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…………○…………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2025年鲁教版选择性必修2物理上册月考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总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触,关于流过电阻R的电流;下列说法正确的是()
A.穿过圆盘的磁通量发生了变化,所以产生了感应电流B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b经R到a的方向流动C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率变为原来的4倍2、如图所示;水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环,其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁.当把条形磁铁向右水平平移时,圆环始终保持静止.移动磁铁的过程中,从上方俯视,下列说法正确的是()
A.穿过圆环的磁通量变大B.圆环中产生顺时针的感应电流C.圆环中产生逆时针的感应电流D.圆环中不产生感应电流3、如图1所示,一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中.若磁感应强度B随时间t按如图2所示的规律变化,设图中磁感应强度垂直纸面向里的方向为正方向,环中感应电流沿顺时针方向为正方向,则环中电流随时间变化的图象是()A.B.C.D.4、如图所示,一理想变压器的原副线圈匝数分别为n1和n2,原线圈输入电压保持不变,副线圈输出端通过开关S接电阻R1和滑动变阻器R;电流表为理想电表,下列说法正确的是()
A.若S断开,则副线圈输出端电压为零B.若S闭合,滑动片P向上滑动,则两电流表示数都变小C.若S闭合,滑动片P向上滑动,则电流表A1示数变大,A2示数变小D.若S闭合,滑动片P向上滑动,则电流表A1示数不变,A2示数变小5、在19世纪60年代建立经典电磁理论,并预言了电磁波存在的物理学家是()A.麦克斯韦B.马可尼C.赫兹D.柯林斯6、在一水平通电直导线的正下方,有一半圆形光滑绝缘圆弧轨道。一铜质小球自轨道左侧的A点无初速度释放;则下列说法中正确的是()
A.小球环最终停在轨道的最低点B.小球能滑到轨道右侧与A点等高处C.小球运动过程中机械能守恒D.小球是铜质的,因此小球无涡流产生7、一个边长为10cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为1Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示;则下列说法正确的是()
A.1~3s的感应电动势为3×10-5VB.3~5s的感应电流大小为2×10-5AC.0~5s线框中产生的焦耳热为4.5×10-9JD.0~5s线框中感应电流的有效值为评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)8、如图是质谱仪示意图,离子源S产生的各种不同的正离子束(初速度可看作零),经电场加速后垂直进入有界匀强磁场,最后到达照相底片P上。设离子在P上的位置与入口处S1的距离为x;可以判断()
A.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大B.若离子束是同位素,则x越大,离子质量越小C.只要x相同,则离子质量一定相同D.只要x相同,则离子质量的荷质比一定相同9、回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的正对的D形金属盒Ⅰ和Ⅱ半径均为两盒间狭缝的间距为磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直,被加速粒子的质量为电荷量为加在狭缝间的方波型电压如图乙所示。粒子在时间内,从处均匀地飘入狭缝;视初速度为零。下列说法正确的是()
A.粒子每次在D形金属盒Ⅰ中运动时间不同B.粒子每次在D形金属盒Ⅰ中运动时间相同C.粒子射出时的动能与成正比D.粒子射出时的动能与无关10、水力发电站和火力发电站都采用旋转磁极式发电机,但是发电机的结构一般不同。水力发电站常采用图甲所示原理的发电机,均为线圈;火力发电站常采用图乙所示原理的发电机,均为沿轴方向的导线。当图中固定有磁铁的转子顺时针匀速旋转到图示位置时;某同学在两图中标示了电流方向,下列说法正确的是()
A.图甲中线圈电流标示方向正确B.图甲中线圈电流标示方向正确C.图乙中导线电流标示方向正确D.图乙中导线电流标示方向正确11、一平行板电容器与一电感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中可行的是()A.减小电容器两极板间的距离B.减少线圈的匝数C.增大电容器两极板的正对面积D.减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数12、如图所示的半径为的半圆内部没有磁场,半圆外部部分空间有垂直于半圆平面的匀强磁场(未画出),比荷为的带电粒子(不计重力)从直线上任意一点以同样的速率垂直于射向圆弧边界,带电粒子进入磁场偏转一次后都能经过直径上的点;下列说法正确的是()
A.磁场方向垂直半圆平面向里B.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为C.半圆外部磁场的最小面积为D.若磁场面积足够大,带电粒子从点沿任意方向以同样的速率射入磁场,粒子一定垂直穿过13、如图所示,虚线为静电场中一簇对称分布的等势面,0V等势面在水平方向上。在电场中选取一矩形区域,一电子以速度v沿图示方向经A点进入该区域,随后离开。关于电子在矩形区域中的运动,下列说法正确的是(元电荷为e)()
A.飞出时速度一定增大了B.若电子能经过P点,则电子在P点时的电势能为5eVC.若电子能经过P点,则电子在P点的加速度大于在A点的加速度D.若加一合适的匀强磁场,则电子可能一直沿虚线运动评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)14、如图所示,用两条一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场,棒中通入自左向右的电流.当棒静止时,每个弹簧的拉力大小均为F1,若将棒中电流反向但不改变电流大小,当棒静止时,每个弹簧的拉力大小均为F2,且F2>F1,则磁场的方向为_________,安培力的大小为______________.
15、从发电站输出的功率为某一定值P,输电线的总电阻为R保持不变,分别用110V和11kV两种电压输电。忽略变压器损失的电能,则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为_____。16、线圈中电流减小时,______中的能量释放出来转化为电能.17、一电容为C的电容器两极板间的电压为U,断开电源,让其通过一个自感系数为L的电感线圈放电,在第一次放电完毕的过程中,流过电路的平均电流是____________。18、采用高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的输电电压应变为___________19、一小水电站,输出的电功率为20kW,输电线上总电阻为0.5Ω。如果先用200V电压输送,输电线上损失的电功率为____________。后改用2×103V电压输送,则输送电压提高后,输电线上损失的电功率为____________。20、霍尔元件是一种能将磁感应强度这一磁学量转换成电压这一电学量的传感器,基本结构如图,M为半导体薄片(自由电子导电),B为外加与薄片垂直的磁场,若从左侧面向右侧面通以恒定电流I,会在上侧面和下侧面形成电势差,达到稳定状态时,上侧面的电势___________下侧面的电势。(填“高于”“低于”或“等于”)
21、如图所示,(a)→(b)→(c)→(d)→(e)过程是交流发电机发电的示意图,线圈的ab边连在金属滑环K上,cd边连在金属滑环L上;用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。
(1)图(a)中,线圈平面与磁感线垂直,磁通量___________,磁通量变化率___________(填“最大”或“零”)。
(2)从图(b)开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是___________(填“i=Imsinωt”填“i=Imcosωt”)。
(3)当线圈转到图(c)位置时,感应电流___________(填“最小”或“最大”),且感应电流方向___________(填“改变”或“不改变”)。
(4)当线圈转到图(d)位置时,感应电动势___________(填“最小”或“最大”),ab边感应电流方向为___________(填“a→b”或“b→a”)。评卷人得分四、作图题(共4题,共24分)22、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。
23、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。
24、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。
25、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、解答题(共4题,共28分)26、如图所示,一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从轴上的某点以水平速度v射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好从x轴P点射出,射出方向与x轴成60°。已知OP=a;求:
(1)求粒子电性;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子穿过第一象限所用的时间。
27、如图所示,倾角为的光滑斜面足够长,匀强磁场的方向垂直斜面向上,磁感应强度为B,磁场的下边界平行于斜面的底边。一上端开口的金属框架足够长,其宽为L,封闭端的电阻为R其余不计,一截面为矩形的细金属条垂直置于框架上,其质量为m,框架之间部分的电阻也为R;金属条与框架之间的动摩擦因数与金属条之间的距离为将框架与金属条整体置于磁场中,在与平行且相距为L处静止释放,二者一起沿斜面加速下滑,当刚滑过时,金属条开始做减速运动,框架继续加速运动,金属条到达之前已经开始匀速运动,重力加速度为g。整个过程中金属条始终与框架垂直且接触良好;它们之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。
(1)金属条运动多大位移后;金属条中才出现电流?电流方向如何?
(2)求金属条到达时的速度v的大小;
(3)求金属条在磁场中运动过程中产生的电热Q。
28、如图,足够长的固定粗糙绝缘斜面,倾角为平行于斜面底边的边界下侧有垂直斜面向下的匀强磁场,磁感应强度一质量为的型金属框静置于斜面上,其中边长处在磁场中与斜面底边平行,框架与斜面间的动摩擦因数为框架电阻不计且足够长。质量电阻的金属棒ab横放在U形金属框架上从静止释放,释放位置与边界上方距离为已知金属棒在框架上无摩擦地运动,且始终与框架接触良好,设框架与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取()求:
(1)金属棒ab刚进入磁场时,通过框架边的电流大小和方向;
(2)金属棒ab刚进入磁场时,框架的加速度大小
(3)金属棒ab进入磁场最终达到稳定运动时,金属棒重力的功率
29、如图所示,光滑平行导轨MNPQ固定在水平面上,导轨宽度为d,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长,将质量分别为2m、m,有效电阻均为R的金属棒J和K分别置于轨道上,棒始终与轨道垂直并电接触良好,导轨电阻不计。现使J棒获得水平向右的初速度2v0,K棒获得水向左的初速度v0;求:
(1)全过程中系统产生的焦耳热Q;
(2)从开始运动到稳定状态过程中两棒间距离的改变量∆x。
参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
A.圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线;有效切割长度为铜盘的半径,产生感应电动势,在闭合电路中产生感应电流;穿过圆盘的磁通量并没有发生了变化,穿过闭合电路的磁通量发生了变化,故A错误;
B.由右手定则知圆盘中心为等效电源正极,圆盘边缘为负极,电流经外电路从a经过R流到b;故B错误;
C.圆盘转动方向不变时;等效电源正负极不变,电流方向不变,故C错误;
D.由
可得电流在R上的热功率
因此角速度加倍时功率变成4倍;故D正确。
故选D。2、C【分析】【详解】
由图可知;圆环内磁通量向上,当条形磁铁向右水平平移时,圆环内的磁通量减小,根据楞次定律可知,环中感应磁场向上,根据安培定则知:环中感应电流的方向为逆时针方向,故C正确,ABD错误。
故选C。3、D【分析】【详解】
磁感应强度在0到t0内,由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向,则磁感线是向里,且大小增大.所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针,由于环中感应电流沿顺时针方向为正方向,则感应电流为负的.由法拉第电磁感应定律可得,随着磁场的均匀变大,得出感应电动势不变,形成的感应电流也不变.磁感应强度在t0到2t0内,磁场不变,则没有感应电流,而在磁感应强度在2t0到3t0内;同理可知感应电流方向为正,且大小是之前的两倍.所以只有D选项正确.
点评:感应电流的方向由楞次定律来确定,而其大小是由法拉第电磁感应定律结合闭合电路殴姆定律来算得的.4、B【分析】【详解】
A.理想变压器的变压关系与副线圈是否是通路或断路无关,根据理想变压器的电压规律变形
匝数比恒定;输入电压不变时,输出电压就保持不变,A错误;
BCD.S闭合,滑片P上滑时,电阻值变大,则电流表A2示数变小,又因为流过定值电阻R1的电流不变,所以电流表A1示数也变小;B正确,CD错误。
故选B。5、A【分析】【详解】
建立经典电磁理论;并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦。
故选A。6、A【分析】【详解】
A.由于小球运动的范围内,各处的磁场强度不同,所以小球运动的过程中机械能不断转化为电能,故小球的机械能会越来越小,最终停在最低点B;A正确;
B.因为圆环在运动的过程中,有感应电流,对整个过程由能量守恒定律得,重力势能转化为电能,故不能上升到右侧与A点等高处;B错误;
C.整个过程重力势能转化为电能;机械能不守恒,C错误;
D.小球是铜质的可导电;有涡流产生,D错误;
故选A。7、D【分析】【详解】
A.由法拉第电磁感应定律可知,1~3s的感应电动势为
此过程中的感应电流为
故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可知,3~5s的感应电动势为
3~5s的感应电流大小为
故B错误;
C.0~5s线框中产生的焦耳热为
故C错误;
D.根据电流热效应可得
代入数据解得
故D正确。
故选D。二、多选题(共6题,共12分)8、A:D【分析】【详解】
AB.离子在电场加速过程,根据动能定理得:
解得:
在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有:
可得:
则有:
若离子束是同位素,相同,则越大;对应的离子质量一定越大,故A正确,B错误;
CD.由知,只要相同,对应的离子的比荷一定相等;故C错误,D正确;
故选AD。9、B:D【分析】【分析】
【详解】
AB.粒子每次在金属盒Ⅰ中运动时间均为半个周期;
与速度无关;A错误,B正确;
CD.粒子运动半径为时;有。
且。
解得。
与无关;C错误,D正确。
故选BD。10、A:C【分析】【分析】
【详解】
AB.题图甲中,线圈中磁场均减弱,根据磁场减弱方向,结合楞次定律和安培定则,可知线圈电流标示方向正确,D线圈电流标示方向错误;A正确,B错误;
CD.题图乙中,磁铁运动,导线切割磁感线产生电流,由右手定则可知,导线电流标示方向正确,导线电流标示方向错误;C正确,D错误;
故选AC。11、A:C【分析】【分析】
【详解】
A.由于LC振荡电路的周期所以要想增大周期,可以增大电容和自感系数。减小电容器两极板间的距离会增大电容,周期变大,选项A措施可行;
B.减少线圈的匝数会使线圈的自感系数减小;周期变小,选项B措施不可行;
C.增大电容器两极板的正对面积会增大电容;则周期变大,选项C措施可行;
D.减小电容器两极板间的距离的同时减少线圈的匝数;C增大,L减小,则周期不一定增大,选项D措施不可行。
故选AC。12、B:C【分析】【分析】
【详解】
运动轨迹如图。
A.因为粒子不能确定带何种电荷;所以磁场方向无法确定。A错误;
B.根据几何关系得四边形OACD为菱形,所以带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为B正确;
C.磁场范围如图中蓝色虚线与黑色半圆所围范围。
根据几何关系,图中红色虚线是轨迹圆的圆心轨迹,则磁场面积为以半径为2的半圆面积;即。
C正确;
D.带电粒子从点与左侧边界以任意小于90°方向入射;根据对称性,可知粒子回到边界时与边界不垂直。D错误。
故选BC。13、A:C【分析】【详解】
A.电子运动方向与电场线方向垂直;电子在电场力作用下向高电势运动,电场力做正功,飞出时速度一定增大了,A正确;
B.电子带负电,在P点时的电势能为-5eV;B错误;
C.等差等势面越密集,电场强度越大,电场力越大,则电子在P点的加速度大于在A点的加速度;C正确;
D.电场不是匀强电场;电场力不是恒力,若加一匀强磁场,电场力与洛伦兹力不能保持平衡,无法沿虚线做直线运动,D错误。
故选AC。三、填空题(共8题,共16分)14、略
【分析】【详解】
(1)因为电流反向时,弹簧秤的读数所以可以知道电流自左向右时,导体棒受到的磁场力方向向上,根据左手定则可以确定磁场的方向为垂直纸面向里;
(2)令铜棒的重力为G,安培力的大小为F,则由平衡条件得:①
当电流反向时,磁场力变为竖直向下,此时同样根据导体棒平衡有:②
由①和②可得:
棒的重力
安培力F的大小【解析】垂直纸面向里15、略
【分析】【详解】
[1].输电线路上电流
输电线损失的电压
故采取不同电压损失的电压之比为【解析】100:116、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】磁场17、略
【分析】【分析】
【详解】
从放电开始到第一次放电完毕所用时间为放出的电荷量为
则平均电流为【解析】18、略
【分析】【分析】
【详解】
输电功率
U为输电电压,I为输电线路中的电流,输电线路损失的功率
R为输电线路的电阻,即
当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的则输电电压U变为原来的2倍即【解析】19、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]用200V电压输送,输电线上损失的电功率为
[2]改用2×103V电压输送,则输送电压提高后,输电线上损失的电功率为【解析】①.5000W②.50W20、略
【分析】【详解】
根据左手定则可知,若从左侧面向右侧面通以恒定电流I,则电子受洛伦兹力向上,则电子集聚在上表面,则上侧面的电势低于下侧面的电势。【解析】低于21、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1][2]图(a)中;线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,磁通量变化率为零。
(2)[3]从图(b)开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt。
(3)[4][5]当线圈转到图(c)位置时为中性面;感应电流为零,最小,且感应电流方向发生改变。
(4)[6][7]当线圈转到图(d)位置时,磁通量变化率最大,此时感应电动势最大,由右手定则可知,ab边感应电流方向为b→a。【解析】①.最大②.零③.i=Imcosωt④.最小⑤.改变⑥.最大⑦.b→a四、作图题(共4题,共24分)22、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】23、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】24、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】25、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、解答题(共4题,共28分)26、略
【分析】【详解】
(1)粒子向下偏转;由左手定则可知,该粒子带正电。
(2)粒子射入磁场时速度方向垂直于轴,粒子做匀速圆周运动的圆心一定在轴上,根据粒子运动的速度与半径垂直,可确定圆心如图所示。
由几何关系知粒子运动的半径为①
根据牛顿第二定律有②
联立①②解得③
(3)带电粒子在第一象限中转过的圆心角为④
粒子在磁场中运动的周期为
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