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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年人教五四新版选择性必修2物理上册阶段测试试卷946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8题,共16分)1、如图所示,理想变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦交流电源上,原副线圈匝数比为2:1,定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω;20Ω、20Ω;电流表为理想交流电流表。下列说法正确的是()
A.R1的电功率为40WB.电流表示数为1AC.副线圈两端电压为20VD.副线圈的输出功率为80W2、如图所示,用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球,小球处于匀强磁场中,空气阻力不计。小球分别从A点和B点向最低点O运动,当小球两次经过O点时()
A.小球的动量相同B.细线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同3、所示,在虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一粗细均匀材质相同的正方形线圈边长为L,总电阻为R。在外力作用下以速度v进入磁场区域。则在进入磁场的过程中,a、b两点间的电势差为()
A.B.C.D.4、如图所示,圆形匀强磁场区域的半径为R,磁场方向垂直纸面向里。边长为2R的正方形闭合导线框从左向右匀速穿过磁场。若线框刚进入磁场时t=0;规定逆时针方向为电流的正方向,则下图中能大致反映线框中电流与时间关系的是。
A.B.C.D.5、手摇发电机如图甲所示,可以简化为图乙。矩形线圈面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度匀速转动,产生的交流电通过M、N与外电路连接,如图乙所示,外电路电灯电阻为R,电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过的过程中;下面说法正确的是()
A.电压表V的示数为B.线圈转过的过程平均感应电动势为C.电路中产生的焦耳热为D.从线圈平行于磁场方向位置开始计时,通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为6、旋转磁极式发电机通过磁极的旋转使不动的线圈切割磁感线而产生感应电流,其原理示意图可简化为如图所示,磁场绕转轴OO′匀速转动;图中的电压表为理想电表,下列说法正确的是()
A.图示位置,穿过线框的磁通量最大B.图示位置,通过电阻R的电流方向自右到左C.图示位置,电压表的示数是交流电的最大值D.若使磁极转动的角速度增大一倍,那么电阻R消耗的功率将变为原来的4倍7、如图为理想自耦变压器,其中P为变压器上的滑动触头,为滑动变阻器上的滑片,则以下说法正确的是()
A.P不动,向下滑动时,一直在减小B.不动,P逆时针转动,可使电压减小C.不动,P顺时针转动一个小角度时,电流表读数增大D.P顺时针转动一个小角度,同时向下滑动时,小灯泡的亮度可以不变8、我国研制的反隐身米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内,该无线电波与可见光相比,有()A.更长的波长B.更高的频率C.更大的速度D.更多的能量评卷人得分二、多选题(共9题,共18分)9、两根光滑金属导轨MNPQ、水平平行固定,MN、之间宽度是PQ、之间宽度的两倍,且均处于竖直向上的匀强磁场中,在MN、导轨上放置质量为2m的金属杆a、在PQ、导轨上放置质量为m的金属杆b,两金属杆平行且始终与导轨垂直接触良好.某时刻金属杆以以初速度v0.水平向右滑行,同时金属杆b由静止释放,当金属杆a滑到位置时,金属杆b的速度大小为已知足够长,两金属杆最终都在上运动;两金属杆由粗细相同的同种金属材料制成,导轨电阻不计,下列说法正确的是。
A.以金属杆a、b为系统,整个运动过程中动量守恒B.金属杆a滑到位置时,速度大小为C.最终金属杆a、b一起运动的速度大小为D.整个运动过程中,回路产生的焦耳热为10、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动;穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示,则下列说法正确的是()
A.时,线圈平面与中性面垂直B.时,磁通量的变化率达到最大C.时,感应电动势达到最大D.该线圈相应的感应电动势图像如图乙所示11、如图所示,左右边界分别为PP′、QQ′的匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里。一个质量为m、电荷量为q的粒子,沿图示方向以速度v0垂直射入磁场。欲使粒子不能从边界QQ′射出,粒子入射速度v0的最大值可能是()
A.B.C.D.12、如图所示,真空中xOy平面内有一束宽度为d的带正电粒子束沿x轴正方向运动,所有粒子为同种粒子,速度大小相等,在第一象限内有一方向垂直xOy平面的有界匀强磁场区(图中未画出),所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的点。下列说法中正确的是()
A.磁场方向一定是垂直xOy平面向里B.所有粒子通过磁场区的时间相同C.所有粒子在磁场区运动的半径相等D.磁场区边界可能是圆,也可能是其他曲线13、如图,距地面h高处水平放置间距为L的两条光滑平行金属导轨,导轨左端接有电动势为E的电源,质量为m的金属杆静置于导轨上,与导轨垂直且电接触良好,空间有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场。现将开关S闭合,一段时间后金属杆从导轨右端水平飞出,测得其平射程为d;下列说法正确的是()
A.金属杆离开导轨前做匀变速直线运动B.金属杆离开导轨前做非匀变速直线运动C.电源消耗的电能为D.从闭合开关到金属杆刚要落地时,金属杆受到的冲量为14、从电子枪打出的电子流并不完全沿直线运动,而是有微小角度的散射,为了使显示器图像清晰,需要通过电子透镜对电子流进行聚焦处理,正好在屏幕上汇聚形成一个亮点。如图甲所示,密绕线圈的玻璃管是一种利用磁场进行汇聚的电子透镜,又称为磁场透镜。如图乙所示为其内部原理图,玻璃管的管长为L,管内直径为D,管内存在沿轴线方向向右的匀强磁场。电子流中的电子在与轴线成微小角度θ的顶角范围内从轴线左端的O点射入磁场,电子速率均为v0,调节磁感应强度B的大小,可以使电子重新汇聚到轴线右端与荧光屏的交点P。已知电子的电荷量为e,质量为m,当角度θ非常小时满足若要使电子流中的电子均能汇聚到P点,下列说法正确的是()
A.磁感应强度应满足(n为合适的整数)B.磁感应强度应满足(n为合适的整数)C.管内直径应满足D.管内直径应满足15、如图所示,半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置,在的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v,粒子重力以及粒子之间的相互作用忽略不计,所有粒子均能穿过磁场到达y轴,其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚时间;则()
A.粒子到达y轴的位置一定各不相同B.磁场区域半径R应满足C.从x轴入射的粒子最先到达y轴D.其中角的弧度值16、用单位长度电阻为的硬质细导线做成半径为的圆环,垂直圆环面的磁场充满其内接正方形,时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,则在到的时间内()
A.圆环中的感应电流始终沿顺时针方向B.圆环中的感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向C.圆环中的感应电动势为D.圆环中的感应电流为17、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.
由图可知A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u="100"sin(25t)VB.该交流电的频率为25HzC.该交流电的电压的有效值为VD.若将该交流电压加在阻值为R="100"Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)18、简单的直流电动机由_________和_________两部分组成,其中一个是永久磁铁,那么另一个就是_________。安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫_________,压在换向器上有一对电刷,它必须通过_________与电源相连接。19、图甲中的变压器为理想变压器,其原线圈接到有效值为的正弦交流电源上,副线圈与阻值为的电阻接成闭合电路,图乙中阻值为的电阻直接接到电压为的直流电源上,电阻消耗的电功率为__________若发现与消耗的电功率恰好相等,则变压器原、副线圈的电压之比为_________。
20、如图所示,放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m,长为l,导体所在平行面与水平面成30°角,导体棒与导轨垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,若在导体中通以由____端至____端的电流,且电流为________时,导体棒可维持静止状态.21、如图,一个电荷为+q、质量为m的质点,以速度沿x轴射入磁感强度为B的均匀磁场中,磁场方向垂直纸面向里,其范围从x=0延伸到无限远,如果质点在x=0和y=0处进入磁场,则它将以速度从磁场中某一点出来,这点坐标是x=0和_______。
22、如图所示为磁流体发电机的发电原理图,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,而从整体上来说呈电中性)喷入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压.请判断:在图示磁极配置的情况下,金属板____(选填“A”或“B”)的电势较高,通过电阻R的电流方向是____(选填“a→b”或“b→a”).23、判断下列说法的正误。
(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。_________
(2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同。_________
(3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化。_________
(4)右手定则和楞次定律都适用于所有电磁感应现象中感应电流方向的判断。_________
(5)感应电流沿楞次定律所描述的电流方向,说明电磁感应现象遵守能量守恒定律。_________24、如图所示,质量为m、电阻为R、边长为l的正方形闭合单匝导线框,从距离有水平边界的匀强磁场上方某一高度h处由静止开始自由下落,磁感应强度为B,线框下落过程中其底边始终保持水平,线框平面保持与磁场方向垂直.为使该线框在进入磁场过程中做匀速运动,则它开始下落的高度______.在线框全部进入磁场的过程中,通过导线截面的电荷量________.
25、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________。
评卷人得分四、作图题(共4题,共20分)26、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。
27、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。
28、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。
29、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4题,共28分)30、某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计,其内部电路装置如图甲所示,使用的器材有:直流电源(内阻不计)、毫安表(量程未知)、电阻箱R(最大阻值为)、热敏电阻一个、开关和导线若干。
(1)为了确定毫安表的量程和内阻,先把电阻箱的阻值调到最大,然后将开关接至a端,闭合开关逐渐调节电阻箱的阻值,发现当毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处,电阻箱的示数如图乙所示,此时电阻箱的阻值________将电箱的阻值调为时,毫安表指针刚好偏转至满偏刻度的处,由此知毫安表的满偏电流________内阻________(后两问计算结果均保留两位有效数字)
(2)将开关接至b端,闭合开关该温度计可开始工作,为了得到摄氏温度与电流之间的关系,该同学通过查阅资料,发现自己使用的热敏电阻为负温度系数热敏电阻,其阻值在测量范围(包括)内随摄氏温度的降低而线性增加,比例系数为已知该电阻在时的阻值为则该简易温度计所测摄氏温度t与电流I之间满足________(用E、k、I表示)。31、在“探究变压器原;副线圈两端的电压和匝数的关系”实验中;可拆变压器如下图所示。
(1)变压器的铁芯,它的结构和材料是______;(填字母)
A.整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯。
C.绝缘的铜片叠成D.绝缘的硅钢片叠成。
(2)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电压可能为______。
A.1.5VB.6.0VC.7.0V
(3)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______(填“多”或“少”)
(4)在实验过程中,下列操作正确的是______(选填字母代号)
A.为保证实验顺利进行;电源应选用低压直流电源。
B.为保证多用电表的安全;应使用交流电压档测电压,并先用最大量程档试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。
C.实验结束后应先断开开关;再拆除多用电表,以免烧坏电表。
D.因为使用电压较低;通电时可用手直接接触裸露的导线;接线柱。
(5)右图为某电学仪器原理图,图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分,该部分与一理想变压器的原线圈连接;一可变电阻R与该变压器的副线圈连接,原、副线圈的匝数分别为(右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻)。在交流电源的电压有效值不变的情况下,调节可变电阻R的过程中,当______时,R获得的功率最大。
32、物体的带电量是一个不易测得的物理量;某同学设计了如下实验来测量带电物体所带电量.如图(a)所示,他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上,打点计时器固定在长木板末端,物块靠近打点计时器,一纸带穿过打点计时器与物块相连,操作步骤如下,请结合操作步骤完成以下问题:
(1)为消除摩擦力的影响,他将长木板一端垫起一定倾角,接通打点计时器,轻轻推一下小物块,使其沿着长木板向下运动.多次调整倾角θ,直至打出的纸带上点迹_,测出此时木板与水平面间的倾角,记为θ0.
(2)如图(b)所示,在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场,用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连,绳与滑轮摩擦不计.给物块A带上一定量的正电荷,保持倾角θ0不变,接通打点计时器,由静止释放小物块A,该过程可近似认为物块A带电量不变,下列关于纸带上点迹的分析正确的是()
A.纸带上的点迹间距先增加后减小至零。
B.纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值。
C.纸带上的点迹间距逐渐增加;且相邻两点间的距离之差不变。
D.纸带上的点迹间距逐渐增加;且相邻两点间的距离之差逐渐减少,直至间距不变。
(3)为了测定物体所带电量q,除θ0、磁感应强度B外,本实验还必须测量的物理量有()
A.物块A的质量M
B.物块B的质量m
C.物块A与木板间的动摩擦因数μ
D.两物块最终的速度v
(4)用重力加速度g,磁感应强度B、θ0和所测得的物理量可得出q的表达式为______.33、(1)某同学为了研究某氧化锌电阻元件的伏安特性;通过实验得出了该电阻的伏安特性曲线,如图甲所示。
①该同学所用学生电源的最大电压为18V;还有导线;开关及以下器材:
电流表A1:量程0~3A;内阻约1Ω
电流表A2:量程0~0.6A;内阻约5Ω
电压表V1:量程0~3V;内阻约10kΩ
电压表V2:量程0~15V;内阻约50kΩ
滑动变阻器R1:调节范围0~5Ω;额定电流5A
滑动变阻器R2:调节范围0~500Ω;额定电流0.1A
则电流表选______,电压表选______,滑动变阻器选______(仅填代号即可)。
②请在虚线框内画出该实验的电路原理图________。
(2)某压敏电阻R的阻值随压力F变化的图像如乙图所示,利用该压敏电阻设计的一种“超重违规拍摄仪”的控制电路如丙图所示。已知该电路中电源的电动势E均为18V,内阻可忽略不计,继电器和变阻箱的总电阻为30Ω,当控制电路中电流大于0.2A时,衔铁则会被吸引。则质量超过______kg的车辆会被拍摄。(取重力加速度g=10m/s2)
评卷人得分六、解答题(共4题,共16分)34、如图甲所示,某多级直线加速器由横截面相同的金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成,圆筒的两底面中心开有小孔,其中心轴线在同一直线上,相邻金属圆筒分别接在周期性交变电压的两端。粒子从圆板中心沿轴线无初速度进入加速器,在间隙中被电场加速(穿过间隙的时间忽略不计),在圆筒内做匀速直线运动。若粒子在筒内运动时间恰好等于交变电压周期的一半,这样粒子就能“踏准节奏”在间隙处一直被加速。粒子离开加速器后,从O点垂直直线边界OP进入匀强磁场区域I,OP距离为a,区域I的PO、PQ两直线边界垂直。区域I的上边界PQ与匀强磁场区域Ⅱ的下直线边界MN平行,其间距L可调。两区域的匀强磁场方向均垂直纸面向里,磁感应强度大小现有质子()和氘核()两种粒子先后通过此加速器加速,加速质子的交变电压如图乙所示,图中己知。己知质子的电荷量为质量为不计一切阻力,忽略磁场的边缘效应。求:
(1)金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比
(2)加速氘核时,交变电压周期仍为则需要将图乙中交变电压调至多少;加速后;氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径多大;
(3)为使上述先后通过此加速器的质子与氘核在匀强磁场Ⅱ中的运动轨迹无交点,两磁场间距的取值范围。
35、一个重力不计,比荷为k的带电粒子,以某一速度从坐标(0,)的P点,平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的半径为R的圆形匀强磁场区域,并从x轴上Q点射出磁场,射出速度方向与x轴正方向夹角为60°;如图所示。求:
(1)画出带电粒子在磁场中运动的轨迹,并求轨迹半径r;
(2)带电粒子进入磁场时的速度v;
(3)粒子从P运动到Q点的时间。
36、如图所示,足够长的U形光滑导体框水平放置,宽度为L,一端连接的电阻为R。导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。电阻为r的质量为m的导体棒MN放在导体框上,其长度恰好等于导体框的宽度,且相互接触良好。其余电阻均可忽略不计。在水平拉力作用下,导体棒向右匀速运动,速度大小为v:
(1)请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv;
(2)求回路中感应电流I大小和方向;
(3)若在某个时刻撤去拉力,请在图中定性说明MN杆的运动情况,并画出撤去拉力后导体棒运动的v-t图像;
(4)在撤去拉力后,电阻R产生的焦耳热QR。
37、如图所示,正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动,角速度为100rad/s,已知ab=ad=20cm,匝数N=100,磁感应强度B=1T,图示位置线圈平面与磁感线平行,闭合回路中线圈的电阻r=4Ω,外电阻R=12Ω;求:
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值Em;
(2)从图示位置开始计时;写出感应电流的瞬时表达式;
(3)交流电压表的示数;
(4)从图示位置转过90°过程中的通过线圈截面的电荷量q。
参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、A【分析】【分析】
【详解】
A.原副线圈匝数比为2:1,副线圈电流则
原线圈回路
解得
所以R1的电功率为
故A正确;
B.根据以上分析;电流表示数为2A,故B错误;
C.副线圈两端电压为
故C错误;
D.副线圈的输出功率为
故D错误。
故选A。2、D【分析】【详解】
A.带电小球受到的洛伦兹力与小球的速度方向时刻垂直;洛伦兹力对小球不做功,只改变速度方向,不改变速度大小,只有重力做功,故小球两次经过0点时速度大小相等,但速度方向相反,所以动量大小相等,方向相反,选项A错误;
BC.小球分别从A点和B点向最低点O运动,两次经过O点时速度方向相反,由左手定则可知两次经过O点时洛伦兹力方向相反;细线的拉力大小不同,选项BC错误;
D.由可知向心加速度大小相同;方向都是竖直向上,选项D正确。
故选D。3、B【分析】【详解】
当线圈在外力作用下以速度v进入磁场区域,d、c两点间产生的感应电动势为
根据楞次定律可知,产生的感应电流的方向为逆时针方向,故此时a点的电势高于b点的电势,a、b两点间的电势差相当于a、b两点间的电压,为
故选B。4、A【分析】【详解】
导线框右侧导线进入磁场后做切割磁感线运动;根据右手定则,产生向上的感应电流,回路中电流方向为逆时针方向,有效长度先增大后减小,所以感应电流方向为正,大小先增加后减小。当右侧导线出磁场时左侧导线开始进入磁场,产生顺时针方向的感应电流,大小同样先增大后减小。
A.与分析结论相符;故A正确。
B.与分析结论不符;故B错误。
C.与分析结论不符;故C错误。
D.与分析结论不符,故D错误。5、C【分析】【详解】
A.线圈产生的电动势最大值为
电动势有效值为
则电压表V的示数为
故A错误;
B.线圈转过的过程平均感应电动势为
故B错误;
C.电路中产生的焦耳热为
故C正确;
D.从线圈平行于磁场方向位置开始计时,通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。6、D【分析】【详解】
A.图示位置;线圈平面与磁场方向平行,穿过线框的磁通量为零,故A错误;
B.图示位置开始,边相对磁场向里切割磁感线,根据右手定则可知,电流方向由边相对磁场向外切割磁感线,根据右手定则可知,电流方向由则通过电阻R的电流方向自左到右;故B错误;
C.电压表的示数等于交流电的有效值;故C错误;
D.根据电动势最大值表达式
若使磁极转动的角速度增大一倍,电动势最大值变为原来的2倍,电动势有效值变为原来的2倍,通过R的电流变为原来的2倍,根据
可知电阻R消耗的功率将变为原来的4倍;故D正确。
故选D。7、D【分析】【详解】
A.P不动,向下滑动时,根据可知,自耦变压器输出电压U2不变;故A错误;
B.电压是电源电压;输入电压,与匝数无关,故B错误;
C.P'不动,P顺时针转动一个小角度时,副线圈匝数减小,根据副线圈电压减小,则电流减小,副线圈功率减小,原线圈功率等于副线圈功率减小,则原线圈电流减小,故C错误;
D.P顺时针转动一个小角度,U2变小;同时P'向下滑动时,滑动变阻器阻值减小,副线圈电流可能不变,小灯泡的亮度可以不变,故D正确;
故选D。8、A【分析】【详解】
A.可见光的波长在760nm到400nm之间;所以该无线电波与可见光相比,有更长的波长,故A正确;
B.根据可知;该无线电波的频率比可见光的频率低,故B错误;
C.该无线电波和可见光在空气中的传播速度相同;故C错误;
D.该无线电波的能量比可见光的能量低;故D错误。
故选A。二、多选题(共9题,共18分)9、B:D【分析】【详解】
金属杆a受到的安培力金属杆b受到的安培力金属杆ab在不同轨道上运动时安培力方向相反,但合力不为零,动量不守恒,进入右侧轨道后两者安培力等大反向,动量守恒,A错误;根据动量定理,对金属杆a有对金属杆b有解得B正确;进入右侧轨道后动量守恒,由动量守恒定律可得解得C错误;由能量守恒定律可得D正确.10、A:B【分析】【详解】
A.由题图甲可知,时;穿过线圈的磁通量等于零,线圈平面与中性面垂直,故A正确;
B.时;磁通量等于零,但磁通量的变化率达到最大,故B正确;
C.时;磁通量最大,但磁通量的变化率为零,则感应电动势为零,故C错误;
D.由题图甲可知图像为余弦图像;则感应电动势的图像应为正弦图像,故D错误。
故选AB。11、B:C【分析】【分析】
【详解】
粒子射入磁场后做匀速圆周运动,由R=知,粒子的入射速度v0越大,R越大,当粒子的径迹和边界QQ′相切时,粒子刚好不从QQ′射出,此时其入射速度v0应为最大。若粒子带正电,其运动轨迹如图a所示(此时圆心为O点),根据几何关系有R1cos45°+d=R1
且R1=
联立解得v0=
若粒子带负电,其运动轨迹如图b所示(此时圆心为O′点),根据几何关系有R2+R2cos45°=d
且R2=
联立解得v0=
故选BC。
12、C:D【分析】【分析】
【详解】
A.由题意可知,正粒子经磁场偏转后,都集中于一点a;根据左手定则可知,磁场的方向垂直平面向外,故A错误;
B.由洛伦兹力提供向心力,可得T=
而运动的时间还与圆心角有关;因此粒子的运动时间不等,故B错误;
C.由洛伦兹力提供向心力,可得R=
由于为同种粒子;且速度大小相等,所以它们的运动半径相等,故C正确;
D.所有带电粒子通过磁场偏转后都会聚于x轴上的a点;因此磁场区边界可能是圆,也可能是圆弧,故D正确。
故选CD。13、B:C:D【分析】【分析】
【详解】
AB.电键闭合后;导体棒受向右的安培力而做加速运动,随速度的增加,导体切割磁感线产生的感应电动势逐渐变大,因为此电动势与原电源电动势反向,可知电路中电流减小,金属棒受安培力减小,则金属杆离开导轨前做非匀变速直线运动,选项A错误,B正确;
C.金属棒做平抛运动的速度
由动量定理
电源消耗的电能为
选项C正确;
D.金属棒落地的速度
根据动量定理,从闭合开关到金属杆刚要落地时,金属杆受到的冲量为
选项D正确。
故选BCD。14、A:C【分析】【详解】
AB.将电子的运动分解为竖直方向和水平方向;在竖直方向做匀速圆周运动,在水平方向做匀速直线运动;
竖直方向
匀速圆周运动的周期
电子经过时间t汇聚在P点,设
水平方向有
联立解得(n为合适的整数)
A正确;B错误;
CD.根据题意,电子做匀速圆周运动的直径不大于玻璃管的半径,则有
联立解得(n为合适的整数,且)(n为合适的整数,且)
所以
故选AC。15、B:D【分析】【详解】
粒子射入磁场后做匀速圆周运动;其运动轨迹如图所示。
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴;其它粒子在磁场中发生偏转。
A.由图可知,发生偏转的粒子也有可能打在y=R的位置上,所以粒子到达y轴的位置不是各不相同的;故A错误;
B.以沿x轴射入的粒子为例
则粒子不能达到y轴就偏向上离开磁场区域,所以要求
所有粒子才能穿过磁场到达y轴;故B正确;
C.从x轴入射的粒子在磁场中对应的弧长最长,所以该粒子最后到达y轴,而y=±R的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴;时间最短,故C错误;
D.从x轴入射的粒子运动时间为
的粒子直接沿直线做匀速运动到达y轴,时间最短
所以
其中角度为从x轴入射的粒子运动的圆心角,根据几何关系有
则有
故D正确。
故选BD。16、A:D【分析】【详解】
AB.根据B―t图像;由楞次定律可知,线圈中感应电流方向一直为顺时针方向,B错误,A正确;
C.由闭合电路欧姆定律得
又根据法拉第电磁感应定律得
正方形的边长
解得圆环中的感应电动势为
C错误;
D.根据电阻定律得
又
联立解得
D正确;
故选AD。17、B:D【分析】【详解】
试题分析:由图可知故所以其表达式为故A错误B正确;由图象可知交流电的最大值为100V,因此其有效值为所以R消耗的功率为故C错误,D正确;
考点:考查了交流电图像。
【名师点睛】要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时正确书写交流电的表达式.三、填空题(共8题,共16分)18、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2][3]简单的直流电动机由转子和定子两部分组成;其中一个是永久磁铁,那么另一个就是线圈。
[4]安装在电动机转轴上用来改变电流方向的装置叫换向器。
[5]压在换向器上有一对电刷,它必须通过引出线与电源相连接。【解析】①.转子②.定子③.线圈④.换向器⑤.引出线19、略
【分析】【详解】
[1]电阻消耗的电功率为
[2]与消耗的电功率恰好相等
原、副线圈的电压之比为【解析】48420、略
【分析】【详解】
[1][2][3]导体棒静止;处于平衡状态,由受力图可知:
F安=mgtan30°导体棒受到的安培力:
F安=BIL解得。
由左手定则可知,电流方向:由b指向a.
【点睛】
解决本题的关键会利用共点力平衡求出安培力的大小,以及掌握左手定则判断磁场方向、电流方向、安培力方向的关系.【解析】ba21、略
【分析】【详解】
[1]由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即有
解得带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
则做匀速圆周运动的直径为
根据左手定则,带电粒子逆时针运动,所以磁场的y坐标为【解析】22、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2].根据左手定则,正离子向上偏,负离子向下偏,A聚集正电荷,电势高,电流从高电势流向低电势.所以通过电阻的电流方向为.【解析】A23、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】错误正确错误错误正确24、略
【分析】【详解】
[1]当线框进入磁场匀速运动,有:
则:
进入磁场前做自由落体运动,有:
可得:
[2]进入磁场的过程通过线框截面的电量为:【解析】25、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】8V2.88W4×10-3C3.6V四、作图题(共4题,共20分)26、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】27、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】28、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】29、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4题,共28分)30、略
【分析】【详解】
(1)[1]电阻箱的阻值
[2][3]由闭合电路欧姆定律可得
解得
(2)[4]热敏电阻的阻值
由闭合电路欧姆定律可得
解得【解析】840.0106031、略
【分析】【详解】
(1)[1]为了减小涡流现象带来的损耗;变压器的铁芯选用绝缘的硅钢片叠成。
故选D。
(2)[2]根据理想变压器中原副线圈匝数与电压的关系可知
根据题意可知,原副线圈的匝数之比为解得原线圈的输入电压
但由于考虑到实际实验中不是理想变压器,因而会有漏磁现象等原因,导致原线圈中的电压应大于可能为
故选C。
(3)[3]根据原副线圈中
可知匝数少的线圈电流大;导线较粗,导致粗的线圈匝数少。
(4)[4]A.电源应选用交流电源;这样变压器才能根据电磁感应原理正常工作。故A错误;
B.为保证多用电表的安全;应使用交流电压档测电压,并先用最大量程档试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。故B正确;
C.实验结束后应先拆除多用电表;再断开开关,防止因为断开开关时线圈自感产生大的自感电动势烧坏电表。故C错误;
D.根据安全用电原则;通电时不能用手直接接触裸露的导线;接线柱。故D错误。
故选B。
(5)[5]右侧实线框内的电路可以等效为
根据表达式可知功率最大时,取得最大功率值,根据
可知当时,功率最大,即
解得【解析】DC少B32、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)此实验平衡摩擦力后;确定滑块做匀速直线运动的依据是,看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的.
(2)设A的质量为M,B的质量为m,没有磁场时,对A受力分析,A受到重力Mg、支持力、摩擦力.根据平衡条件可知:f=Mgsinθ0,FN=Mgcosθ0
又因为f=μFN,所以当存在磁场时,以AB整体为研究对象,由牛顿第二定律可得(mg+Mgsinθ0)-μ(Bqv+Mgcosθ0)=(M+m)a
由此式可知,v和a是变量,其它都是不变的量,所以AB一起做加速度减小的加速运动,直到加速度减为零后做匀速运动,即速度在增大,加速度在减小,最后速度不变.所以纸带上的点迹间距逐渐增加,说明速度增大;根据逐差相等公式△x=at2;
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