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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年外研版三年级起点选择性必修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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示,匝数为100匝的线圈与电流表串联,在0.3s内把磁铁插入线圈,这段时间穿过线圈的磁通量由0增至1.2×10-3Wb.这个过程中线圈中的感应电动势为()
A.0.4VB.4VC.0.004VD.40V2、单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间的变化关系为Φ=Φmsint,线圈电阻为则下列说法正确的是()A.线圈转动一周,线圈中电流方向改变1次B.时刻线圈处于中性面位置C.时刻线圈中感应电流最大,最大值为D.过程中,通过线圈某一截面的电荷量为3、航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通入直流电流时,靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去,如果在线圈左侧同一位置先后分别放置用铜和铝导线制成的形状完全相同的两个闭合导线环,且电阻率ρ铜<ρ铝,闭合开关S瞬间;下列判断正确的是()
A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.电池正负极调换后,导线环将不能向左弹射D.若将铜环放在线圈右侧,铜环将向左运动4、如图所示,其中图A是作用在物体上的力F随在力的方向上的位移x变化的图像,图B是质点运动的加速度a随时间变化的图像,图C是电容器充电电流i随时间变化的图像,图D是穿过线圈的磁通量????随时间变化的图像,类比通过????−????图像求位移的思想方法;下列关于各图像和坐标抽所围面积的意义的说法中正确的有()
A.图A所围阴影面积大小可以表示力F做功的快慢B.图B所围阴影面积可以表示质点加速度的变化量C.图C所围阴影面积可以表示电容器上已充电的电量D.图D所围阴影面积可以表示穿过线圈的磁通量的变化快慢5、图示为一交变电流的电压随时间变化的图像;此交变电流的电压有效值为()
A.B.C.D.评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)6、理想变压器原、副线圈的匝数比为1:3,线路上分别接有五个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5,如图所示,在A、B间接入正弦式交变电流;则下列说法正确的是()
A.R1、R2、R3两端的电压之比为7:1:2B.R1、R2、R4通过的电流之比为7:1:2C.R1、R2、R3的功率之比为49:1:4D.A、B间输入功率与变压器输入功率之比为28:37、关于洛伦兹力下列说法正确的是()A.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B.运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直C.洛伦兹力公式适用一切方向运动的带电粒子D.洛伦兹力对运动电荷一定不做功8、如图甲所示的交流电路中,变压器为理想变压器,电流表、电压表均为理想电表。已知变压器原、副线圈的匝数比电阻当原线圈输入如图乙所示的交流电压,开关S断开时,通过的电流为则()
A.通过的电流是B.图乙中x的值为60C.开关S断开时,原线圈输入功率为20WD.开关S闭合时,通过的电流为9、如图所示;回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形盒,两盒间构成一狭缝,两D形盒处于垂直于盒面的匀强磁场中。下列有关回旋加速器的描述正确的是()
A.粒子由加速器的边缘进入加速器B.粒子由加速器的中心附近进入加速器C.粒子在狭缝和D形盒中运动时都能获得加速D.交流电源的周期必须等于粒子在D形盒中做匀速圆周运动的周期10、一款健身车如图甲所示,图乙是其主要结构部件,金属飞轮A和金属前轮C可绕同一转轴转动,飞轮A和前轮C之间有金属辐条,辐条长度等于飞轮A和前轮C的半径之差。脚踏轮B和飞轮A通过链条传动,从而带动前轮C在原位置转动,在室内就可实现健身。已知飞轮A的半径为脚踏轮B的半径为前轮C的半径为整个前轮C都处在方向垂直轮面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中。将阻值为的电阻的端用导线连接在飞轮A上,端用导线连接前轮C边缘。健身者脚蹬脚踏轮B使其以角速度顺时针转动;转动过程不打滑,电路中其他电阻忽略不计,下列说法正确的是()
A.电阻端的电势高于端的电势B.金属前轮边缘组成的圆形闭合回路的磁通量一直不变C.电阻的热功率与成正比D.若保持不变,飞轮A的半径也不变,但金属前轮C的半径变为原来的则两端的电压变为原来的评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)11、判断下列说法的正误.
(1)运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力.(____)
(2)同一电荷,以相同大小的速度进入磁场,速度方向不同时,洛伦兹力的大小也可能相同.(____)
(3)洛伦兹力同电场力一样,可对运动电荷做正功或负功.(____)
(4)用左手定则判断洛伦兹力方向时,“四指的指向”与电荷定向移动方向相同.(____)
(5)显像管内偏转线圈中的电流恒定不变时,电子打在荧光屏上的光点是不动的.(____)12、如图1所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在匀强磁场中,磁场方向垂直于板的两个侧面向里,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差;这种现象称为霍尔效应,这种导体板做成磁敏元件。当前大量使用的磁传感器就是由磁敏元件与集成电路制作的。
(1)若图中的电流I是电子的定向运动产生的,则导体板的上侧面电势比下侧面电势__________(高或低)
(2)设该导体板单位体积中自由电子的个数为n,导体板的宽度为d,通过导体板的电流为I,磁感应强度为B,电子电荷量为e,发生霍尔效应时,导体板上下侧面间的电势差为__________13、如图所示,用长为L的轻绳,悬挂一质量为m的带电小球,放在磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中。现将小球拉到与悬点等高处由静止释放,小球便在垂直于磁场的竖直面内摆动,当小球第一次摆到最低点时,轻绳的拉力恰好为零,重力加速度为g,忽略空气阻力,由此可知小球___________(选填“带正电”“不带电”或“带负电”)当小球第二次经过最低点时轻绳拉力等于___________。
14、如图所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则金属环B的面积有_________的趋势(选填“扩大”或“缩小”),丝线受到的拉力________。(选填“增大”“减小”或“不变”)15、如图所示,光滑的形金属导轨水平放置,不计电阻,宽度左端的间接有定值电阻电阻的金属棒垂直导轨放置在两条导轨上,并用水平绝缘细线通过光滑的定滑轮连接质量的重物,重物静止在地面上,细线拉直,已知间距离某时刻开始,导轨平面内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度从零开始随时间均匀增大,变化率则重物未离开地面前通过的电流为_______当重物对地面的压力为零时,磁场的磁感应强度大小为_______.(取)
16、图甲为交流发电机示意图,磁场可视为水平方向的匀强磁场,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,电阻R=4Ω,线圈电阻r=1Ω。从图示位置开始计时,输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。则电动势瞬时值的表达式为______V;若只将线圈转动的角速度变为原来2倍时,电动势的最大值为______V,有效值为________V。
评卷人得分四、作图题(共4题,共28分)17、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。
18、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。
19、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。
20、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1题,共9分)21、某实验小组用一套器材先后组成甲;乙所示的电路;分别研究通电自感和断电自感,自感线圈的直流电阻不可忽略。
(1)图甲中,闭合开关S后,会看到灯泡___________(填“立即变亮”或“逐渐变亮”);
(2)图乙中,闭合开关S后,会看到灯泡___________(填“逐渐变亮”或“立即变亮后逐渐变暗”);断开开关后,如果看到灯泡先闪一下后逐渐熄灭,原因是___________;
(3)图乙中,若小灯泡的规格为“3V1.5W”,将电感线圈更换为直流电阻为9Ω的电感线圈,开关闭合后调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,小灯泡电阻始终不变。则将开关断开的一瞬间,电感线圈的自感电动势大小为___________V。评卷人得分六、解答题(共2题,共16分)22、如图所示,两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为光滑绝缘斜面上,导轨间距磁感应强度的有界匀强磁场宽度为磁场方向与导轨平面垂直;长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置,其总质量导体棒中通以大小为的恒定电流(由外接恒流源产生,图中未画出)。线框的总电阻为其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界x处由静止释放,线框恰好可匀速穿过磁场区域,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直,重力加速度取求:
(1)装置释放时线框下边与磁场上边界的距离x;
(2)若线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,求装置从释放到开始返回的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(3)在(2)情景中求线框第一次穿越磁场区域所需的时间t。
23、如图所示,轻质定滑轮上绕有细线,线的一端系一质量为2m的重物,另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R的电阻,导轨与金属杆电阻忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直,将重物由静止释放,运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦,重力加速度为g。求:
(1)重物由静止释放的瞬间;金属杆的加速度大小;
(2)重物匀速下降的速度大小v;
(3)重物从释放到下降h的过程中,电阻R中通过的电量。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【详解】
磁铁插入线圈,闭合线圈的磁通量发生变化,从而产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律得:
故选A.2、C【分析】【分析】
【详解】
A.当线圈经过线圈平面与磁场线垂直位置时;线圈中的感应电流方向改变一次,则线圈转动一周,线圈中电流方向改变2次,A错误;
B.根据Φ=Φmsint
可知,时刻线圈磁通量为零;则线圈处于与中性面垂直的位置,B错误;
C.时刻线圈平面与磁感线平行,此时感应电流最大,最大电动势值为
最大电流为
C正确;
D.过程中,磁通量的变化量为
通过线圈某一截面的电荷量为
D错误。
故选C。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.由固定线圈的绕线方向和电流方向可以判断出螺线管的左端是N极,当闭合开关S瞬间;磁场增大,穿过左侧线圈的磁通量在增大,根据楞次定律,线圈中产生与原磁场方向相反的感应磁场,再由右手定则可以判断出左侧线圈中产生从左侧看顺时针方向的感应电流,选项A错误;
B.由于电阻率ρ铜<ρ铝;则铜环的电阻要小一些,在感应电压相同的情况下,产生的感应电流大一些,故安培力也会大一些,选项B正确;
C.当电池正负极调换后;固定线圈在左侧变成了S极,根据楞次定律也可以判断出固定线圈与环间产生的斥力,也可以通过“来拒去留”的方法判断,这闭合开关,磁场增大相当于“来”,所以会产生“拒”,即排斥力,所以也可以向左弹射,选项C错误;
D.若将铜环放在线圈右侧;同理,铜环与线圈间也会产生排斥力,所以铜环将向右运动,选项D错误。
故选B。4、C【分析】【详解】
A.图是作用在物体上的力随在力的方向上的位移变化的图像,根据知,图所围面积等于该力在相应位移内所做的功;A错误;
B.图是质点运动的加速度随时间变化的图像,由得,知,图所围面积等于质点在相应的时间内速度的变化量,B错误;
C.图是电容器充电电流随时间变化的图像,由知,图所围面积等于相应时间内电容器储存的电荷量;C正确;
D.图是穿过线圈的磁通量随时间变化的图像,由可知,穿过线圈的磁通量的变化快慢表示感应电动的大小,那么图所围面积不表示穿过线圈的磁通量变化的快慢;D错误。
故选C。5、C【分析】【分析】
【详解】
根据有效值的概念可知
解得
故选C。二、多选题(共5题,共10分)6、A:C:D【分析】【分析】
【详解】
已知理想变压器。
设流过副线圈的电流为I0,则流过主线圈的电流为3I0,对主线圈电路进行分析,R2的电压与主线圈的相同,R1处于干路,电流为通过主线圈的电流和通过R2的电流之和;对副线圈的电路进行分析,R4与R5并联,可求得并联电路总电阻为所以R3分得的电压占总电压的且通过R4和R5的电流相同,通过R3的电流为干路电流;下面对逐个选项进行分析:
A.设主线圈的电压为U0,通过副线圈的电流为I0,则副线圈的电压为3U0,通过主线圈的电流为3I0,则R3分得的电压为2U0,通过R3的电流为I0;则有。
对R2有。
对R1有。
根据。
可得到。
A正确;
B.通过R4的电流应为通过R3电流的一半,即为再根据对A选项的分析有。
B错误;
C.功率之比为电流之比的平方;即。
C正确;
D.通过R4和R5的电流相同;所以功率相同,根据对C选项的分析,则所有电阻功率之比为。
则输入功率与变压器输入功率之比为。
D正确。
故选ACD。7、B:D【分析】【分析】
【详解】
A.运动电荷在磁场中如果速度方向与磁场方向平行;运动电荷不受洛伦兹力,A错误;
B.运动电荷受到的洛伦兹力方向与所处位置处的磁场方向一定垂直;B正确;
C.洛伦兹力公式只适用于速度方向于磁场方向垂直的带电粒子;C错误;
D.洛伦兹力与速度方向垂直;所以对运动电荷一定不做功,D正确。
故选BD。8、B:C【分析】【详解】
A.电流表、电压表读数皆为交流电的有效值,通过的电流的峰值
由乙图可知原线圈电压呈正弦规律变化,且周期
所以通过的电流瞬时值
A错误;
B.对于理想变压器有
联立解得
B正确;
C.根据理想变压器,输入功率和输出功率相等
C正确;
D.开关S闭合,和并联后总阻值
又开关S断开时
开关S闭合后,通过的电流
D错误。
故选BC。9、B:D【分析】【分析】
【详解】
AB.离子由加速器的中心附近进入电场中加速后;才能进入磁场中偏转,然后可以反复加速,故A错误B正确;
C.粒子从回旋加速器的电场中获得能量加速;洛仑兹力与运动方向垂直不会改变速度大小,故C错误;
D.粒子在一个运动周期内两次经过狭缝;两次经过狭缝时速度方向不同,故要求两次电场方向也要发生变化,故交流电源的周期必须等于粒子在D形盒中做匀速圆周运动的周期,故D正确。
故选BD。10、B:C【分析】【详解】
A.根据题意,由右手定则可知,前轮C顺时针转动过程中,金属辐条切割磁感线,金属辐条中产生由飞轮A指向前轮C的电流,则电阻端的电势低于端的电势;故A错误;
B.根据题意可知;整个前轮C都处在方向垂直轮面向里,则前轮C顺时针转动过程中,金属前轮边缘组成的圆形闭合回路的磁通量一直不变,故B正确;
CD.根据题意可知,脚踏轮B和飞轮A通过链条传动,由公式可知,脚踏轮B以角速度顺时针转动,则飞轮A转动的角速度为
辐条切割磁感线产生的感应电动势为
由于其它电阻不计,则电阻两端电压等于感应电动势,则电阻的热功率为
则电阻的热功率与成正比,若保持不变,飞轮A的半径也不变,但金属前轮C的半径变为原来的则两端的电压变为
故D错误;C正确。
故选BC。三、填空题(共6题,共12分)11、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】错误正确错误错误正确12、略
【分析】【详解】
(1)[1]规定电流方向与负电荷定向移动的方向相反,由于电流的方向向右,则电子移动的方向向左,由左手定则可知电子会向A即上侧面偏转;故上侧面的电势低于下侧面的电势。
(2)[2]发生霍尔效应时,根据受力平衡可知
根据电流的微观表达式有
联立解得【解析】低13、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]当球第一次摆到最低点时;悬线的张力恰好为零,说明小球在最低点受到的洛伦兹力竖直向上,根据左手定则知小球带负电。
[2]若小球第一次到达最低点速度大小为v,则由动能定律可得mgL=mv2
小球摆动过程只有重力做功,机械能守恒,小球第二次到达最低点速度大小仍为v,由圆周运动规律及牛顿第二定律可知第二次经过最低点时F-qvB-mg=m
综上解出F=6mg【解析】带负电6mg14、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,形成环形电流,环形电流会增大,根据右手螺旋定则知,通过B线圈的磁通量向下,且增大,根据楞次定律可知,引起的机械效果阻碍磁通量的增大,可知金属环B的面积有缩小的趋势,且有向上的运动趋势,所以丝线的拉力减小。【解析】缩小减小15、略
【分析】【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律,则有:E=Ld=0.08V
由欧姆定律,得:I=E/(R+r)=0.2A
当重物恰好被提离地面时;导体棒MN受力平衡;
则有:BIL−mg=0;B=20T
点睛:由法拉第电磁感应定律可求感应电动势,由欧姆定律可求感应电流;当重物恰好被提离地面时,安培力等于重力,根据平衡方程可求磁感应强度.【解析】0.22016、略
【分析】【详解】
[1]根据图像可得,输出的交变电压的最大值
线圈转动产生的电动势最大值
周期
则
从图示位置开始计时,则电动势瞬时值的表达式
[2]根据
只将线圈转动的角速度变为原来2倍时,电动势的最大值V
[3]有效值【解析】25四、作图题(共4题,共28分)17、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】18、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】19、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
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