内容正文:
滚动测试卷(二)
1.(2024·广东东莞中学高二联考期中)下列四幅图所涉及的物理知识,说法正确的是
A.图甲中雷达利用了X射线
探测飞机
B.图乙中电磁炉加热食物是
利用电磁波中的微波加热
C.图丙中漏电保护开关利用
电磁感应原理
D.图丁中手持式金属探测器
利用了电流的热效应
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图甲中雷达利用无线电波
的反射探测飞机,故A错
误;图乙中电磁炉加热食
物是利用涡流加热,故B
错误;图丙中漏电保护开
关利用电磁感应原理,故
C正确;图丁中手持式金
属探测器利用了涡流探测,
故D错误。故选C。
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2.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.传感器感受力、温度、光、声等
信号,把电学信号转换成非电学信号
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题图甲中,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,所以题图甲传感器是位移传感器,故A正确;题图乙中,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,
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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,故B正确;题图丙中,在两块磁感应强度相同、同极相对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,
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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,故C正确;传感器感受力、温度、光、声等信号,把非电学信号转换成电学信号,故D错误。
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3.(2024·广东广雅中学高二校考)如图所示,某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑行,该地磁场水平分量由南到北,竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质,辐条也为金属材质,只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象,下列结论正确的是(图中B点在轮轴,A点在轮缘)
A.右图所示辐条中A点电势低于B点电势
B.右图所示辐条中A点电势高于B点电势
C.自行车左右把手中电势相等
D.自行车左把手电势低于右把手电势
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辐条切割水平方向磁场分量,根据右手定则可知A点电势低于B点电势,A正确,B错误;自行车车把切割竖直方向磁场分量,根据右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势,C、D错误。故选A。
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4.(2024·广东深圳高二统考期末)如图所示,轻质弹簧上端固定,下端悬挂一条形磁铁,磁铁下方有一固定线圈。将磁铁托起到某一高度后由静止释放,磁铁上下振动。弹簧始终在弹性限度范围内,忽略一切摩擦阻力,磁铁振动过程中
A.若保持电键K断开,线圈不能产生感应电动势
B.若保持电键K闭合,磁铁靠近线圈的过程中,感应
电流从P流经线圈到Q
C.电键K闭合或断开,磁铁都能回到静止释放时的高度
D.电键K闭合或断开,磁铁的振幅都不变
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若保持电键K断开,磁铁上、下振动,线圈的磁通量发生变化,线圈能产生感应电动势,故A错误;若保持电键K闭合,磁铁靠近线圈的过程中,线圈的磁通量向上增加,根据楞次定律可知,感应电流从P流经线圈到Q,故B正确;
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电键K闭合时,回路产生感应电流,磁铁需要克服安
培力做功,磁铁和弹簧组成的系统机械能有损失,磁
铁不能回到静止释放时的高度,电键K断开时,回路
不产生感应电流,磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒,
磁铁能回到静止释放时的高度,故C错误;电键K闭合
时,回路产生感应电流,磁铁需要克服安培力做功,
磁铁的振幅不断减小,电键K断开时,回路不产生感应电流,磁铁的振幅保持不变,故D错误。故选B。
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5.(2024·广东汕尾高二统考期末)如图所示,一边长为L的正方形导线框,匀速穿过宽为2L、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域。线框刚进入磁场的时刻记为t=0时刻,则下列图像能正确反映线框中的感应电流i随时间t变化规律的是(规定线框中的电流沿逆时针方向为正)
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线框从开始进入到全部进入时,线框的右边切割磁感线,由右手定则可知,感应电流沿逆时针方向,在i-t图像中为正值,因速度保持不变,故电流大小不变;当全部进入时,线框中磁通量不变,故没有感应电流;当线框开始离开时,左边切割磁感线,由右手定则可知,感应电流沿顺时针方向,在i-t图像中为负值,且大小不变。故选C。
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6.(2024·青海西宁开学考试)如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b,当输入电压U为灯泡额定电压的5倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是
A.原、副线圈匝数之比为5∶1
B.原、副线圈匝数之比为4∶1
C.此时a和b的电功率之比为4∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶1
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B.甲束粒子的比荷小于乙束粒子的比荷
C.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的
质量之比为4∶3
D.若甲、乙两束粒子的质量相等,则甲、乙两束粒子的电
荷量之比为4∶3
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8.(2024·广东江门市第一中学高二校考)2022年3月8日,航天员王亚平从空间站送来的“国际妇女节”节日祝福通过电磁波传播到祖国各地,关于电磁波和电磁场,下列说法中正确的是
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,但证实了电磁波存在的是赫兹
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.发射电路的电磁振荡一停止,产生的电磁波立即停止传播
D.LC振荡电路的频率越高,发射电磁波的本领越强
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麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,A正确;在变化的电场周围不一定产生变化的磁场,变化的磁场周围不一定产生变化的电场,如均匀变化的电场,产生恒定的磁场,均匀变化的磁场,产生恒定的电场,B错误;发射电路的电磁振荡一停止,产生的电磁波不会立即消失,还会在空间继续传播,一直到能量消耗殆尽,C错误;LC振荡电路的频率越高,发射电磁波的本领越强,D正确。故选AD。
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9.(2024·广东汕头高二校考期中)如图甲是一种家用
台灯的原理图,理想自耦变压器的a、b间接入220 V
的交流电,变压器线圈总匝数为1 100匝,交流电流
表A为理想电表,定值电阻R=2 500 Ω,灯泡L的伏
安特性曲线如图乙所示。当c、P之间线圈匝数为750
匝时,则
A.灯泡两端的电压约为47 V
B.通过电阻的电流约为0.03 A
C.通过电流表的示数约为0.03 A
D.灯泡的功率约为2.25 W
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10.(2024·四川成都高二统考期末)如图所示,∠ACB=30°,AC、BC为一足够大的匀强磁场区域的边界(边界无磁场),内部磁感应强度方向垂直纸面向外。带等量异种电荷的粒子a、b先后以相同的速度,从BC边上的某点D垂直BC边射入磁场,两粒子恰好均从AC边射出。已知a粒子向左偏转,忽略粒子重力及粒子间相互作用力,下列说法正确的是
A.a粒子带负电
B.a、b两粒子运动轨迹半径之比为3∶1
C.a、b两粒子质量之比为1∶3
D.a、b两粒子在磁场中运动的时间之比为1∶2
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a粒子所受洛伦兹力向左,根据左手定则可知a粒子带负电,故A正确;根据题意作出粒子的运动轨迹,如图所示,
根据几何关系可知△BDE为等边三角形,且Ra=BE=BD,又因为BC=2BE=2Ra,而DC=2Ra-Ra=Ra,DC=2Rb+Rb=3Rb,可得a、b两粒子运动轨迹半径之比为3∶1,故B正确;
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11.(6分)(2024·广东东莞实验中学高二期中)甲、乙两位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
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(1)如图(a),请补齐连线。补齐连线后,甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转,下列操作中同样能使指针向右偏转的有_____。
A.闭合开关
B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C.开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出
D.开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中
CD
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将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路,再将电流计与大螺线管串联成另一个回路,实物连接如图所示。
开关断开时,线圈中电流迅速减小,则A线圈中磁通量减小,出现感应电流,使灵敏电流计指针向右偏转;为了同样使指针向右偏转,应减小A线圈中的磁通量或增加A线圈中反向的磁通量。
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闭合开关,B线圈中的电流突然增大,则A线圈中的磁通量增大,故A错误;开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动,B线圈中的电流增大,则A线圈中的磁通量增大,故B错误;开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出,则A线圈中的磁通量减小,故C正确;开关闭合时将B线圈倒置,再重新插入A线圈中,则A线圈中反向的磁通量增加,故D正确。故选CD。
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(2)为确切判断A线圈中的感应电流方向,应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与__________的关系。
电流方向
判断感应电流具体流向,应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
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(3)乙同学设计了如图(b)所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认,某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转,说明此时黑表笔接触的是二极管的______(选填“正极”或“负极”)。实验操作时将磁铁插入线圈时,只有灯_____(选填“C”或“D”)短暂亮起。
负极
C
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欧姆挡指针没有偏转时,说明二极管的负极与电源正极相连,根据多用电表红进黑出的操作原则,此时黑表笔接触的是二极管的负极;当磁铁插入线圈时,可判断线圈中方向的电流,只有灯C短暂亮起。
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12.(9分)(2024·广东潮州高二校考期中)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,操作步骤如下:
①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;
②闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;
③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;
④将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。
(1)以上操作的合理顺序是__________(只填步骤前数字序号)。
①③②④
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在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上;再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上,另一个作为副线圈,接上小灯泡;然后闭合电源开关,用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压;最后将原线圈与副线圈对调,重复以上步骤。故操作合理的实验步骤为①③②④。
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(2)关于实验操作,下列说法正确的是____。
A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V
B.实验通电时,可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C.使用多用电表测电压时,先用中等量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量
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变压器有变压功能,因此为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12 V,故A正确;实验通电时,用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,这样无形中将人体并联接入了电路,将会导致所测数据不准确且不安全,故B错误;使用多用电表测量电压时,为避免损坏电表,应先用最高量程挡测试,再选用恰当的挡位测量,故C错误。故选A。
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13.(7分)(2024·广东揭阳惠来县第一中学高二校考)如图所示,在一个范围足够大、磁感应强度B=0.40 T的水平匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态,且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.20 m,质量m=0.02 kg,g取10 m/s2,求:
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(1)若通以如图所示方向、大小为2.0 A的电流,求每根绳子受到的拉力
大小;
答案:0.02 N
根据左手定则可得安培力的方向竖直向上,金属棒受到的安培力F=BIL=0.40×2.0×0.20 N=0.16 N
对金属棒受力分析得F+2T=mg
据牛顿第三定律有T′=T
联立以上解得T′=0.02 N。
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(2)若要使细线拉力恰好为零,磁场保持不变,此时电流该如何变化?
答案:2.5 A,保持电流方向不变
悬线拉力恰好为零,金属棒沿竖直方向受重力和向上的安培力,根据平衡条件可得mg=I′BL
解得I′=2.5 A,保持电流方向不变。
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14.(10分)(2024·广东珠海市斗门区第一中学高二期中)
如图所示,两根与水平面成θ=30°角的足够长光滑金
属导轨平行放置,导轨间距L=1 m,导轨下端连接阻值
R=10 Ω的定值电阻。整个装置处于垂直于导轨平面斜
向上、磁感应强度大小为B=1 T的匀强磁场中。现将质
量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的金属棒ab垂直于导轨放置,对金属棒施加沿导轨向上,大小为F=2 N的恒力,使金属棒由静止开始向上加速运动直至获得最大速度,在此过程中金属棒产生的焦耳热Q=0.4 J。不计一切摩擦,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨的电阻忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。求:
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(1)金属棒获得的最大速度;
答案:11 m/s
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(2)金属棒由静止开始直至获得最大速度的过程中,导体棒的位移;
答案:16.5 m
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(3)金属棒由静止开始直至获得最大速度的过程中,通过金属棒的电荷量。
答案:1.5 C
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15.(10分)(2024·广东湛江高二期中)我国新能源汽车产业高质量发展。某款纯电动汽车,驱动时电池给电动机供电,刹车时发电机工作回收能量。假设此发电机原理可抽象为如图所示的模型:矩形线圈长、宽分别为a和b,共n匝,整个线圈处于匀强磁场中,可绕垂直于磁场的轴OO′转动,磁感应强度大小为B,线圈的总电阻为r。线圈外接电能回收装置,现将回收装置理想化为一纯电阻,阻值为R。
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(1)t=0时刻,发电机线圈平面处于中性面(虚线位置),t1时刻线圈恰好转过60°角(实线位置)。求:t1时刻穿过线圈的磁通量Φ及0~t1时间内通过电阻R的电荷量q。
线圈恰好绕转轴转60°角的磁通量为
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0~t1时间内磁通量的变化量为
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(2)已知当汽车以v1=20 m/s的速度匀速行驶时,单位行程内耗电为λ1=
625 J/m,求:以v1=20 m/s的速度匀速行驶时,1分钟内消耗的电能。
答案:7.5×105 J
1分钟内消耗的电能
E1=λ1v1t1=625×20×60 J=7.5×105 J。
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(1)a粒子从O点开始运动的速度v0;
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粒子的运动轨迹如图所示,a、b粒子碰撞,根据动量守恒定律有mv0=(m+m)v
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(2)c粒子离开P点后经多长时间第一次回到P点。
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粒子运动轨迹如图所示,c粒子在磁场中运动的时间
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滚动测试卷(二)
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