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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年外研版选择性必修2物理下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总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、如图所示;有一根竖直长直导线和一个通电三角形金属框处于同一竖直平面内,当竖直长导线内通以方向向上的电流时,若重力不计,则三角形金属框将()
A.水平向左运动B.竖直向上C.处于平衡位置D.以上说法都不对2、如图所示,一理想变压器的原线圈接正弦交流电源,副线圈接有可变电阻R。原线圈中的电流为I1,输入功率为P1,副线圈中的电流为I2,输出功率为P2。当可变电阻的滑片向下移动时()
A.I2增大,P2增大B.I2增大,P2减小C.I1减小,P1增大D.I1减小,P1减小3、关于法拉第电磁感应定律的理解,下列说法错误的是()A.穿过闭合回路的磁通量为零时,感应电动势不一定为零B.穿过闭合回路的磁通量最大时,感应电动势不一定最大C.穿过同一闭合回路的磁通量的变化越大,感应电动势就一定越大D.穿过同一闭合回路的磁通量的变化越快,感应电动势就一定越大4、如图所示,一个边长L、三边电阻相同的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中.若通以图示方向的电流(从A点流入,从C点流出),电流为I,则金属框受到的磁场力的合力为())
A.0B.ILBC.ILBD.2ILB5、图甲为某款“自发电”无线门铃按钮;其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是()
A.按下按钮过程,螺线管端电势较高B.松开按钮过程,螺线管端电势较高C.按住按钮不动,螺线管没有产生感应电动势D.按下和松开按钮过程,螺线管产生大小相同的感应电动势6、某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示;在电梯挂厢上安装永久磁铁,并在电梯的井壁上铺设线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置,下列说法正确的是()
A.当电梯突然坠落时,该安全装置可使电梯停在空中B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,闭合线圈A、B中的电流方向相反C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时,只有闭合线圈B在阻碍电梯下落7、如图所示,固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场,导轨间距为l且足够长,左端接阻值为R的定值电阻,导轨电阻不计.现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上,在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度转过60°的过程中(金属棒始终与导轨接触良好;电阻不计)
A.通过定值电阻的最大电流为B.通过定值电阻的最大电流为C.通过定值电阻的电荷量为D.通过定值电阻的电荷量为8、教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为若发电机线圈的转速变为原来的则()
A.R消耗的功率变为B.电压表V的读数变为C.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)9、单匝闭合矩形线框电阻为在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是()
A.时刻线框平面与中性面垂直B.线框的感应电动势有效值为C.线框转一周外力所做的功为D.从到过程中线框的平均感应电动势为10、如图甲所示为一台小型发电机的构造示意图,其线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈内阻为接灯泡的电阻为则()
A.电压表的示数为B.发电机的输出功率为C.时刻,穿过线圈的磁通量最大D.时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大11、如图所示,在一个很小的矩形半导体薄片上,制作四个电极E、F、M、N,它就成了一个霍尔元件。在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,则薄片中的载流子在洛伦兹力的作用下,向着与电流和磁场都垂直的方向漂移,使M、N间出现了电压,称为霍尔电压UH。下列关于霍尔电压的大小;正确的是()
A.将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,UH不变B.将磁场方向和电流方向同时反向,N板电势低于M板电势C.磁场方向竖直向下时,不论是何种载流子,一定有N极的电势高于M极的电势D.在电流I、磁场B一定时,薄片的厚度越大,则UH越小12、如图所示,由同一金属材料制成的硬质金属线框,其中abgh正方形线框无右边,cdef是正方形线框,各边长度为L,hd、gc用导线相连(导线电阻不计),线框abgh放置在垂直纸面向里的磁场中,金属框平面与磁场方向垂直。磁感应强度B随时间t均匀增加,变化规律为下列说法正确的是()
A.d点电势比c点电势高B.c点电势比d点电势高C.f、e两点间的电势差与c、d两点间的电势差相等D.c、f两点间的电势差与f、e两点间的电势差相等13、如图所示,水平光滑的U形导体框间距为L,右端连接一阻值为R的电阻,质量为m、长为2L、电阻为r的导体棒PQ垂直静置于导体框上,并与之接触良好。整个装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,不计导体框电阻。t=0时,PQ棒以水平向左的初速度开始运动,运动距离为x时刚好静止;下列说法正确的是()
A.t=0时,PQ棒两端电压等于B.PQ棒运动的总时间为C.PQ棒运动过程中克服安培力做功为D.整个过程通过电阻R的电荷量14、如图所示,电阻不计的光滑金属导轨由直窄轨AB、CD以及直宽轨EF、GH组合而成,窄轨和宽轨均处于同一水平面内,AB、CD等长且与EF、GH均相互平行,BE、GD等长、共线,且均与AB垂直,窄轨间距为宽轨间距为L。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场。由同种材料制成的相同金属直棒a、b始终与导轨垂直且接触良好,棒长为L、质量为m、电阻为R。初始时b棒静止于导轨EF段某位置,a棒从AB段某位置以初速度v0向右运动,且a棒距窄轨右端足够远,宽轨EF、GH足够长。下列判断正确的是()
A.a棒刚开始运动时,b棒的加速度大小为B.经过足够长的时间,a棒的速度为C.整个过程中通过回路的电荷量为D.整个过程中b棒产生的焦耳热为评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、光敏电阻在被光照射时______发生变化,光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为_____这个电学量。16、当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量_____,线圈中的电流_____,且线圈平面经过中性面时,____________就发生改变,故线圈转动一周电流方向改变_______。17、如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段弯成直角的金属导线abc,且ab=bc=L0,通有电流I,磁场的磁感应强度为B,若要使该导线静止不动,在b点应该施加一个力F0,则F0的方向为______;B的大小为________.18、如图所示,在坐标系中,原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场,为该电场的左边界,电场无右边界;在第二、三象限内有一有界匀强磁场,磁场上边界与电场边界重叠(即为边)、右边界为轴、左边界为图中平行于轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为方向垂直纸面向里。一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域,并从点射出,粒子射出磁场时的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且圆弧的半径为轴下方的磁场水平宽度的2倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。则。
(1)点到轴的垂直距离为________。
(2)匀强电场的大小为________。粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间为_______。
19、如图所示,和是输电线,在图中空圈内填入所用的电表的符号______,若已知变压比为变流比为并且知道电压表示数为220V,电流表示数为1000A,则输电线路中的功率为______W。
评卷人得分四、作图题(共4题,共36分)20、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。
21、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。
22、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。
23、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)24、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。
参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、A【分析】试题分析:三角形金属框处于长直导线电流所产生的磁场中;根据左手定则,判断出安培力的方向,从而判断出金属框的运动状况.
解:根据安培定则知;直线电流右边磁场方向垂直纸面向里,三角形左边的一条边所受的安培力水平向左,还有两边可以等效为一直线电流,电流的方向向下,所受安培力向右,由于离长直导线电流越远,磁场越弱,所以向左的安培力大于向右的安培力.则三角形金属框水平向左运动.故A正确,B;C、D错误.
故选A.
【点评】解决本题的关键会用安培定则判断电流周围磁场的方向,以及会用左手定则判断安培力的方向.2、A【分析】【详解】
由于原线圈的输入电压不变,变压器的匝数比也不变,所以副线圈的输出电压不变,当可变电阻的滑片向下移动时,电阻R减小,副线圈的电流I2增大,所以原线圈的电流I1也要增大,由于副线圈的电压不变,根据P=
可得,当电阻减小时,输出的功率P2将增大,所以原线圈的输入的功率P1也将增大;故A正确,BCD错误。
故选A。
【点睛】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的,输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的,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。电路的动态变化的分析,总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法。3、C【分析】【详解】
A.由法拉第电磁感应定律
线圈中磁通量变为零;但磁通量变化率不一定为零,所以产生的感应电动势也不一定为零,A正确;
B.由法拉第电磁感应定律
线圈中磁通量最大;但磁通量变化率不一定越大,所以产生的感应电动势也不一定越大,B正确;
C.由法拉第电磁感应定律
磁通量的变化越大,只能是大,如果Δt很长;感应电动势可能很小,C错误;
D.由法拉第电磁感应定律
可知穿过线圈的磁通量变化越快;感应电动势越大,D正确。
故选C。4、B【分析】【详解】
解:由图示可知;电流由A流入,从C流出,则有电流从A到C直导线,与从A到B再到C两直导线,从A到B再到C两直导线,产生的安培力,可等效成从A到C直导线产生的安培力;
由于总电流强度为I;因此金属框受到的磁场力BIL,故B正确,ACD错误;
故选B.
考点:安培力.
分析:由安培力公式F=BILsinθ分析答题;其中L是通电导线的有效长度,是导线在磁场中两端点间的距离.
点评:正确理解安培力公式F=BILsinθ中各符合所表示的物理量是正确解题的关键,分析清楚图示情景,求出导线有效长度L即可正确解题.5、C【分析】【详解】
A.按下按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左增大,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出,螺线管充当电源,则Q端电势较高;故A错误;
B.松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入,从P端流出,螺线管充当电源,则P端电势较高;故B错误;
C.住按钮不动;穿过螺线管的磁通量不变,螺线管不会产生感应电动势,故C正确;
D.按下和松开按钮过程;螺线管中磁通量的变化率不一定相同,故螺线管产生的感应电动势不一定相同,故D错误。
故选C。6、B【分析】【详解】
A.若电梯突然坠落,闭合线圈A、B内的磁通量发生变化;将在线圈中产生感应电流,感应电流会阻碍永久磁铁的相对运动,可起到应急避险作用,但不能阻止永久磁铁的运动,故A错误;
B.当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时,闭合线圈A中向上的磁场减弱,感应电流的方向从上向下看是逆时针方向,闭合线圈B中向上的磁场增强,感应电流的方向从上向下看是顺时针方向,可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反;故B正确;
CD.结合A项的分析可知,当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时,闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落;故CD错误。
故选B。7、D【分析】【详解】
AB.棒绕端点转动切割磁感线而产生动生电动势,棒在60°位置时有效长度最大为线速度关于半径均匀增大,则由欧姆定律可得故A;B错误.
CD.由电量的定义式而可得棒转过60°扫过的有效面积为联立可得故C错误,D正确.8、B【分析】【分析】
根据公式分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值;频率的变化情况;
根据判断原副线圈中电流电压的变化情况;根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化;
【详解】
AB.根据可知转速变为原来的则角速度变为原来的根据可知电动机产生的最大电动势为原来的根据可知发电机的输出电压有效值变为原来的即原线圈的输出电压变为原来的根据可知副线圈的输入电压变为原来的即电压表示数变为原来的根据可知R消耗的电功率变为A错误B正确;
C.副线圈中的电流为即变为原来的根据可知原线圈中的电流也变为原来的C错误;
D.转速减小为原来的则频率变为原来的D错误。
【点睛】
本题考查了交流电最大值,有效值,频率,变压器等;需要知道交流电路中电表的示数为有效值,在理想变压器中,恒有副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率。二、多选题(共6题,共12分)9、B:C【分析】【详解】
由图像可知时刻线圈的磁通量最大,因此此时线圈处于中性面位置,因此A错误;由图可知交流电的周期为T,则由交流电的电动势的最大值为则有效值为故B正确,线圈转一周所做的功为转动一周的发热量,故C正确;从0时刻到时刻的平均感应电动势为故D错误。10、B:C【分析】【详解】
A.由题图乙知,交流发电机电动势的有效值为6V,则灯泡两端电压的有效值
A项错误;
B.灯泡消耗的功率
B项正确;
C.由题图乙知,时刻;电动势为零,此时穿过线圈的磁通量最大,C项正确;
D.时刻;电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,D项错误。
故选BC。11、B:D【分析】【详解】
A.将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行,则载流子不会受到洛伦兹力,因此M、N间不存在电势差;故A错误;
B.若磁场和电流方向同时反向,根据左手定则,可知N板电势低于M板电势;故B正确;
C.当载流子为负电荷时,由左手定则可知,负电荷偏向N板,则M板的电势高于N板;当载流子为正电荷时,由左手定则可知,正电荷偏向N板,则M板的电势低于N板;故C错误;
D.设半导体薄片的厚度为d,宽度为b,长度为L,载流子所受的电场力等于洛伦兹力,设材料单位体积内载流子的个数为n,材料截面积为S,根据平衡条件有
电流微观表达式I=nqSvS=bd
解得霍尔电压
UH与磁感应强度B、电流I、厚度d有关,在电流I、磁场B一定时,薄片的厚度越大,则UH越小;故D正确。
故选BD。12、B:D【分析】【详解】
AB.由可得,磁感应强度变化率为
电磁感应定律可得
其中解得回路中产生的感应电动势为
设金属线框每个边的电阻为R,abgh正方形线框相当于电源,则有内阻为3R,外电路的电阻为
由楞次定律可知,g点为等效电源的正极,h点为等效电源的负极,则有d点电势比c点电势低,由闭合电路欧姆定律可得
A错误;B正确;
CD.由欧姆定律可得
Cf与fe串联,电阻相等,因此则有
C错误。D正确。
故选BD。13、C:D【分析】【详解】
A.由右手定则可知P点电势高于Q点;如图甲所示。
则有
因为
又所以故A错误;
B.由左手定则可知,PQ棒受水平向右的安培力,故PQ棒切割磁感线的速度越来越小,由
可得
则PQ棒所受安培力越来越小,做加速度减小的减速运动,作出PQ棒的图如图乙所示。
平均速度则运动总时间满足
故B错误;
C.根据动能定理可知PQ棒克服安培力做的功为
故C正确;
D.整个过程通过电阻R的电荷量为
故D正确。
故选CD。14、A:C:D【分析】【分析】
【详解】
A.a棒刚开始运动时,感应电动势为
电路中电流为
b棒的安培力为
根据牛顿第二定律得
A正确;
B.经过足够长时间,电路中无电流,有
对a导体棒,根据动量定理得
对b导体棒,根据动量定理得
联立解得
B错误;
C.对b导体棒,根据动量定理得
解得
C正确;
D.根据能量守恒得
两导体棒发热量关系为
解得
D正确。
故选ACD。三、填空题(共5题,共10分)15、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】电阻电阻16、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]当线圈平面位于中性面时;线圈中的磁通量最大;
[2]线圈中的电流为零;
[3]且线圈平面经过中性面时;电流方向就发生改变;
[4]故线圈转动一周电流方向改变两次。【解析】①.最大②.为零③.电流方向④.两次17、略
【分析】根据左手定则判得安培力的方向垂直ac的连线斜向下,因为导线受力平衡,故F=F0,方向垂直ac斜向上或方向沿∠abc的平分线方向,导线在磁场内有效长度为该通电导线受到安培力大小为:解得磁感应强度大小为:.【解析】方向沿∠abc的平分线方向18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]粒子第一次进入磁场时弧半径为磁场左右边界间距的二倍,由洛伦兹力提供向心力得
A点到x轴的距离为
(2)[2]粒子在磁场中运动时间为
粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域说明电场力的方向一定与v相反,再次进入磁场时速度方向与v相反,将向y轴负方向偏转做圆周运动,运动时间为
则在电场中运动的时间为
那么在电场中的运动有
求得
[3]粒子出磁场后到进入电场是匀速直线运动,达到电场的距离为
所用时间为【解析】19、略
【分析】【详解】
[1]由题图可知电表1所接变压器原线圈并联在两根输电线上;所以该变压器为电压互感器,电表1应是电压表V;电表2所接变压器原线圈串联在一根输电线上,所以该变压器为电流互感器,电表2应是电流表A。如图所示。
[2]根据理想变压器变压规律可知输电电压为
根据理想变压器变流规律可知输电电流为
所以输电线路中的功率为【解析】见解析四、作图题(共4题,共36分)20、略
【分析】
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