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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年外研版2024選擇性必修2物理下冊月考試卷40考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)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7題,共14分)1、如圖所示,水平面上的U形導(dǎo)軌NMPQ處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向與水平面夾角為θ,垂直于ab且指向右斜上方。導(dǎo)軌寬度為L,垂直于導(dǎo)軌放置一根金屬棒ab,ab棒中電流為I,則ab棒受到的安培力大小為()
A.B.C.D.02、自耦變壓器是初級和次級在同一個繞組上的變壓器,具有結(jié)構(gòu)簡單、用料省和體積小等優(yōu)點。如圖為可調(diào)壓式自耦變壓器,在電壓保持不變的情況下,要使電壓減小到原來的二分之一;可采取的方法是()
A.滑片保持不變,滑片P順時針轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度B.滑片保持不變,滑片P逆時針轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度C.滑片保持不變,滑片向上移動適當(dāng)距離D.滑片保持不變,滑片向下移動適當(dāng)距離3、如圖所示,邊界MN的左側(cè)區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。正三角形銅線框OPQ的頂點O位于MN上,線框繞過O點且垂直于紙面的轉(zhuǎn)軸順時針勻速運動,角速度為已知銅線框粗細均勻,邊長為a,則當(dāng)PQ邊的中點經(jīng)過邊界MN的瞬間,OP兩點的電勢差為()
A.B.C.D.4、如圖所示,在坐標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一α粒子(質(zhì)量為m、電荷量為q)垂直于x軸射入第二象限,隨后垂直于y軸進入第一象限,最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為()
A.B.C.D.5、2019年我國研制出了世界上最大的緊湊型強流質(zhì)子回旋加速器;該回旋加速器是我國目前自主研制的能量最高的質(zhì)子回旋加速器。圖示為回旋加速器原理示意圖,現(xiàn)將兩個相同的回旋加速器置于相同的勻強磁場中,接入高頻電源。分別加速氘核和氦核,下列說法正確的是()
A.它們在磁場中運動的周期不同B.它們的最大速度相等C.兩次所接高頻電源的頻率不相同D.僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能6、圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈,二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直,兩線圈到其軸線交點O的距離相等,且均連接阻值為R的電阻,轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵,繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時;兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻;自感及兩線圈間的相互影響,下列說法正確的是()
A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達到最大值D.兩電阻消耗的電功率相等7、如圖所示,一矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為N,電阻為r,處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中,繞垂直磁場的水平軸OO′以角速度ω勻速運動。線圈通過滑環(huán)與定值電阻R及理想電流表組成閉合回路。已知理想電壓表的示數(shù)為U;從線圈平面與磁感線平行的位置開始計時,則()
A.R兩端電壓瞬時值的表達式為B.理想電流表的示數(shù)為C.從到的時間內(nèi),穿過線圈平面磁通量的變化量為零D.若ω=100πrad/s,通過R的電流每秒鐘方向改變50次評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)8、如圖兩固定的絕緣斜面傾角均為上沿相連。兩細金屬棒(僅標(biāo)出a端)和僅標(biāo)出c端)長度均為L,質(zhì)量分別為和m;用兩根不可伸長的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路并通過固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上,使兩金屬棒水平。右斜面上存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于斜面向上。已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場中,回路電阻為R,兩金屬棒與斜面間的動摩擦因數(shù)均為重力加速度大小為g。已知金屬棒勻速下滑。下列說法中正確的是()
A.作用在金屬棒上的安培力的大小為B.作用在金屬棒上的安培力的大小為C.金屬棒運動速度的大小D.金屬棒運動速度的大小9、如圖甲所示的電路中,L是電阻不計的電感線圈,C是電容器(原來不帶電),閉合開關(guān)S,待電路達到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開開關(guān)S,LC回路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感線圈中的電流方向從a到b為正,斷開開關(guān)的時刻為那么斷開開關(guān)后()
A.圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律B.圖丙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律C.圖乙可以表示電容器左極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律D.圖丙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律10、下列說法錯誤的是()A.做曲線運動的物體,受到的合外力一定是變力B.做勻速圓周運動的物體,受到的合外力可能是恒力C.忽略重力的帶電粒子,在磁場中一定做曲線運動D.忽略重力的帶電粒子,在電場中可能做直線運動11、如圖甲所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成角,M、P兩端間接有阻值為R的定值電阻。阻值為r的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置,其他部分電阻不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上.從時刻開始,棒受到一個平行于導(dǎo)軌向上的外力F作用,由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動,運動中棒始終與導(dǎo)軌垂直,且接觸良好,通過R的感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖象如圖乙所示,下面分別給出了穿過回路的磁通量磁通量的變化率棒兩端的電勢差和通過棒的電荷量q隨時間t變化的圖象;其中正確的是()
A.B.C.D.12、如圖所示,燈泡1和燈泡2是兩個電阻值均為的完全相同的小燈泡,滑動變阻器接入電路的阻值為R0。L是一個自感很大的線圈,它的電阻值為RL,RL0,RL<R。下列說法正確的是()
A.開關(guān)閉合瞬間,燈泡1比燈泡2亮B.閉合開關(guān)待電路穩(wěn)定后,燈泡1比燈泡2亮C.開關(guān)斷開瞬間,通過燈泡1和燈泡2的電流相等D.開關(guān)斷開瞬間,燈泡2立即熄滅,燈泡1先閃亮一下再熄滅13、如圖所示,在垂直紙面向里的有界勻強磁場區(qū)域的左側(cè),一正方形線框以3.0m/s的初速度沿垂直于磁場邊界由位置I水平向右運動,線框經(jīng)過位置Ⅱ,當(dāng)運動到位置Ⅲ時速度恰為零,此時線框剛好有一半離開磁場區(qū)域.線框的邊長小于磁場區(qū)域的寬度.若線框進、出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量分別為q1、q2,線框經(jīng)過位置Ⅱ的速度為v;則下列說法正確的是()
A.q1=q2B.q1=2q2C.v=l.0m/sD.v=l.5m/s14、我國“洛神”號潛艇研制已經(jīng)取得了重大突破,開始進入試車定型階段,該潛艇應(yīng)用了超導(dǎo)磁流體推進器。如圖是超導(dǎo)磁流體推進器原理圖,推進器浸沒在海水中,海水由推進器前側(cè)進入、后側(cè)流出,左、右兩側(cè)導(dǎo)體板連接電源,與推進器里的海水構(gòu)成回路,由固定在潛艇上的超導(dǎo)線圈(未畫出)產(chǎn)生垂直于海平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。已知左、右兩側(cè)導(dǎo)體板間海水的體積為V,垂直于導(dǎo)體板方向單位面積上的電流為I(導(dǎo)體板外電流不計)。下列說法正確的是()
A.要使?jié)撏斑M,左,右兩側(cè)導(dǎo)體板所接電源的正、負(fù)極應(yīng)與圖示方向相反B.同時改變超導(dǎo)線圈中電流的方向和海水中電流的方向,潛艇受磁場力的方向?qū)⒎聪駽.潛艇所受磁場力的大小為IVBD.若導(dǎo)體板間海水的電阻為R,其兩端的電壓為U,則潛艇在海水中勻速前進時,海水中的電流小于15、如圖所示,磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場垂直于光滑金屬導(dǎo)軌平面向外,導(dǎo)軌左右兩端電路所在區(qū)域均無磁場分布.垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒接入電路的長度為L、電阻為R0,在外力作用下始終以速度v0從左向右做勻速直線運動.小燈泡電阻為2R0,滑動變阻器總阻值為4R0.圖示狀態(tài)滑動觸頭位于a、b的正中間位置,此時位于平行板電容器中的P處的帶電油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).電路中其余部分電阻均不計;各接觸處都接觸良好,且導(dǎo)軌足夠長,下列說法正確的是()
A.若將上極板豎直向上移動稍許,同時將下極板接地,其余條件均不變,則油滴的電勢能將增加,且P點電勢將降低B.油滴帶負(fù)電C.圖示狀態(tài)下,Δt時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量為D.若將滑動變阻器的滑片向b端移動,小燈泡將變暗16、下列說法正確的是_________A.對于受迫振動,驅(qū)動力頻率越大,受迫振動的振幅一定越大B.一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波特有的現(xiàn)象C.波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時,接收到的頻率會發(fā)生變化E.紫外線具有較高的能量,許多物質(zhì)在紫外線的照射下會發(fā)出熒光E.紫外線具有較高的能量,許多物質(zhì)在紫外線的照射下會發(fā)出熒光評卷人得分三、填空題(共6題,共12分)17、如圖所示,ABCD是一個豎直的矩形導(dǎo)線框,全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平方向的勻強磁場中,線框面積為S,線框繞水平固定軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。線圈平面與磁感線夾角為_____時(填“0”或“”),感應(yīng)電動勢最大;從如圖所示位置開始計時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化規(guī)律為e=_____。
18、由r=和T=可得T=帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期與軌道半徑和運動速度______.19、把一個用絲線懸排的鋁球放在電路中的線圈上方;如圖所示,在下列三種情況下,懸掛鋁球的絲線所受的拉力的變化情況:
(1)當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時拉力______;
(2)當(dāng)滑片向左移動時,拉力______;
(3)當(dāng)滑片不動時,拉力______。(均選填“變大”“變小”或“不變”)20、光滑金屬導(dǎo)軌寬L=0.4m,電阻不計,均勻變化的磁場穿過整個軌道平面,如圖甲所示。磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的情況如圖乙所示。金屬棒ab的電阻為1Ω,自t=0時刻起從導(dǎo)軌最左端以v0=1m/s的速度向右勻速運動,則1秒末回路中的電動勢為_______V,此時ab棒所受磁場力為________N。
21、自感系數(shù)為100mH,通入變化規(guī)律如圖所示的電流。從0到2s時間內(nèi)自感電動勢大小是___________V;在4到5s時間內(nèi)自感電動勢大小是___________V。
22、無線電波:波長大于1mm(頻率低于300GHz)的電磁波稱作無線電波,主要用于_____、廣播及其他信號傳輸。評卷人得分四、作圖題(共4題,共36分)23、在圖中畫出或說明圖中所示情形下通電導(dǎo)線I所受磁場力的方向。
24、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(guān)和聲敏開關(guān)控制,光敏開關(guān)在天黑時自動閉合,天亮?xí)r自動斷開;聲敏開關(guān)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。
25、在“探究楞次定律”的實驗中;某同學(xué)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。
26、如圖所示:當(dāng)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(biāo)出圓環(huán)中的電流方向___________.評卷人得分五、實驗題(共4題,共32分)27、現(xiàn)要組裝一個酒精測試儀,它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。此傳感器的電阻Rx隨酒精氣體濃度的變化而變化,規(guī)律如圖甲所示。酒精測試儀的調(diào)試電路如圖乙所示。目前國際公認(rèn)的酒駕標(biāo)準(zhǔn)是“0.2mg/mL≤酒精氣體濃度<0.8mg/mL”;醉駕標(biāo)準(zhǔn)是“酒精氣體濃度≥0.8mg/mL”提供的器材有:
A.二氧化錫半導(dǎo)體型酒精傳感器Rx
B.直流電源(電動勢為4V;內(nèi)阻不計)
C.電壓表(量程為3V;內(nèi)阻非常大)
D.電阻箱(最大阻值為999.9Ω)
E.定值電阻R1(阻值為50Ω)
F.定值電阻R2(阻值為10Ω)
G.單刀雙擲開關(guān)一個;導(dǎo)線若干。
(1)為使電壓表改裝成酒精濃度測試表以判斷是否酒駕,R應(yīng)選用定值電阻_______(填R1或R2);
(2)按照下列步驟調(diào)節(jié)此測試儀:
①電路接通前,先將電阻箱調(diào)為30.0Ω,然后開關(guān)向______(填“a”或“b”)端閉合,將電壓表此時指針對應(yīng)的刻度線標(biāo)記為______mg/mL;(保留兩位有效數(shù)字)
②逐步減小電阻箱的阻值,電壓表的示數(shù)不斷______(填“變大”或“變小”)。按照甲圖數(shù)據(jù)將電壓表上“電壓”刻度線標(biāo)為對應(yīng)的“酒精濃度”;此濃度表刻度線上對應(yīng)的濃度值是______(填“均勻”或“非均勻”)變化的;
③將開關(guān)向另一端閉合;測試儀即可正常使用。
(3)在電壓表刻度線上標(biāo)注一段紅色的長度以提醒酒駕的讀數(shù)范圍,該長度與電壓表總刻度線長度的比例為1:_______。(保留一位有效數(shù)字)
(4)使用一段時間后,由于電源的電動勢略微變小,內(nèi)阻變大,其測量結(jié)果______(填“偏大”“偏小”或“準(zhǔn)確”)。28、某同學(xué)利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性;制作了一個簡易的汽車低油位報警裝置。
(1)該同學(xué)首先利用多用電表歐姆“×100”擋粗測該熱敏電阻在常溫下的阻值,示數(shù)如圖甲所示,則此時熱敏電阻的阻值為______kΩ。
(2)該同學(xué)為了進一步探究該熱敏電阻阻值隨溫度變化的關(guān)系,設(shè)計了如圖乙所示的實驗電路,定值電阻則在閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于最______(選填“左”或“右”)端;在某次測量中,若毫安表的示數(shù)為2.25mA,的示數(shù)為1.50mA,兩電表可視為理想電表,則熱敏電阻的阻值為______kΩ。
(3)經(jīng)過多次測量,該同學(xué)得到熱敏電阻阻值隨溫度的變化關(guān)系圖像如圖丙所示,可知該熱敏電阻的阻值隨溫度升高變化得越來越______(選填“快”或“慢”)。
(4)該同學(xué)利用此熱敏電阻設(shè)計的汽車低油位報警裝置如圖丁所示,其中電源電動勢E=6.0V,定值電阻R=1.8kΩ,長為l=50cm的熱敏電阻下端緊靠在油箱底部,不計報警器和電源的內(nèi)阻。已知流過報警器的電流時報警器開始報警,若測得報警器報警時油液(熱敏電阻)的溫度為30℃,油液外熱敏電阻的溫度為70℃,由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距離約為______cm。29、某同學(xué)在“探究變壓器原;副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中;
(1)以下哪些實驗器材是其所必須的__________(選填字母代號)
A.學(xué)生電源。
B.多用電表。
C.干電池組。
D.直流電壓表。
E.條形磁鐵。
F.滑動電阻器。
G.可拆變壓器(鐵芯;兩個已知匝數(shù)的線圈)
(2)在實驗過程中,下列操作正確的是__________(選填字母代號)
A.為保證實驗順利進行;電源應(yīng)選用低壓直流電源。
B.為保證多用電表的安全;應(yīng)使用交流電壓檔測電壓,并先用最大量程檔試測,大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量。
C.實驗結(jié)束后應(yīng)先斷開開關(guān);再拆除多用電表,以免燒壞電表。
D.因為使用電壓較低;通電時可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線;接線柱。
(3)變壓器的線圈都繞在鐵芯上,為了保護器件,提高變壓器的效率,途徑之一是__________(選填“增大”或“減小”)鐵芯材料的電阻率;另一途經(jīng)就是用互相絕緣的薄硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯,以頂部可拆鐵芯橫梁為例,每片硅鋼片平面應(yīng)垂直于圖乙中的__________(選填字母代號)
A.平面abcdB.平面aehdC.平面efghD.平面abfe
(4)如圖甲,當(dāng)把12V的交變電壓接在原線圈“0”和“16”兩個接線柱之間,那么接“0”和“4”的副線圈的輸出電壓可能是__________(選填字母代號)
A.3.5VB.3VC.2.7V30、電子體溫計(圖1)正在逐漸替代水銀溫度計。電子體溫計中常用的測溫元器件是熱敏電阻。某物理興趣小組制作一簡易電子體溫計;其原理圖如圖2所示。
(1)興趣小組測出某種熱敏電阻的I-U圖像如圖3所示,那么他們選用的應(yīng)該是圖______電路(填“甲”或“乙”);
(2)現(xiàn)將上述測量的兩個相同的熱敏電阻(伏安特性曲線如圖3所示)和定值電阻、恒壓電源組成如圖4所示的電路,電源電動勢為6V,內(nèi)阻不計,定值電阻熱敏電阻消耗的電功率為______W(結(jié)果保留3位有效數(shù)字);
(3)熱敏電阻的阻值隨溫度的變化如圖5所示,在設(shè)計的電路中(如圖2所示),已知電源電動勢為5.0V(內(nèi)阻不計),電路中二極管為紅色發(fā)光二極管,紅色發(fā)光二極管的啟動(導(dǎo)通)電壓為3.0V,即發(fā)光二極管兩端電壓時點亮,同時電鈴發(fā)聲,紅色發(fā)光二極管啟動后對電路電阻的影響不計。實驗要求當(dāng)熱敏電阻的溫度高于時紅燈亮且鈴響發(fā)出警報,其中電阻______(填“”或“”)為定值電阻,其阻值應(yīng)調(diào)為______Ω(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。評卷人得分六、解答題(共3題,共9分)31、如圖所示,一有界勻強磁場垂直于xOy平面向里,其邊界是以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為R的圓.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從磁場邊界與x軸交點P處以初速度大小v0、沿x軸正方向射入磁場,恰能從M點離開磁場.不計粒子的重力.
(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B;
(2)若帶電粒子從P點以速度大小v0射入磁場,改變初速度的方向,粒子恰能經(jīng)過原點O,求粒子在磁場中運動的時間t及離開磁場時速度的方向;
(3)在勻強磁場外側(cè)加一有界均勻輻向電場,如圖所示,與O點相等距離處的電場強度大小相等,方向指向原點O.帶電粒子從P點沿x軸正方向射入磁場,改變初速度的大小,粒子恰能不離開電場外邊界且能回到P點,求粒子初速度大小v以及電場兩邊界間的電勢差U.
32、如圖甲所示,兩條相距l(xiāng)=1m的水平粗糙導(dǎo)軌左端接一定值電阻。t=0s時,一質(zhì)量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金屬桿,在水平外力的作用下由靜止開始向右運動,5s末到達MN,MN右側(cè)為一勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1T,方向垂直紙面向內(nèi)。當(dāng)金屬桿到達MN后,保持外力的功率不變,金屬桿進入磁場,8s末開始做勻速直線運動。整個過程金屬桿的v-t圖像如圖乙所示。若導(dǎo)軌電阻忽略不計,桿和導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好,兩者之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g=10m/s2;試計算:
(1)進入磁場前,金屬桿所受的外力F的大?。?/p>
(2)定值電阻的阻值R;
(3)若前8s金屬桿克服摩擦力做功127.5J,試求這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量。
33、如圖甲所示,在水平面上固定有長為L=2m、寬為d=1m的金屬“U”型軌導(dǎo),在“U”型導(dǎo)軌右側(cè)l=0.5m范圍內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,且磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.在t=0時刻,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒以v0=1m/s的初速度從導(dǎo)軌的左端開始向右運動,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均為λ=0.1Ω/m,不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的接觸電阻及地球磁場的影響(取g=10m/s2).
(1)通過計算分析4s內(nèi)導(dǎo)體棒的運動情況;
(2)計算4s內(nèi)回路中電流的大小;并判斷電流方向;
(3)計算4s內(nèi)回路產(chǎn)生的焦耳熱.
參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【詳解】
因為金屬棒與磁場垂直,所以ab棒受到的安培力大小為
故選C。2、A【分析】【分析】
【詳解】
AB.滑片順時針轉(zhuǎn)過一定角度時;副線圈的匝數(shù)減少,兩端電壓減小,而逆時針時匝數(shù)增加,兩端電壓增大,故A正確,B錯誤;
CD.副線圈兩端的電壓由原線圈兩端的電壓以及匝數(shù)比決定;而與副線圈回路中的電阻大小無關(guān),故CD錯誤。
故選A。3、C【分析】【詳解】
當(dāng)PQ邊的中點經(jīng)過邊界MN的瞬間,OQ段和PQ段一部分在切割磁感線,切割長度為兩個端點間的距離,即O到PQ中點的距離,即
動生電動勢為
由右手定則可知,Q點電勢比O點電勢高,設(shè)每個邊的電阻為R,OP兩點的電勢差
聯(lián)立可得
故C正確;ABD錯誤。
故選C。4、B【分析】【詳解】
粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示;
則粒子在第二象限的運動時間為
第一象限的磁感應(yīng)強度為B,根據(jù)
可知半徑為原來的2倍,即為R2=2R1;根據(jù)幾何關(guān)系可得:
則θ=60°
粒子在磁場中運動的時間為
故B正確;ACD錯誤。
故選B。5、B【分析】【詳解】
A.粒子在磁場中,洛倫茲力提供向心力,周期氘核和氦核的比荷相等,則兩粒子在磁場中運動的周期相同,根據(jù)回旋加速器的工作原理可知,粒子在磁場中運動的頻率等于高頻電源的頻率,故兩次頻率相同,故AC錯誤;
B.根據(jù)
可得
由于氘核和氦核比荷相同;且加速器的半徑也相同,因此它們的最大速度也相同,故B正確;
D.最大動能
高頻電源的頻率與粒子最大動能無關(guān);故D錯誤。
故選B。6、B【分析】【詳解】
AD.根據(jù)可得兩線圈中磁通量的變化率相等,但是匝數(shù)不等,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值不相等,有效值也不相等;根據(jù)可知;兩電阻的電功率也不相等,選項AD錯誤;
B.因兩線圈放在同一個旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊;則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等,選項B正確;
C.當(dāng)磁鐵的磁極到達一線圈附近時;一個線圈的磁通量最大,感應(yīng)電動勢為0,另一個線圈通過的磁通量最小,感應(yīng)電動勢最大,可知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不可能同時達到最大值,選項C錯誤。
故選B。7、B【分析】【詳解】
A.R兩端電壓的最大值為
t=0時R兩端的電壓為最大值,所以瞬時值的表達式為
故A錯誤;
B.線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為
有效值為
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知理想電流表的示數(shù)為
故B正確;
C.從到的時間內(nèi),線框平面從與磁感線垂直旋轉(zhuǎn)半個周期再次與磁感線垂直,穿過線圈平面磁通量的變化量為2BS;故C錯誤;
D.若ω=100πrad/s,則產(chǎn)生交流電的周期為
通過R的電流每0.02秒方向改變2次;所以每秒鐘方向改變100次,故D錯誤。
故選B。二、多選題(共9題,共18分)8、A:C【分析】【分析】
【詳解】
AB.設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為T,右斜面對ab棒的支持力的大小為N1,作用在金屬棒ab上的安培力大小記為F,左斜面對ab棒的支持力的大小為N2,對ab棒受力分析,由力的平衡條件得
對cd棒,同理有
聯(lián)立解得
A正確;B錯誤;
CD.由安培力公式得
這里的I是abcda中的感應(yīng)電流,ab棒上的感應(yīng)電動勢為
式中,v是ab棒下滑速度的大小,由歐姆定律可得
聯(lián)立可得
C正確;D錯誤。
故選AC。9、A:D【分析】【詳解】
S接通電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時,線圈內(nèi)有電流而電容器兩端沒有電壓,線圈中的電流從a流向b;斷開開關(guān)瞬間,線圈內(nèi)的電流要減小,而線圈的感應(yīng)電動勢阻礙電流減少,則電流方向不變,大小在慢慢減小,同時對電容器充電,電容器的右極板先帶正電;
當(dāng)電容器充電完畢時,電流為零,右極板帶正電荷量達到最大。接著電容器放電,電流方向與之前相反,大小在不斷增大。電容器放電完畢時,電流達到反向最大;之后電容器與線圈組成的LC回路重復(fù)充放電過程,在LC回路中形成電磁振蕩,回路中出現(xiàn)余弦式電流,電容器右極板上的電荷量q隨時間t按正弦規(guī)律變化;故A;D正確,B、C錯誤。
故選AD。10、A:B:C【分析】【分析】
【詳解】
A.做曲線運動的物體;受到的合外力不一定是變力,例如平拋運動,選項A錯誤,符合題意;
B.做勻速圓周運動的物體;受到的合外力充當(dāng)向心力,其方向不斷變化,一定不是恒力,選項B錯誤,符合題意;
C.忽略重力的帶電粒子;在磁場中若粒子的速度方向與磁場方向平行,則粒子做直線運動,選項C錯誤,符合題意;
D.忽略重力的帶電粒子;在電場中可能做直線運動,例如在勻強電場中由靜止釋放的粒子,選項D正確,不符合題意。
故選ABC。11、B:C【分析】【詳解】
A.由圖看出,通過R的感應(yīng)電流隨時間t增大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得知,穿過回路的磁通量是非均勻變化的,Φ-t應(yīng)是曲線;A錯誤;
B.由電流圖象得
k是比例系數(shù)
則
B正確;
C.a(chǎn)、b兩端的電壓
則Uab與t成正比;C正確;
D.根據(jù)
D錯誤。
故選BC。12、A:D【分析】【詳解】
A.開關(guān)閉合的瞬間,通過自感線圈的電流增大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢阻礙電流的增大,由于L是一個自感很大的線圈;故此刻可認(rèn)為該之路無電流通過,所以通過燈泡1的電流大于通過燈泡2的電流,即燈泡1比燈泡2亮,A正確;
B.閉合開關(guān)待電路穩(wěn)定后;根據(jù)閉合電流歐姆定律可知,燈泡1兩端的電壓小于燈泡2兩端的電壓,故燈泡2比燈泡1亮,B錯誤;
CD.開關(guān)斷開瞬間,燈泡2無電流通過,立即熄滅,此時通過線圈中的電流減小,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢阻礙電流的減小,并與燈泡1形成通路,由于RL<R;故通過燈泡1的電流較之前大,故燈泡1先閃亮一下再逐漸熄滅,C錯誤,D正確。
故選AD。13、B:C【分析】【詳解】
AB.根據(jù)
可知,線框進、出磁場的過程中通過線框橫截面的電荷量q1=2q2;選項A錯誤,B正確;
CD.線圈從開始進入到位置Ⅱ,由動量定理
即
同理線圈從位置Ⅱ到位置Ⅲ,由動量定理
即
聯(lián)立解得
選項C正確;D錯誤;
故選BC.
點睛:此題關(guān)鍵要記住求解電量的經(jīng)驗公式其次要解答關(guān)于安培力和速度的問題要首先想到用動量定理,因為在安培力的沖量表達式中有關(guān)于電量q的問題.14、A:C:D【分析】【詳解】
A.根據(jù)左手定則;左;右內(nèi)側(cè)導(dǎo)體板所接電源的正、負(fù)極與圖示方向反時,海水受到安培力向后,根據(jù)牛頓第三定律,海水對磁場(實質(zhì)是海水對超導(dǎo)潛艇)的作用力向前,該力是使?jié)撏斑M的力,故A正確;
B.改變超導(dǎo)線圈中電流的方向;勻強磁場的方向發(fā)生改變,同時改變海水中電流的方向,則潛艇受磁場力的方向不變。故B錯誤;
C.設(shè)推進器內(nèi)側(cè)導(dǎo)體板的面積為S,間距為d,裝滿水時,磁場力為
故C正確;
D.船在海水中勻速前進時,可視為導(dǎo)體在海水中切割磁感線,產(chǎn)生與電流方向相反的感應(yīng)電動勢,所以海水中的電流小于故D正確。
故選ACD。15、C:D【分析】【詳解】
B.由右手定則知;平行板電容器上板為負(fù)極板,板間場強方向豎直向上,油滴靜止時,受到的電場力豎直向上,故油滴帶正電,選項B錯誤;
A.將下極板接地,上極板豎直向上移動,板間場強減小,則下極板與P點的電勢差減小,而U下P=φ下-φP=-φP
故P點電勢φP升高;選項A錯誤;
C.導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv0,回路總電阻R=2R0,回路總電流I=
故Δt時間內(nèi)通過小燈泡的電荷量q=選項C正確;
D.滑動變阻器的滑片向b端移動;回路總電阻減小,總電流增大,電源的路端電壓減小,故小燈泡將變暗,選項D正確;
故選CD。16、B:C:E【分析】【詳解】
A.物體做受迫振動時;當(dāng)物體的固有頻率等于驅(qū)動力頻率時,即發(fā)生共振現(xiàn)象時,振幅最大,故A不符合題意;
B.一切波都能發(fā)生衍射;衍射是波特有的現(xiàn)象,B符合題意;
C.根據(jù)多普勒效應(yīng)可得波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時;單位時間內(nèi)接受到波的個數(shù)發(fā)生變化,所以接收到的頻率會發(fā)生變化,C符合題意;
D.光在真空中傳播的速度為而在空氣中或者其他介質(zhì)中傳播時,速度減小,D不符合題意;
E.紫外線具有較高的能量,許多物質(zhì)在紫外線的照射下會發(fā)出熒光,E符合題意。三、填空題(共6題,共12分)17、略
【分析】【詳解】
[1]當(dāng)線圈平面與磁感線夾角為0時,AB、CD邊垂直切割磁感線;則此時感應(yīng)電動勢最大。
[2]從如圖所示位置開始計時,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化規(guī)律為【解析】018、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】無關(guān)19、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]鉛球相當(dāng)于口朝下的線圈;當(dāng)滑動變阻器的滑動頭向右移動時,電流增大磁場增強,由楞次定律可知線圈與鉛球互相排斥,則拉力變小。
(2)[2]理由類似于上面;當(dāng)滑動變阻器的滑動頭向左移動時,電流減小,由楞次定律可知線圈與鉛球互相吸引,則拉力變大。
(3)[3]滑動變阻器的滑動端不移動時,電流沒有變化,則鉛球沒有感應(yīng)電流出現(xiàn),則拉力不變?!窘馕觥竣?變小②.變大③.不變20、略
【分析】【分析】
考查安培力;導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢。
【詳解】
[1].由圖乙知,1s末磁感應(yīng)強度B=2T,回路中電動勢為:
[2].回路中感應(yīng)電流為:
1s末ab棒所受磁場力為:【解析】1.61.2821、略
【分析】【分析】
【詳解】
[1]根據(jù)自感電動勢的表達式
可知,0到2s時間內(nèi)自感電動勢大小是
[2]在4到5s時間內(nèi)自感電動勢大小是【解析】①.0.20②.0.4022、略
【分析】【分析】
【詳解】
略【解析】通信四、作圖題(共4題,共36分)23、略
【分析】【詳解】
根據(jù)左手定則,畫出通過電導(dǎo)線I所受磁場力的方向如圖所示。
【解析】24、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(guān)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(guān)閉合,有人走動發(fā)出聲音,聲控開關(guān)閉合,燈亮,說明兩個開關(guān)不能獨立工作,只有同時閉合時,燈才亮,即兩個開關(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,開關(guān)控制火線,開關(guān)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】25、略
【分析】【分析】
【詳解】
由第一個圖可知:當(dāng)條形磁鐵的N極插入線圈過程中;電流計的指針向右偏轉(zhuǎn),則有:線圈中向下的磁場增強,感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量增加,感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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】26、略
【分析】【詳解】
當(dāng)條形磁鐵向右靠近圓環(huán)時;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)電流的方向順時針(從右向左看),如圖所示:
【解析】如圖所示五、實驗題(共4題,共32分)27、略
【分析】【詳解】
(1)[1]由于電壓表量程為3V,本實驗電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,由歐姆定律可得,定值電阻兩端的電壓
由圖甲可知電動勢為4V,電壓表量程為3V,得
可得
故選
(2)①[2]本實驗采用替代法,用電阻箱的阻值替代傳感器的電阻故應(yīng)先電阻箱調(diào)到30.0Ω,結(jié)合電路,開關(guān)應(yīng)向b端閉合;
[3]由圖甲可知時;酒精氣體濃度為0.20mg/mL。
②[4]逐步減小電阻箱的阻值;定值電阻上的分壓變大,電壓表的示數(shù)不斷變大。
[5]由甲圖知,傳感器的電阻隨酒精氣體濃度是非均勻變化;故此濃度表刻度線上對應(yīng)的濃度值是非均勻變化的。
(3)[6]根據(jù)電路分壓原理,酒精濃度0.20mg/mL時傳感器電阻為30Ω,此時電壓表示數(shù)為
酒精濃度0.80mg/mL時傳感器電阻為10Ω,此時電壓表示數(shù)為
故電壓表為酒駕范圍,占總量程則該長度與電壓表總刻度線長度的比例為
(4)[7]使用一段時間后,由于電源的電動勢略微變小,內(nèi)阻變大,電路中電流將減小,電壓表示數(shù)將偏小,故其測量結(jié)果將偏小。【解析】b0.20變大非均勻3偏小28、略
【分析】【詳解】
(1)[1]由多用電表歐姆表的讀數(shù)規(guī)則可知,此時熱敏電阻的阻值為
(2)[2][3]滑動變阻器采用分壓接法,為保護電路安全,在開關(guān)閉合前應(yīng)將滑動變阻器的滑片P置于最左端,由于和并聯(lián),故有
代入數(shù)據(jù)解得
(3)[4]由圖丙可知;該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而逐漸減小,從曲線的斜率可以看出,圖線斜率越來越小,故該熱敏電阻的阻值隨溫度升高變化得越來越慢;
(4)[5]設(shè)警戒液面到油箱底部的距離為x,溫度為30℃時熱敏電阻的阻值為則在油液內(nèi)的熱敏電阻的阻值為
同理,可得油液外的熱敏電阻的阻值為
其中由閉合電路歐姆定律有
將E=6V、I=2.4mA、R=1.8kΩ代入可得x=10cm【解析】1.9左3.0##3慢1029、略
【分析】【詳解】
(1)[1]實驗中;必須要有學(xué)生電源提供交流電,A需要,C不需要;學(xué)生電源本身可以調(diào)節(jié)電壓,無需滑動變阻器F;需要用多用電表測量交流電壓,B需要,D不需要;本實驗不需要用條形磁體,需用可拆變壓器來進行實驗,G需要,E不需要。
綜上所述;需要的實驗器材為ABG。
(2)[2]A.為了保證實驗安全;有效地進行;應(yīng)選用低壓(一般低于12V)交流電源,故A錯誤;
B.為了保護電表;測量副線圈電壓時,先用最大量程試測,大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M行測量,故B正確;
C.實驗結(jié)束后應(yīng)先拆除多用電表;再斷開開關(guān),放在斷開開關(guān)時線圈自感產(chǎn)生大的自感電動勢燒壞電表,故C錯誤;
D.通電時不可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線;接線柱;以免造成磁通量損失,故D錯誤。
故選B。
(3)[3]變
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