内容正文:
高二物理期末
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册,必修第三册,选择性必修第二册。
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某同学自制的静电消除器如图所示,锡纸揉成的小球(直径小于吸管直径)置于塑料吸管中,塑料吸管用锡纸揉搓的锡纸柱堵住。将右端锡纸柱与带有静电的衣物接触,原本不带电、处于吸管中间的小球会被右端锡纸柱吸引,之后小球往复运动,直至衣物不带电,该过程中塑料吸管始终水平。下列说法正确的是( )
A. 小球最初被右端锡纸柱吸引是由于受到万有引力
B. 衣物最终不带电,说明该过程中电荷量不守恒
C. 小球带的电荷量一定是元电荷的整数倍
D. 小球每次与锡纸柱接触的过程中都能保持小球自身的电荷量不变
2. 热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻(简称PTC电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC电阻),前者的阻值随温度的升高而增大,后者的阻值随温度的升高而减小。某手机的快充充电器为防止电流过大而烧坏手机,将热敏电阻串联在充电器内部电路中.下列说法正确的是( )
A. 该热敏电阻为NTC电阻,电流过大会导致NTC电阻的阻值增大
B. 该热敏电阻为NTC电阻,电流过大会导致NTC电阻的阻值减小
C. 该热敏电阻为PTC电阻,电流过大会导致PTC电阻的阻值减小
D. 该热敏电阻为PTC电阻,电流过大会导致PTC电阻的阻值增大
3. 如图所示,有一个铜盘,轻轻拨动它,它就能长时间地绕转轴顺时针(从上往下看)自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘,但并不与铜盘接触,铜盘就能在较短的时间内停止。下列说法正确的是( )
A. 铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动
B. 仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动,铜盘将能加速转动
C. 仅将磁铁的两极对调,铜盘将能加速转动
D. 仅将铜盘更换为塑料盘,塑料盘也能在较短的时间内停止
4. 如图甲所示,一矩形线圈处于匀强磁场中,线圈绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。0时刻线圈平面与磁场的夹角为,截面图如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该时刻线圈中的电流方向为
B. 时,线圈处于中性面
C. 时,线圈中的电流最大
D. 时,通过线圈的磁通量最大
5. 截至2025年底,我国已完成超过300项6G关键技术储备。图为某6G信号发射装置的原理简化图,某时刻电容器的电荷量在减少,则该时刻( )
A. 流过线圈的电流方向为从到 B. 流过线圈的电流正在增大
C. 电路中的电场能在增大 D. 电路中的磁场能在减小
6. 某远距离输电的原理图如图所示,升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数之比分别为和,升压变压器的副线圈两端电压的有效值、用户端电压的有效值分别为500kV、220V,输电线上的总电阻为50Ω,变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 升压变压器原线圈两端电压的最大值为500V
B. 降压变压器原线圈两端电压的有效值为500kV
C. 输电线上的电流为100A
D. 保持发电站的输送功率和输出电压不变,仅增加升压变压器副线圈匝数,输电线上的损耗增大
7. 如图所示,水平平行金属板M、N间存在正交的匀强电场(未画出)和匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。质量为、电荷量为的带电粒子(不计重力)以沿金属板间中轴线、大小为的速度射入金属板间,粒子恰能做直线运动。已知金属板的长度为,金属板间距离为。仅撤去金属板间的电场,该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间,恰好从M板右边缘飞出。仅撤去金属板间的磁场,该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间,下列说法正确的是( )
A. 电场的电场强度方向竖直向上
B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 电场的电场强度大小为
D. 该粒子射出金属板时到板的距离为
8. 2025年11月25日12时11分,神舟二十二号飞船成功发射,中国载人航天工程首次应急发射任务取得圆满成功。如图所示,轨道1为神舟二十二号载人飞船运行的椭圆轨道,轨道2为飞船与空间站对接后运动的圆轨道,、分别为椭圆轨道的远地点、近地点。不计神舟二十二号飞船运行过程中和对接前后的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 神舟二十二号飞船在椭圆轨道上运行时机械能守恒
B. 神舟二十二号飞船经过点的加速度小于经过点的加速度
C. 神舟二十二号飞船从轨道1上的点适当加速可变轨至轨道2
D. 神舟二十二号飞船在轨道1上运行时经过点的速度小于经过点的速度
9. 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能.图为该调节功能的模拟电路简化图,电源的电动势为、内阻为,、中的一个为定值电阻,另一个为光敏电阻(阻值随外部环境光照强度的减小而增大),电压表、电流表均可视为理想电表。若外部环境的光照强度逐渐增大,则下列说法正确的是( )
A. 为光敏电阻 B. 电流表示数增大
C. 电压表示数增大 D. 电源的总功率增大
10. 2025年11月14日,我国076两栖攻击舰首舰四川舰从上海沪东中华造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验任务。四川舰上创新应用了电磁弹射和阻拦技术,可搭载固定翼飞机、直升机和大型无人机。电磁阻拦的工作原理简化图如图所示。相距为的两平行金属导轨、固定在水平地面上,位于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,、间接有阻值为的定值电阻,阻值也为的导体棒垂直放置在两导轨之间,与导轨接触良好。某次测试中,质量为的飞机着陆后,迅速钩住导体棒上的绝缘绳(不可伸长),并与导体棒获得共同速度,同时关闭动力系统,飞机滑行距离后停下。两者一起运动时,除受安培力外,还受大小恒为的阻力,导体棒始终与导轨垂直,不计导体棒和绝缘绳的质量,不计导轨电阻。从飞机开始减速到速度恰好为0的过程中,下列说法正确的是( )
A. 飞机运动的时间大于
B. 通过定值电阻的电荷量为
C. 定值电阻上产生的焦耳热为
D. 飞机的速度大小为时,飞机的加速度大小为
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学为测量圆柱导体的电阻率,进行了如下操作:
(1)该同学分别用游标卡尺、螺旋测微器来测量圆柱导体的长度和直径,导体的直径测量结果如图甲所示,则导体的直径______mm。
(2)该同学测量导体电阻的部分电路如图乙所示,测得多组电流表示数和电压表示数,绘制出的图像如图丙所示。已知该图线的斜率为,则导体的电阻率______(用给定的物理量符号表示).考虑到电表内阻造成的误差,导体电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
12. 用来研究楞次定律的电路如图所示。电源、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A构成一个闭合电路,灵敏电流计和空心线圈B构成另一个闭合电路,空心线圈B放置于水平桌面上。闭合开关,在将线圈A插入线圈B的过程中,灵敏电流计的指针向左偏转。实验时线圈A没有与线圈B直接接触,导线对线圈B的作用力不计。
(1)保持开关闭合及线圈A、B的位置不变,向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计的指针向_____偏转;保持开关闭合及滑动变阻器的滑片位置不变,在将线圈A从线圈B拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_____偏转;断开开关瞬间,灵敏电流计的指针向_____偏转。(均填“左”或“右”)
(2)闭合开关,在将线圈A竖直向下插入线圈B的过程中,线圈B对桌面的压力_____(填“大于”“小于”或“等于”)线圈B受到的重力。
13. 如图所示,交流发电机的线圈匝数匝、线圈面积,线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。理想变压器的原线圈与发电机相连,副线圈接有阻值的定值电阻,变压器的原、副线圈匝数之比为,电流表为理想电流表,发电机线圈电阻忽略不计。求:
(1)变压器原线圈两端电压的有效值;
(2)电流表示数。
14. 如图所示,边长的正方形以外的区域存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场,正方形内无磁场。比荷的带正电粒子(不计重力)从边的中点以方向垂直于边向下、大小的速度射入磁场。求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(2)粒子从开始运动到第二次回到初始位置所用的时间。
15. 如图所示,固定的两光滑平行金属导轨由竖直轨道、圆弧轨道、水平轨道组成,水平轨道右端接有阻值为的定值电阻,圆弧轨道为圆弧且圆心分别为、点,半径为.圆弧轨道与竖直轨道、水平轨道分别在圆弧轨道最高处、最低处平滑连接,竖直轨道、水平轨道均足够长.竖直轨道处于水平向左的匀强磁场中,水平轨道和圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,两处磁感应强度大小均为.长为、质量为的金属棒紧贴竖直轨道且与导轨垂直,某时刻金属棒从距高处由静止释放,一段时间后金属棒在竖直轨道上做匀速直线运动。在金属棒进入圆弧轨道瞬间,对金属棒施加外力,使金属棒沿圆弧轨道从匀速率下滑至,金属棒到达瞬间,撤去外力。金属棒最终静止在水平轨道的处。不计金属棒及导轨的电阻,金属棒始终与导轨接触良好,重力加速度大小为。求:
(1)金属棒在竖直轨道上做匀速直线运动时的速度大小;
(2)金属棒运动至圆弧轨道的(图中未画出,已知且)处时受到的安培力大小;
(3)金属棒从运动到的过程中定值电阻上产生的焦耳热。
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高二物理期末
本试卷满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册,必修第三册,选择性必修第二册。
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 某同学自制的静电消除器如图所示,锡纸揉成的小球(直径小于吸管直径)置于塑料吸管中,塑料吸管用锡纸揉搓的锡纸柱堵住。将右端锡纸柱与带有静电的衣物接触,原本不带电、处于吸管中间的小球会被右端锡纸柱吸引,之后小球往复运动,直至衣物不带电,该过程中塑料吸管始终水平。下列说法正确的是( )
A. 小球最初被右端锡纸柱吸引是由于受到万有引力
B. 衣物最终不带电,说明该过程中电荷量不守恒
C. 小球带的电荷量一定是元电荷的整数倍
D. 小球每次与锡纸柱接触的过程中都能保持小球自身的电荷量不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球最初被吸引,是因为静电感应,带电的锡纸柱对不带电小球产生静电力,万有引力远小于静电力,可以忽略,故A错误;
B.该过程只是电荷在不同物体间转移,整个系统的总电荷量仍然守恒,故B错误;
C.根据元电荷的性质,所有带电体的带电荷量一定是元电荷的整数倍,故C正确;
D.小球和锡纸柱接触时,会发生电荷转移,小球自身的电荷量会发生改变,故D错误。
故选C。
2. 热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻(简称PTC电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC电阻),前者的阻值随温度的升高而增大,后者的阻值随温度的升高而减小。某手机的快充充电器为防止电流过大而烧坏手机,将热敏电阻串联在充电器内部电路中.下列说法正确的是( )
A. 该热敏电阻为NTC电阻,电流过大会导致NTC电阻的阻值增大
B. 该热敏电阻为NTC电阻,电流过大会导致NTC电阻的阻值减小
C. 该热敏电阻为PTC电阻,电流过大会导致PTC电阻的阻值减小
D. 该热敏电阻为PTC电阻,电流过大会导致PTC电阻的阻值增大
【答案】D
【解析】
【详解】充电器串联热敏电阻的目的是防止电流过大。电流过大会使电阻发热(焦耳定律),导致温度升高。若使用NTC电阻,温度升高时阻值减小,电路总电阻减小,电流可能进一步增大,无法起到保护作用。若使用PTC电阻,温度升高时阻值增大,电路总电阻增大,电流减小,从而限制电流,实现保护。
故选D。
3. 如图所示,有一个铜盘,轻轻拨动它,它就能长时间地绕转轴顺时针(从上往下看)自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘,但并不与铜盘接触,铜盘就能在较短的时间内停止。下列说法正确的是( )
A. 铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动
B. 仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动,铜盘将能加速转动
C. 仅将磁铁的两极对调,铜盘将能加速转动
D. 仅将铜盘更换为塑料盘,塑料盘也能在较短的时间内停止
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜盘在磁场中转动时受到磁场的安培力会阻碍铜盘的转动,从而使铜盘在较短的时间内停止,故A正确;
BC.仅将铜盘顺时针转动改为逆时针转动或仅将磁铁的两极对调,铜盘都将在较短的时间内停止,故BC错误;
D.仅将铜盘更换为塑料盘,塑料盘在磁场中转动时不受磁场的作用力,不会在短时间内停止,故D错误。
故选A。
4. 如图甲所示,一矩形线圈处于匀强磁场中,线圈绕过、中点的轴以角速度顺时针匀速转动。0时刻线圈平面与磁场的夹角为,截面图如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 该时刻线圈中的电流方向为
B. 时,线圈处于中性面
C. 时,线圈中的电流最大
D. 时,通过线圈的磁通量最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据右手定则可知,该时刻线圈中的电流方向为,故A错误;
BCD.线圈在时间内转过的角度,0时刻线圈平面与磁场的夹角为,则时线圈与磁场方向平行,不在中性面,此时线圈中的电流最大,磁通量最小,故BD错误,C正确;
故选C。
5. 截至2025年底,我国已完成超过300项6G关键技术储备。图为某6G信号发射装置的原理简化图,某时刻电容器的电荷量在减少,则该时刻( )
A. 流过线圈的电流方向为从到 B. 流过线圈的电流正在增大
C. 电路中的电场能在增大 D. 电路中的磁场能在减小
【答案】B
【解析】
【详解】电容器的电荷量在减少,说明电容器在放电,流过线圈的电流正在增大,流过线圈的电流方向为从到,此时电场能转化为磁场能,电场能在减小,磁场能在增大。
故选B。
6. 某远距离输电的原理图如图所示,升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数之比分别为和,升压变压器的副线圈两端电压的有效值、用户端电压的有效值分别为500kV、220V,输电线上的总电阻为50Ω,变压器均可视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 升压变压器原线圈两端电压的最大值为500V
B. 降压变压器原线圈两端电压的有效值为500kV
C. 输电线上的电流为100A
D. 保持发电站的输送功率和输出电压不变,仅增加升压变压器副线圈匝数,输电线上的损耗增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.升压变压器原、副线圈匝数之比为,升压变压器的副线圈两端电压的有效值为500kV,根据
解得
则升压变压器原线圈两端电压的最大值为,故A错误;
BC.用户端电压的有效值为220V,根据
解得
输电线上的电流为,故B错误,C正确;
D.保持发电站的输送功率和输出电压不变,仅增加升压变压器副线圈匝数,则升压变压器副线圈电压增大,根据可知,输电线上的电流减小,结合可知,输电线损耗减小,故D错误;
故选C。
7. 如图所示,水平平行金属板M、N间存在正交的匀强电场(未画出)和匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。质量为、电荷量为的带电粒子(不计重力)以沿金属板间中轴线、大小为的速度射入金属板间,粒子恰能做直线运动。已知金属板的长度为,金属板间距离为。仅撤去金属板间的电场,该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间,恰好从M板右边缘飞出。仅撤去金属板间的磁场,该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间,下列说法正确的是( )
A. 电场的电场强度方向竖直向上
B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 电场的电场强度大小为
D. 该粒子射出金属板时到板的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子在金属板间做直线运动时, 洛伦兹力与电场力平衡;仅撤去金属板间的电场,粒子将做匀速圆周运动,恰好从M板右边缘飞出,说明粒子受到向上的洛伦兹力,粒子带正电,由于粒子受到的电场力向下,则电场强度方向竖直向下,故A错误;
B.仅撤去金属板间的电场,该粒子仍以相同速度从相同位置射入金属板间,恰好从M板右边缘飞出,设粒子做圆周运动的半径为,由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得,故B正确;
C.粒子在金属板间做直线运动时有
解得,故C错误;
D.仅撤去金属板间的磁场,假设粒子未击中金属板,则有,
解得
假设成立;则该粒子射出金属板时到板的距离为,故D错误。
故选B。
8. 2025年11月25日12时11分,神舟二十二号飞船成功发射,中国载人航天工程首次应急发射任务取得圆满成功。如图所示,轨道1为神舟二十二号载人飞船运行的椭圆轨道,轨道2为飞船与空间站对接后运动的圆轨道,、分别为椭圆轨道的远地点、近地点。不计神舟二十二号飞船运行过程中和对接前后的质量变化,下列说法正确的是( )
A. 神舟二十二号飞船在椭圆轨道上运行时机械能守恒
B. 神舟二十二号飞船经过点的加速度小于经过点的加速度
C. 神舟二十二号飞船从轨道1上的点适当加速可变轨至轨道2
D. 神舟二十二号飞船在轨道1上运行时经过点的速度小于经过点的速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A.神舟二十二号飞船在椭圆轨道上运行时,只有引力做功,机械能守恒,故A正确;
B.根据万有引力提供向心力有
解得
神舟二十二号飞船经过点的加速度大于经过点的加速度,故B错误;
C.根据变轨原理可知,神舟二十二号飞船从轨道1上的点适当加速可变轨至轨道2,故C正确;
D.根据开普勒第二定律可知,神舟二十二号飞船在轨道1上运行时经过点的速度大于经过点的速度,故D错误;
故选AC。
9. 智能手机有自动调节屏幕亮度的功能.图为该调节功能的模拟电路简化图,电源的电动势为、内阻为,、中的一个为定值电阻,另一个为光敏电阻(阻值随外部环境光照强度的减小而增大),电压表、电流表均可视为理想电表。若外部环境的光照强度逐渐增大,则下列说法正确的是( )
A. 为光敏电阻 B. 电流表示数增大
C. 电压表示数增大 D. 电源的总功率增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据题意可知,外部环境光照强度增大,屏幕亮度变大,则灯泡两端电压增大,流过灯泡的电流变大,所以有两种可能,一是灯泡电阻和电阻并联总电阻阻值增大,二是电阻的阻值减小,光敏电阻阻值随外部环境光照强度的减小而增大,所以外部光照强度逐渐增大,光敏电阻阻值减小,只能电阻是光敏电阻,故A错误。
BC.由于光敏电阻阻值减小,外电路总阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可得
则有干路电流增大,即电流表示数增大,由串联电路分压规律可知外电阻阻值减小,电源内阻不变,所以电压表示数减小,故B正确,C错误。
D.由功率,由于外电阻阻值减小,所以电源总功率增大,故D正确。
故选BD。
10. 2025年11月14日,我国076两栖攻击舰首舰四川舰从上海沪东中华造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验任务。四川舰上创新应用了电磁弹射和阻拦技术,可搭载固定翼飞机、直升机和大型无人机。电磁阻拦的工作原理简化图如图所示。相距为的两平行金属导轨、固定在水平地面上,位于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为,、间接有阻值为的定值电阻,阻值也为的导体棒垂直放置在两导轨之间,与导轨接触良好。某次测试中,质量为的飞机着陆后,迅速钩住导体棒上的绝缘绳(不可伸长),并与导体棒获得共同速度,同时关闭动力系统,飞机滑行距离后停下。两者一起运动时,除受安培力外,还受大小恒为的阻力,导体棒始终与导轨垂直,不计导体棒和绝缘绳的质量,不计导轨电阻。从飞机开始减速到速度恰好为0的过程中,下列说法正确的是( )
A. 飞机运动的时间大于
B. 通过定值电阻的电荷量为
C. 定值电阻上产生的焦耳热为
D. 飞机的速度大小为时,飞机的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.飞机和导体棒ab构成的整体水平方向上受到方向均向左的阻力和安培力,且安培力大小随速度的减小而减小,因此飞机做加速度减小的减速运动,从飞机开始减速到速度恰好为0的过程中,飞机的平均速度小于
飞机运动的时间大于,故A正确;
B.当飞机的速度大小为时,通过定值电阻的电流
根据微元法,可知
所以,故B错误;
C.对飞机和导体棒ab构成的整体,有
而电阻R和导体棒ab的阻值一样大,设定值电阻上产生的焦耳热为Q,则
解得,故C错误;
D.飞机的速度大小为时,其受到的安培力大小
飞机的加速度大小,故D正确。
故选AD.
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 某同学为测量圆柱导体的电阻率,进行了如下操作:
(1)该同学分别用游标卡尺、螺旋测微器来测量圆柱导体的长度和直径,导体的直径测量结果如图甲所示,则导体的直径______mm。
(2)该同学测量导体电阻的部分电路如图乙所示,测得多组电流表示数和电压表示数,绘制出的图像如图丙所示。已知该图线的斜率为,则导体的电阻率______(用给定的物理量符号表示).考虑到电表内阻造成的误差,导体电阻的测量值______(填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)3.120
(2) ①. ②. 大于
【解析】
【小问1详解】
导体的直径3mm+0.01mm×12.0=3.120mm。
【小问2详解】
[1]由图像可知,,
解得
[2]考虑到电流表内阻造成的分压产生的误差,导体电阻的测量值大于真实值。
12. 用来研究楞次定律的电路如图所示。电源、开关、滑动变阻器、带铁芯的线圈A构成一个闭合电路,灵敏电流计和空心线圈B构成另一个闭合电路,空心线圈B放置于水平桌面上。闭合开关,在将线圈A插入线圈B的过程中,灵敏电流计的指针向左偏转。实验时线圈A没有与线圈B直接接触,导线对线圈B的作用力不计。
(1)保持开关闭合及线圈A、B的位置不变,向右移动滑动变阻器滑片,灵敏电流计的指针向_____偏转;保持开关闭合及滑动变阻器的滑片位置不变,在将线圈A从线圈B拔出的过程中,灵敏电流计的指针向_____偏转;断开开关瞬间,灵敏电流计的指针向_____偏转。(均填“左”或“右”)
(2)闭合开关,在将线圈A竖直向下插入线圈B的过程中,线圈B对桌面的压力_____(填“大于”“小于”或“等于”)线圈B受到的重力。
【答案】(1) ①. 左 ②. 右 ③. 右
(2)大于
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]闭合开关,在将线圈A插入线圈B的过程中,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计指针向左偏转。保持开关闭合及线圈A、B的位置不变,向右移动滑动变阻器滑片,滑动变阻器接入电路的电阻减小,线圈A中的电流增大,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计指针向左偏转;保持开关闭合及滑动变阻器的滑片位置不变,将线圈A从线圈B拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计指针向右偏转。断开开关瞬间,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计指针向右偏转。
【小问2详解】
闭合开关,在将线圈A插入线圈B的过程中,线圈B对线圈A的作用力竖直向上,线圈A对线圈B的作用力竖直向下,线圈B对桌面的压力大于线圈B受到的重力。
13. 如图所示,交流发电机的线圈匝数匝、线圈面积,线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。理想变压器的原线圈与发电机相连,副线圈接有阻值的定值电阻,变压器的原、副线圈匝数之比为,电流表为理想电流表,发电机线圈电阻忽略不计。求:
(1)变压器原线圈两端电压的有效值;
(2)电流表示数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
变压器原线圈两端电压的峰值
有效值
解得
【小问2详解】
变压器原、副线圈两端电压满足关系式
通过定值电阻的电流
又有
解得
14. 如图所示,边长的正方形以外的区域存在磁感应强度大小、方向垂直纸面向里的匀强磁场,正方形内无磁场。比荷的带正电粒子(不计重力)从边的中点以方向垂直于边向下、大小的速度射入磁场。求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(2)粒子从开始运动到第二次回到初始位置所用的时间。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子在磁场中做圆周运动有
解得
由线速度与周期的关系式
解得
【小问2详解】
由粒子的轨迹半径和图中几何关系分析,粒子的运动轨迹如图所示粒子每次在磁场中运动的时间
粒子每次在无磁场区域运动的时间
粒子从开始运动到第二次回到初始位置所用的时间
解得
15. 如图所示,固定的两光滑平行金属导轨由竖直轨道、圆弧轨道、水平轨道组成,水平轨道右端接有阻值为的定值电阻,圆弧轨道为圆弧且圆心分别为、点,半径为.圆弧轨道与竖直轨道、水平轨道分别在圆弧轨道最高处、最低处平滑连接,竖直轨道、水平轨道均足够长.竖直轨道处于水平向左的匀强磁场中,水平轨道和圆弧轨道处于竖直向上的匀强磁场中,两处磁感应强度大小均为.长为、质量为的金属棒紧贴竖直轨道且与导轨垂直,某时刻金属棒从距高处由静止释放,一段时间后金属棒在竖直轨道上做匀速直线运动。在金属棒进入圆弧轨道瞬间,对金属棒施加外力,使金属棒沿圆弧轨道从匀速率下滑至,金属棒到达瞬间,撤去外力。金属棒最终静止在水平轨道的处。不计金属棒及导轨的电阻,金属棒始终与导轨接触良好,重力加速度大小为。求:
(1)金属棒在竖直轨道上做匀速直线运动时的速度大小;
(2)金属棒运动至圆弧轨道的(图中未画出,已知且)处时受到的安培力大小;
(3)金属棒从运动到的过程中定值电阻上产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒做匀速直线运动时金属棒产生的感应电动势
金属棒受到的安培力大小
其中
金属棒做匀速直线运动,由平衡条件,有
解得
【小问2详解】
金属棒运动至圆弧轨道的处时产生的感应电动势
通过金属棒的电流
金属棒受到的安培力大小
解得
【小问3详解】
金属棒在圆弧轨道运动时产生的感应电流为正弦交变电流,电流的峰值
金属棒在圆弧轨道运动的时间
金属棒在圆弧轨道运动过程中定值电阻上产生的焦耳热
金属棒在水平轨道运动过程中定值电阻上产生的焦耳热
金属棒从运动到的过程中定值电阻上产生的焦耳热
解得。
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