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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年冀少新版选择性必修2物理上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5题,共10分)1、关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.赫兹预言了电磁波的存在B.均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C.紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波,能够灭菌消毒D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、γ射线都是电磁波2、火警报警系统原理如图甲所示,M是一个小型理想变压器,原副线圈匝数之比n1:n2=10:1,接线柱a、b接上一个正弦交变电源,电压随时间变化规律如图乙所示,在变压器右侧部分,R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器,R1为一定值电阻.下列说法中正确的是。
A.此交变电源的每秒钟电流变化50次B.电压表示数为22VC.当传感器R2所在处出现火警时,电流表的示数减小D.当传感器R2所在处出现火警时,电压表的示数减小3、如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R;理想交流电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性;即正向电阻为零,反向电阻无穷大。下列说法正确的是()
A.交流电流表的示数为B.一个周期内通过R的电荷量为C.R两端电压的有效值D.图示位置电流表的示数为04、在图甲所示的交流电路中,电源电压的有效值理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,均为定值电阻,各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是()
A.电流表的示数为1.0AB.电压表的示数为100VC.变压器传输的电功率为15.0WD.闭合矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动就一定能产生正弦交流电5、如图所示,左右两个电路中,当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时,测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V.若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压,则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是()
A.220V,220VB.220V,110VC.110V,110VD.220V,0V评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)6、如图所示,阻值为R的金属棒从图示位置ab分别以的速度沿光滑导轨(电阻不计)匀速滑到位置,若则在这两次过程中()
A.回路电流B.产生的热量C.通过任一截面的电荷量D.外力的功率7、输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,输电线消耗的功率为ΔP。以下判断正确的是()
A.r=5ΩB.r=10ΩC.ΔP=22.5WD.ΔP=45W8、如图所示,在方向垂直向里,磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd,线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动,运动中线框dc边始终与磁场右边界平行,线框边长ad=L,cd=2L,线框导线的总电阻为R;则线框离开磁场的过程中()
A.ab间的电压为2BLvB.流过线框截面的电量C.线框中的电流在cd边产生的热量为D.线框所受安培力的合力为9、如图所示,两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r,用相同粗细、相同材料的金属导线制成.圆形匀强磁场的边缘恰好与a线圈重合,其磁感应强度B随时间均匀增大;则()
A.穿过a、b两线圈的磁通量之比为11B.a、b两线圈的感应电动势之比为12C.a、b两线圈的感应电流之比为21D.a、b两线圈的电功率之比为2110、手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示;电磁感应式无线充电的原理与变压器类似,通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈,利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后,就会在邻近的受电线圈中感应出电流,最终实现为手机电池充电。在充电过程中()
A.送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B.受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D.手机和基座无需导线连接,这样传递能量没有损失11、如图所示,理想变压器与定值电阻R、理想交流电压表V、理想交流电流表A按图甲所示方式连接。已知变压器的原、副线圈的匝数比为测得电阻R两端的电压u随时间t的变化图像如图乙所示;下列说法正确的是()
A.电压表V的示数为311VB.电流表A的示数为0.44AC.变压器的输入功率为484WD.变压器原线圈两端的电压为550V评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)12、在学习了自感的知识以后,高二年级的某物理兴趣小组的同学在学校的探究实验室用以下的器材进行了探究:直流电阻可以不计线圈L,规格相同的灯泡和规格为3V、20欧的滑动变阻器他们按图连接好实验电路图;滑动变阻器的滑片移到移到中间。
当开关S闭合时,他们可以观察到的实验现象是:______(填选项前的字母);
A.灯比先亮起来,最终比亮。
B.比灯先亮起来,最终比亮。
C.两灯同时亮。
当S断开时,他们观察到的实验现象是______(填选项前的字母)。
A.两灯立即同时熄灭。
B.先闪亮一下;然后两灯一起慢慢熄灭。
C.先熄灭,A1慢慢熄灭13、传感器正处于由传统型向新型传感器转型的发展阶段;作为自动控制设备中不可缺少的元件,已经渗透到宇宙开发;环境保护、交通运输、家庭生活等领域。
如图所示为三种电容式传感器图甲是测定位移x的传感器,位移x发生变化时将引起电容C的变化;图乙是测定压力F的传感器,压力F发生变化时将引起电容C的变化;图丙是测定角度的传感器,角度θ发生变化时将引起电容C的变化。其中,图________(选填“甲”或“乙”)所示的传感器是通过改变电容器两极板间的距离而引起电容C变化的。当图丙中的________(选填“增大”或“减小”)时,电容C增大。14、正弦式交变电流的公式和图像可以详细描述交变电流的情况.若线圈通过中性面时开始计时,交变电流的图像是______曲线。15、如图所示,将多用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往RT上擦一些酒精,表针将向________(选填“左”或“右”)偏转;若用电吹风机将热风吹向RT,表针将向________(选填“左”或“右”)偏转。(负温度系数指温度升高电阻减小)
16、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”)
17、在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,一根与磁场方向垂直放置、长度L=0.2m的通电导线中通有I=0.4A的电流,则导线所受磁场力大小为________;若将导线转过90°与磁场方向平行时,导线所受磁场力为________,此时磁场的磁感应强度为________。18、把一线框从一匀强磁场中拉出,如图所示。第一次拉出的速率是v,第二次拉出速率是2v,其它条件不变,则前后两次电流大小之比是___________,拉力功率之比是___________,线框产生的热量之比是___________
评卷人得分四、作图题(共4题,共16分)19、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。
20、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。
21、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。
22、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4分)23、由半导体材料制成的热敏电阻阻值会随温度的变化而变化。利用热敏电阻对温度敏感的特性可设计一个火灾自动报警系统,要求热敏电阻温度升高至时;系统开始自动报警。所用器材有:
A.直流电源(内阻不计);
B.电流表(量程内阻约);
C.电压表(量程内阻约);
D.热敏电阻
E.报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警,超过时就会损坏);
F.滑动变阻器(最大阻值);
G.电阻箱(最大阻值);
H.单刀单掷开关
I.单刀双掷开关
J.导线若干。
(1)用图(a)所示电路测量热敏电阻的阻值。当温度为时,电压表读数为电流表读数为当温度为时,调节变阻器使电压表读数仍为电流表指针位置如图(b)所示,此时热敏电阻的阻值为__________该电路测得的阻值比真实值__________(填“偏大”或“偏小”)。由以上实验数据可知,该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________(填“增大”或“减小”)。
(2)某同学利用该热敏电阻设计的火灾自动报警的电路实物连线如图(c)所示,其中只有一个器件的导线连接有误,该器件为__________(填写器件名称前的字母)。正确连接后,先把开关接到1,使用电阻箱对电路进行调试,其阻值应设置为__________然后使变阻器阻值逐渐减小,直至报警器开始报警,此时连入电路的阻值为__________电路调试完毕后,保持阻值不变,再把开关接到2,热敏电阻便接入电路;火灾报警系统便可正常工作。
评卷人得分六、解答题(共3题,共18分)24、如图所示,一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入,两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.已知两板之间距离为d,板长为d,O点是板的正中间,为使粒子能从两板间射出,试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子的带电荷量为e,质量为m)。
25、如图所示,在平面内有一边界为圆形POD(P为圆心,D为圆弧上一点,且PD与x轴平行),方向垂直平面向里的匀强磁场区域,区域半径圆心处有一粒子源,粒子源可以在图示第Ⅰ象限范围内向各个方向均匀射出质量为带电荷量C、速度的粒子;不考虑粒子间的相互作用。求:
(1)沿y轴负方向射入的粒子,刚好从的中点(图中未画出)垂直射出磁场,磁感应强度的大小及该粒子在磁场中运动的时间;
(2)若要所有粒子都不能打到轴上,磁感应强度的最小值为多少?
(3)若则能打到轴上的粒子占比为多少?
26、如图所示,质量为m、带正电的小球(可视为质点)用细线悬挂在O点,小球带电量为q,细线的长度为L。把细线拉至水平位置,由静止释放小球,当小球运动到最低点A时细线恰好断裂,此时小球恰好与水平面接触而无弹力作用;然后小球沿光滑的水平面运动,水平面上方虚线之间存在水平向右的匀强电场,电场强度为然后小球从C点进入半径为L的圆形区域,其圆心为AC之间的距离为2L;圆形区域内存在竖直向上的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B。已知重力加速度为g,A、C、在同一水平线上。
(1)求细线能承受的最大拉力;
(2)求带电小球进入圆形区域时的速度大小;
(3)若带电小球在圆形区域内沿做直线运动,求匀强电场E的大小;
(4)若圆形区域内匀强电场求带电小球在圆形区域内运动的时间是多少。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【详解】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在;赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在。故A错误;
B.均匀变化的电场产生恒定的磁场。故B错误;
C.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波;能够灭菌消毒。故C错误;
D.在电磁波谱中;无线电波;红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波。故D正确。
故选D。2、D【分析】【详解】
由原线圈两端输入电压U随时间变化的图象可知,U1=220V,T=0.02s.
A、变压器的电压与匝数成正比,由此可得副线圈的电压为22V,电压表V1测的是R2两端电压,故A错误;
B、T=0.02s,每个周期电流方向改变两次,故每秒钟电流方向改变100次,故B错误;
C、当出现火警时,温度升高,电阻R2减小,副线圈的电阻减小,副线圈的电流变大,所以原线圈的电流也就要增大,故C错误;
D、当出现火警时,温度升高,电阻R2减小,副线圈的电流变大,所以R1的电压要增大,由于副线圈的总电压不变,所以R2的电压就要减小,故D正确;
故选D.
【点睛】输出电压是由输入电压和匝数比决定的,电压与匝数程正比,电流与匝数成反比,根据理想变压器的原理分析即可,本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解.3、A【分析】【详解】
AC.矩形闭合导线框在磁场中转动,产生的交流电的电压最大值
由于二极管具有单向导电性,故一个周期内只有一半时间电路中有电流,根据电流的热效应得
解得R两端电压
则电流表的示数为
故A正确C错误;
B.一个周期内只有一半时间电路中有电流,由
得电荷量
解得
故B错误;
D.电流表显示的是有效值;不会随瞬时值的变化而变化,即图示位置电流表的示数不为0,故D错误。
故选A。4、C【分析】【详解】
A.根据正弦式电流最大值与有效值的关系,知R2上电流的有效值为
副线圈电路中R2与R3并联,则有
所以电流表的示数为0.5A;A错误;
B.两端即副线圈两端的电压,根据欧姆定律可知
根据理想变压器的电压规律
可知原线圈的电压
电阻两端电压即为电压表示数,即
B错误;
C.副线圈中流过的总电流为
变压器传输的功率为
C正确;
D.闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴转动就一定能产生正弦交流电;如果中心轴平行于磁场,线圈转动过程中磁通量不变,不产生感应电流,D错误。
故选C。5、B【分析】【详解】
当a、b两端接220V的交变电压时,测得c、d两端的电压为110V,则原副线圈匝数比为2:1,所以当c、d两端加上110V交变电压,a、b两端电压为220V;当g;h两端加上110V交变电压时,e、f两端电压与g、h两端电压相同,也为110V,故B正确,ACD错误.
故选B.
【点睛】
难度较小,根据已知算出变压器两端线圈匝数比,然后再根据算出变化后的ab端电压,因为gh端接110V电压时,ef两端电压与其相等,所以可解出二、多选题(共6题,共12分)6、A:B【分析】【详解】
A.金属棒切割磁感应产生的感应电动势为
感应电流
故
选项A正确;
B.产生的热量
所以
选项B正确;
C.通过任意截面的电荷量
与速度无关,故
选项C错误;
D.金属棒运动过程中受安培力作用,为使棒匀速运动,外力大小要与安培力相同,则外力的功率
故
选项D错误.7、A:D【分析】【详解】
当开关S接1时,左侧变压器次级电压U2=3×7.5V=22.5V
电阻R上的电压,即右侧变压器的次级电压
电流
则右侧变压器初级电压
电流
则
当开关S接2时,设输电线中电流为I,则右侧变压器的次级电流为0.5I;右侧变压两边电压关系可知
解得I=3A
则输电线消耗的功率为
故选AD。8、B:C【分析】【分析】
根据题意,线框中,ad段和bc段的电阻均为ab段和cd段电阻阻值均为线框离开磁场的过程中,只有ab边切割磁感线。
【详解】
A.线框离开磁场的过程中,线框ab边以速率v匀速切割磁感线,感应电动势
根据闭合电路欧姆定律,回路中的感应电流为
则ab两点间的电压为路段电压,则
联立解得
故A错误;
B.线框离开磁场的过程中,流过导线截面的电量为
解得
故B正确;
C.线框中电流在cd边产生的热量
解得
故C正确;
D.ad和bc边受到的安培力等大反向,合力为零,故线框受到的安培力的合力,为ab边受到的安培力,即
故D错误。
故选BC。9、A:C:D【分析】【详解】
A.任意时刻穿过a、b两线圈的磁感线条数相同,磁通量相同,穿过两线圈的磁通量之比为11;故A正确;
B.根据法拉第电磁感应定律E=S,S=r2,是个定值,所以a、b两线圈的感应电动势之比为11;故B错误;
C.线圈a、b的半径分别为r和2r,周长之比为12,电阻之比为12,根据欧姆定律I=知,a、b两线圈的感应电流之比为21;故C正确;
D.根据电功率P=知,E相同,电阻之比为12,则a、b两线圈的电功率之比为21,故D正确.10、A:C【分析】【分析】
【详解】
AB.由于送电线圈输入的是正弦式交变电流;是周期性变化的,因此产生的磁场也是周期性变化的,A正确,B错误;
C.根据变压器原理;原;副线圈是通过互感现象实现能量传递,因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递,C正确;
D.手机与机座无需导线连接就能实现充电;但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉,因此这样传递能量是有能量损失的,D错误。
故选AC。11、C:D【分析】【详解】
电阻R两端电压的峰值
则有效值
电表所测的值均为有效值;所以电压表V的示数为220V,选项A错误;
通过电阻R的电流
变压器输入电流
电流表A的示数为0.88A;选项B错误;
变压器的输入功率
选项C正确;
变压器原线圈两端的电压
选项D正确。
故选CD。三、填空题(共7题,共14分)12、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]合上开关K接通电路,A2立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电流慢慢变大,最后由于线圈L的电阻不计,则最终流过A1的电流比较大,A1比较亮;所以A2比A1先亮起来,最终A1比A2亮,故选A;
[2]断开开关K切断电路时,通过A2的原来的电流立即消失,线圈对电流的减小有阻碍作用,所以通过A1的电流会慢慢变小,并且通过A2;由于流过A1的电流比较大,所以A2先闪亮一下,然后两灯一起慢慢熄灭,故选B.【解析】①.A②.B13、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]题图甲所示的传感器是通过改变电介质板进入电容器两极板间的长度而引起电容C变化的,题图乙所示的传感器是通过改变电容器两极板间的距离而引起电容C变化的。
[2]当题图丙中的减小时,电容器两极板间正对面积S增大,根据可知C增大。【解析】①.乙②.减小14、略
【解析】正弦15、略
【分析】【详解】
[1][2]若往RT上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,RT温度降低,电阻值增大,所以表针应向左偏转;用电吹风机将热风吹向RT,RT温度升高,电阻值减小,所以表针向右偏转。【解析】①.左②.右16、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17、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]当磁感应强度B与电流I垂直放置时;由公式。
可知。
F=BIL=0.8×0.4×0.2N=6.4×10-2N[2][3]当导线放置方向与磁感应强度的方向平行时,受到的磁场力的大小为零,磁场中某点的磁感应强度的大小和是否放置通电导线以及放置的方向无关,B=0.8T。【解析】6.4×10-2N00.8T18、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]由
可知;电流与拉出的速度成正比,故前后两次电流大小之比是1:2。
[2]拉力的功率等于克服安培力做功的功率
故拉力功率之比是1:4。
[3]线框产生的热量为
故线框产生的热量之比是1:2。【解析】1:21:41:2四、作图题(共4题,共16分)19、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】20、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】21、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】22、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1题,共4分)23、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]由图(b)可知,电流表的示数为则此时
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