内容正文:
桐乡市高级中学2025学年第一学期高二年级12月月考
物理学科试题卷(普通班)
Ⅰ选择题部分
一、单项选择(本题共10小题,共30分。每小题的四个选项中有且只有一个选项符合要求,选对得3分,多选、错选、漏选均不得分。)
1. 以下物理量是矢量的是( )
A. 磁感应强度 B. 电动势 C. 磁通量 D. 电流强度
【答案】A
【解析】
【详解】既有大小也有方向的物理量是矢量,磁感应强度是矢量;只有大小而没有方向是物理量是标量,电动势、磁通量、电流强度是标量。
故选A。
2. 物理学是一门以实验为基础的学科,很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品,说法正确的是( )
A. 图甲中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场的相互作用来实现的
B. 图乙中,人们常用电磁炉来吃火锅,是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的
C. 图丙所示的实验现象展示了磁能生电的电磁感应现象
D. 图丁中,生活中常用微波炉来加热食物,微波是一种电磁波,具有能量
【答案】D
【解析】
【详解】A..图甲中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过直导线周围的磁场来实现的,A错误;
B.图乙中,人们常用电磁炉来吃火锅,是利用了高频电流在锅体中产生涡流生热而供热的,B错误;
C.图丙所示的实验现象展示了电能生磁的现象,C错误;
D.图丁中,生活中常用微波炉来加热食物,微波是一种电磁波,具有能量,D正确。
故选D。
3. 在如图所示的物理情境中,能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示,线圈与通电导线在同一平面,线圈竖直向上移动
B. 如图乙所示,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动
C. 如图丙所示,开关闭合后,向右移动滑动变阻器的滑片
D. 如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
【答案】C
【解析】
【详解】A.如图甲所示,线圈与通电导线在同一平面,线圈竖直向上移动,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,故A不符合题意;
B.如图乙所示,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,故B不符合题意;
C.如图丙所示,开关闭合后,向右移动滑动变阻器的滑片,由于线圈A中的电流发生变化,使得穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中有感应电流产生,故C符合题意;
D.如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体,穿过线圈的磁通量不变,无感应电流产生,故D不符合题意。
故选C。
4. 如图为某一街头变压器的实物图与原理示意图,下列说法正确的是( )
A. 变压器的工作原理是自感现象
B. 该变压器为升压变压器
C. 该变压器的原线圈导线比副线圈导线更细
D. 使用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯是为了增大涡流
【答案】C
【解析】
【详解】A.变压器的工作原理是互感现象,故A错误;
B.该变压器副线圈匝数比原线圈匝数少,故该变压器为降压变压器,故B错误;
C.根据可知,原线圈电流较小,电阻较大,导线较细,故C正确;
D.使用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯是为了减小涡流,故D错误。
故选C。
5. 如图为回旋加速器工作原理示意图,置于真空中的D形盒之间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直,粒子在磁场中运动周期为,两D形盒间的狭缝中的交变压周期为,若不考虑相对论效应和粒子重力的影响,则( )
A. 带电粒子从磁场中获得能量
B.
C. 带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径无关
D. 加速电压越大,带电粒子加速所获得的最大动能越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.洛伦兹力不做功,所以带电粒子从电场中获得能量,故A错误;
B.粒子每运动半周,被电场加速一次,故粒子在磁场中的运动周期与两D形盒间的狭缝中的交变电压变化周期相等,即,故B正确;
CD.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
设D形盒半径为,当时,带电粒子的速度最大,最大速度为
粒子获得的最大动能为
可知带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关,与加速电压的大小无关,故CD错误。
故选B。
6. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线、按如图所示的方式接入电路,下列说法正确的是( )
A. 流过的电流之比为
B. A、B的电阻之比为2:1
C. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:2
D. 单位时间通过A、B的电量之比为1:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B电阻串联,根据串联的特点可知,流过A、B的电流之比为1∶1,故A错误;
B.根据电阻定律有,可知,两导体的电阻之比为,故B错误;
C.由电流的微观表达式有,结合上述分析解得
通过A、B的电子定向移动速率之比为1∶4,故C错误;
D.根据,单位时间通过A、B的电量之比为1∶1,故D正确。
故选 D。
7. 如图所示,abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框,它的下方有一个垂直纸面向里的匀强磁场,MN、PQ为磁场的上下水平边界,两边界间的距离与正方形的边长均为L,线框从某一高度开始下落,恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力,以bc边进入磁场时为起点,在线框通过磁场的过程中,线框中的感应电流i、bc两点间的电势差、线框所受的安培力F、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.线圈匀速进入磁场,则出离磁场时也是匀速,根据
可知进入和出离磁场时电流大小不变,电流方向相反,则图像A正确,不符合题意;
B.线圈进入磁场时,则bc两点间的电势差
且b端电势高;出离磁场时
也是b端为正,则图像B正确,不符合题意;
C.线圈进入磁场和出离磁场时安培力均为F=BIL
大小相等,但是方向相同均向上,图像C错误,符合题意;
D.线框产生的焦耳热
可知焦耳热与下落的高度成正比关系,图像D正确,不符合题意。
故选C。
8. 图甲为智能停车位,车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时,相当于在线圈中插入铁芯,使自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化,进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程,线圈L中磁场能在增大
C. 过程,线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻电流为零,此时电容器C所带电量最大,故A错误;
B.过程,电流逐渐减小,电容器充电,磁场能向电场能转化,线圈L中磁场能在减小,故B错误;
C.过程,电流变化的速率越来越大,线圈L的自感电动势在增大,故C正确;
D.由图乙可知,震荡电路的周期变大,根据可知线圈自感系数变大,则汽车正驶入智能停车位,故D错误。
故选C。
9. 2018年4月,戴森在中国发布新的无绳吸尘器DysonV8Absolute(如图),该吸尘器强大的吸力有助于吸附并锁定99.97%的微尘,有效消除家中的过敏源。该无绳吸尘器的锂电池电源如下,下列说法正确的是( )
A. 标签中电池电压21.6V指的是路端电压
B. 电池容量5500mAh指的是储存的电能
C. 该电池储存的电能约为4.3×105J
D. 若充电器充电电流为3A,则充满该电池至少需要1.5h
【答案】C
【解析】
【详解】A.21.6V指的是该电池的电动势,选项A错误;
B.5500mAh是电池储存的电荷量,选项B错误;
C.电池储存的电能
W=UIt=21.6×5.5×3600J≈4.3×105J
选项C正确;
D.设充电时间为t,由It=Q可知
如果考虑能量转化效率,充电时间比1.83h要长,选项D错误。
故选C。
10. 某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出、端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 当药液减少时,电源的效率减小
B. 当药液减少时,电源的输出功率减小
C. 当向药液袋内注射液体时,灯泡变亮
D. 当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
【答案】A
【解析】
【详解】CD.当向药液袋内注射液体时,滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路总电流减小,路端电压增大;则通过灯泡的电流减小,灯泡变暗;由于灯泡两端电压减小,则滑动变阻器两端电压增大,即电压表示数增大,故CD错误;
A.电源的效率为
当药液减少时,滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,减小,则电源的效率减小,故A正确;
B.电源输出功率为
当时,输出功率最大,由于,所以当药液减少时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电阻减小,电源的输出功率增大,故B错误。
故选A。
二、不定项选择(本题共3小题,共12分。每题四个选项中可能有多个答案符合题意,全部选对得4分,选对但是选不全得2分,选错、不选均不得分。)
11. 关于以下四幅图,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,磁块在铝管中下落相比自由落体会慢一些,原因是电磁阻尼
B. 乙图中,线圈平面和磁感线平行,此时线圈中电流方向发生改变
C. 丙图中,磁流体发电机的A极板的电势比B极板的低
D. 丁图中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,铝框会反向转动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.甲图中,磁块在铝管中下落相比自由落体会慢一些,原因是铝管会产生感应电流,感应电流的磁场反过来对磁块的运动形成电磁阻尼,故A正确;
B.乙图中,线圈平面和磁感线平行,此时线圈中电流最大,方向没有改变,故B错误;
C.根据左手定则可知等离子体中正电荷向B极板偏转,负电荷向A极板偏转,所以A极板的电势比B极板的低,故C正确;
D.丁图中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,根据楞次定律可知铝框会同向转动,故D错误。
故选AC。
12. 如图所示, A、B 是完全相同的灯泡, L 是电阻不计的电感线圈,电源内阻不计,下列说法正确的是( )
A. 闭合 K 时, B 灯先亮, A 灯后亮, 最后一样亮
B. 断开 K 时, B灯立即熄灭, A 灯缓慢熄灭
C. 断开 K 时, A、B 灯均缓慢熄灭
D. 断开 K 时, A 灯熄灭, B 灯变亮后熄灭
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当开关K闭合时,B 灯先亮,A灯支路电路中的电流增加,由于线圈的自感作用,将产生一自感电动势阻碍电流的增加,此时A灯电流逐渐增大,A 灯后亮,电路稳定后线圈相当于一段导线,两灯并联,最后一样亮,故A 正确。
BCD.断开 K 时,由于线圈的自感作用,将产生一自感电动势阻碍电流的减小,此时A、B二灯相当于串联,因为开始两灯电流相等,所以两灯均缓慢熄灭,不会变亮,故C正确BD错误。
故选AC。
13. 用图甲所示为洛伦兹力演示仪,某次演示带电粒子在匀强磁场中的运动时,玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论:在空间存在平行于y轴的匀强磁场,磁感应强度为B,电子在平面以初速度从坐标原点沿x轴正方向成角射入磁场,运动轨迹为螺旋线;螺旋线轴线平行于y轴,螺旋半径为R,螺距为,周期为T,则下列说法中正确的是( )
A. 磁场的方向为沿轴正方向
B. 当时“轨迹”为闭合的整圆
C. 此螺旋状轨迹的半径
D. 若同时增大角和磁感应强度,螺距可能不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.电子的从O点射出时的速度有沿x轴正向的分量,受洛伦兹力沿z轴正向,根据左手定则可知,磁场的方向为沿轴负方向,选项A错误;
B.当电子只在xOz平面内运动,则“轨迹”为闭合的整圆,选项B正确;
C.根据
解得此螺旋状轨迹的半径
选项C错误;
D.根据螺距
若同时增大角和磁感应强度,螺距可能不变,选项D正确。
故选BD
Ⅱ非选择题部分
14. (1)某同学用图所示的变压器做“探究变压器两端电压与匝数的关系”实验:
①如图所示,变压器右边原线圈“0”和“1”接线柱所接的电源应是如图___________(填“甲”或“乙”);
②右边“0”和“1”接线柱接电源的同时,左边接线柱依次接“0”和“2”、“0”和“8”、“0”和“16”,测得如下数据:
线圈
原线圈
副线圈
接线柱
接“0”和“1”
接“0”和“2”
接“0”和“8”
接“0”和“16”
电压/V
5.6
11.0
45.0
92.5
上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是___________
A.等效法B.控制变量法C.转换法D.类比法
(2)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,选择a、b、c和d四根导线进行对比研究,其中a、b、c三根是铜导线,d是镍铬合金线,通过导线a与b比较研究导体电阻与导体横截面积的关系,导线b与c比较研究导体电阻与导体长度的关系,导线c与d比较研究导体电阻与导体材料的关系,实验中发现,关于这四根导线的粗细、长短,说法正确的是___________
A.a与c长度相同 B.a与c粗细相同
C.b与d长度相同 D.b与d粗细相同
【答案】 ①. 乙 ②. B ③. D
【解析】
【详解】(1)①[1]根据变压器原理可知,原线圈接交变电流时副线圈才有输出电流,故原线圈“0”和“1”接线柱所接的电源应如图乙。
②[2]上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中,控制了原线圈匝数和原线圈输入电压不变,改变了副线圈匝数,从而得出副线圈两端的电压与匝数的关系,采用了控制变量法,故选B。
(2)[3]“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验采用了控制变量法,故导线a与b的电阻率、长度相同,导线b与c的电阻率、横截面积相同,导线c与d的长度和横截面积均相同,根据电阻定律
结合
可得
故选D。
15. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。
A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)接下来用图2所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,则螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向上”或“向下”)。再观察发现条形磁铁下端是S极,插入过程中螺线管中的原磁场方向________(填“向上”或“向下”)。在条形磁铁插入过程中,螺线管中磁通量在________(选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”)。
【答案】(1)C (2) ①. 向下 ②. 向上 ③. 不断增大
【解析】
【小问1详解】
这样操作的目的是为了检验电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系,依此来确定产生的感应电流的方向,故C正确,AB错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]图1中闭合开关后,电流计指针向右偏转,说明电流计指针向右偏转时电流从“+”接线柱流入电流表;图2中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,电流从螺线管上面接线柱流出,流入电流表,则螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。
[2][3]条形磁铁下端S极,插入过程中螺线管中的原磁场方向向上;在条形磁铁插入过程中,螺线管中磁通量在不断增大。
16. 在“金属丝电阻率的测量”实验中,选长约为1.0m的金属丝绕成螺线圈。
(1)为选择合适电路,先用多用电表粗测金属丝电阻。将选择开关旋转到欧姆挡“”位置,正确操作后,将两表笔与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大,为得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“”或“”)位置。在更换欧姆挡后重新调零并测量,指针所指如图1所示,则其读数为______。用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量如图2所示,则其读数为______mm。
(2)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时,提供下列供选择的器材:
A.直流电源(电动势约为3.0V,内阻可忽略)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器(阻值范围,最大允许电流1A)
F滑动变阻器(阻值范围,最大允许电流2A)
G.开关、导线若干。
为了有较高的测量精度,并能测得多组数据,在上述可供选择的实验器材中,电流表应选择______,滑动变阻器应选择______。(填字母代号)
(3)实验电路的部分线路连接如图3所示,剩下一根电压表正极的导线,应该连接在电流表______(填“a”或“b”)接线柱上;该电路测量金属丝的电阻,测量结果比真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. ②. 6.5##6.4##6.6 ③. 0.700
(2) ①. C ②. E
(3) ①. a ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]将选择开关旋转到欧姆挡“”位置,正确操作后,将两表笔与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大,说明待测电阻阻值较小,为得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋转到欧姆挡位置。在更换欧姆挡后重新调零并测量,指针所指如图1所示,则其读数为
[3]螺旋测微器的精确值为,由图2可知金属丝的直径
【小问2详解】
[1]由于电源电动势为,待测金属丝电阻约为,根据欧姆定律可知,通过待测电阻的最大电流为
故电流表应选择C。
[2]为了有较高的测量精度,并能测得多组数据,滑动变阻器应采用分压接法,为了调节方便,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小E。
【小问3详解】
[1]由于待测电阻比较小,满足,则电流表应采用外接法,故导线应该连接在电流表的a接线柱上。
[2]电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,使得电流表的读数大于通过待测电阻的真实电流,根据欧姆定律可知金属丝的电阻测量结果比真实值偏小。
17. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率P=20kW,额定电压,变压器均视为理想变压器。求:
(1)升压变压器副线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流;
(3)输电线的总电阻r。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据理想变压器两端电压与匝数的关系
得
(2)根据理想变压器两端电压与匝数的关系
得
通过输电线上的电流
(3)输电线电压降
输电线的总电阻
18. 如图所示,电源电动势,内阻,定值电阻,电动机M的线圈电阻,电键S闭合,电动机正常工作时,理想电压表示数为12V,求:
(1)通过定值电阻的电流是多少;
(2)电源的输出功率是多少;
(3)电动机输出的机械功率为多少;
(4)若电动机被卡死不能转动,则电动机的热功率为多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
电动机正常工作时,理想电压表示数12V,根据闭合电路欧姆定律可得
解得通过定值电阻的电流为
【小问2详解】
电源的输出电压为
则电源的输出功率为
【小问3详解】
电动机的电功率为
电动机的热功率为
则电动机输出的机械功率为
【小问4详解】
若电动机被卡死不能转动,根据闭合电路欧姆定律可得,流过电动机的电流为
则电动机的热功率为
19. 如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内存在匀强电场,电场方向沿y轴负方向,第二象限内存在半径为R的圆形匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外,圆形边界与x轴相切于A点、与y轴相切于M点,在第四象限某区域存在一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出),第二、四象限匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相同。有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从A点(-R,0)以初速度v0沿直径方向射入磁场,从M点进入电场,从x轴上的N点(2R,0)进入第四象限,经磁场偏转后,粒子打到y轴时速度方向与y轴负方向夹角为45°,不计粒子重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B和匀强电场的电场强度E大小;
(2)粒子在第四象限磁场中运动的时间t;
(3)第四象限内圆形磁场面积的最小值S。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由几何关系可知粒子在第二象限磁场中运动的轨迹半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得磁感应强度大小为
粒子在电场中做类平抛运动,则有,
解得电场强度大小为
【小问2详解】
到达N点时,沿电场方向的速度为
粒子到达N点时的速度为
vN方向与x轴成45°角,速度大小为,则粒子在磁场中运动的半径为
由圆周运动周期公式得
由几何关系得圆心角为90°,所以时间为
由以上公式联立得
【小问3详解】
如图所示
由几何关系得
圆形磁场面积的最小值
由以上公式联立得
20. 所图所示,匝数N=50、截面积S=1.0×10-2m2、电阻r=0.15Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1,其变化率k=0.80T/s。线圈通过开关S连接两根相互平行、间距d=0.20m的竖直导轨,下端连接阻值R=0.50Ω的电阻。闭合开关,一根阻值也为0.50Ω、质量m=1.0×10-2kg的导体棒ab恰好能静止在磁感应强度为B2匀强磁场中。假设棒始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,导轨足够长,不计摩擦阻力和导轨电阻。
(1)求磁感应强度B2的大小,并指出磁场方向;
(2)断开开关,导体棒ab从静止向下运动,在离开B2磁场区域前已做匀速运动,求匀速运动时的速度大小v;
(3)导体棒ab以(2)问中的速度v进入B3磁场区域,B3磁场磁感应强度沿y方向逐渐减小而x方向不变,若导体棒在磁场中以8m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:
①求导体棒ab在B3磁场区域下落4m的过程中,导体棒上产生的热量Q;
②磁感强度B3随y变化的函数关系。
【答案】(1),垂直纸面向外
(2)
(3)①;②
【解析】
【小问1详解】
线圈的感应电动势为
流过导体棒的电流
导体棒静止,有
解得
因为安培力向上,棒中电流向左,根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。
【小问2详解】
在B2磁场做匀速运动有
解得
【小问3详解】
①导体棒在磁场中匀加速运动,重力不变,则安培力不变,根据牛顿第二定律得
解得
导体棒从进入磁场下落的过程中克服安培力做的功为
根据功能关系可得回路中产生的焦耳热为
导体棒上产生的热量
②根据,得
根据安培力
得
所以
【点睛】
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桐乡市高级中学2025学年第一学期高二年级12月月考
物理学科试题卷(普通班)
Ⅰ选择题部分
一、单项选择(本题共10小题,共30分。每小题的四个选项中有且只有一个选项符合要求,选对得3分,多选、错选、漏选均不得分。)
1. 以下物理量是矢量的是( )
A. 磁感应强度 B. 电动势 C. 磁通量 D. 电流强度
2. 物理学是一门以实验为基础的学科,很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品,说法正确的是( )
A. 图甲中,两根通电方向相反的长直导线相互排斥,是通过电场的相互作用来实现的
B. 图乙中,人们常用电磁炉来吃火锅,是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的
C. 图丙所示实验现象展示了磁能生电的电磁感应现象
D. 图丁中,生活中常用微波炉来加热食物,微波是一种电磁波,具有能量
3. 在如图所示的物理情境中,能产生感应电流的是( )
A. 如图甲所示,线圈与通电导线在同一平面,线圈竖直向上移动
B. 如图乙所示,线圈在竖直向下的匀强磁场中,水平向右匀速运动
C. 如图丙所示,开关闭合后,向右移动滑动变阻器的滑片
D. 如图丁所示,线圈在条形磁铁所在的平面内远离磁体
4. 如图为某一街头变压器的实物图与原理示意图,下列说法正确的是( )
A. 变压器的工作原理是自感现象
B. 该变压器为升压变压器
C. 该变压器的原线圈导线比副线圈导线更细
D. 使用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯是为了增大涡流
5. 如图为回旋加速器工作原理示意图,置于真空中的D形盒之间的狭缝很小,带电粒子穿过狭缝时间可忽略。匀强磁场与盒面垂直,粒子在磁场中运动周期为,两D形盒间的狭缝中的交变压周期为,若不考虑相对论效应和粒子重力的影响,则( )
A 带电粒子从磁场中获得能量
B.
C. 带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径无关
D. 加速电压越大,带电粒子加速所获得的最大动能越大
6. 两根长度相同、半径之比的均匀铜导线、按如图所示的方式接入电路,下列说法正确的是( )
A. 流过的电流之比为
B. A、B的电阻之比为2:1
C. 通过A、B的电子定向移动速率之比为1:2
D. 单位时间通过A、B的电量之比为1:1
7. 如图所示,abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框,它的下方有一个垂直纸面向里的匀强磁场,MN、PQ为磁场的上下水平边界,两边界间的距离与正方形的边长均为L,线框从某一高度开始下落,恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力,以bc边进入磁场时为起点,在线框通过磁场的过程中,线框中的感应电流i、bc两点间的电势差、线框所受的安培力F、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系错误的是( )
A. B.
C D.
8. 图甲为智能停车位,车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时,相当于在线圈中插入铁芯,使自感系数变大,引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化,进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程,线圈L中磁场能在增大
C. 过程,线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
9. 2018年4月,戴森在中国发布新的无绳吸尘器DysonV8Absolute(如图),该吸尘器强大的吸力有助于吸附并锁定99.97%的微尘,有效消除家中的过敏源。该无绳吸尘器的锂电池电源如下,下列说法正确的是( )
A. 标签中电池电压21.6V指的是路端电压
B. 电池容量5500mAh指的是储存的电能
C. 该电池储存的电能约为4.3×105J
D. 若充电器充电电流为3A,则充满该电池至少需要1.5h
10. 某同学设计了如图所示的输液提示器,灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略,且电源内阻,弹簧始终在弹性限度内,滑动变阻器的滑片P不会超出、端。对于该装置,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A. 当药液减少时,电源的效率减小
B. 当药液减少时,电源的输出功率减小
C. 当向药液袋内注射液体时,灯泡变亮
D. 当向药液袋内注射液体时,电压表的示数变小
二、不定项选择(本题共3小题,共12分。每题四个选项中可能有多个答案符合题意,全部选对得4分,选对但是选不全得2分,选错、不选均不得分。)
11. 关于以下四幅图,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,磁块在铝管中下落相比自由落体会慢一些,原因是电磁阻尼
B. 乙图中,线圈平面和磁感线平行,此时线圈中电流方向发生改变
C. 丙图中,磁流体发电机的A极板的电势比B极板的低
D. 丁图中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,铝框会反向转动
12. 如图所示, A、B 是完全相同的灯泡, L 是电阻不计的电感线圈,电源内阻不计,下列说法正确的是( )
A. 闭合 K 时, B 灯先亮, A 灯后亮, 最后一样亮
B. 断开 K 时, B灯立即熄灭, A 灯缓慢熄灭
C. 断开 K 时, A、B 灯均缓慢熄灭
D. 断开 K 时, A 灯熄灭, B 灯变亮后熄灭
13. 用图甲所示为洛伦兹力演示仪,某次演示带电粒子在匀强磁场中的运动时,玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论:在空间存在平行于y轴的匀强磁场,磁感应强度为B,电子在平面以初速度从坐标原点沿x轴正方向成角射入磁场,运动轨迹为螺旋线;螺旋线轴线平行于y轴,螺旋半径为R,螺距为,周期为T,则下列说法中正确的是( )
A. 磁场的方向为沿轴正方向
B. 当时“轨迹”为闭合的整圆
C. 此螺旋状轨迹的半径
D. 若同时增大角和磁感应强度,螺距可能不变
Ⅱ非选择题部分
14. (1)某同学用图所示的变压器做“探究变压器两端电压与匝数的关系”实验:
①如图所示,变压器右边原线圈“0”和“1”接线柱所接的电源应是如图___________(填“甲”或“乙”);
②右边“0”和“1”接线柱接电源的同时,左边接线柱依次接“0”和“2”、“0”和“8”、“0”和“16”,测得如下数据:
线圈
原线圈
副线圈
接线柱
接“0”和“1”
接“0”和“2”
接“0”和“8”
接“0”和“16”
电压/V
5.6
11.0
45.0
92.5
上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是___________
A.等效法B.控制变量法C.转换法D.类比法
(2)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,选择a、b、c和d四根导线进行对比研究,其中a、b、c三根是铜导线,d是镍铬合金线,通过导线a与b比较研究导体电阻与导体横截面积的关系,导线b与c比较研究导体电阻与导体长度的关系,导线c与d比较研究导体电阻与导体材料的关系,实验中发现,关于这四根导线的粗细、长短,说法正确的是___________
A.a与c长度相同 B.a与c粗细相同
C.b与d长度相同 D.b与d粗细相同
15. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中,
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。
A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)接下来用图2所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,观察到电流表指针向右偏转,则螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向上”或“向下”)。再观察发现条形磁铁下端是S极,插入过程中螺线管中的原磁场方向________(填“向上”或“向下”)。在条形磁铁插入过程中,螺线管中磁通量在________(选“不断增大”、“不断减小”或“保持不变”)。
16. 在“金属丝电阻率的测量”实验中,选长约为1.0m的金属丝绕成螺线圈。
(1)为选择合适电路,先用多用电表粗测金属丝电阻。将选择开关旋转到欧姆挡“”位置,正确操作后,将两表笔与待测电阻相接,发现指针偏转角度过大,为得到比较准确的测量结果,应将选择开关旋转到欧姆挡______(填“”或“”)位置。在更换欧姆挡后重新调零并测量,指针所指如图1所示,则其读数为______。用螺旋测微器测量金属丝的直径,某次测量如图2所示,则其读数为______mm。
(2)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时,提供下列供选择的器材:
A.直流电源(电动势约为3.0V,内阻可忽略)
B.电压表(量程,内阻约)
C.电流表(量程,内阻约)
D.电流表(量程,内阻约)
E滑动变阻器(阻值范围,最大允许电流1A)
F.滑动变阻器(阻值范围,最大允许电流2A)
G.开关、导线若干。
为了有较高的测量精度,并能测得多组数据,在上述可供选择的实验器材中,电流表应选择______,滑动变阻器应选择______。(填字母代号)
(3)实验电路的部分线路连接如图3所示,剩下一根电压表正极的导线,应该连接在电流表______(填“a”或“b”)接线柱上;该电路测量金属丝的电阻,测量结果比真实值______(填“偏大”或“偏小”)。
17. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率P=20kW,额定电压,变压器均视为理想变压器。求:
(1)升压变压器副线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流;
(3)输电线的总电阻r。
18. 如图所示,电源电动势,内阻,定值电阻,电动机M的线圈电阻,电键S闭合,电动机正常工作时,理想电压表示数为12V,求:
(1)通过定值电阻的电流是多少;
(2)电源的输出功率是多少;
(3)电动机输出的机械功率为多少;
(4)若电动机被卡死不能转动,则电动机的热功率为多少。
19. 如图,在平面直角坐标系xOy中,第一象限内存在匀强电场,电场方向沿y轴负方向,第二象限内存在半径为R的圆形匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外,圆形边界与x轴相切于A点、与y轴相切于M点,在第四象限某区域存在一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出),第二、四象限匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相同。有一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从A点(-R,0)以初速度v0沿直径方向射入磁场,从M点进入电场,从x轴上的N点(2R,0)进入第四象限,经磁场偏转后,粒子打到y轴时速度方向与y轴负方向夹角为45°,不计粒子重力。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B和匀强电场的电场强度E大小;
(2)粒子在第四象限磁场中运动的时间t;
(3)第四象限内圆形磁场面积的最小值S。
20. 所图所示,匝数N=50、截面积S=1.0×10-2m2、电阻r=0.15Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1,其变化率k=0.80T/s。线圈通过开关S连接两根相互平行、间距d=0.20m的竖直导轨,下端连接阻值R=0.50Ω的电阻。闭合开关,一根阻值也为0.50Ω、质量m=1.0×10-2kg的导体棒ab恰好能静止在磁感应强度为B2匀强磁场中。假设棒始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,导轨足够长,不计摩擦阻力和导轨电阻。
(1)求磁感应强度B2大小,并指出磁场方向;
(2)断开开关,导体棒ab从静止向下运动,在离开B2磁场区域前已做匀速运动,求匀速运动时的速度大小v;
(3)导体棒ab以(2)问中的速度v进入B3磁场区域,B3磁场磁感应强度沿y方向逐渐减小而x方向不变,若导体棒在磁场中以8m/s2的加速度做匀加速直线运动,求:
①求导体棒ab在B3磁场区域下落4m的过程中,导体棒上产生的热量Q;
②磁感强度B3随y变化的函数关系。
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