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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年粤人版选择性必修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总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、如图所示,在x轴上方的空间存在着垂直于纸面向里的两个不同的匀强磁场,y轴右侧的磁场磁感应强度的大小为B。一个离子以速率v由O点沿x轴正方向射入磁场区域,不计离子所受重力,图中曲线表示离子运动的轨迹,其中轨迹与y轴交点为M,轨迹与x轴交点为N,且OM=ON=L;由此可判断()
A.这个离子带负电B.y轴左侧的磁场磁感应强度的大小为C.离子的比荷为=D.离子在y轴左侧运动的时间是在y轴右侧运动的时间的一半2、在如图所示的理想变压器供电线路中;原线圈接在有效值恒定的交流电源上,副线圈接有两个灯泡,电流表;电压表均为理想电表。开关S原来是断开的,现将开关S闭合,则()
A.A1的示数增大,A2的示数增大B.A1的示数不变,A2的示数增大C.V1的示数减小,V2的示数减小。D.V1的示数不变,V2的示数减小3、边界上方区域存在磁感应强度大小为方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为电荷量为的粒子(不计重力),沿与成角;垂直磁场的方向射入磁场区域;在磁场中运动的轨迹如图所示,该粒子在磁场中运动的时间为()
A.B.C.D.4、如图所示,等腰直角三角形abc区域内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,在bc的中点O处有一粒子源,可沿与ba平行的方向发射速率不同的两种粒子,粒子带负电,质量为m,电荷量为q,已知这些粒子都能从ab边离开abc区域,ab=2l;不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用,则这些粒子。
A.速度的最大值为B.速度的最小值为C.在磁场中运动的最短时间为D.在磁场中运动的最长时间为5、如图,横截面是圆的匀强磁场区域(纸面),其半径为R,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一电荷量为-q(q>0)、质量为m的粒子自P点沿与直径PQ成30°角的方向射入圆形磁场区域,粒子射出磁场时的运动方向与直径PQ垂直;不计粒子的重力,则粒子的速率和在磁场中运动的时间分别为()
A.B.C.D.6、如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域其直角边长为L,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd,从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域,取沿abcda的感应电流为正,则表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是。
A.B.C.D.7、电流i随时间变化的关系如下图;它的有效值是()
A.10AB.C.D.20A8、下列关于电磁波的说法,正确的是()A.电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波C.紫外线的波长比X射线的长,它具有杀菌消毒的作用D.电磁波是纵波评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)9、如图所示为电流天平原理示意图,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,线圈匝数为N,水平边长为L,线圈的下部处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。现用其来测量匀强磁场的磁感应强度。当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡。当电流反向(大小不变)时,左边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡,已知重力加速度为g。由此可知()
A.磁感应强度的方向垂直纸面向里B.磁感应强度的方向垂直纸面向外C.磁感应强度大小为D.磁感应强度大小为10、如图所示,为某同学设计的一个用电器的内部电路图。一理想变压器的匝数比原线圈回路中接一阻值恒为的监控指示灯。副线圈中接有两只均标有“”灯泡;都正常发光。则下列说法正确的是()
A.原线圈两端的电压为B.副线圈中通过的电流为C.交流电源电压为D.监控指示灯消耗的电功率为11、如图所示,在竖直平面内,由绝缘材料制成的竖直平行轨道CD、FG与半圆轨道DPG平滑相接,CD段粗糙,其余部分都光滑,圆弧轨道半径为R,圆心为O,P为圆弧最低点,整个轨道处于水平向右的匀强电场中,电场强度为E。PDC段还存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。有一金属圆环M,带有正电荷q,质量套在轨道FG上,圆环与CD轨道间的动摩擦因数μ=0.2。如果圆环从距G点高为10R处由静止释放;则下列说法正确的是()
A.圆环在CD轨道上不能到达相同高度处B.圆环第一次运动到P点(未进入磁场区域)时对轨道的压力为21mgC.圆环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功为8mgRD.圆环最终会静止在P点12、如图所示的匀强磁场中,是两条平行的金属导轨,分别为接有电流表;电压表的两根金属棒;且与金属导轨接触良好。当两金属棒以相同速度向右运动时,下列判断正确的是()
A.电流表示数为零,A、间有电势差,电压表示数为零B.电流表示数不为零,A、间有电势差,电压表示数不为零C.电流表示数为零,A、间无电势差,电压表示数为零D.电流表示数为零,A、间有电势差,电压表示数不为零13、CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨,导轨间距为L,在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,磁场区域的长度为d,如图所示,导轨的右端接有一电阻R,左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放,导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好,且动摩擦因数为μ;则下列说法中正确的是()
A.电阻R的最大电流为B.流过电阻R的电荷量为C.整个电路中产生的焦耳热为mghD.电阻R中产生的焦耳热为mg(h-μd)评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)14、如图,A、B两个同轴线圈在同一平面,A线圈通有顺时针方向的电流,则穿过B线圈的磁通量方向为垂直纸面向________(选填“里”或“外”);当A内电流增大时,B线圈会产生______(选填“顺”或“逆”)时针方向的感应电流.15、图甲、乙中,金属导体中产生的感应电动势分别为E甲=___________,E乙=___________。
16、周期和频率的关系:T=______或f=______.17、如图中PQ是匀强磁场里的一片薄金属片,其平面与磁场方向平行,一个粒子从某点以与PQ垂直的速度射出,动能是E,该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,今测得它在金属片两边的轨道半径之比是10∶9,若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定,则该粒子每穿过一次金属片,动能减少了___________,该粒子最多能穿过金属板___________次。
18、如图所示,水平放置的U形金属框架,框架上放置一质量为m、电阻为R的金属杆,它可以在框架上无摩擦地滑动,框架两边相距l,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下.当杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,则杆从静止开始向右滑动,启动时的加速度大小______,杆可以达到的最大速度_______,杆达到最大速度时电路中每秒放出的热量__________.
19、有一正弦式交流,它的瞬时值的表达式为i=10sin314tA,那么它的电流的有效值是_____。20、如图所示,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的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R;电流表电阻不计.
(1)在线圈由图示位置转过180°的过程中,磁通量的变化量ΔΦ=_____,电阻R上产生的焦耳热Q=_________;
(2)图示时刻电流表的读数为_____________;
(3)从图示位置开始计时,写出线圈产生的瞬时电动势表达式e=_____________.评卷人得分四、作图题(共4题,共24分)21、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。
22、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。
23、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。
24、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2题,共16分)25、如图1所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图;该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量;力的关系”。
(1)用该装置完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下面说法正确的是________(单选)
A.图中打点计时器应使用8V左右的交流电源。
B.实验时必须通过调节轨道左端的滑轮以让细线和轨道平行。
C.实验时必须把轨道右端抬高以补偿阻力;但不需要满足槽码的质量远小于小车的质量。
D.为了提高实验的精度;本实验需要改变车中砝码的个数以改变运动小车的质量,获得多组数据。
(2)某同学利用如图1所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,实验中重物始终未落地,最后得到了如图2所示的速度—时间图像,根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是_____(单选)
A.实验中没有补偿阻力B.实验中没有满足小车质量远大于槽码质量。
C.实验中先让释放小车后打开打点计时器D.实验中未保持细线和轨道平行。
(3)某同学利用上述实验装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图3。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出各计数点到“A”的距离(单位:cm)。取“A”计数点为时刻,作出“”如图4所示,则由图像可得其加速度为________m/s2(保留两位有效数字)
(4)在“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中,为了提高实验精度,某同学通过合理的操作使用力传感器(图5)来测量绳子拉力,下面有关实验操作中说法正确的是________(单选)
A.实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量。
B.实验操作中不需要细线和轨道平行。
C.实验操作中不需要补偿阻力。
D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据。
(5)该同学为了研究力传感器的原理,查阅相关原理,发现力传感器内部的核心结构是如图6所示的装置,四个电阻贴在右侧固定的弹性梁上。其主要原理是在弹性梁左侧施加外力时,弹性梁发生形变,引起贴在弹性梁上的四个电阻形状发生改变,引起电阻值大小发生变化,使输出的电压发生变化,把力学量转化为电学量。其电路简化图如图7所示。施加如图6所示的外力若要两点输出的电压尽量大,则图7中处电阻应为__________(填“”或者“”)
26、传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的电路。压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的关系如图甲所示,压力F在0200N范围内时图线为直线。
先利用如图乙所示的电路,测量时压敏电阻的阻值主要器材如下。
压敏电阻R(时的阻值在之间);
电源(电动势V;内阻不计);
电流表G1(量程10mA,内阻);
电流表G2(量程50mA,内阻约为);
定值电阻
滑动变阻器
开关及导线若干。
请完成下列问题:
①要求尽量准确测量压敏电阻的电阻值,导线端应与______(填“a”或“b”)点连接。
②滑动变阻器有两种规格,本实验中应选择______。
A.最大阻值为
B.最大阻值为
③闭合开关调节滑动变阻器接人回路部分的阻值,从最大值逐渐减小,电流表G2读数为40mA时电流表G1读数为8.0mA,可知______
④断开开关继续调节滑动变阻器使电流表G2达到满偏,满偏电流刻度处标记此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和G2内阻之和为______保持滑动变阻器阻值不变,当电流表G2示数为30mA时,压力______N。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.由题意可知;离子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向上,由左手定则可知,离子带正电,故A错误;
B.离子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得
得
在y轴的左侧离子轨迹半径变为原来的2倍;则磁感应强度变为原来的一半,故B正确;
C.离子在y轴右侧运动的轨迹半径为根据
解得
故C错误;
D.离子做圆周运动的周期则
离子在y轴左侧的运动时间
离子在y轴右侧的运动时间
则
故D错误。
故选B。2、A【分析】【详解】
副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定,原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变,则副线圈输出电压不变,电压表V1的示数不变,电压表V2的示数不变,开关S闭合后,总电阻减小,根据欧姆定律可知,副线圈输出电流增大,根据变流比可知,原线圈输入电流增大,即电流表A1的示数增大,电流表A2的示数增大;故A正确,BCD错误。
故选A。3、B【分析】【详解】
粒子在磁场中的运动轨迹为一段优弧,根据几何知识可知粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为则粒子在磁场中运动的时间为
故选B。4、A【分析】【详解】
若都能从ab边出来,则符合条件的最大半径应该与ac面相切,最小半径应该恰好运动到b点;如图所示。
由几何关系可得:
AB、粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供了向心力,由牛顿第二定律可得:
解得:故A对,B错;
C、粒子做圆周运动的周期为若圆心角则在磁场中的运动时间为从上图可以看出,最小的圆心角所以故C错误;
D、由几何关系知,粒子转过的最大圆心角粒子做圆周运动的周期为所以粒子在磁场中运动的最长时间为故D错误;
故选A
点睛:本题考查了带电粒子在磁场中运动的问题,要找到粒子的临界状况即与ac边相切及恰好运动到b点.5、B【分析】【详解】
根据题意作图,连接如图。
根据几何关系可知四边形为菱形,所以粒子的运动半径与磁场半径相等,洛伦兹力提供向心力
解得
粒子在磁场中转过的圆心角
运动的时间为
ACD错误;B正确。
故选B。6、C【分析】【详解】
bc边的位置坐标x在L-2L过程,线框bc边有效切线长度为l=x-L
感应电动势为E=Blv=B(x-L)v
感应电流
电流的大小随x逐渐增大;根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→b→c→d→a,为正值。x在2L-3L过程,根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a,为负值,线框ad边有效切线长度为l=x-2L
感应电动势为E=Blv=B(x-2L)v
感应电流
大小随x逐渐增大。
A.图像与分析不符;故A错误。
B.图像与分析不符;故B错误。
C.图像与分析相符;故C正确。
D.图像与分析不符,故D错误。7、A【分析】【详解】
根据有效值的定义,可得
可以知道一个周期3s内
解得
故选A。8、C【分析】【详解】
A.电磁波在真空中以光速c传播;在介质中的传播速度小于光速,所以电磁波不是只能在真空中传播,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论;均匀变化的磁场产生恒定的电场,均匀变化的电场产生恒定的磁场,而不产生电磁波,故B错误;
C.紫外线的波长比X射线的长;它具杀菌消毒的作用,故C正确;
D.电磁波伴随的电场方向;磁场方向,传播方向三者互相垂直,因此电磁波是横波,故D错误。
故选C。二、多选题(共5题,共10分)9、B:D【分析】【分析】
【详解】
若磁感应强度B的方向垂直纸面向里,开始线圈所受安培力的方向向向下,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向上,相当于右边少了两倍的安培力大小,所以右边应加砝码;若磁感应强度B的方向垂直纸面向外,开始线圈所受安培力的方向向向上,电流方向相反,则安培力方向反向,变为竖直向下,相当于右边多了两倍的安培力大小,需要在左边加砝码,有
所以
故BD正确,AC错误。10、A:D【分析】【分析】
【详解】
A.副线圈中接有两只均标有“”灯泡并联,都正常发光,则由理想变压器的电压与匝数关系有
可得原线圈两端的电压为故A正确;
B.副线圈中接有两只均标有“”灯泡并联都正常发光,则副线圈中通过的电流为
故B错误;
C.根据理想变压器两端的电流与匝数关系可知得
监控指示灯的电阻恒为则交流电源电压为
故C错误;
D.监控指示灯消耗的电功率为
故D正确;
故选AD。11、A:B:C【分析】【详解】
A.圆环从G运动到D的过程中,电场力要做负功,在CD轨道上运动时摩擦力要做负功,而洛伦兹力不做功,所以圆环在CD轨道上不能到达相同高度处;故A正确。
B.根据题意
得
从开始到圆环第一次运动到P点的过程,由动能定理得
在P点,由向心力公式有
解得
由牛顿第三定律知圆环对轨道的压力为故B正确。
CD.圆环最终会在右边G上方的某点到D处振动,对从开始到D的过程,由动能定理得
解得在整个运动过程中克服摩擦力所做的功为
故C正确;D错误。
故选ABC。12、A:C【分析】【分析】
【详解】
BD.因为两金属棒以相同速度运动;回路面积不变,所以感应电流为零,根据电流表;电压表的工作原理可知电流表、电压表示数均为零,选项BD错误;
AC.因为两金属棒都向右运动切割磁感线,所以两金属棒都产生相同的电动势,极性都为上正、下负,所以A、间有电势差,A、间无电势差;选项AC正确。
故选AC。13、B:D【分析】【详解】
A.导体棒下滑到底端时
此时
解得最大电流
选项A错误;
B.导体棒进入磁场时
联立解得
选项B正确;
CD.由能量关系可得,整个过程产生的焦耳热
电阻R中产生的焦耳热为
选项C错误;D正确。
故选BD。三、填空题(共7题,共14分)14、略
【分析】根据安培右手定则A线圈通有顺时针方向的电流产生的磁场为垂直直面向里,所以穿过B线圈的磁通量方向为垂直纸面向里;当A内电流增大时,根据楞次定律可知B线圈会产生逆时针方向的电流.【解析】里;逆15、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】BlvBlvsinθ16、略
【解析】17、略
【分析】【分析】
【详解】
[1][2]粒子在磁场中做匀速圆周运动;洛伦兹力提供向心力,由。
得。
即。
由已知
得。
粒子每穿过一次金属片;动能减少了。
该粒子最多穿过金属板的次数为次,约为5次。【解析】518、略
【分析】【详解】
[1]杆受到水平向右恒力F后开始向右滑动,启动的瞬间速度为零,则没有感应电流,杆也不受安培力,由牛顿第二定律:
解得启动时的加速度大小:
[2]杆向右运动后受逐渐增大的安培力而做加速度逐渐减小的变加速直线运动,当a=0时杆的速度达到最大,则有:
联立可得:
[3]根据热量的定义式:
其中联立可得:【解析】19、略
【分析】【详解】
[1].电流的有效值是【解析】10A20、略
【分析】【分析】
(1)磁通量虽为标量,但是磁感线穿过的面不同,也有正负之分;根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势,进而根据焦耳定律求解热量;
(2)交流电流表的示数为有效值;
(3)根据法拉第电磁感应定律求出电动势,然后写出瞬时电动势表达式.
【详解】
(1)[1]图示位置磁通量为,转过磁通量为:
则:
[2]根据法拉第电磁感应定律得最大电动势:
电流的有效值为
电阻所产生的焦耳热:
解得:;
(2)[3]图示时刻电流表的读数为电流的有效值,则:
(3)[4]图中得位置时线圈平面与磁场平行,则磁通量为0,电动势为最大值,则:(V).
【点睛】
对于交变电流,求解热量、电功和电功率用有效值,而求解电荷量要用平均值.注意磁通量与线圈的匝数无关.【解析】0NBS(V)四、作图题(共4题,共24分)21、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】22、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】23、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】24、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
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