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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年沪教版选择性必修2物理下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、如图所示,变压器为理想变压器,原线圈一侧接在交流电源上,副线圈中电阻变化时变压器输入电压不会有大的波动。R0为定值电阻,R为滑动变阻器,A1和A2为理想电流表,V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向下移动;则()
A.A1示数不变B.A2示数变大C.V1示数变大D.V2示数变小2、2019年12月18日;我国首艘自主建造的国产航母山东舰入列服役,我国也成了双航母国家。舰载机是航空母舰的主要武装力量,其性能决定航空母舰的战斗力。舰载机在起飞的过程中,光靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板的短距离上达到足够的速度,如果安装辅助起飞的电磁弹射系统(如图甲所示)就能达到要求。电磁弹射系统的一种设计可简化为如图乙所示情境,图中MN;PQ是光滑平行金属直导轨(电阻忽略不计),AB是电磁弹射车。当M、P两端加载恒定电压时,在回路PBAM中就会有电流,电流产生的磁场对弹射车施加磁场力的作用,从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞。关于该系统,下列说法正确的是()
A.MN、PQ间的磁场是匀强磁场B.弹射车做匀加速直线运动C.弹射车的动能与电压的大小成正比D.在M、P两端加载交变电压,电磁弹射系统不能正常工作3、如图所示,在正方形虚线框MNPQ内有一匀强磁场,磁场方向垂直虚线框平面向里。a、b、c是三个质量和电荷量绝对值都相等的带电粒子,它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场,最终a从MQ的中点、b从N点和c从P点离开磁场;粒子间作用力及重力不计。下列说法正确的是()
A.粒子a带负电B.粒子a、b、c在磁场中运动时受到的向心力之比为2∶5∶1C.粒子a、b、c在磁场中运动的时间之比为3∶2∶6D.离开磁场时粒子a、b、c的动能之比为4∶5∶14、如图为远距离输电示意图,发电机的输出电压U1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变,且n1:n2=n4:n3.当用户消耗的功率增大时;下列表述正确的是。
A.用户的电压U4增加B.恒有U1:U2=U4:U3C.输电线上损耗的功率减小D.发电机的输出功率不变5、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动;产生的正弦式交变电压的波形图如图所示,下列说法正确的是()
A.交变电压的最大值是220VB.线圈转动的周期是1sC.第2s末通过线圈的磁通量绝对值最大D.第2s末通过线圈的磁通量变化率绝对值最大6、某科学考察队在地球的两极地区进行科学观测时,发现带电的太空微粒平行于地面进入两极区域上空,受空气和地磁场的影响分别留下的一段弯曲的轨迹,若垂直地面向下看,粒子在地磁场中的轨迹如图甲、乙所示,则()
A.图甲表示在地球的南极处,图乙表示在地球的北极处B.图甲飞入磁场的粒子带正电,图乙飞入磁场的粒子带负电C.甲、乙两图中,带电粒子受到的洛伦兹力都是越来越大D.甲、乙两图中,带电粒子动能都是越来越小,但洛伦兹力做正功7、图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是。
A.该带电粒子带负电B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越大评卷人得分二、多选题(共8题,共16分)8、各地接收卫星电视讯号的抛物面天线如图所示,天线顶点和焦点的连线(OO′)与水平面间的夹角为仰角α,OO′在水平面上的投影与当地正南方的夹角为偏角β,接收定位于东经105.5°的卫星电视讯号(如CCTV-5)时,OO′连线应指向卫星;则我国各地接收天线的取向情况是(我国自西向东的经度约为73°~135°)()
A.有可能β=0,α=90°B.与卫星经度相同的各地,α随纬度增加而减小C.经度大于105°的各地,天线是朝南偏东的D.在几十甚至几百平方千米的范围内,天线取向几乎是相同的9、如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一电阻R,整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,金属棒电阻为r,导轨电阻忽略不计。已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电荷量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是()
A.B.C.D.10、如图所示,半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置,在的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v,粒子重力以及粒子之间的相互作用忽略不计,所有粒子均能穿过磁场到达y轴,其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚时间;则()
A.粒子到达y轴的位置一定各不相同B.磁场区域半径R应满足C.从x轴入射的粒子最先到达y轴D.其中角的弧度值11、如图,水平面上有两条相距为L的足够长光滑平行金属导轨,在导轨上相隔某一距离垂直导轨静置长度均为L的金属棒a和b,垂直导轨的虚线MN右侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场,匀强磁场磁感应强度为B,导轨左端接有电压传感器。现让金属棒a、b分别以速度v0、3v0向右运动,时刻金属棒b经过MN进入磁场区域,当金属棒a刚进入磁场时,电压传感器的示数已知金属棒a、b材质相同,a、b棒的质量分别为2m、m,a棒电阻为R。导轨电阻不计;不考虑电压传感器对电路的影响,磁场区域足够大,下列说法正确的是()
A.从时刻开始,电压传感器的示数逐渐减小B.改变a、b两棒间初始距离,不会改变两棒的最终速度C.当金属棒a刚进入磁场时,a、b两棒间的距离为D.整个过程中金属棒a上产生的焦耳热为12、如图所示,两根不计电阻的光滑金属导轨MN、PQ并排固定在同一绝缘水平面上,将两根完全相同的导体棒a、b静止置于导轨上,两棒与导轨接触良好且与导轨垂直,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.已知两导轨间的距离为L,导体棒的质量均为m,现突然给导体棒b一水平瞬间冲量使之产生一向右的初速度v0;下列说法正确的是()
A.据上述已知量可求出棒a的最终速度B.据上述已知量可求出通过棒a的最大电荷量C.据上述已知量可求出棒a上产生的总焦耳热D.据上述已知量可求出棒a、b间的最大间距13、如图;平行光滑金属导轨M;N固定在水平面上,处于竖直向下的匀强磁场中。完全相同的两金属棒P、Q搭放在导轨上,开始均处于静止状态。给P施加一与导轨平行的恒定拉力作用,运动中两金属棒始终与导轨垂直并与导轨接触良好。设导轨足够长,除两棒的电阻外其余电阻均不计。则两棒的速度及棒中的感应电流随时间变化的图象正确的是。
A.B.C.D.14、电流互感器和电压互感器如图所示。其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数,a、b为两只交流电表;则()
A.A为电流互感器,且n1<n2,a是电流表B.A为电压互感器,且n1>n2,a是电压表C.B为电流互感器,且n3<n4,b是电流表D.B为电压互感器,且n3>n4,b是电压表15、关于光的传播现象及应用,下列说法正确的是()A.“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉B.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故C.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)16、如图所示,已知水平放置的光滑金属导轨宽度为l,处在与导轨平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导轨两端各接有一电阻R,其余电阻不计,导体棒在导轨上以速度υ匀速向右运动,则棒中感应电流方向为______,维持棒做匀速运动的外力的大小为___________.
17、从发电厂输出的电功率为220kW,输电线的总电阻为0.25Ω。若输送电压为1.1kV,输电线上损失的电功率为_______kW;保持输送功率不变,要使要输电线上损失的电功率不超过100W,输送电压至少为___________kV。18、如图所示,图甲为热敏电阻的Rt图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V;内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(选填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R′的值应调节为________Ω。
(3)为使恒温箱内的温度保持在更高的数值,可变电阻R′的值应________(选填“增大”或“减小”)。19、按照波长从长到短依次排列为无线电波、_____、可见光、_____、X射线、γ射线,不同的电磁波由于具有不同的_____具有不同的特性。20、如图甲所示,一个固定的矩形线圈abcd的匝数n=500,线圈面积S=100cm2,线圈的总电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。则线圈中的感应电流为___________A,流过R的电流方向为___________(选填“向上”或“向下”)
21、泉州是雷电多发地区,安装避雷针可以保护建筑物免遭雷击。某次雷电过程中,有大小为I的电流竖直向下通过一长度为L的避雷针。已知泉州地区地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平向北方向的夹角为则此时该避雷针受到地磁场的作用力大小为_____________,方向水平向___________(选填“东”或“西”)。22、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段弯成直角的金属导线abc,且ab=bc=L0,通有电流I,磁场的磁感应强度为B,若要使该导线静止不动,在b点应该施加一个力F0,则F0的方向为______;B的大小为________.23、在水平放置的光滑导轨上,沿着导轨方向固定一条形磁铁(如图所示)。现有四个滑块,分别由铜、铁、铝和有机玻璃制成,使它们从导轨上A点以一定的初速度向磁铁滑去,则作加速运动的是__________;作匀速运动的是____________;作减速运动的是________。
评卷人得分四、作图题(共4题,共20分)24、在图中画出或说明图中所示情形下通电导线I所受磁场力的方向。
25、要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯;电灯由光敏开关和声敏开关控制,光敏开关在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;声敏开关在有声音时自动闭合,无声音时自动断开。在下图中连线,要求夜间且有声音时电灯自动亮,插座随时可用。
26、在“探究楞次定律”的实验中;某同学记录了实验过程的三个情境图,其中有两个记录不全,请将其补充完整。
27、如图所示:当条形磁铁向右靠近通电圆环时,圆环向右偏离,试在图中标出圆环中的电流方向___________.评卷人得分五、实验题(共4题,共24分)28、如图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤;其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是:挂钩上挂上重物,传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变,其长度和横截面积都发生变化,拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。
(1)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL,其阻值随拉力变化的图像如图乙所示,再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”,电路中电源电动势E约15V,内阻约2Ω;灵敏毫安表量程为10mA,内阻约5Ω;R是电阻箱,最大阻值是9999Ω;RL接在A、B两接线柱之间;通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,接通电路完成下列操作:
a.滑环下不吊重物时,调节电阻箱,当电流表为某一合适示数I时,读出电阻箱的读数R1;
b.滑环下吊上待测重物,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
c.调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出此时电阻箱的读数R2,则拉力敏感电阻丝的电阻增加量为_______;
(2)设R-F图像的斜率为k,则待测重物的重力G的表达式为G=_______(用以上测得的物理量表示),若测得θ=(sin=0.8,cos=0.6),R1、R2分别为1052Ω和1030Ω,则待测重物的重力G=_______N(结果保留三位有效数字)。29、家用电热水壶上端有一双金属片,当热水壶内的水沸腾时,产生的蒸汽进入蒸汽开关。蒸汽开关中的双金属片受到蒸汽作用时温度会发生变化,进而变形,自动切断电源,停止加热。某课外实验小组欲利用如图甲所示的实验电路图,制作一可显示温度的控温器。提供的实验器材有:灵敏电流表(量程为3.0mA,内阻为300Ω),学生电源(输出电压为U=6.0V,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为3000Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω),单刀双掷开关,热敏电阻RT,双金属片(温度为90℃时会使电路断开,复位温度未知),导线若干。若热敏电阻的阻值与摄氏温度t(℃)的关系为R=(5t+50)Ω。请回答下列问题。
(1)实验步骤如下;请补充完整。
a;按照图甲电路连接好实验器材;
b、为了不烧坏灵敏电流表,将滑动变阻器的滑片P调整到a端;然后将单刀双掷开关掷于c,调节滑动变阻器,使灵敏电流表指针指在___________(选填“中央刻线”或“满刻线”)位置,并在以后的操作中使滑片P___________(选填“位置不变”“置于a端”或“置于b端”);
c、把热敏电阻RT和双金属片置于可变的温度环境中,将单刀双掷开关掷于d;随着环境温度的升高,记录若干组灵敏电流表的示数,达到取高温度时,电路断开,断开后,随着环境温度的降低,刚好到达某个温度时,电路闭合,此时灵敏电流表的示数如图乙所示。
d;根据热敏电阻随温度变化的特性;计算出各个电流对应的温度,重新绘制灵敏电流表的刻度盘。
(2)根据实验过程,电路中的滑动变阻器应选___________(选填“R1”或“R2”)。
(3)灵敏电流表的电流I与热敏电阻和双金属片所处环境温度t之间的函数关系式为I=___________A,温度最高时该灵敏电流表的示数为___________A,双金属片的复位温度为___________℃。30、半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器;其阻值会随压力变化而改变。
(1)利用图甲所示的电路测量一传感器在不同压力下的阻值其阻值约几十千欧,现有以下器材:
压力传感器。
电源:电动势
电流表A:量程250μA,内阻约为
电压表V:量程内阻约为
滑动变阻器R:阻值范围
开关S;导线若干。
为了提高测量的准确性,应该选下面哪个电路图进行测量_________;
(2)通过多次实验测得其阻值随压力F变化的关系图像如图乙所示:
由图乙可知,压力越大,阻值_________(选填“越大”或“越小”),且压力小于时的灵敏度比压力大于时的灵敏度(灵敏度指电阻值随压力的变化率)_________(选填“高”或“低”);
(3)利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置,可以将质量不同的物体进行分拣,图中为压力传感器,为滑动变阻器,电源电动势为(内阻不计)。分拣时将质量不同的物体用传送带运送到托盘上,OB为一个可绕O转动的杠杆,下端有弹簧,当控制电路两端电压时,杠杆OB水平,物体水平进入通道1;当控制电路两端电压时,杠杆的B端就会被吸下,物体下滑进入通道2,从而实现分拣功能。重力加速度大小为若要将质量大于的货物实现分拣,至少应该将接入电路的阻值调为_________(结果保留3位有效数字)。31、某学习小组利用NTC热敏电阻制作了一台检测仪,可以快速地检测是否发烧(额头温度视为发烧);实验器材如下:
NTC热敏电阻(到范围内阻值约为几千欧姆);
毫安表A(量程为内阻约为);
滑动变阻器(最大阻值为);
滑动变阻器(最大阻值为);
电阻箱(阻值范围);
电源(电动势内阻不计);
单刀双掷开关;
导线若干。
实验电路如图所示。
(1)该学习小组先测量恒定温度下NTC热敏电阻的阻值。先将单刀双掷开关S掷于1处,调节滑动变阻器,使毫安表的示数为再将单刀双掷开关S掷于2处,调节电阻箱,当毫安表A的示数为______时;电阻箱的读数等于NTC热敏电阻的阻值。
(2)改变温度,多次测量得到不同温度下NTC热敏电阻的阻值,实验数据如表格所示。温度35363737.3383940阻值3.983.393.002.902.742.552.44
(3)该实验中滑动变阻器应选用______(填“”或“”)。
(4)调节电阻箱的阻值为将单刀双掷开关S掷于2处,调节滑动变阻器,使毫安表A的读数为将单刀双掷开关S掷于1处,对应毫安表A的刻度为______当毫安表示数小于此刻度时说明______(填“发烧”或“没有发烧”)。评卷人得分六、解答题(共2题,共8分)32、如图所示,线圈的面积是共有100匝;线圈电阻为1Ω,外接电阻匀强磁场的磁感应强度为T,当线圈以50r/s的转速匀速旋转时;求。
(1)若从线圈处于中性面开始计时;写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈转过感应电动势的瞬时值是多少?
(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少?
(4)线圈每转过一周;外力所做的功.
(5)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻的电量为多少?33、示波器中的示波管对电子的偏转是电偏转,电视机中的显像管对电子的偏转是磁偏转。小明同学对这两种偏转进行了定量的研究并做了对比,已知电子的质量为m、电荷量为e;在研究的过程中空气阻力和电子所受重力均可忽略不计。
(1)如图甲所示,水平放置的偏转极板的长度为l,板间距为d,极板间的偏转电压为U,在两极板间形成匀强电场。极板右端到竖直荧光屏MN的距离为b,荧光屏MN与两极板间的中心线O1O1′垂直。电子以水平初速度v0从两极板左端沿两极板间的中心线射入;忽略极板间匀强电场的边缘效应,求电子打到荧光屏上时沿垂直于极板板面方向偏移的距离;
(2)如图乙所示,圆心为O2、半径为r的水平圆形区域中有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,与磁场区域右侧边缘的最短距离为L的O2'处有一竖直放置的荧光屏PQ,荧光屏PQ与O2O2'连线垂直。今有一电子以水平初速度v0从左侧沿O2O2'方向射入磁场,飞出磁场区域时其运动方向的偏转角度为α(未知)。请求出的表达式;
(3)对比第(1);(2)问中这两种偏转;请从运动情况、受力情况、能量变化情况等角度简要说明这两种偏转的不同点是什么。(至少说出两点)
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【详解】
CD.V1示数等于变压器输入电压,不变;V2示数等于变压器次级电压,由初级电压和匝数比决定,则V2示数也不变;选项CD错误;
AB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,接入电阻减小,则次级电流增大,A2示数变大,根据可知,输入端电流变大,即A1示数变大;故B正确;ACD错误。
故选B。2、B【分析】【详解】
AB.根据左手定则可知两根相互平行的水平导轨内存在竖直向上的磁场;在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块,当弹射车接触小矩形磁场模块时,通过M;P两端加载恒定电压为弹射车提供瞬间能量,离开后断电,不计模块与模块间切换时间,通过小矩形磁场模块能保证弹射车全过程做匀加速运动,所以MN、PQ间的磁场不是匀强磁场,故A错误,B正确;
C.设当M、P两端加载恒定电压时,电磁弹射车的电阻为平行的水平导轨的宽度为电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移为则有弹射车受到的安培力为
根据动能定理则有
由于M;P两端加载恒定电压;由此可知当电磁弹射车的电阻、水平导轨的宽度和磁场大小一定时,弹射车的动能随电磁弹射车沿水平导轨的运动的位移大小增大而增大,故C错误;
D.在M;P两端加载交变电压时;在平行的水平导轨内排列许多个小矩形磁场模块,小矩形磁场模块中的磁场方向周期性改变,且交变电压的周期等于小矩形磁场模块中的磁场方向周期,可以使电磁弹射系统能正常工作,故D错误;
故选B。3、B【分析】【详解】
A.根据左手定则知粒子a带正电,粒子b、c带负电;故A错误;
BD.粒子在磁场中做匀速圆周运动时,由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得
粒子的动能
由几何关系可得a、b、c粒子的轨道半径之比为2∶5∶1;因此粒子离开磁场时的动能之比为4∶25∶1,因三个粒子的速度之比为2∶5∶1,故向心力之比为2∶5∶1,故B正确,D错误;
C.粒子在磁场中做圆周运动的周期
相同,则粒子在磁场中的运动时间
由于m、q、B都相同,粒子在磁场中运动的时间之比等于粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角之比,因粒子a转过的圆心角为粒子b转过的圆心角小于所以比值不满足3∶2,故C错误。
故选B。4、B【分析】【详解】
A.当用户的功率增大时;并联的用电器增多,出现用电高峰,导线上的电压损失变大,则各用电器电压下降,选项A错误;
B.因为原副线圈的电压比等于匝数之比,则
因为n1:n2=n4:n3
所以U1:U2=U4:U3
选项B正确;
C.当用电器增多时,功率增大
降压变压器的输出电流增大,则输电线上的电流增大,由
可知输电线上的损耗功率增大;选项C错误;
D.发电机的输出功率等于用户消耗的功率与输电线上损失的功率的和;发电机的输出功率变大,选项D错误。
故选B。5、D【分析】【详解】
A.由题图可知;交变电压的最大值为311V,故A错误;
B.由题图可知;线圈转动的周期为2s,故B错误;
CD.第2s末瞬时电压值为最大值;根据交变电流的特点可知,此时线圈平面与中性面垂直,即线圈平面与磁场平行,所以此时通过线圈的磁通量为0,通过线圈的磁通量变化率绝对值最大,故C错误,D正确。
故选D。6、A【分析】【分析】
考查左手定则的应用。
【详解】
A.垂直地面向下看由于地球的南极处的磁场向上;地球北极处的磁场方向向下,故A正确;
B.由左手定则可得;甲图中的磁场的方向向上,偏转的方向向右,所以飞入磁场的粒子带正电;同理由左手定则可得乙图中飞入磁场的粒子也带正电,故B错误;
C.从图中可知,粒子在运动过程中,可能受到空气的阻力对粒子做负功,所以其动能减小,运动的半径减小,根据公式
带电粒子受到的洛伦兹力都是越来越小;故C错误;
D.由于粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直;所以洛伦兹力不做功,故D错误。
【点睛】
掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向,同时利用洛伦兹力提供向心力,推导出运动轨迹的半径公式来定性分析。7、D【分析】【详解】
A.粒子垂直磁场向下进入磁场;根据左手定则可以知道粒子带正电,所以A错误.
B.粒子带正电;则受电场力向右,由左手定则可判断磁场方向垂直直面向外,故B错误.
C.由:
得:
此时离子受力平衡;可沿直线穿过选择器,所以C错误.
D.由:
知R越小比荷越大,故D正确.二、多选题(共8题,共16分)8、B:D【分析】【详解】
如图所示;α随纬度的增大而减小,我国不在赤道上,α不可能为零,经度大于105°的各地,天线应该朝南偏西,由于地球很大,卫星距地面很高,几十甚至几百平方千米的范围内天线取向几乎是相同的。
故选BD。
9、A:B【分析】【详解】
A.根据如图乙所示的I-t图象可知I=kt,其中k为比例系数,由闭合电路欧姆定律可得
又E=Blv
联立解得
故v-t图象是一条过原点且斜率大于零的直线,说明导体棒做的是初速度为零的匀加速直线运动,即v=at;A正确;
B.由法拉第电磁感应定律可得
所以有
故图象是一条过原点且斜率大于零的直线;B正确;
C.对导体棒由牛顿第二定律可得F-BIl-mgsinθ=ma
而v=at
联立解得
可见F-t图象是一条斜率大于零且与速度轴正半轴有交点的直线;C错误;
D.流过R的电荷量q为
故q-t图象是一条开口向上的抛物线;D错误。
故选AB。10、B:D【分析】【详解】
粒子射入磁场后做匀速圆周运动;其运动轨迹如图所示。
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴;其它粒子在磁场中发生偏转。
A.由图可知,发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上,所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的;故A错误;
B.以沿x轴射入的粒子为例
则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域,所以要求
所有粒子才能穿过磁场到达y轴;故B正确;
C.从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长,所以该粒子最后到达y轴,而y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴;时间最短,故C错误;
D.从x轴入射的粒子运动时间为
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴,时间最短
所以
其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角,根据几何关系有
则有
故D正确。
故选BD。11、C:D【分析】【详解】
A.从时刻开始,在a棒进入磁场之前,b棒做减速运动,则电压传感器的示数逐渐减小;当a棒进入磁场之后;稳定时,电压传感器的示数不变,选项A错误;
B.因b进入磁场后做减速运动,因ab棒均进入磁场后动量守恒,根据动量守恒定律
a、b两棒间初始距离较大,则当a进入磁场时b减速时间较长,则速度vb较小,则最终两棒的最终速度较小,则改变a、b两棒间初始距离;会改变两棒的最终速度,选项B错误;
C.a、b棒的质量分别为2m、m,根据
可知横截面积之比2:1,根据
可知电阻之比为1:2可知b棒电阻为2R;
当金属棒a刚进入磁场时,电压传感器的示数
此时
解得
对b棒由动能定理
其中
解得
选项C正确;
D.b棒进入磁场过程,a棒进入磁场之前,在a棒中产生的焦耳热
a棒进入磁场之后,到最终达到共同速度时
解得
在a棒中产生的焦耳热
整个过程中金属棒a上产生的焦耳热为
选项D正确。
故选CD。12、A:C【分析】【详解】
A.突然给导体棒b一水平瞬间的冲量使之产生向右的初速度vo后,b向右做加速度减小的变减速运动,而a向右做加速减小的变加速运动,当两者速度相等时,一起做匀速运动,由于两棒组成的系统,外力的矢量和为零,由动量守恒得:mv0=2mv
解得棒a的最终速度为:v=v0
故A正确.
B.根据动量定理得:对a有:
电荷量为:
通过棒a的最大电量为:
由于B未知,则电量q无法求出;故B错误.
C.根据能量守恒定律得:棒a上产生的总焦耳热为:
即可求出棒a上产生的总焦耳热;故C正确.
D.设在a、b速度达到相同前某一时刻速度大小分别为v1和v2,则回路中总感应电动势为:E=BL(v1-v2)
对a:在一段极短的时间△t内,速度的变化量为:△v=a△t=△t
安培力:
速度的变化量为:
解得:
棒a、b间的最大间距为S=S0+(x1-x2)=S0+
S0是两棒原来的间距,由于S0、B、R均未知,故棒a、b间的最大间距无法求出;故D错误.故选AC.
【点睛】
本题是双棒类型,运用力学的三大规律研究:动量守恒、动量定理、能量守恒,难点是研究两棒的最大间距,采用积分的方法,要尝试运用,以期熟练掌握.13、A:D【分析】P向右做切割磁感线运动;由右手定则判断知,回路中产生逆时针的感应电流,由左手定则判断可知,Q棒所受的安培力方向向右,故Q向右做加速运动;Q向右运动后,开始阶段,两杆的速度差增大,产生回路中产生的感应电动势增大,感应电流增大,两杆所受的安培力都增大,则P的加速度减小,Q的加速度增大,当两者的加速度相等时,速度之差不变,感应电流不变,安培力不变,两杆均做加速度相同的匀加速运动。AB;开始运动时,P棒做加速度减小的加速度运动,Q棒做加速度增大的加速运动,最终做加速度相同的加速度运动,故A正确,B错误;CD、开始运动时,两棒的速度差增大,感应电动势增大,通过电流增大,最终两棒都做匀加速运动,速度差保持不变,故回路中感应电动势不变,电流恒定,故C错误,D正确。故选:AD。
【点睛】P向右做切割磁感线运动,产生感应电流,此感应电流流过Q,Q受到安培力而运动起来,先根据右手定则判断回路中感应电流的方向,再由左手定则判断Q所受的安培力方向,即可判断其运动方向.通过分析安培力的变化,来分析两棒的运动情况和电流变化情况.14、A:D【分析】【分析】
【详解】
AB.由图可知,A串联在电路中是电流互感器,电路中是强电流,通过变压器变成弱电流,用电流表测量,因为电流之比等于线圈匝数的倒数比,所以n1<n2,a是电流表;故A正确,B错误;
CD.B并联在电路中是电压互感器,电路中是强电压,通过变压器变成弱电压,用电压表测量,因为电压之比等于线圈匝数比,所以n3>n4,b是电压表;故C错误,D正确。
故选AD。15、B:D【分析】【详解】
A.“3D电影”的播放和观看利用了光的偏振;故A错误;
B.水中的气泡看起来特别明亮;是因为光从水射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射的缘故,故B正确;
C.光是一种电磁波;光可在光导纤维中传播,故C错误;
D.红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的;且人体温度越高,辐射的红外线强度越大,故D正确。
故选BD。三、填空题(共8题,共16分)16、略
【分析】【详解】
[1].由右手定则可知,ab中的感应电流从b到a;
[2].感应电动势:E=Blv
电路电阻
维持棒做匀速运动的外力F=F安
联立解得:【解析】从b到a17、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]输送功率为功率损耗为故。
若输送电功率保持220kW不变;在用1.1kV电压输电时,线路上损失功率为。
(2)[2]要使输电线上损失的电功率不超过100W
则有。
那么输送电压至少为。
【解析】101118、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]当温度较低时,热敏电阻的阻值较大,电路中的电流较小,此时继电器的衔铁脱离电磁铁,A、B部分接入电路,此时是需要加热的,恒温箱内的加热器要工作,所以应把恒温箱内的加热器接在A、B端。
(2)[2]当温度达到100℃时,加热电路要断开,此时继电器的衔铁要被吸合,即控制电路的电流要达到I=20mA,设继电器线圈的电阻为R0;根据闭合电路欧姆定律可得;
I=代入数据解得。
R′=100Ω(3)[3]由以上分析可知,若使恒温箱内的温度保持在更高的数值,则I=20mA时R变小,R0不变,故可变电阻R′的值应增大,从而实现目标。【解析】A、B端100增大19、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.红外线②.紫外线③.波长(频率)20、略
【分析】【详解】
[1]根据法拉第电磁感应定律有
再根据闭合电路欧姆定律有
[2]根据楞次定律可判断流过R的电流方向为向上。【解析】向上21、略
【分析】【详解】
[1][2]根据几何关系可知,泉州地区地磁场的在水平向北方向上的分量为
在竖直方向的分量为
由于避雷针中的电流方向为竖直方向,则避雷针在竖直方向上的磁场中不受作用力,避雷针在水平向北的磁场中,根据可知,受到的安培力为
根据左手定则可知,安培力的方向为水平向东。【解析】东22、略
【分析】根据左手定则判得安培力的方向垂直ac的连线斜向下,因为导线受力平衡,故F=F0,方向垂直ac斜向上或方向沿∠abc的平分线方向,导线在磁场内有效长度为该通电导线受到安培力大小为:解得磁感应强度大小为:.【解析】方向沿∠abc的平分线方向23、略
【解析】①.铁②.有机玻璃③.铜和铝四、作图题(共4题,共20分)24、略
【分析】【详解】
根据左手定则,画出通过电导线I所受磁场力的方向如图所示。
【解析】25、略
【分析】【分析】
根据题中“要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯”可知;本题考查交流电的常识,根据开关作用和交流电接线常识,进行连接电路图。
【详解】
晚上;天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,只有同时闭合时,灯才亮,即两个开关和灯泡是三者串联后连入电路;根据安全用电的原则可知,开关控制火线,开关一端接火线,一端接灯泡顶端的金属点,零线接灯泡的螺旋套;三孔插座通常的接线方式是面对插座,上孔接地线,左孔接零线,右孔接火线;电路图如下图所示。
【解析】26、略
【分析】【分析】
【详解】
由第一个图可知:当条形磁铁的N极插入线圈过程中;电流计的指针向右偏转,则有:线圈中向下的磁场增强,感应电流的磁场阻碍磁通量增加,感应电流的磁场方向向上,则指针向右偏,记录完整。
第二个图指针向左偏;说明感应电流的磁场方向向下,与磁铁在线圈中的磁场方向相反,则线圈中磁场增强,故磁铁向下运动,如图。
第三个图指针向右偏;说明感应电流的磁场方向向上,与磁铁在线圈中的磁场方向相同,则线圈中磁场减弱,故磁铁向上运动,如图。
【解析】27、略
【分析】【详解】
当条形磁铁向右靠近圆环时;导线线圈的磁通量向右增大,由楞次定律:增反减同可知,线圈中产生感应电流的方向顺时针(从右向左看),如图所示:
【解析】如图所示五、实验题(共4题,共24分)28、略
【分析】【详解】
(1)[1]根据实验的电路图可知,电路中没有电压表,不能使用伏安法测量电阻值的变化,但电路中的电阻箱可以控制电流的变化,若电路中的电流值不变,则电路中的总电阻值也不变,所以在步骤(c)中,可以调节电阻箱,使电流表的示数仍为I,读出此时电阻箱的读数R2,则拉力敏感电阻丝的电阻增加量为
(2)[2]开始时滑环下不吊重物,则有
当挂重力为G的重物后,取AB中点处为研究对象,则此处受到三个力的作用,两个斜向上的拉力大小相等,与竖直方向之间的夹角也相等,则在竖直方向上有
在题图乙中,设直线的斜率为k,截距为b,则
联立可得
[3]由题图乙可知
代入数据得G=132N【解析】13229、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1][2]为了不烧坏灵敏电流表,回路总电阻应始终满足不小于因热敏电阻阻值是可以变化的,为了保证回路总电阻始终满足不小于必须在不接入热敏电阻的情况下让滑动变阻器调至满足总电阻为并保持不变,则应将滑动变阻器的滑片P
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