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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁(yè),總=sectionpages22頁(yè)第=page11頁(yè),總=sectionpages11頁(yè)2025年魯教版選擇性必修2物理上冊(cè)階段測(cè)試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、如圖所示,電容器充電穩(wěn)定后,將開(kāi)關(guān)S由b扳到a并開(kāi)始計(jì)時(shí);在電流振蕩了半個(gè)周期時(shí),電路中()
A.電容器C里的電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下B.線圈L周圍磁場(chǎng)最強(qiáng)C.線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D.磁場(chǎng)能開(kāi)始向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化2、如圖所示,OM的左側(cè)存在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,ON(在紙面內(nèi))與磁場(chǎng)方向垂直且ON上有一點(diǎn)P,OP=L。P點(diǎn)有一粒子源,可沿紙面內(nèi)各個(gè)方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)重力),速率為則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為()
A.B.C.D.3、如圖所示,一小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)如圖甲所示輸電線路向北京賽區(qū)某場(chǎng)館1萬(wàn)個(gè)額定電壓為額定功率為的LED燈供電。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出如圖乙電壓時(shí),賽區(qū)的LED燈全部正常工作。已知輸電導(dǎo)線損失的功率為賽區(qū)獲得總功率的4%,輸電導(dǎo)線的等效電阻為則下列說(shuō)法正確的是(
A.發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為B.發(fā)電機(jī)內(nèi)輸出的電能為C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為D.升壓變壓器副線圈輸出的電壓的最大值為4、如圖所示,平行邊界MN、PQ間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩邊界間距為d,MN上有一粒子源A,可在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向向磁場(chǎng)中射入質(zhì)量均為m,電量均為q的帶正電的粒子,粒子射入磁場(chǎng)的速度不計(jì)粒子的重力,則粒子能從PQ邊界射出的區(qū)域長(zhǎng)度為()
A.dB.C.D.5、在一正方形區(qū)域里有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有a、b、c三個(gè)比荷相同的帶電粒子(不計(jì)重力)依次從P點(diǎn)沿PQ方向射入磁場(chǎng),其運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖所示,帶電粒子a從PM邊中點(diǎn)O射出,b從M點(diǎn)射出,c從N點(diǎn)射出。則a、b、c三個(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的()
A.速率之比為1:2:3B.周期之比為1:1:2C.時(shí)間之比為2:2:1D.動(dòng)量大小之比為1:2:46、關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波傳播的速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)B.北斗導(dǎo)航是利用電磁波傳播信號(hào)C.X射線不是電磁波D.次聲波是一種電磁波評(píng)卷人得分二、多選題(共6題,共12分)7、如圖1所示,兩根光滑平行導(dǎo)軌水平放置,間距為L(zhǎng),其間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.垂直于導(dǎo)軌水平對(duì)稱放置一根均勻金屬棒.從t=0時(shí)刻起,棒上有如圖2所示的持續(xù)交變電流I,周期為T(mén),最大值為Im,圖1中I所示方向?yàn)殡娏髡较颍畡t金屬棒。
A.一直向右移動(dòng)B.速度隨時(shí)間周期性變化C.受到的安培力大小不隨時(shí)間而變化D.受到的安培力在一個(gè)周期內(nèi)做正功8、如圖所示,等腰直角三角形abc區(qū)域內(nèi)存在方向垂直三角形所在平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),直角邊bc長(zhǎng)度為L(zhǎng).三個(gè)完全相同的帶正電的粒子1、2、3,分別從b點(diǎn)沿bc方向以速率v1、v2、v3射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2、t3,且t1﹕t2﹕t3=3﹕3﹕2,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r1、r2、r3.不計(jì)粒子的重力及粒子間的相互作用.下列關(guān)系式一定成立的是
A.v1=v2B.v2<v3C.D.9、如圖所示是兩個(gè)橫截面分別為圓和正方形但磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng);圓的直徑D等于正方形的邊長(zhǎng),兩個(gè)電子分別以相同的速度飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直,進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的速度方向?qū)?zhǔn)了圓心,進(jìn)入正方形磁場(chǎng)區(qū)域的方向是沿一邊的中點(diǎn)且垂直于邊界線,則下列判斷正確的是。
A.兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),其軌跡圓對(duì)應(yīng)的圓心角一定不相同B.兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間一定不相同C.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定先飛離磁場(chǎng)D.進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛出磁場(chǎng)10、以下對(duì)物理現(xiàn)象、物理概念和物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)中正確的是()A.電勢(shì)降落的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向B.只要閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C.如果線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了感應(yīng)電流,則該線圈受到的安培力必定阻礙線圈相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)D.線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙線圈中的電流發(fā)生變化11、如圖甲所示,線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知線圈面積為S,線圈的匝數(shù)為N,線圈的總電阻為r,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,外電路負(fù)載電阻阻值為R,線圈以角速度ω繞ab邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng);電表是理想電表,則()
A.圖甲中電壓表的示數(shù)為B.圖甲從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為C.圖甲中圖示位置感應(yīng)電流為零D.若只有ab邊右側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖乙所示,電壓表的示數(shù)為12、如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖中曲線所示;則()
A.曲線對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為B.兩次時(shí)刻線圈平面與中性面重合C.曲線表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為D.曲線表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為評(píng)卷人得分三、填空題(共5題,共10分)13、電熨斗裝有________________傳感器,其作用是____________________。14、我國(guó)《道路交通安全法》規(guī)定駕駛員的血液酒精含量達(dá)到20mg/m3(含20mg/m3)屬于酒駕,達(dá)到80mg/m3(含80mg/m3)屬于醉駕。只要酒駕就屬于違法行為,可能被處以行政拘留或者罰款。半導(dǎo)體型呼氣酒精測(cè)試儀采用氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器。如圖甲所示是該測(cè)試儀的原理圖,圖中電源電動(dòng)勢(shì)為4.8V,內(nèi)阻可忽略不計(jì):電壓表量程為5V,內(nèi)阻很大;定值電阻R1的阻值為60Ω;實(shí)驗(yàn)測(cè)得酒精氣體傳感器R2的電阻值隨酒精氣體濃度變化的關(guān)系曲線如圖乙所示。
(1)醉駕時(shí)R2的阻值小于等于___________Ω;
(2)按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0的刻度線應(yīng)刻在電壓刻度線為_(kāi)_________V處;剛好醉駕時(shí)應(yīng)刻在電壓刻度線為_(kāi)__________V處。(計(jì)算結(jié)果取三位有效位數(shù))15、在如圖所示的日光燈工作原理電路圖中:
(1)開(kāi)關(guān)閉合前,啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片是______(填“接通的”或“斷開(kāi)的”);
(2)日光燈正常發(fā)光時(shí),啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片______(填“接通”或“斷開(kāi)”),鎮(zhèn)流器起著______作用,保證日光燈正常工作。16、一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬度為b,厚度為d,將導(dǎo)體置于一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于側(cè)面,如圖所示.當(dāng)在導(dǎo)體中通以圖示方向的電流I時(shí),在導(dǎo)體的上下表面間用電壓表測(cè)得的電壓為UH,已知自由電子的電量為e,電壓表的“+”接線柱接_______(上、下)表面,該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為_(kāi)_____.
17、兩個(gè)由相同導(dǎo)線組成的正方形線框邊長(zhǎng)之比為2:1,由磁場(chǎng)外分別以2v和v勻速拉入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,不計(jì)一切摩擦,且導(dǎo)線電阻與長(zhǎng)度成正比,則在此過(guò)程中線框中產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_,通過(guò)線框截面的電量之比為_(kāi)_。
評(píng)卷人得分四、作圖題(共4題,共16分)18、在圖中畫(huà)出或說(shuō)明圖中所示情形下通電導(dǎo)線I所受磁場(chǎng)力的方向。
19、要在居民樓的樓道安裝一個(gè)插座和一個(gè)電燈;電燈由光敏開(kāi)關(guān)和聲敏開(kāi)關(guān)控制,光敏開(kāi)關(guān)在天黑時(shí)自動(dòng)閉合,天亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi);聲敏開(kāi)關(guān)在有聲音時(shí)自動(dòng)閉合,無(wú)聲音時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)。在下圖中連線,要求夜間且有聲音時(shí)電燈自動(dòng)亮,插座隨時(shí)可用。
20、在“探究楞次定律”的實(shí)驗(yàn)中;某同學(xué)記錄了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的三個(gè)情境圖,其中有兩個(gè)記錄不全,請(qǐng)將其補(bǔ)充完整。
21、如圖所示:當(dāng)條形磁鐵向右靠近通電圓環(huán)時(shí),圓環(huán)向右偏離,試在圖中標(biāo)出圓環(huán)中的電流方向___________.評(píng)卷人得分五、實(shí)驗(yàn)題(共3題,共18分)22、物理研究課上;同學(xué)們用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”??刹鹱儔浩魅鐖D甲;乙所示:
(1)下列說(shuō)法正確的是____;
A.為確保實(shí)驗(yàn)安全;實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)。
B.變壓器的原線圈接低壓交流電;測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”
C.可以先保持原線圈電壓;匝數(shù)不變;改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響。
D.測(cè)量副線圈電壓時(shí);先用最大量程試測(cè),大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。
E.變壓器開(kāi)始正常工作后;鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈。
F.變壓器開(kāi)始正常工作后;若不計(jì)各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能,在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場(chǎng)能的作用。
(2)如圖丙所示;某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學(xué)生電源的交流輸出端,副線圈接小燈泡。下列說(shuō)法正確的是____。
A.與變壓器未通電時(shí)相比較;此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)力。
B.若僅增加原線圈繞制的圈數(shù);小燈泡的亮度將保持不變。
C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學(xué)生電源的過(guò)載指示燈可能會(huì)亮起A.B.C.E.E.23、某同學(xué)探究磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為的交流電。
(1)下列實(shí)驗(yàn)操作中,正確的有______;
A.將銅管豎直地固定在限位孔的正下方。
B.紙帶穿過(guò)限位孔;壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。
C.用手捏緊磁鐵保持靜止;然后輕輕地松開(kāi)讓磁鐵下落。
D.在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源。
(2)該同學(xué)按照正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”),將磁鐵從管口處釋放,打出一條紙帶,取開(kāi)始下落的一段,確定一合適的點(diǎn)為點(diǎn),每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)為1、2、3、、8。用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)到點(diǎn)的距離;記錄在紙帶上,如圖所示。
計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,抄入下表,請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。
。位置。
1
2
3
4
5
6
7
8
24.5
33.8
37.8
(______)
39.5
39.8
39.8
39.8
(3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi),磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是___________;磁鐵受到阻尼作用的變化情況是______________________。
(4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”),結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同,請(qǐng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)②是為了說(shuō)明什么?對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果得到什么結(jié)論?(______)24、某同學(xué)使用如圖所示的三組器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(1)在甲圖中,閉合開(kāi)關(guān)s后,將滑片P向右減速移動(dòng)的過(guò)程中,線圈B中的磁通量______(選填“增大”或“減小”)。
(2)在乙圖中,將如圖所示條形磁鐵向下插入線圈的過(guò)程中,感應(yīng)電流從______(選填“正”或“負(fù)”)極接線柱流入電表。
(3)為判斷線圈繞向,可將靈敏電流計(jì)G與線圈連接,如圖丙所示.已知線圈由端開(kāi)始繞至端;當(dāng)電流從電流計(jì)G左端流入時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn)。當(dāng)條形磁鐵從圖中的虛線位置向右遠(yuǎn)離時(shí),指針向右偏轉(zhuǎn).俯視線圈,其繞向?yàn)開(kāi)______(填:“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)。評(píng)卷人得分六、解答題(共3題,共27分)25、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器,廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.如圖1,將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中,在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí),另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差(霍爾電壓),這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累,于是c、f間建立起電場(chǎng)EH,同時(shí)產(chǎn)生霍爾電壓UH.當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí),EH和UH達(dá)到穩(wěn)定值.
(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l,請(qǐng)寫(xiě)出UH和EH的關(guān)系式;若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的,請(qǐng)判斷圖1中c、f哪端的電勢(shì)高;
(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)電荷量為q.理論表明霍爾電壓UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d、材料的性質(zhì)有關(guān).試推導(dǎo)出UH的表達(dá)式;并指出表達(dá)式中體現(xiàn)材料性質(zhì)的物理量;
(3)圖2是霍爾測(cè)速儀的示意圖,將非磁性圓盤(pán)固定在轉(zhuǎn)軸上,圓盤(pán)的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體,相鄰永磁體的極性相反.霍爾元件置于被測(cè)圓盤(pán)的邊緣附近.當(dāng)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),霍爾元件輸出的電壓脈動(dòng)信號(hào)圖象如圖3所示.若在時(shí)間t內(nèi),霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,請(qǐng)導(dǎo)出圓盤(pán)轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式.26、在實(shí)際生產(chǎn)中;有些高壓直流電路中含有自感系數(shù)很大的線圈。當(dāng)電路中的開(kāi)關(guān)S由閉合到斷開(kāi)時(shí),線圈會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì),使開(kāi)關(guān)S處產(chǎn)生電弧,危及操作人員的人身安全。為了避免電弧的產(chǎn)生,幾名同學(xué)分別提出了以下四種方案,如圖所示,哪種(些)方案可行?
27、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器;廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。
(1)如圖1,將一半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中,在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí),另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差,這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中能夠自由移動(dòng)的電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累,于是在c、f間產(chǎn)生霍爾電壓UH。已知半導(dǎo)體薄片的厚度為d,自由電荷的電荷量為q,求薄片內(nèi)單位體積中的自由電荷數(shù)n。
(2)利用霍爾元件可以進(jìn)行微小位移的測(cè)量。如圖2所示,將兩塊完全相同的磁體同極相對(duì)放置,在兩磁體間的縫隙中放入圖1所示的霍爾元件,當(dāng)霍爾元件處于中間位置時(shí),霍爾電壓UH為0,將該點(diǎn)作為位移的零點(diǎn)。當(dāng)霍爾元件沿著x軸方向移動(dòng)時(shí),則有霍爾電壓輸出。若該霍爾元件是電子導(dǎo)電的,在霍爾元件中仍通以由a向b的電流,那么如何由輸出的霍爾電壓判斷霍爾元件由中間位置沿著x軸向哪個(gè)方向移動(dòng)?請(qǐng)分析說(shuō)明。
(3)自行車測(cè)速碼表的主要工作傳感器也是霍爾傳感器。如圖3,霍爾元件固定在自行車前叉一側(cè),一塊強(qiáng)磁鐵固定在一根輻條上。當(dāng)強(qiáng)磁鐵經(jīng)過(guò)霍爾元件時(shí),使其產(chǎn)生電壓脈沖。已知自行車在平直公路上勻速行駛,車輪與地面間無(wú)滑動(dòng),車輪邊緣到車軸的距離為r。
a.若單位時(shí)間內(nèi)霍爾元件檢測(cè)到m個(gè)脈沖,求自行車行駛的速度大小v。
b.圖4中的兩幅圖哪個(gè)可以大致反映自行車正常行駛過(guò)程中車輪邊緣一點(diǎn)相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡?請(qǐng)說(shuō)明理由。
參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
A.開(kāi)關(guān)與a接通后;電容器通過(guò)線圈放電經(jīng)過(guò)半個(gè)周期時(shí),正是電容器反向充電完畢時(shí)刻,此時(shí)電容器下極板帶正電,電容器C里的電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng),電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上,所以A錯(cuò)誤;
BC.經(jīng)過(guò)半個(gè)周期時(shí);線圈中電流為零,線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,所以B錯(cuò)誤;C正確;
D.此后電容器又要放電;即由電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,所以D錯(cuò)誤;
故選C。2、A【分析】【詳解】
如圖。
由
得粒子運(yùn)動(dòng)的半徑
當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短時(shí),在磁場(chǎng)中的圓弧弦最短,則由P點(diǎn)做MO的垂線即為最短弦長(zhǎng),則
由三角函數(shù)可得
解得
則最短時(shí)間
故A正確。
故選A。3、C【分析】【詳解】
A.轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)每秒轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù),由圖乙可知發(fā)電機(jī)的周期為0.02s,所以發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為
故A錯(cuò)誤;
B.發(fā)電機(jī)的輸出功率為
發(fā)電機(jī)內(nèi)輸出的電能為
故B錯(cuò)誤;
C.輸電線損失的功率
由
可得輸電線電流
降壓變壓器副線圈的電流
降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為
故C正確;
D.由
可得
則
升壓變壓器副線圈輸出的電壓的最大值為
故D錯(cuò)誤。
故選C。4、C【分析】【詳解】
粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑粒子從PQ邊射出的兩個(gè)邊界粒子的軌跡如圖所示:
由幾何關(guān)系可知,從PQ邊射出粒子的區(qū)域長(zhǎng)度為C項(xiàng)正確.
【點(diǎn)睛】
帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,加速電場(chǎng)一般由動(dòng)能定理或勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解;偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解;磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題則根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何條件求解.5、C【分析】【分析】
【詳解】
AD.設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng),根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子運(yùn)動(dòng)的半徑分別為
由洛倫茲力提供向心力
解得
則有
根據(jù)動(dòng)量表達(dá)式
因?yàn)榱W拥馁|(zhì)量關(guān)系不確定;所以動(dòng)量的大小關(guān)系也不能確定,故AD錯(cuò)誤;
BC.根據(jù)周期
可知粒子運(yùn)動(dòng)的周期相等,則有
所以時(shí)間之比為2:2:1;故C正確,B錯(cuò)誤。
故選C。6、B【分析】【詳解】
電磁波不需要通過(guò)介質(zhì),傳播速度與介質(zhì)有關(guān),比如光,故A錯(cuò)誤;北斗導(dǎo)航是利用的電磁波傳播信號(hào),故B正確;X射線屬于電磁波,故C錯(cuò)誤;次聲波是聲波,不是電磁波,故D錯(cuò)誤.二、多選題(共6題,共12分)7、A:B:C【分析】【詳解】
AB.由于電流大小不變,安培力大小不變。根據(jù)左手定則,0~時(shí)間內(nèi),金屬棒受到的安培力向右,做勻加速運(yùn)動(dòng);~T時(shí)間內(nèi),金屬棒受到的安培力向左,做勻減速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻速度減為零。T~時(shí)間內(nèi),金屬棒受到的安培力向右,做勻加速運(yùn)動(dòng);~2T時(shí)間內(nèi),金屬棒受到的安培力向左,做勻減速運(yùn)動(dòng),2T時(shí)刻速度減為零。所以金屬棒一直向右運(yùn)動(dòng);速度隨時(shí)間做周期性變化,故A正確,B正確;
C.根據(jù)公式F=BIL;安培力的大小隨時(shí)間周期性變化,故C正確;
D.根據(jù)動(dòng)能定理;一個(gè)周期內(nèi),動(dòng)能變化量為零,安培力做功為零,故D錯(cuò)誤。
故選:ABC。8、B:D【分析】【分析】
三個(gè)相同的帶電粒子以不同速度沿同一方向進(jìn)入三角形磁場(chǎng)區(qū)域,由半徑公式則速度較大的帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大,而再由帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T;可知第一;二兩種粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)角度相同為90°,而第三個(gè)粒子偏轉(zhuǎn)60°,打在ac邊上,畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)軌跡,由偏轉(zhuǎn)角度求出半徑.
【詳解】
根據(jù)題設(shè)條件,三個(gè)相同的帶電粒子從b點(diǎn)沿bc方向以不同速度進(jìn)入三角形磁場(chǎng)區(qū)域,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛侖茲力提供向心力,由牛頓第二定律得:qvB=m解得:粒子軌道半徑與速度成正比,又因?yàn)槿齻€(gè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為t1:t2:t3=3:3:2,顯然它們?cè)诖艌?chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角度之比為3:3:2.即粒子1、2打在ab上;而粒子3打在ac上,軌跡如圖所示:
粒子1、2打在ab上,而粒子3打在ac上,粒子3的速度比1、2的速度大,粒子2的速度大于粒子1的速度,故A錯(cuò)誤,B正確;對(duì)速度為v1和v2的粒子,其偏轉(zhuǎn)角度均為90°,由幾何關(guān)系可知r13的粒子偏轉(zhuǎn)60°,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由幾何關(guān)系知:r3×sin60°=L,解得:故C錯(cuò)誤,D正確;故選BD.
【點(diǎn)睛】
三個(gè)相同的粒子以不同速度沿相同方向進(jìn)入三角形磁場(chǎng)區(qū)域,由于半徑不同,再加上在磁場(chǎng)中的時(shí)間之比就能確定三個(gè)粒子偏轉(zhuǎn)角之比,再綜合磁場(chǎng)區(qū)域與粒子通過(guò)直線邊界的對(duì)稱性,從而確定三個(gè)粒子打在磁場(chǎng)邊界的位置,從而可以比較速度大小,也能求出半徑關(guān)系.9、A:B:D【分析】【詳解】
電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力:解得:兩過(guò)程電子速度v相同,所以半徑相同,故A正確;
電子在磁場(chǎng)中的可能運(yùn)動(dòng)情況如圖所示;電子從O點(diǎn)水平進(jìn)入由于它們進(jìn)入圓形磁場(chǎng)和正方形磁場(chǎng)的軌道半徑;速度是相同的,把圓形磁場(chǎng)和矩形磁場(chǎng)的邊界放到同一位置如圖所示,由圖可以看出進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡2,同時(shí)從圓形與正方形邊界處出磁場(chǎng);運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,偏轉(zhuǎn)角度相同,為90度;故B正確;由圖可以看出進(jìn)入圓形區(qū)域的電子不一定先飛離磁場(chǎng),但是進(jìn)入圓形區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛離磁場(chǎng),故C錯(cuò)誤,D正確.故選ABD.
【點(diǎn)睛】
本題考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,解題的難點(diǎn)在于能否想到在同一個(gè)圖象中做出多個(gè)軌跡進(jìn)行比較哪個(gè)先出磁場(chǎng),找出相同軌跡2是判斷時(shí)間長(zhǎng)度的關(guān)鍵.10、C:D【分析】【詳解】
A.沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)逐漸降低;但是電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,應(yīng)該是電勢(shì)降低最快的方向才為電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,故A錯(cuò)誤;
B.導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng);即使是閉合的回路,導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)既可以是沿磁感線運(yùn)動(dòng),也可是切割磁感線,只有切割才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故B錯(cuò)誤;
C.如果線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了感應(yīng)電流;根據(jù)楞次定律的應(yīng)用可知該線圈受到的安培力必定阻礙線圈相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng),故C正確;
D.根據(jù)楞次定律得知;線圈中自感電動(dòng)勢(shì)總阻礙電流的變化,故D正確;
故選CD。11、B:C【分析】【詳解】
A.圖甲中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為
則圖甲中電壓表的示數(shù)為
故A錯(cuò)誤;
B.圖甲從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中通過(guò)R的電荷量為
故B正確;
C.圖甲中圖示位置線圈的磁通量最大;磁通量變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,感應(yīng)電流為零,故C正確;
D.若只有ab邊右側(cè)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),設(shè)電動(dòng)勢(shì)有效值為則有
解得
則電壓表的示數(shù)為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。12、B:D【分析】【詳解】
由圖可知,a的周期為4×10-2s;b的周期為6×10-2s,則由n=1/T可知,轉(zhuǎn)速與周期成反比,故轉(zhuǎn)速之比為:3:2;故A錯(cuò)誤;在t=0時(shí)刻,線圈一定處在中性面上;故B正確;曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3:2,曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是15V,根據(jù)Em=nBSω得曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是10V,則有效值為故C錯(cuò)誤;曲線a的交變電流的頻率f=1/T=25Hz;故D正確;三、填空題(共5題,共10分)13、略
【分析】【詳解】
[1][2]電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器,這種傳感器的作用是控制電路的通斷?!窘馕觥侩p金屬片溫度控制電路的通斷14、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]醉駕時(shí)血液酒精含量達(dá)到80mg/m3,由圖可知,R2的阻值小于等于30Ω;
(2)[2][3]按圖甲所示電路圖把電壓表改裝成酒精濃度表,則酒精氣體濃度為0時(shí),電阻R2阻值最大為60Ω;此時(shí)。
則刻度線應(yīng)刻在電壓刻度線為2.40V處;
剛好醉駕時(shí)R2=30Ω;此時(shí)。
則應(yīng)刻在電壓刻度線為3.20V處?!窘馕觥?02.403.2015、略
【分析】【詳解】
(1)[1]開(kāi)關(guān)閉合前;啟動(dòng)器處于未工作狀態(tài),靜觸片和動(dòng)觸片時(shí)斷開(kāi)的。
(2)[2][3]日光燈管中的氣體一旦擊穿而使燈管發(fā)光后,鎮(zhèn)流器中的自感電動(dòng)勢(shì)很快降低,此時(shí)開(kāi)關(guān)、鎮(zhèn)流器、燈管組成閉合回路,又由于回路中為交流電,鎮(zhèn)流器中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化,從而使燈管兩端的電壓降低,啟動(dòng)器中的氖燈不發(fā)光,所以正常工作時(shí)啟動(dòng)器中的靜觸片與動(dòng)觸片時(shí)斷開(kāi)的,鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用?!窘馕觥繑嚅_(kāi)的斷開(kāi)限流降壓16、略
【分析】【詳解】
[1].由圖,磁場(chǎng)方向向里,電流方向向右,則電子向左移動(dòng),根據(jù)左手定則,電子向上表面偏轉(zhuǎn),則上表面得到電子帶負(fù)電,那么下表面帶上正電,所以電壓表的“+”接線柱接下表面;
[2].根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡,則有:
由I=neSv=nebdv
得導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為:【解析】下17、略
【分析】【詳解】
[1][2]設(shè)單位電阻為R,大正方形的邊長(zhǎng)為l1,小正方向的邊長(zhǎng)為l2,根據(jù)
可得
解得
根據(jù)
可知【解析】8:12:1四、作圖題(共4題,共16分)18、略
【分析】【詳解】
根據(jù)左手定則,畫(huà)出通過(guò)電導(dǎo)線I所受磁場(chǎng)力的方向如圖所示。
【解析】19、略
【分析】【分析】
根據(jù)題中“要在居民樓的樓道安裝一個(gè)插座和一個(gè)電燈”可知;本題考查交流電的常識(shí),根據(jù)開(kāi)關(guān)作用和交流電接線常識(shí),進(jìn)行連接電路圖。
【詳解】
晚上;天黑光控開(kāi)關(guān)閉合,有人走動(dòng)發(fā)出聲音,聲控開(kāi)關(guān)閉合,燈亮,說(shuō)明兩個(gè)開(kāi)關(guān)不能獨(dú)立工作,只有同時(shí)閉合時(shí),燈才亮,即兩個(gè)開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)控制火線,開(kāi)關(guān)一端接火線,一端接燈泡頂端的金屬點(diǎn),零線接燈泡的螺旋套;三孔插座通常的接線方式是面對(duì)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】20、略
【分析】【分析】
【詳解】
由第一個(gè)圖可知:當(dāng)條形磁鐵的N極插入線圈過(guò)程中;電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),則有:線圈中向下的磁場(chǎng)增強(qiáng),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量增加,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,則指針向右偏,記錄完整。
第二個(gè)圖指針向左偏;說(shuō)明感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,與磁鐵在線圈中的磁場(chǎng)方向相反,則線圈中磁場(chǎng)增強(qiáng),故磁鐵向下運(yùn)動(dòng),如圖。
第三個(gè)圖指針向右偏;說(shuō)明感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上,與磁鐵在線圈中的磁場(chǎng)方向相同,則線圈中磁場(chǎng)減弱,故磁鐵向上運(yùn)動(dòng),如圖。
【解析】21、略
【分析】【詳解】
當(dāng)條形磁鐵向右靠近圓環(huán)時(shí);導(dǎo)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(chǎn)生感應(yīng)電流的方向順時(shí)針(從右向左看),如圖所示:
【解析】如圖所示五、實(shí)驗(yàn)題(共3題,共18分)22、A:C:C:D:F【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]A.為確保實(shí)驗(yàn)安全;實(shí)驗(yàn)中要求副線圈匝數(shù)小于原線圈匝數(shù),使得次級(jí)電壓較小,故A錯(cuò)誤;
B.變壓器的原線圈接低壓交流電;測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“交流電壓擋”測(cè)量,故B錯(cuò)誤;
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)可采用控制變量法;先保持原線圈電壓;匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響,故C正確;
D.測(cè)量副線圈電壓時(shí);先用最大量程試測(cè),大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量,防止燒壞電壓表,故D正確;
E.變壓器開(kāi)始正常工作后;通過(guò)電磁感應(yīng),把電能由原線圈輸送到副線圈,故E錯(cuò)誤;
F.變壓器開(kāi)始正常工作后;若不計(jì)各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能,在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場(chǎng)能的作用,故F正確。
故選CDF。
(2)[2]A.變壓器線圈通電壓會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng);而變壓器上端的橫條相當(dāng)于磁鐵,下端對(duì)橫條有吸引力作用,因此與變壓器未通電時(shí)相比較,此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)力,故A正確;
B.僅增加原線圈匝數(shù);次級(jí)電壓將減小,小燈泡亮度將變暗,故B錯(cuò)誤;
C.若僅增加副線圈繞制的圈數(shù);副線圈電壓升,小燈泡消耗的功率變大,學(xué)生電源輸出的功率變大,有可能使學(xué)生電源的過(guò)載指示燈會(huì)亮起,故C正確。
故選AC。23、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]不能用手捏緊磁鐵保持靜止;而應(yīng)該用手提著紙帶的上端,使磁鐵靜止在銅管的正上方;應(yīng)該先接通電源后釋放紙帶。故選AB。
(2)[2]打點(diǎn)4時(shí)的瞬時(shí)速度。
(3)[3][4]由數(shù)據(jù)可知,磁鐵速度逐漸增大到后做勻速直線運(yùn)動(dòng);由運(yùn)動(dòng)情況可知;電磁阻尼逐漸增大到等于重力。
(4)[5]實(shí)驗(yàn)②是為了說(shuō)明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用。對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②可知,磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用?!窘馕觥緼B39.0速度逐漸增大到后做勻速直線運(yùn)動(dòng)逐漸增大到等于重力為了說(shuō)明磁鐵在塑料管中幾乎不受阻尼作用。磁鐵在銅管中受到的阻尼作用主要是電磁阻尼作用。24、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]滑片P向右減速移動(dòng)的過(guò)程中,電阻減小,電路中電流增大,線圈A產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),B中的磁通量增大。
(2)[2]條形磁鐵向下插入線圈;線圈中的磁場(chǎng)方向向上,且磁通量增大,根據(jù)楞次定律的“增減反同”,線圈中的感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向下,根據(jù)安培定則和圖中線圈的繞向可知線圈中感應(yīng)電流從上端流入,下端流出,因此電流從負(fù)接線柱流入電表。
(3)[3]條形磁鐵從圖中位置向右遠(yuǎn)離L時(shí),穿過(guò)L的磁通量向上且減小,由楞次定律可知,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)向上,由安培定則可知,線圈中電流由b流向a,俯視線圈,其繞向?yàn)槟鏁r(shí)針?!窘馕觥吭龃筘?fù)逆時(shí)針六、解答題(共3題,共27分)25、略
【分析】【詳解】
(1)由
C端高.
(2)當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)
得
得
(3)由于在時(shí)間t內(nèi),霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P,則P=mNt
圓盤(pán)轉(zhuǎn)速為
【名師點(diǎn)睛】
所謂霍爾效應(yīng);是指磁場(chǎng)作用于載流金屬導(dǎo)體;半導(dǎo)體中的載流子時(shí),產(chǎn)生橫向電位
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