2024年沪教新版选择性必修2物理上册阶段测试试卷含答案

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A.时刻，线圈平面与中性面垂直B.时刻，磁通量的变化率为0C.时刻，感应电动势达到最大D.时刻，电流的方向开始发生改变2、在匀强磁场中一个电子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（）A.粒子的速率加倍，周期减半B.粒子速率不变，轨道半径减半C.粒子速率减半，轨道半径减半D.粒子的速率不变，周期加倍3、如图所示，将一磁铁通过放置在电子秤上的支架悬挂于电子秤上方，磁铁的正下方有两条光滑的固定金属导轨其上有两根可以自由滑动的金属杆磁铁在回路中心的正上方，当剪断细线磁铁下落时，以下说法正确的是（）

A.杆相互远离B.与剪断细线前相比电子秤的示数增加C.导轨对电子秤的压力变大D.磁铁处于完全失重状态4、如图所示，两光滑平行金属导轨水平放置，左端接一定值电阻R，其余电阻不计，整个装置处于垂直于轨道平面的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。质量为m的导体棒在水平拉力F作用下由静止做匀加速直线运动，拉力F与时间t的关系图像如图所示，则（）

A.=0时棒的加速度B.导轨间距C.时棒的速度D.时间内F的冲量5、如图甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，V为交流电压表，电阻线圈绕垂直于磁场的水平轴OO＇沿逆时针方向匀速转动；从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（）

A.电压表的示数为B.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向垂直D.0.02s时电阻R中电流的方向为6、某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为电流的频率为接收线圈的两端电压为充电时效率大约下列说法正确的是（）

A.无线充电工作原理是“电流的磁效应”B.接收线圈中电流的频率为C.无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为D.充电时接收线圈始终有收缩的趋势7、传感器的功能与人的视觉；听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域；在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。关于图中应用传感器的实际情景，下列说法错误的是（）

A.甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器B.乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器C.丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器D.丁图干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的评卷人得分二、多选题(共5题，共10分)8、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示.将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，压敏电阻受力为零时，下列判断正确的是（）

A.从到时间内，小车做匀加速直线运动B.从到时间内，小车做匀加速直线运动C.从到时间内，小车做匀加速直线运动D.从到时间内，小车可能做减速直线运动9、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中bc段是半径为R的四分之一圆弧，ab、cd的延长线通过圆弧的圆心，Ob长为R。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内以不同的速率从O点垂直ab射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中M、N是圆弧边界上的两点；不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中正确的是（）

A.从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率B.从M点射出粒子在磁场中运动时间一定小于从N点射出粒子所用时间C.所有粒子所用最短时间为D.所有粒子所用最短时间为10、如图，一长度为a的竖直薄挡板MN处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。O点有一粒子源在纸面内向各方向均匀发射电荷量为+q、质量为m的带电粒子，所有粒子的初速度v（未知）大小相同。已知初速度与夹角为发射的粒子恰好经过N点（不被挡板吸收），粒子与挡板碰撞则会被吸收，不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用。则（）

A.粒子在磁场中圆周运动的半径为B.挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为aC.粒子能击中挡板右侧的粒子数占粒子总数的D.若调节初速度v大小使挡板的右侧被粒子击中的竖直长度为a，则v的最小值为11、如图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；间电压恒为U的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时，可以通过测量粒子打到M上的位置来推算粒子的比荷，从而分析粒子的种类以及性质。由粒子源N发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔进入静电分析器，其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的和所示。忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度；不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（）

A.粒子a和粒子b经过小孔时速度大小一定相等B.若只减小加速电场的电压U，粒子a可能沿曲线运动C.静电分析器中距离圆心O为R处的电场强度大小为D.粒子b的比荷一定大于粒子a的比荷12、如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd，ab边的边长为l1，bc边的边长为l2，线框的质量为m，电阻为R，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M。斜面上ef线（ef平行底边）的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab边始终平行于底边；则下列说法不正确的是（）

A.线框进入磁场前运动的加速度为B.线框进入磁场时匀速运动的速度为C.线框做匀速运动的总时间为D.该匀速运动过程中产生的焦耳热为（Mg-mgsinθ）l2评卷人得分三、填空题(共9题，共18分)13、如图所示，长度L＝0.4m，电阻Rab＝0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动。运动速度v＝5m/s。线框中接有R＝0.4Ω的电阻。整个空间有磁感应强度B＝0.1T的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面。其余电阻不计。电路abcd中相当于电源的部分是____；_____相当于电源的正极。导线所受安培力大小F＝____，电阻R上消耗的功率P＝____。

14、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，Oa之间连一个电阻R，导体框架与导体电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则导体棒产生的电动势是______，外力做功的功率是______．

15、如图甲所示，在与水平方向成θ角的倾斜光滑导轨上，水平放置一根质量为m的导体棒ab；导轨下端与一电源和定值电阻相连，电源的电动势和内阻；定值电阻的阻值均未知．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B的大小也未知．已知导轨宽度为L，重力加速度为g．

（1）若断开电键k，将导体棒由静止释放，经过时间t，导体棒沿斜面下滑的距离是多少？____

（2）若闭合电键k，导体棒b恰好在导轨上保持静止．由b向a方向看到的平面图如图乙所示；请在此图中画出此时导体棒的受力图；

()

并求出导体棒所受的安培力的大小．____

（3）若闭合电键k，导体棒ab静止在导轨上，对导体棒ab的内部做进一步分析：设导体棒单位体积内有n个自由电子；电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v，导体棒的粗细均匀，横截面积为S．

a．请结合第（2）问的结论和题目中所给的已知量，推理得出每个电子受到的磁场力是多大？____

b．将导体棒中电流与导体棒横截面积的比值定义为电流密度，其大小用j表示，请利用电流的定义和电流密度的定义推导j的表达式．____16、图甲、乙中，金属导体中产生的感应电动势分别为E甲=___________，E乙=___________。

17、电阻应变效应：_________在外力作用下发生机械形变时，其电阻也随之变化的现象。18、我国500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，如图(1)所示。其主动反射面系统是一个球冠反射面，球冠直径为由4450块三角形的反射面单元拼接而成。它能探测到频率在之间的电磁脉冲信号（）。

(1)计算探测到的电磁脉冲信号的波长，并根据图(2)判断对应哪种电磁波___________；

(2)为了不损伤望远镜球面，对“中国天眼”进行维护时，工作人员背上系着一个悬在空中的氦气球，氦气球对其有大小为人自身重力的方向竖直向上的拉力作用，如图(3)所示。若他在某处检查时不慎从距底部直线距离处的望远镜球面上滑倒（球面半径）。

①若不计人和氦气球受到的空气阻力，氦气球对人的竖直拉力保持不变，估算此人滑到底部所用的时间并写出你的估算依据___________；

②真实情况下需要考虑人和氦气球受到的空气阻力，简单判断此人滑到底部所用的时间如何变化___________。19、某LC振荡回路的电容器的电容是可变的，线圈不可变，当电容器电容为C1时，它激起的电磁波波长为当电容器电容为C2时，它激起的电磁波波长为当电容器电容C=C1+C2时，它激起的电磁波波长=______（结果用表达）。20、楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要________引起感应电流的磁通量的变化。21、如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05m2，共100匝，在磁感应强度为T的匀强磁场中，以10πrad/s的角速度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则线圈中的电动势的表达式为_______V，电流表的示数为_______A。

评卷人得分四、作图题(共4题，共28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2题，共12分)26、如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第二象限内同时还存在垂直于纸面向里的匀强磁场．一个质量为m、电量为q的带正电的粒子，从A点沿水平直线运动经过B进入第一象限，穿过C点后立即进入第四象限内的一个上边界与x轴重合的矩形匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外（未画出），粒子最后垂直于y轴进入第三象限．已知：第二、四象限内磁场的磁感强度分别为A、C两点的坐标分别为不计重力．

求：（1）匀强电场的场强E；

（2）第四象限内矩形磁场的最小面积S；

（3）从A点到刚进入第三象限经过的总时间．27、如图所示，两根间距为L的固定光滑金属导轨MP和NQ平行放置，电阻可忽略不计，两导轨是由位于MN左侧的半径为R的四分之一圆弧和MN右侧足够长的水平部分构成，水平导轨范围内存在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场，两根长度均为L的导体棒ab和cd垂直导轨且与导轨接触良好，开始时cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，两导体棒在运动中始终不接触。已知ab棒、cd棒的质量均为m，电阻均为r。重力加速度为g。求：

（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道的压力FN大小；

（2）最后稳定时ab棒的速度大小和整个过程中ab棒产生的焦耳热Q；

（3）整个过程中，通过cd棒的电荷量q。

参考答案一、选择题(共7题，共14分)1、D【分析】【分析】

【详解】

A．由图知时刻磁通量最大；线圈平面应在中性面，故A错误；

B．时刻，磁通量等于零，但的变化率达最大；感应电动势最大，故B错误；

C．时刻，磁通量最大，的变化率为零；产生电动势为零，故C错误；

D．由图可知，在时刻；磁通量达到负方向的最大值，即达到中性面，电流的方向在中性面开始发生变化，故D正确。

故选D。2、B【分析】【详解】

BC．带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动。设原磁场的磁感应强度为B1，另一个磁场的磁感应强度为B2。由题意可知

得

又

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，则带电粒子垂直进入另一个磁场中做匀速圆周运动，得

得

所以粒子速率不变；轨道半径减半，B正确，C错误；

AD．由

可得

同理，带电粒子垂直进入另一个磁场中做匀速圆周运动，则

结合

可得

所以周期减半；AD错误。

故选B。3、C【分析】【分析】

本题考查楞次定律；超重和失重；意在考查考生的认识理解能力和分析综合能力。磁铁下落时，由导轨和金属杆组成的闭合回路中的磁通量增加；

【详解】

A．由楞次定律可知杆将相互靠拢；A错误；

BD．将磁铁；支架、导轨和金属杆看成一个整体；磁铁处于失重状态，整体对电子秤的压力减小，磁铁会受到下方回路中感应电流产生的磁场的阻力作用，并不是完全失重，BD错误。

C．磁铁对导轨产生向下的力；因此导轨对电子秤的压力变大，C正确。

故选C。4、B【分析】【详解】

A．根据图像可知时根据牛顿第二定律可知

解得

A错误；

B．图像所应该的函数为

根据牛顿第二定律可知

其中

两个公式相结合解得

B正确；

C．导体棒做匀加速运动，时棒的速度

C错误；

D．时间内F的冲量即为图像的面积

D错误。

故选B。5、D【分析】【分析】

【详解】

A．电压表的示数为

A错误；

B．线圈转动的角速度为

B错误；

C．根据图像；0.01s时电流强度最大，线圈平面与磁场方向平行，C错误；

D．根据图像，0.02s时电阻R中电流正最大，与时刻的电流相同，根据题意，从图示位置开始计时，且线圈沿逆时针方向匀速转动，根据右手定则，电阻R中的方向为D正确；

故选D。6、B【分析】【详解】

A．无线充电工作原理是：变化的电流流过发射线圈会产生变化的磁场；当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，利用的是电磁感应现象，故A错误；

B．接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相等，均为B正确；

C．若充电时不漏磁，两线圈可视为理想变压器，功率无损耗，匝数比为

但是本题中充电时效率大约功率有损耗，所以匝数比不是故C错误；

D．发射线圈接的是交流电；当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线圈有扩大的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有收缩的趋势，故D错误。

故选B。7、D【分析】【详解】

A．甲图中；当被测物体在左；右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，A正确；

B．乙图中；A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，B正确；

C．丙图中，在两块磁感应强度相同、同极相对的放置的磁体缝隙中放入霍尔元件，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，霍尔电压为0，可将该点作为位移的零点。当霍尔元件沿着z轴正；负方向移动时；则有霍尔电压输出，且电压大小与位移大小成正比，从而能够实现微小位移的测量，C正确；

D．丁图干簧管利用磁场控制电路的通断；不是利用电磁感应原理工作的，D错误。

故选D。二、多选题(共5题，共10分)8、A:C:D【分析】【详解】

A．由电流表示数随时间变化图线可知，从到时间内，电流表示数不变且大于说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，选项A正确；

B．从到时间内；电流表示数逐渐增大，说明压敏电阻的阻值随时间减小，压敏电阻所受压力逐渐增大，小车做加速度逐渐增大的加速运动，选项B错误；

C．从到时间内，电流表示数不变且大于说明压敏电阻的阻值不变，压敏电阻所受压力不变，小车做匀加速运动，选项C正确；

D．从到时间内，电流表示数不变，为根据题述可知压敏电阻的阻值不变且所受压力为零，小车可能做匀速直线运动或减速直线运动，选项D正确。

故选ACD。9、A:D【分析】【详解】

粒子运动轨迹如图所示，可以看出，粒子落到b点到c点的过程中，半径越老越大，则由

可知，速度越来越大，所以从M点射出粒子的速率一定小于从N点射出粒子的速率。又因为粒子在磁场中的运动时间和圆心角成正比，且由几何关系知，弦切角等于圆心角的一半，所以当弦切角最小时对应粒子的运动时间最短，如图所示，当弦与圆周相切时，弦切角最小，因为Ob长为R，所以由几何关系知，此时弦切角为

所以圆心角为

所以最短运动时间为

即从M点射出粒子在磁场中运动时间与从N点射出粒子所用时间大小不能确定。

故选AD。10、C:D【分析】【分析】

【详解】

A．粒子轨迹如图1所示，设半径为R；由几何关系可知。

解得R=a

选项A错误；

B．当轨迹刚好与MN相切时，粒子能打到板上最大长度，如图轨迹2，设速度方向与ON夹角为由几何关系

解得

由此可得

所以，挡板左侧能被粒子击中的竖直长度为选项B错误；

C．要使粒子打到右侧，则有两个临界条件，如图轨迹1、3，夹角为60°，则比例为选项C正确；

D．由C选项可知使挡板的右侧被击中的竖直长度为a，速度方向与ON夹角为60°，由洛伦兹力提供向心力

解得

选项D正确。

故选CD。11、C:D【分析】【详解】

A．由

可得

由此可知，所以带电粒子都可以通过静电分析器，即粒子a和粒子b经过小孔时速度大小不一定相等；故A错误；

B．由A的分析可知，粒子通过静电分析器时，径向电场提供向心力，做圆周运动，半径为所以当U减小时，r减小；故B错误；

C．由可知，静电分析器中距离圆心O为R处的电场强度大小为故C正确；

D．粒子在磁场中做圆周运动，由

可得

即打在胶片上的位置距O点越远粒子的比荷越小，所以粒子b的比荷一定大于粒子a的比荷；故D正确。

故选CD。12、A:B:C【分析】【分析】

【详解】

A．由牛顿第二定律得

解得线框进入磁场前运动的加速度为

A错误；符合题意；

B．由平衡条件

联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为

B错误；符合题意；

C．线框做匀速运动的总时间为

C错误；符合题意；

D．由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量，为

D正确；不符合题意；

故选ABC。三、填空题(共9题，共18分)13、略

【分析】【分析】

本题考查电磁感应定律的应用。

【详解】

[1]导体ab切割磁感线；在电路中充当电源。

[2]根据法拉第右手定则，电流方向由b向a。电源内部电流由负极流向正极；故a端相当于电源的正极。

[3]安培力

[4]电阻R上消耗的功率【解析】aba端0.016N0.064W14、略

【分析】【详解】

导体棒产生的产生的感应电动势大小为：

因为导体棒OC匀速转动，因此根据能量守恒可得外力的功率和电阻发热的功率大小相等，即有：【解析】15、略

【分析】【详解】

(1)断开电键后；根据牛顿第二定律，导体的加速度。

由运动学公式；经过时间t导体棒下滑的距离。

解得：

(2)导体棒ab保持静止；受力如图所示。

根据平衡条件得，安培力大小为

(3)a．导体棒中做定向移动的自由电子数

每个电子受到的磁场力

解得：

B．在直导线内任选一个横截面S，在时间内从此截面通过的电荷量

导体棒中的电流强度

由电流密度的定义

解得：．【解析】（1）（2）（3）16、略

【分析】【分析】

【详解】

略【解析】BlvBlvsinθ17、略

【分析】【分析】

【详解】

略【解析】金属导体18、略

【分析】【分析】

【详解】

(1)[1]根据电磁波的波速与频率关系

可得

根据图(2)判断；此波段内的电磁脉冲信号对应无线电波；

(2)①[2]将此工作人员简化为质点，多个单元拼接而成的反射面等效为一个光滑且平滑的球冠内部，把他沿球面下滑的过程类比为单摆的摆动过程，摆角

摆角小于沿球面下滑的过程可视为简谐振动，摆长l为球半径，等效重力加速度

g取

说明：若学生用沿倾角的光滑斜面静止下滑这一模型计算

②[3]考虑人和氦气球受到的空气阻力，对人的运动有阻碍作用，滑到底部所用的时间变长。【解析】①.无线电波②.见解析③.变长19、略

【分析】【分析】

【详解】

利用波动公式，有

代入数据，有

当电容为前面两电容之和时，有

联立，可得【解析】20、略

【分析】【详解】

[1]楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。【解析】阻碍21、略

【分析】【分析】

【详解】

[1]线圈中产生的感应电动势的最大值表示为。

图示位置磁通量为零；感应电动势最大，则感应电动势的瞬时值为。

[2]电压的有效值为。

则电流表的示数。

【解析】1.4四、作图题(共4题，共28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