電流方向為_________(填“由上到下”或者“由下到上”);電動勢的最大值為_________;通過電阻R的電荷量是_________。
25、理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=1:10,副線圈與阻值R=20的電阻相連。原線圈接在以速度v40m/s向右勻速運動的金屬棒兩端,金屬棒的電阻可忽略不計,棒所切割磁場的邊界變化規(guī)律為y副線圈輸出交流電的頻率為_________;勻強磁場的磁感應強度B=0.25T,則交流電壓表的示數(shù)為_________;電阻R上消耗的電功率為_________。
評卷人得分四、作圖題(共4題,共16分)26、在圖中畫出或說明圖中所示情形下通電導線I所受磁場力的方向。
27、要在居民樓的樓道安裝一個插座和一個電燈;電燈由光敏開關和聲敏開關控制,光敏開關在天黑時自動閉合,天亮時自動斷開;聲敏開關在有聲音時自動閉合,無聲音時自動斷開。在下圖中連線,要求夜間且有聲音時電燈自動亮,插座隨時可用。
28、在“探究楞次定律”的實驗中;某同學記錄了實驗過程的三個情境圖,其中有兩個記錄不全,請將其補充完整。
29、如圖所示:當條形磁鐵向右靠近通電圓環(huán)時,圓環(huán)向右偏離,試在圖中標出圓環(huán)中的電流方向___________.評卷人得分五、實驗題(共3題,共27分)30、溫度傳感器的核心部分是一個熱敏電阻。某課外活動小組的同學在學習了伏安法測電阻之后;利用所學知識來測量由某種金屬制成的熱敏電阻的阻值??晒┻x擇的實驗器材如下:
A.直流電源,電動勢內阻不計;
B.毫安表量程為600mA,內阻約為
C.毫安表量程為10mA,內阻
D.定值電阻
E.滑動變阻器
F.被測熱敏電阻開關;導線若干。
(1)實驗要求能夠在范圍內,比較準確地對熱敏電阻的阻值進行測量,請在圖甲的方框中設計實驗電路________。
(2)某次測量中,閉合開關S,記下毫安表的示數(shù)和毫安表的示數(shù)則計算熱敏電阻阻值的表達式為______(用題給的物理量符號表示)。
(3)該小組的同學利用圖甲電路,按照正確的實驗操作步驟,作出的圖象如圖乙所示,該小組的同學通過查閱資料得知該熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系如圖丙所示。將該熱敏電阻接入如圖丁所示電路,電路中電源電壓恒為9V,內阻不計,理想電流表示數(shù)為定值電阻則由以上信息可求出定值電阻的阻值為______此時該金屬熱敏電阻的溫度為______31、用如圖甲所示的裝置探究“影響感應電流的因素”;螺線管與靈敏電流計構成閉合電路,條形磁鐵N極朝下。請回答下列問題:
(1)要使靈敏電流計指針發(fā)生偏轉,即有感應電流產生,小明進行了下列四種操作,其中可行的是_____。
A.螺線管不動;磁鐵放在螺線管中不動。
B.螺線管不動;磁鐵勻速插入或拔出螺線管。
C.螺線管不動;磁鐵加速插入或拔出螺線管。
D.螺線管和磁鐵一起向上勻速運動。
(2)在(1)的研究中,小明發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針偏轉方向會有不同,也就是感應電流方向不同,根據(jù)(1)中的操作,則感應電流方向與下列哪些因素有關____。
A.磁鐵的磁場方向B.磁鐵的磁性強弱。
C.磁鐵運動的加速度大小D.磁鐵運動的速度大小。
(3)小明又將實驗裝置改造,如圖乙所示,螺線管A經過滑動變阻器與開關、電池相連構成直流電路;螺線管B與靈敏電流計構成閉合電路。螺線管B套在螺線管A的外面。為了探究影響感應電流大小和方向的因素,閉合開關后,以不同的速度移動滑動變阻器的滑片,觀察指針擺動情況;由此實驗可以得出恰當?shù)慕Y論是____。
A.滑片移動的速度大小影響指針擺動幅度的大小。
B.滑片移動的速度大小影響指針擺動的方向。
C.滑片移動的方向影響指針擺動幅度的大小。
D.滑片移動的方向影響指針擺動的方向32、在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系的實驗中:
(1)下列器材在本實驗中不需使用的是()
A.可拆變壓器(兩個線圈已知匝數(shù))B.條形磁鐵。
C.滑動變阻器D.學生電源。
(2)實驗中,原線圈所接的電源應是()
A.學生電源低壓直流輸出B.學生電源低壓交流輸出。
(3)實驗中,使用的電壓表應該是():
A.交流電壓表B.直流電壓表。
(4)變壓器的工作原理是()
A.電磁感應定律B.歐姆定律。
(5)變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系應該是()
A.原、副線圈兩端電壓與兩線圈的匝數(shù)的關系是
B.原、副線圈兩端電壓與兩線圈的匝數(shù)的關系是評卷人得分六、解答題(共4題,共8分)33、某裝置用磁場控制帶電粒子的運動;工作原理如圖所示.裝置的長為L,上下兩個相同的矩形區(qū)域內存在勻強磁場,磁感應強度大小均為B;方向與紙面垂直且相反,兩磁場的間距為d.裝置右端有一收集板,M、N、P為板上的三點,M位于軸線OO′上,N、P分別位于下方磁場的上、下邊界上.在紙面內,質量為m、電荷量為-q的粒子以某一速度從裝置左端的中點射入,方向與軸線成30°角,經過上方的磁場區(qū)域一次,恰好到達P點.改變粒子入射速度的大小,可以控制粒子到達收集板上的位置.不計粒子的重力.
(1)求磁場區(qū)域的寬度h;
(2)欲使粒子到達收集板的位置從P點移到N點;求粒子入射速度的最小變化量Δv;
(3)欲使粒子到達M點,求粒子入射速度大小的可能值.34、如圖所示,在直角三角形abc區(qū)域內,有垂直紙面向里的磁場,磁感應強度為B,三角形bc邊長為L,∠b=37°。在bc邊中點P有速率不同的帶負電的粒子沿垂直于bc方向垂直進入磁場,粒子的質量為m,帶電荷量為-q(粒子的重力不計)。求:
(1)從ac邊射出的粒子的速度范圍;
(2)ac邊上有粒子射出的線段長度;
(3)從ac邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間。(sin37°=0.6;cos37°=0.8)
35、電磁場;是一種特殊的物質。
(1)電場具有能量。如圖所示,原子核始終靜止不動,α粒子先、后通過A、B兩點,設α粒子的質量為m、電荷量為q,其通過A、B兩點的速度大小分別為vA和vB,求α粒子從A點運動到B點的過程中電勢能的變化量ΔEp。
(2)變化的磁場會在空間中激發(fā)感生電場。如圖所示,空間中有圓心在O點、垂直紙面向里、磁感應強度為B的圓形勻強磁場,當空間中各點的磁感應強度隨時間均勻增加時,請根據(jù)法拉第電磁感應定律、電動勢的定義等,證明磁場內,距離磁場中心O點為r處的感生電場的電場強度E與r成正比。(提示:電荷量為q的電荷所受感生電場力F=qE)
(3)電磁場不僅具有能量,還具有動量。如圖所示,兩極板相距為L的平行板電容器,處在磁感應強度為B的勻強磁場中。磁場方向垂直紙面向里。將一長度為L的導體棒ab垂直放在充好電的電容器兩極板之間(其中上極板帶正電),并與導體板良好接觸。上述導體棒ab、平行板電容器以及極板間的電磁場(即勻強磁場、電容器所激發(fā)的電場)組成一個孤立系統(tǒng),不計一切摩擦。求當電容器通過導體棒ab釋放電荷量為q的過程中,該系統(tǒng)中電磁場動量變化量的大小Δp和方向。
36、如圖甲所示,寬度為L的足夠長光滑金屬導軌水平固定在勻強磁場中,磁場范圍足夠大,磁感強度大小為B,方向垂直于導軌平面向上。現(xiàn)有一根質量為m、電阻為R的金屬棒MN放置在金屬導軌上,長度與金屬導軌寬度相等,金屬棒MN在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好;不計導軌電阻。
(1)若金屬棒MN以水平速度v向右勻速運動,請根據(jù)法拉第電磁感應定律推導金屬棒MN產生的感應電動勢E=BLv。
(2)若金屬棒MN在水平向右的恒力F作用下由靜止開始運動,請從速度、加速度兩個角度分析金屬棒MN的運動情況。
(3)若t=0時金屬棒MN有水平向右的初速度v0,此時施加一水平外力F(開始時F方向向右),使金屬棒MN做加速度大小為a的勻減速直線運動;直到速度減為零。
a、請推導金屬棒MN減速過程中外力F(以初速度方向為正方向)隨時間t變化的關系式,并在圖乙中畫出F?t的示意圖。
b、請說明根據(jù)F?t圖像,如何求金屬棒MN速度從v0減為零的過程中外力F的沖量I。
參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、A【分析】【詳解】
當線框接入恒定電壓為E1時,拉力顯示器的示數(shù)為F1,則F1=mg+BL
接入恒定電壓為E2時(電流方向與電壓為E1時相同),拉力顯示器的示數(shù)為F2,則F2=mg+BL
聯(lián)立解得
故選A。2、A【分析】【詳解】
A.真空冶煉路爐是用渦流來熔化金屬對其進行冶煉的;爐內放入被冶煉的金屬,線圈內通入高頻交變電流,這時被冶煉的金屬中產生渦流就能被熔化,故A錯誤;
B.電磁爐利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場;當含鐵質鍋具放置爐面時,鐵磁性鍋體被磁化,鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部產生交變的渦流,恒定磁場不會產生渦流,故B項正確;
C.根據(jù)楞次定律;阻尼擺擺動時產生的渦流總是阻礙其運動,當金屬板從磁場中穿過時,金屬板板內感應出的渦流會對金屬板的運動產生阻礙作用,故C項正確;
D.變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊的鐵芯;以減小渦流,故D項正確。
本題選不正確的,故選A。3、B【分析】【分析】
【詳解】
A.a對b的壓力大小等于a的重力大小;保持不變,A錯誤;
BCD.a、b物體當成一個整體受到豎直向下的重力;地面豎直向上的支持力、豎直向上的洛倫茲力、水平向右的拉力以及水平向右的摩擦力。
水平方向
豎直方向
洛倫茲力隨著速度的增大而增大,則地面的支持力減小,則b對地面的壓力減小,地面對b的摩擦力減小,則整體的加速度增大,a物體的加速度由b對a的靜摩擦力提供,則b對a的靜摩擦力增大,a對b的摩擦力也增大;CD錯誤,B正確。
故選B。4、B【分析】【詳解】
A.從左端到右端的運動過程中;由于粒子只受洛倫茲力,故粒子的速度大小不變。由于粒子在兩段之間來回運動,故沿磁瓶軸線方向的速度分量先變大后變小。故A錯誤;
B.從靠近磁鏡處返回時;在垂直于磁瓶軸線平面內時,粒子的速度與軸線垂直,故沿磁瓶軸線方向的速度分量為零,又粒子的速度的大小不變,故此時垂直磁瓶軸線方向的速度分量最大。故B正確;
C.從左端到右端的運動過程中;粒子只受洛倫茲力作用,洛倫茲力對粒子不做功,故其動能不變。故C錯誤;
D.粒子做圓周運動的周期為
由于從左端到右端的運動過程中,磁感應強度先減小后增大,所以粒子的運動周期先增大后減小。根據(jù)題意可知,粒子運動軌跡的螺距為
由于平行于軸線的速度先增大后減??;所以運動軌跡的螺距先變大后變小。故D錯誤。
故選B。
【點睛】
根據(jù)題意理解粒子運動的規(guī)律。注意粒子運動的分解,運動的分解包含速度、受力等矢量的分解。5、B【分析】【詳解】
AB.根據(jù)公式
故最大動能為
則粒子從形盒射出時的動能與加速電場的電壓無關;增大磁場的磁感應強度;可增大帶電粒子射出時的動能,選項A錯誤,B正確;
C.加速電場的變化周期等于粒子在磁場中運動的周期,即
與粒子速度大小無關;選項C錯誤;
D.根據(jù)
因質子()和粒子()在磁場中運動的周期不同,則用同一回旋加速器不可以同時加速質子()和粒子();選項D錯誤。
故選B。6、B【分析】【分析】
【詳解】
當A接電源正極時,相當于導線,相當于斷路,此時等效電路為并聯(lián)然后和串聯(lián);總電阻為。
當A接電源負極時,相當于導線,相當于斷路,此時等效電路為并聯(lián)然后和串聯(lián);總電阻為。
故當A、B兩端接正弦交流電時A、B之間的等效電阻是交流電壓的有效值為由歐姆定律。
得電流有效值為故選項B正確,選項ACD錯誤。
故選B。7、C【分析】【詳解】
A.在圖示所示的位置;線框中磁通量為零,磁通量的變化率最大,感應電動勢最大,A錯誤;
B.電壓表V2的示數(shù)是由原線圈電壓和匝數(shù)比決定,與滑動變阻器接入電路的阻值無關,電壓表V2示數(shù)不變;B錯誤;
C.交流電壓的最大值
電壓表V1示數(shù)為有效值
根據(jù)
則
C正確;
D.矩形線圈轉一周的時間
在矩形線圈轉一周的過程中,可變電阻產生的焦耳熱
D錯誤。
故選C。8、A【分析】【詳解】
A.由乙圖知輸入電壓的有效值
根據(jù)
變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20V;A錯誤;
B.根據(jù)
副線圈的電流
副線圈消耗功率
即變壓器的輸出功率為200W;B正確;
C.由乙圖知交流電的周期為0.02s,根據(jù)
解得
輸出端的交流電的頻率和輸入端的頻率相等50Hz;C正確;
D.根據(jù)
可得
所以穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為
D正確。
故選A。二、多選題(共8題,共16分)9、B:C【分析】【詳解】
AC.發(fā)射線圈與接收線圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比,則有
帶入數(shù)據(jù)可得
但因為漏磁,接收線圈的電壓實際只達到了故可知發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比為將不再是匝數(shù)的反比,即將不再是另,因為理論上接收線圈中的輸出電壓為而實際上只有因此可得穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的故A錯誤,C正確;
B.發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相同,則可得發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率為故B正確;
D.無線充電利用的是電磁感應;因此必須使用交變電壓,若使用直流電,將不會產生變化的磁場,接收線圈中也就不會有電壓產生,故D錯誤。
故選BC。10、A:B:C【分析】【詳解】
A.時刻電流最大;線圈中磁場能最大,電容器中電場能最小,電容器間的電場強度為最小值,故A正確;
B.時間內;電流逐漸減小,線圈中磁場能減小,電容器中電場能增大,電容器處于充電過程,故B正確;
C.當車輛靠近地感線圈時,線圈自感系數(shù)變大,根據(jù)
可知周期變大;頻率變小,故C正確;
D.從圖乙波形可知周期越來越小;頻率越來越大,汽車正遠離地感線圈,故D錯誤。
故選ABC。11、B:C【分析】【詳解】
A.當粒子垂直于MN入射時,經過MN時離O點最遠,此時OA=2R0;若粒子的速度大于v0,則粒子的半徑將變大,但是粒子如果速度方向與MN成一定角度入射,則仍可以到達A點左側;選項A錯誤;
B.若粒子落在A點的右側,則說明粒子運動的圓半徑大于R0,則其速度一定大于v0;選項B正確;
C.當粒子從O點垂直MN入射,落在A點左側相距為d的位置時,有
則
即
解得
則若粒子落在A點左右兩側d的范圍內,其速度不可能小于選項C正確;
D.當粒子從O點垂直MN入射,落在A點右側相距為d的位置時,有
則
即
解得
則若粒子大于v,但不是垂直MN入射,粒子同樣可以落在A點左右兩側d的范圍內;選項D錯誤;
故選BC。12、B:D【分析】【詳解】
A.根據(jù)左手定則判斷可知,a粒子帶正電,b粒子帶負電;A錯誤;
B.在磁場中;洛倫茲力提供向心力,粒子的運動軌跡如下圖。
對a粒子,由幾何知識可得
解得
由圖可知b粒子在磁場中做圓周運動的半徑為則a、b粒子在磁場中做圓周運動的半徑之比為4:1;B正確;
C.在磁場中,洛倫茲力提供向心力,根據(jù)可得
由于a、b粒子的質量相等,電荷量相等,則a、b粒子在磁場中運動的速度大小之比為4:1;C錯誤;
D.根據(jù)聯(lián)立可得
可知,兩粒子的運動周期相同,由幾何關系知,a粒子運動的圓心角為b粒子運動的圓心角為根據(jù)可得,a、b粒子在磁場中運動的時間之比為1:3;D正確。
故選BD。13、B:D【分析】【詳解】
設磁感應強度為B,線框運動速度為v,線框的總電阻值為R;線框進入磁場時,根據(jù)右手定則可知,感應電流的方向為逆時針,電勢
且
線框出磁場時,根據(jù)楞次定律,感應電流的方向為順時針,電流為負,大小仍然是
而電勢關系為
且
故選BD。14、B:C:D【分析】【分析】
【詳解】
AB.金屬棒受到恒力作用開始做加速運動;運動以后由于切割磁感線導體棒受到安培力的作用,加速度大小滿足。
隨著速度的增大;加速度越來越小,最終將做勻速運動,A錯誤B正確;
C.電動勢。
E隨t變化的圖線切線斜率越來越小,最后E為一定值;C正確;
D.通過電阻R的電荷量。
q跟導體棒的位移成正比;當導體棒做勻速運動時圖線的切線斜率不變,D正確。
故選BCD。15、B:D【分析】【分析】
【詳解】
A.時刻,穿過a線圈的磁通量最大;變化率為零,感應電流為零,A錯誤;
B.穿過線圈的磁通量的最大值角速度則線圈中感應電動勢的最大值
得由題圖知,且則
得B正確;
C.由中及可得則邊長電阻C錯誤;
D.線圈轉動一周產生的熱量而電動勢的有效值則
得D正確。
故選BD。16、A:C:D【分析】【詳解】
P下滑時外阻變大,電流變小,內壓變小,外壓變大,則電壓表的讀數(shù)變大.則A正確;圖示位置為中性面,電動勢為0.故B錯誤;電動勢最大值Em=BSω,則由圖示位置轉過180°電阻R上產生的焦耳熱為.故C正確;1s所完成的周期數(shù)是每個周期電流方向改變2次,1s內流過R的電流方向改變次.故D正確;故選ACD.
點睛:對于交變電流,求解熱量、電功和電功率用有效值,而求解電量要用平均值.明確在中性面感應電動勢最小為0.三、填空題(共9題,共18分)17、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]要使cd桿恰好平衡,且靜止不動,cd桿應滿足
由法拉第電磁感應定律及歐姆定律可得
聯(lián)立解得ab桿運動速度大小為
[2]ab桿應以速度v勻速上升,由平衡條件可得
聯(lián)立解得需對ab桿施加的外力大小為【解析】2mg18、略
【解析】①.電磁感應②.電源19、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]輸電線上損耗的功率
輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下
所以
[2]輸電線上的電壓降低
輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下
所以【解析】?P?U20、略
【分析】【分析】
【詳解】
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,由牛頓第二定律
可得:
沿-x軸方向射出的粒子圓心在y軸上;如圖:
利用幾何關系可知,所有粒子運動的圓心在以O為圓心,R為半徑的圓中的第一象限部分;
則可知,粒子在x軸和y軸上達到的最遠距離均為
【點睛】
本題解決的關鍵在于能通過分析找出所有粒子的運動軌跡間的關系,這種有無數(shù)粒子的問題要注意重點觀測邊界點的運動情況.【解析】21、略
【分析】【詳解】
[1]線圈內有逆時針電流,由右手定則可知線圈向上運動;感應電流增大,由可得
則線圈加速運動;所以線圈向上加速運動。
[2]由解得
以豎直向下為正方向,則
由牛頓第二定律得
解得
代入數(shù)據(jù)得【解析】向上加速-2.222、略
【分析】【詳解】
[1]桿受到水平向右恒力F后開始向右滑動,啟動的瞬間速度為零,則沒有感應電流,桿也不受安培力,由牛頓第二定律:
解得啟動時的加速度大?。?/p>
[2]桿向右運動后受逐漸增大的安培力而做加速度逐漸減小的變加速直線運動,當a=0時桿的速度達到最大,則有:
聯(lián)立可得:
[3]根據(jù)熱量的定義式:
其中聯(lián)立可得:【解析】23、略
【分析】【詳解】
[1]當線框進入磁場勻速運動,有:
則:
進入磁場前做自由落體運動,有:
可得:
[2]進入磁場的過程通過線框截面的電量為:【解析】24、略
【分析】【詳解】
[1][2].由右手定則可知,通過電阻R的電流方向為由上到下;電動勢的最大值為
[3].第一階段:平均電動勢
通過R的電荷量
第二階段ab棒脫離導軌后,電路中沒有電流.所以總電量:【解析】由上到下25、略
【分析】【詳解】
[1].原線圈產生的交流電的周期
則頻率為
[2].產生交流電的最大值
則交流電壓表的示數(shù)為
[3].變壓器次級電壓值
電阻R上消耗的電功率為【解析】10Hz20V2kW四、作圖題(共4題,共16分)26、略
【分析】【詳解】
根據(jù)左手定則,畫出通過電導線I所受磁場力的方向如圖所示。
【解析】27、略
【分析】【分析】
根據(jù)題中“要在居民樓的樓道安裝一個插座和一個電燈”可知;本題考查交流電的常識,根據(jù)開關作用和交流電接線常識,進行連接電路圖。
【詳解】
晚上;天黑光控開關閉合,有人走動發(fā)出聲音,聲控開關閉合,燈亮,說明兩個開關不能獨立工作,只有同時閉合時,燈才亮,即兩個開關和燈泡是三者串聯(lián)后連入電路;根據(jù)安全用電的原則可知,開關控制火線,開關一端接火線,一端接燈泡頂端的金屬點,零線接燈泡的螺旋套;三孔插座通常的接線方式是面對插座,上孔接地線,左孔接零線,右孔接火線;電路圖如下圖所示。
【解析】28、略
【分析】【分析】
【詳解】
由第一個圖可知:當條形磁鐵的N極插入線圈過程中;電流計的指針向右偏轉,則有:線圈中向下的磁場增強,感應電流的磁場阻礙磁通量增加,感應電流的磁場方向向上,則指針向右偏,記錄完整。
第二個圖指針向左偏;說明感應電流的磁場方向向下,與磁鐵在線圈中的磁場方向相反,則線圈中磁場增強,故磁鐵向下運動,如圖。
第三個圖指針向右偏;說明感應電流的磁場方向向上,與磁鐵在線圈中的磁場方向相同,則線圈中磁場減弱,故磁鐵向上運動,如圖。
【解析】29、略
【分析】【詳解】
當條形磁鐵向右靠近圓環(huán)時;導線線圈的磁通量向右增大,由楞次定律:增反減同可知,線圈中產生感應電流的方向順時針(從右向左看),如圖所示:
【解析】如圖所示五、實驗題(共3題,共27分)30、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]毫安表A2,量程為10mA,內阻RA=100Ω,可以將它與定值電阻R0串聯(lián);改裝成。
=0.01×500V=5V的電壓表,電流表A1有內電阻,A1的內阻和被測電阻相差不大,為了減少系統(tǒng)誤差,電流表A1外接。要求能夠在0~5V范圍內進行調節(jié);所以滑動變阻器采用分壓式接法,如圖所示:
(2)[2]某次測量中,閉合開關S,記下毫安表A1的示數(shù)I1和毫安表A2的示數(shù)I2;則通過熱敏電阻的電流為。
熱敏電阻兩端電壓。
則計算熱敏電阻阻值的表達式為。
(3)[3][4]理想電流表示數(shù)為0.7A,相對于I′1=0.7A;則通過熱敏電阻的電流為。
I′1=0.7A-0.3A=0.4A=400mA根據(jù)圖象可知,此時I2=4mA,此時Rt兩端電壓為2V,則R2兩端電壓為7V;則。
根據(jù)Rt-t圖象可知。
解得。
t=55℃【解析】5531、略
【分析】【詳解】
(1)[1]A.螺線管不動;磁鐵放在螺線管中不動,穿過螺線管的磁通量不發(fā)生變化,電流計指針不發(fā)生偏轉,選項A錯誤;
B.螺線管不動;磁鐵勻速插入或拔出螺線管,穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化,電流計指針發(fā)生偏轉,即有感應電流產生,選項B正確;
C.螺線管不動;磁鐵加速插入或拔出螺線管,穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化,電流計指針發(fā)生偏轉,即有感應電流產生,選項C正確;
D.螺線管和磁鐵一起向上勻速運動。穿過螺線管的磁通量不發(fā)生變化;電流計指針不發(fā)生偏轉,選項D錯誤。
故選BC。
(2)[2]感應電流方向與磁鐵的磁場方向和磁鐵運動的方向有關;與磁鐵的磁性強弱;磁鐵運動的速度、磁鐵運動的加速度大小無關。
故選A。
(3)[3]AB.滑片移動的速度影響螺線管A的磁性強弱變化快慢;根據(jù)法拉第電磁感應定律,影響指針擺動幅度的大小,選項A正確,選項B錯誤;
CD.滑片移動的方向會使螺線管A的磁性變強或變弱;根據(jù)楞次定律,可知影響指針擺動的方向,選項C錯誤,選項D正確。
故選AD?!窘馕觥緽C##CBAAD##DA32、略
【分析】【詳解】
(1)[1]在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系的實驗中;需要用到可拆變壓器(兩個線圈已知匝數(shù)),學生電源提供變化電流;不需要用到滑動變阻器和條形磁鐵。
故選BC。
(2)[2]實驗中;原線圈的電流必須是變化電流,所以,原線圈所接的電源應是學生電源低壓交流輸出。
故選B。
(3)[3]實驗中;因為是交變電流,所以使用的電壓表應是交流電壓表。
故選A。
(4)[4]實驗時通過原線圈的電流發(fā)生變化;使得副線圈的磁通量發(fā)生,產生感應電動勢,故變壓器的工作原理是電磁感應定律。
故選A。
(5)[5]原、副線圈兩端電壓與兩線圈的匝數(shù)的關系是
故選A。【解析】BC##CBBAAA六、解答題(共4題,共8分)33、略
【分析】試題分析:(1)設帶電粒子在磁場中運動的軌道
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