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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2025年中图版选择性必修2物理上册月考试卷18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5题,共10分)1、如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,在O点存在的垂直纸面向里运动的匀速电子束.∠MOP=60°,在M、N处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1.若将M处长直导线移至P处,则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2.那么F2与F1之比为()
A.B.C.1:1D.1:22、小型发电机,输出功率25kW,发电机的输出电压为U=350V,输电线总电阻为r=4Ω.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%,须采用高压输电.设用户所需电压为220V,则下列判断正确的是A.升压变压器原副线圈匝数比约为1:6B.降压变压器原副线圈匝数比约为8:1C.输电导线上的电压损失约为286VD.可供593盏“220V,40W”的白炽灯正常工作3、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4、如图所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平;从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场()
A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流5、在光滑的水平面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示。PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m,电阻为R的金属正方形线框,以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为则下列说法正确的是()
A.此时线框中的电功率为B.此时线框的加速度为C.此过程中回路产生的电能为D.此过程中通过线框截面的电荷量为评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)6、如图所示,平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0沿平行于y轴方向从x轴上不同点分别射入磁场。若该粒子从x轴上a点射入磁场,则恰好垂直于y轴射出磁场,且在磁场中运动的时间为t0。若该粒子先后从x轴上b、c两点射入磁场,则恰好能从y轴上的同一点P射出磁场。O、P两点间的距离为下列说法正确的是()
A.该粒子带正电B.匀强磁场的磁感应强度大小为C.该粒子从c点射入磁场时,在磁场中运动的时间为D.该粒子从b点射入磁场时,在磁场中运动的时间为7、特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为∆P,到达B处时电压下降了∆U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为∆P′,到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响,则()A.∆P′=∆PB.∆P′=∆PC.∆U′=∆UD.∆U′=∆U8、如图所示为一小型交流发电的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为匀强磁场,磁感应强度大小B=T。矩形线框ABCD匝数n=100,面积S=0.02m²,线圈内阻r=5Ω,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'逆时针匀速转动,角速度=100rad/s。矩形线框通过滑环与R=15Ω的电阻相连;电压表为理想电表。则()
A.线圈从图示位置开始计时,产生感应电动势的表达式(V)B.线圈从图示位置开始转过90°时,电压表示数为零C.该交流电可以直接加在击穿电压为200V的电容器上D.在0.5s的时间内电阻R上产生的热量为750J9、如图所示,在边长为L的正方形PQMN区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在MN边界放一刚性挡板,粒子能碰到挡板则能够以原速率弹回。一质量为同m、带电荷量为q的粒子以某一速度从P点射入,恰好从Q点射出;下列说法正确的是()
A.带电粒子一定带负电荷B.带电粒子的速度最小值为C.若带电粒子与挡板碰撞,则受到挡板作用力的冲量为D.带电粒子在磁场中运动时间可能为10、图甲所示,一台线圈内阻为2Ω的小型发电机外接一只电阻为10Ω的灯泡,发电机内匀强磁场的磁感应强度为T,线圈的面积为0.01m2,发电机正常工作时灯泡的电流i随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。下列说法正确的是()
A.t=0.05s时,穿过线圈的磁通量为零B.t=0.05s时,理想交流电压表的示数为30VC.发电机内线圈的匝数为240D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为9J评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)11、如图所示为电容式位移传感器的示意图,物体沿左右方向运动时,电容将发生变化.如果实验测量出电容器的电容变大,那么被测物体向______运动(填写“左”或“右”);如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,传感器的灵敏度___________.(填写“变大”“不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比.)
12、如图甲所示,为热敏电阻的R-t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,继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于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=9.0V;内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。则。
(1)应该把恒温箱内的加热器接在________(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50℃,可变电阻R′的阻值应调节为________Ω。13、如图所示,导轨竖直、光滑且足够长,上端接一电阻磁场方向为垂直纸平面向里,磁感应强度导轨宽度导体棒紧贴导轨下滑,导体棒的电阻已知棒匀速下滑时R中消耗电功率为则棒匀速运动的速度大小为_______
14、如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场;已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.04m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生感应电动势的最大值为_________,小灯泡消耗的电功率为________,在磁感应强度变化的时间内,通过小灯泡的电荷量为________,图中横坐标为时,小灯泡的电压为________。
15、如图所示,自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源,其电压有效值UAB=100V,R0=40当滑动片处于线圈中点位置时,C、D两端电压的有效值UCD为___________V,通过电阻R0的电流有效值为_____________A.
评卷人得分四、作图题(共4题,共16分)16、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。
17、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。
18、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。
19、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2题,共20分)20、如图,左侧为一对平行金属板,平行金属板长度10cm,极板间距也为10cm,两金属板间电压为100V,上极板带正电荷。现有一质量为m=1.6×10-25kg,电荷量为1.6×10-17C的负电荷从左侧中点处,以初速度v0=1.0×105m/s沿平行于极板方向射入,然后进入右侧匀强磁场中。匀强磁场紧邻电场,宽度为10cm,匀强磁场上下足够长,方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.02T。(不计粒子重力;不计电场;磁场的边缘效应)试求:
(1)带电粒子射出金属板时速度的大小;方向;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间以及从匀强磁场射出时的位置。
21、如图甲所示,平行导轨MN、M'N'固定在水平面上,左端M'M'之间接有一个R=2Ω的定值电阻,半径r均为0.5m的绝缘半圆形轨道NP、N'P'与平行导轨分别平滑连接于N、N'点且固定在竖直平面内,导轨间距L=1m。定值电阻R的右边有一个宽度d1=0.5m的磁场区域,磁感应强度B1随t的变化规律如图乙所示,方向竖直向下。在该磁场右边有一根质量m=0.2kg、电阻R'=2长L=1m的导体棒ab置于水平导轨上,导体棒右侧=1m处有一边界AA',AA'右侧有一宽度d=1m的匀强磁场,磁感应强度大小B2=1T,方向竖直向下。导体棒ab在平行于导轨的水平恒力F=2N的作用下,t=0时从静止开始向右运动,运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好,当导体棒运动至AA'时撤去恒力F,然后进入匀强磁场B2。导体棒滑出匀强磁场B2后,与静止在半圆形轨道NP、N'P'最底端质量也为m的绝缘棒cd发生碰撞并粘在一起,之后一起滑上半圆形轨道。已知导体棒ab初始位置到AA'间的轨道粗糙,棒ab和cd与轨道间的动摩擦因数μ均为0.2,其他轨道均光滑。(g取10m/s2)
(1)求导体棒ab进入匀强磁场B2前通过电阻R的电流大小和方向;
(2)试判断导体棒能否到达半圆形轨道的最高点PP'。若能,求出导体棒第一次落地点到NN'的距离;若不能,求出导体棒最终停止的位置到AA"的距离(可用分数表示);
(3)在导体棒运动的整个过程;求电路中产生的焦耳热。(结果保留三位有效数字)
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【详解】
依题意,设每根导线在O点产生的磁感应强度为B1/2,方向竖直向下,则电子在О点受到的洛伦兹力为F1=B1ev;当M处长直导线移至P点时,O点合磁感应强度大小为则电子在O点受到的洛伦兹力为则F2与F1之比为
故选B。2、D【分析】【详解】
A.通过升压变压器原线圈的电流为I1==71.4A
输电电路上损失的功率至多为:P线=P×5%=I22r
得输电线上的电流为:I2≈17.7A
升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为:n1:n2=I1:I2=17.7:71.4=1:4
则A错误;
B.升压变压器的输出电压为U2==1400V
流过降压变压器原线圈的电流为:I3=I2=17.7A
降压变压器原线圈两端的电压为:U3=U2-I2r=1329V
已知降压变压器的输出电压,即用户电压U4=220V,所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比为:n3:n4=U3:U4=1329:220=6:1
则B错误;
C.输电导线上的电压损失约为△U=I2r=70.8V
则C错误;
D.设可安装的白炽灯为n盏,则灯消耗的功率也即降压变压器的输出功率为:P4=nP灯
又对理想变压器有:P4=P出-P线n=593.75
所以取593,则D正确.3、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。4、D【分析】【详解】
由题意可知,线框从两磁极间中心上方某处开始下落,穿过线圈的磁通量始终为零,虽有磁感线穿入,但又从线圈中穿出,相互抵消,导致磁通量为零,故选D。5、A【分析】【详解】
A.回路中产生的感应电动势为
此时线框中的电功率为
故A正确;
B.线框中的感应电流为
左右两边所受安培力大小为
则加速度为
故B错误;
C.根据能量守恒,可得此过程回路中产生的电能为
故C错误;
D.此过程通过线框截面的电荷量为
故D错误。
故选A。二、多选题(共5题,共10分)6、B:C【分析】【详解】
A.由左手定则;该粒子带负电,A错误;
B.由和得,B正确;
CD.由
解得
设粒子从b、c射入磁场的两个轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2
解得
该粒子从b、c两点射入磁场时,在磁场中运动的时间分别为
解得
C正确;D错误。
故选BC。
7、A:D【分析】【详解】
输电线上损失的功率ΔP=()2·r
损失的电压ΔU=·r
当输送电压变为原来的2倍,损失的功率变为原来的即ΔP′=ΔP
损失的电压变为原来的即ΔU′=ΔU
故选AD。8、A:D【分析】【详解】
A.线圈中产生的感应电动势的最大值为
图示位置线圈平面垂直于中性面,从该时刻开始计时,线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为(V)
A正确;
B.电压表示数为交流电压的有效值;所以示数不为零,B错误;
C.该交流电电压最大值为超过电容器的击穿电压200V,C错误;
D.线圈和R组成闭合电路,电路中电流的有效值为
则在0.5s的时间内电阻R上产生的热量为
D正确。
故选AD。9、B:C:D【分析】【详解】
AC.若粒子带正电,与挡板MN碰撞后恰好从Q点射出,设轨迹半径为运动轨迹如下图所示。
由图中几何关系可得
解得
由洛伦兹力充当向心力
解得
由动量定理得
A错误;C正确;
B.若粒子的运动轨迹如下图所示。
由左手定则可知,粒子带负电,粒子运动的轨迹最小,速度最小,由
解得
B正确;
D.若粒子带负电;运动轨迹如下图所示。
当轨迹半径等于L时,此时转过的圆心角为60°,所以在磁场中运动的时间为
D正确。
故选BCD。10、A:B【分析】【分析】
【详解】
A.t=0.05s时;回路的感应电流最大,此时线圈平面与中性面垂直,穿过线圈的磁通量为零,A正确;
B.交流电压表的测量的是电压的有效值,流过灯泡的电流的有效值为
因此加在灯泡两端的电压的有效值
B正确;
C.整个回路电动势的最大值
因此可得线圈匝数匝
C错误;
D.根据焦耳定律,发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热
D错误。
故选AB。三、填空题(共5题,共10分)11、略
【分析】【详解】
[1][2]根据电容的决定式若电容器的电容变大,一定是插入的电介质多了,所以被测物体向左移动.如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,移动相同距离时,电容器的变化量变大,即传感器的灵敏度变大.【解析】左变大12、略
【分析】【详解】
(1)[1]恒温箱内的加热器应接在A、B端。随着恒温箱内温度升高,热敏电阻R的阻值变小,则线圈中的电流变大,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸到下方来,则恒温箱加热器与电源断开,加热器停止工作,恒温箱内温度降低。随着恒温箱内温度降低,热敏电阻R的阻值变大;则线圈中的电流变小,当线圈的电流小于20mA时,继电器的衔铁又被释放到上方,则恒温箱加热器又开始工作,这样就可以使恒温箱内保持在某一温度。
(2)[2]要使恒温箱内的温度保持50℃,即50℃时线圈内的电流为20mA。由闭合电路欧姆定律
r为继电器的电阻,由图甲可知,50℃时热敏电阻的阻值为90Ω,所以R′=-R-r=260Ω【解析】①.A、B端②.26013、略
【分析】【详解】
[1]电阻R的电功率为:
可得:
棒下滑切割磁感线产生动生电动势,闭合电路产生感应电流,由闭合电路的欧姆定律:
联立可得:【解析】614、略
【分析】【详解】
[1]由图像知,线圈中产生的交变电流的周期
所以
[2]电流的最大值
有效值
则小灯泡消耗的电功率
[3]在时间内,根据法拉第电磁感应定律得,电动势的平均值
平均电流
流过灯泡的电荷量
代入解得
[4]因磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,那么线圈中产生感应电动势瞬时表达式e=Emcosωt
当时e=8cos60°(V)=4V
根据闭合电路欧姆定律可以得
则小灯泡两端的电压为U=3.6V【解析】8V2.88W4×10-3C3.6V15、略
【分析】【详解】
因自耦变压器的原副线圈在一起,由题可知,原线圈的匝数为副线圈匝数的一半.理想变压器的变压比为所以V.根据部分电路欧姆定律有A.【解析】200,5四、作图题(共4题,共16分)16、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】17、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】18、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,
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