内容正文:
11
2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
答题卡
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
一、选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
二、多项选择题。本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
三、实验题:本大题共2小题,共15分。
11.(6分)
(1)_____________(2分)
(2)_____(2分)_____(2分)
12.(8分)
(1)_____(1分)
(3)_____(1分) _____(2分)
(4)_________(2分)
(5)_________(2分)
四、解答题
13.(8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(20分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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.测试范围:测试范围:粤教版2019选择性必修二。
第Ⅰ卷
一、单项选择题,本题共7小题,单选题每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.公路上很多地方都安装了“电子眼”,“电子眼”对违法超速车辆进行抓拍,目前普遍使用的一款“电子眼”是一套利用电磁感应制成的交通监测设备。如图所示,在公路的下方相隔距离L埋设了两个通电线圈,当车辆经过通电线圈上方时,回路中会产生变化的电流信号,两个变化的电流信号的时面差即为车通过两线圈的时间,如果时间小于某一值t,“电子眼”就启动拍摄功能,将该车的车牌和经过的时间上传到电脑系统。设某路段上l = 50m,t = 1.5s。现一辆小车以90km/h的速度匀速驶过该路段,则下列说法正确的是( )
A.车辆经过地面线圈时引起“电子眼”抓拍是电流的磁效应的结果
B.车速越大,线圈中电流的变化越小
C.这辆小车会被抓拍
D.该路段的限速为120km/h
2.边长为2m的正方形导线框abcd水平放置,其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。先后在ab导线中通入不同电流I,测得ab导线受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。ab导线与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量Φ为( )
A., B.,
C., D.,
3.如图所示,两固定直导线、平行放置,现分别对它们输入恒定电流和,测得在它们之间靠近的点处磁感应强度为零,则下列说法正确的是( )
A.电流小于 B.和一定相互吸引
C.和上的电流方向相反 D.、间只有处磁感应强度为零
4.某无动力运输装置原理如图所示,其左侧分布有等间距垂直于导轨平面的匀强磁场,有磁场和无磁场区域的宽度均为。阻尼装置的线圈A的宽度也为,通过轻质缆绳、定滑轮与载物平台B相连。平台轻放货物后由静止开始下降,忽略空气、摩擦阻力、则载物平台运输货物过程中,关于线圈的速度、电流、电动势、安培力随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.福建舰是我国首艘搭载世界领先水平电磁弹射系统的航母。航母上的舰载机歼-15T质量,在电磁弹射装置的辅助下,通过长度为x=100m的跑道由静止加速到v=70m/s。福建舰的电磁弹射系统由多组电磁模块组成,其单组电磁模块可由安培力提供的动力,如图为其结构简化示意图。已知平行导轨间距L=1m,垂直于导轨的磁场磁感应强度B=10T。下列说法正确的是( )
A.歼-15T的加速度为
B.歼-15T受到合外力为
C.单组电磁模块中电流为4000A
D.图中回路的电流方向为逆时针方向
6.图为户外应急手摇发电手电筒的工作原理图,当电筒头沿图示方向上下摇动时,小磁铁会不断往复的穿过固定线圈,连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是( )
A.摇动过程中装置的机械能守恒
B.线圈中的电流方向保持不变
C.摇动方式不变,只更换磁性更强的磁铁,小电珠的亮度保持不变
D.摇动方式不变,只增加线圈的匝数,小电珠的亮度增强
7.如图所示是我国拥有的世界最大的单口径射电望远镜——“天眼”。若“天眼”的“眼眶”所围圆平面的面积为S,地磁场垂直穿过该面积的磁通量为,在该圆平面内有一根长为L、电流为I的长直导线,其受到的安培力( )
A.大小为,方向与磁场方向相同
B.大小为,方向与电流方向垂直
C.大小为,方向与电流方向相同
D.大小为,方向与磁场方向垂直
二、多项选择题。本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.把一枚具有强磁性的小圆柱体从固定的竖直铝管上端放入管口。下落过程中,小圆柱体不与铝管接触。小圆柱形磁体下落过程中( )
A.加速度小于重力加速度
B.加速度大于重力加速度
C.减少的重力势能等于增加的动能
D.减少的重力势能大于增加的动能
9.如图所示,大量带电粒子从M板由静止经加速电场后又从N板小孔射出,粒子沿静电分析器辐射电场的中心线做半径为R的匀速圆周运动,再由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上,粒子重力不计,下列说法正确的是( )
A.从P点射出的带电粒子,速度大小均相同
B.带电粒子的比荷越大,P与打到胶片上的点距离越小
C.加速电压U与辐射电场中心线处的电场强度E的比值一定
D.辐射电场中心线处的电场强度E与磁感应强度B的比值一定
10.智能洗衣机能根据衣物的重量自动投放洗衣液,如图为简化的部分工作电路图。已知电源A电动势为12V,内阻为1Ω,,电阻阻值随所受压力变化的关系式为(的单位为Ω,的单位为N)。当两端电压超过临界值3.6V时,使控制电路接通,电磁铁吸动衔铁,接通对应的投放洗衣液工作电路。下列说法正确的是( )
A.当衣物重量减小时,两端的电压增大
B.当衣物重量大于临界值时会接通工作电路2
C.当两端电压达到临界值时,压力为10N
D.为了提高电压临界值,只需要增大的阻值
第Ⅱ卷
三、实验题:本题共2小题,共15分。
11.为探究影响感应电流方向的因素,小宁同学做了如下的实验。
(1)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是_________。
A.插入铁芯 B.拔出线圈A
C.将滑动变阻器的滑片向右移动 D.将滑动变阻器的滑片向左移动
(2)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
①断电前流过灯泡的电流是_________(选填“”或“”)。
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________(选填“变长”、“变短”或“不变”)。
12.某实验小组探究一款霍尔式位移传感器的工作原理,并用其测量弹簧振子偏离平衡位置的位移。霍尔式位移传感器是基于霍尔效应的一种传感器,结构简图如图(a)所示。给霍尔元件通入如图所示的控制电流,并加一垂直前后表面的磁场(磁感应强度的大小沿轴呈线性变化),霍尔元件下表面中心处连接一测头,测头在外部作用下可左右移动带动霍尔元件在磁场中同步移动,由于位置不同,霍尔元件在上下表面的电势差也不同。实验小组找到的实验器材有:霍尔式位移传感器、稳压电源(图中未画出,提供控制电流)、电压表、毫米刻度尺、开关、导线若干。
(1)已知该霍尔元件为型半导体材料,即多数载流子为电子。小组同学首先接通控制电路并通入一定的控制电流,当磁场方向如图(a)所示垂直前后表面向里时,霍尔元件的________(选填“”或“”)端电势更高。
(2)保持控制电流不变,将测头从处左、右移动,通过预设磁场校准,控制并记录不同位置及对应的霍尔电压,数据如下表所示,根据表中数据可在图(b)坐标纸上描点并绘出图线;
位移
0.0
1.0
2.0
3.0
霍尔电压
0.00
0.50
1.00
1.50
(3)根据图(b),可以得出结论:控制电流恒定、磁感应强度的大小沿轴方向线性变化时,霍尔电压与位移成________关系,该传感器的灵敏度为________(提示:灵敏度为霍尔电压变化量与位移变化量的比值);
(4)将该传感器用于测量一个弹簧振子做简谐运动时振子的瞬时位置。使控制电流仍为,某次测量中测得霍尔电压。则该时刻振子偏离平衡位置的位移为________;(结果保留1位小数)
(5)在测量位移时,电压表测得的电压与霍尔电压理论值之间存在偏差。原因是长时间使用后,稳压电源的输出略有下降(即控制电流略微减小),这会导致测量位移的绝对值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题
13.某手机无线充电接收器简化模型如图甲所示,其中线圈的匝数为15匝、面积为、电阻为,线圈的两端通过整流电路与手机电池相连。无线充电过程中,把接收线圈放置在发射功率为的发射线圈上,发射线圈产生一垂直穿过接收线圈的匀强磁场。该磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示,设磁场竖直向上为正。求:
(1)时线圈产生的电流方向及感应电动势的大小;
(2)已知接收线圈的接收效率为75%,求该接收线圈每秒的发热量。
14.如图甲所示为质谱仪的工作原理:带正电的粒子电荷量为q、质量为m,从离子室A下方的小孔S1处以初速度为零进入加速电场,再通过小孔S2垂直进入匀强磁场,最终打在底片上的位置为D。已知加速电场的电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子的重力不计:
(1)磁场的方向是垂直于纸面向里还是向外?
(2)粒子进入磁场时的速率是多大?
(3)D与S2的距离为多大?
(4)图甲中S2C:CD=1:4,以C点为圆心将照相底片逆时针转过90°后,粒子打在D′点(如图乙所示),则CD′的长度等于多少?
15.“低压管道电磁运输系统”是未来城际高速物流的重要发展方向。如图所示,水平绝缘低压管道内固定有两根足够长的平行金属导轨,导轨间距,导轨间分布着方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。质量的运输舱装有一根跨接在导轨上且接触良好的导体棒。运输舱在运行过程中受到恒定阻力。地面供电系统为恒压直流电源,电动势,回路总电阻。系统设计的额定巡航速度。
(1)若仅由地面电源单独供电,求运输舱能达到的最大稳定速度;
(2)为确保运输舱能达到额定巡航速度,起步时同步启动自带的辅助推进器提供水平恒力F,求最小值;
(3)运输舱以额定巡航速度进站时,立即切断电源和辅助推进器,切换至“再生制动”模式:回路总电阻仍为,车载控制器控制回路电流大小恒为,利用安培力辅助减速,同时将部分电能回收到储能电网。当感应电动势无法维持电流I时,系统自动停止电能回收并转为机械刹车。求此次进站过程中,不计其他损耗下系统回收到储能电网的总电能。
试题 第7页(共8页) 试题 第8页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分)
测试范围:粤教版2019选择性必修二。
一、单项选择题,本题共7小题,单选题每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.公路上很多地方都安装了“电子眼”,“电子眼”对违法超速车辆进行抓拍,目前普遍使用的一款“电子眼”是一套利用电磁感应制成的交通监测设备。如图所示,在公路的下方相隔距离L埋设了两个通电线圈,当车辆经过通电线圈上方时,回路中会产生变化的电流信号,两个变化的电流信号的时面差即为车通过两线圈的时间,如果时间小于某一值t,“电子眼”就启动拍摄功能,将该车的车牌和经过的时间上传到电脑系统。设某路段上l = 50m,t = 1.5s。现一辆小车以90km/h的速度匀速驶过该路段,则下列说法正确的是( )
A.车辆经过地面线圈时引起“电子眼”抓拍是电流的磁效应的结果
B.车速越大,线圈中电流的变化越小
C.这辆小车会被抓拍
D.该路段的限速为120km/h
2.边长为2m的正方形导线框abcd水平放置,其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。先后在ab导线中通入不同电流I,测得ab导线受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。ab导线与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量Φ为( )
A., B.,
C., D.,
3.如图所示,两固定直导线、平行放置,现分别对它们输入恒定电流和,测得在它们之间靠近的点处磁感应强度为零,则下列说法正确的是( )
A.电流小于 B.和一定相互吸引
C.和上的电流方向相反 D.、间只有处磁感应强度为零
4.某无动力运输装置原理如图所示,其左侧分布有等间距垂直于导轨平面的匀强磁场,有磁场和无磁场区域的宽度均为。阻尼装置的线圈A的宽度也为,通过轻质缆绳、定滑轮与载物平台B相连。平台轻放货物后由静止开始下降,忽略空气、摩擦阻力、则载物平台运输货物过程中,关于线圈的速度、电流、电动势、安培力随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.福建舰是我国首艘搭载世界领先水平电磁弹射系统的航母。航母上的舰载机歼-15T质量,在电磁弹射装置的辅助下,通过长度为x=100m的跑道由静止加速到v=70m/s。福建舰的电磁弹射系统由多组电磁模块组成,其单组电磁模块可由安培力提供的动力,如图为其结构简化示意图。已知平行导轨间距L=1m,垂直于导轨的磁场磁感应强度B=10T。下列说法正确的是( )
A.歼-15T的加速度为
B.歼-15T受到合外力为
C.单组电磁模块中电流为4000A
D.图中回路的电流方向为逆时针方向
6.图为户外应急手摇发电手电筒的工作原理图,当电筒头沿图示方向上下摇动时,小磁铁会不断往复的穿过固定线圈,连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是( )
A.摇动过程中装置的机械能守恒
B.线圈中的电流方向保持不变
C.摇动方式不变,只更换磁性更强的磁铁,小电珠的亮度保持不变
D.摇动方式不变,只增加线圈的匝数,小电珠的亮度增强
7.如图所示是我国拥有的世界最大的单口径射电望远镜——“天眼”。若“天眼”的“眼眶”所围圆平面的面积为S,地磁场垂直穿过该面积的磁通量为,在该圆平面内有一根长为L、电流为I的长直导线,其受到的安培力( )
A.大小为,方向与磁场方向相同
B.大小为,方向与电流方向垂直
C.大小为,方向与电流方向相同
D.大小为,方向与磁场方向垂直
二、多项选择题。本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.把一枚具有强磁性的小圆柱体从固定的竖直铝管上端放入管口。下落过程中,小圆柱体不与铝管接触。小圆柱形磁体下落过程中( )
A.加速度小于重力加速度
B.加速度大于重力加速度
C.减少的重力势能等于增加的动能
D.减少的重力势能大于增加的动能
9.如图所示,大量带电粒子从M板由静止经加速电场后又从N板小孔射出,粒子沿静电分析器辐射电场的中心线做半径为R的匀速圆周运动,再由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上,粒子重力不计,下列说法正确的是( )
A.从P点射出的带电粒子,速度大小均相同
B.带电粒子的比荷越大,P与打到胶片上的点距离越小
C.加速电压U与辐射电场中心线处的电场强度E的比值一定
D.辐射电场中心线处的电场强度E与磁感应强度B的比值一定
10.智能洗衣机能根据衣物的重量自动投放洗衣液,如图为简化的部分工作电路图。已知电源A电动势为12V,内阻为1Ω,,电阻阻值随所受压力变化的关系式为(的单位为Ω,的单位为N)。当两端电压超过临界值3.6V时,使控制电路接通,电磁铁吸动衔铁,接通对应的投放洗衣液工作电路。下列说法正确的是( )
A.当衣物重量减小时,两端的电压增大
B.当衣物重量大于临界值时会接通工作电路2
C.当两端电压达到临界值时,压力为10N
D.为了提高电压临界值,只需要增大的阻值
三、实验题
11.为探究影响感应电流方向的因素,小宁同学做了如下的实验。
(1)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是_________。
A.插入铁芯 B.拔出线圈A
C.将滑动变阻器的滑片向右移动 D.将滑动变阻器的滑片向左移动
(2)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
①断电前流过灯泡的电流是_________(选填“”或“”)。
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________(选填“变长”、“变短”或“不变”)。
12.某实验小组探究一款霍尔式位移传感器的工作原理,并用其测量弹簧振子偏离平衡位置的位移。霍尔式位移传感器是基于霍尔效应的一种传感器,结构简图如图(a)所示。给霍尔元件通入如图所示的控制电流,并加一垂直前后表面的磁场(磁感应强度的大小沿轴呈线性变化),霍尔元件下表面中心处连接一测头,测头在外部作用下可左右移动带动霍尔元件在磁场中同步移动,由于位置不同,霍尔元件在上下表面的电势差也不同。实验小组找到的实验器材有:霍尔式位移传感器、稳压电源(图中未画出,提供控制电流)、电压表、毫米刻度尺、开关、导线若干。
(1)已知该霍尔元件为型半导体材料,即多数载流子为电子。小组同学首先接通控制电路并通入一定的控制电流,当磁场方向如图(a)所示垂直前后表面向里时,霍尔元件的________(选填“”或“”)端电势更高。
(2)保持控制电流不变,将测头从处左、右移动,通过预设磁场校准,控制并记录不同位置及对应的霍尔电压,数据如下表所示,根据表中数据可在图(b)坐标纸上描点并绘出图线;
位移
0.0
1.0
2.0
3.0
霍尔电压
0.00
0.50
1.00
1.50
(3)根据图(b),可以得出结论:控制电流恒定、磁感应强度的大小沿轴方向线性变化时,霍尔电压与位移成________关系,该传感器的灵敏度为________(提示:灵敏度为霍尔电压变化量与位移变化量的比值);
(4)将该传感器用于测量一个弹簧振子做简谐运动时振子的瞬时位置。使控制电流仍为,某次测量中测得霍尔电压。则该时刻振子偏离平衡位置的位移为________;(结果保留1位小数)
(5)在测量位移时,电压表测得的电压与霍尔电压理论值之间存在偏差。原因是长时间使用后,稳压电源的输出略有下降(即控制电流略微减小),这会导致测量位移的绝对值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题
13.某手机无线充电接收器简化模型如图甲所示,其中线圈的匝数为15匝、面积为、电阻为,线圈的两端通过整流电路与手机电池相连。无线充电过程中,把接收线圈放置在发射功率为的发射线圈上,发射线圈产生一垂直穿过接收线圈的匀强磁场。该磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示,设磁场竖直向上为正。求:
(1)时线圈产生的电流方向及感应电动势的大小;
(2)已知接收线圈的接收效率为75%,求该接收线圈每秒的发热量。
14.如图甲所示为质谱仪的工作原理:带正电的粒子电荷量为q、质量为m,从离子室A下方的小孔S1处以初速度为零进入加速电场,再通过小孔S2垂直进入匀强磁场,最终打在底片上的位置为D。已知加速电场的电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子的重力不计:
(1)磁场的方向是垂直于纸面向里还是向外?
(2)粒子进入磁场时的速率是多大?
(3)D与S2的距离为多大?
(4)图甲中S2C:CD=1:4,以C点为圆心将照相底片逆时针转过90°后,粒子打在D′点(如图乙所示),则CD′的长度等于多少?
15.“低压管道电磁运输系统”是未来城际高速物流的重要发展方向。如图所示,水平绝缘低压管道内固定有两根足够长的平行金属导轨,导轨间距,导轨间分布着方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。质量的运输舱装有一根跨接在导轨上且接触良好的导体棒。运输舱在运行过程中受到恒定阻力。地面供电系统为恒压直流电源,电动势,回路总电阻。系统设计的额定巡航速度。
(1)若仅由地面电源单独供电,求运输舱能达到的最大稳定速度;
(2)为确保运输舱能达到额定巡航速度,起步时同步启动自带的辅助推进器提供水平恒力F,求最小值;
(3)运输舱以额定巡航速度进站时,立即切断电源和辅助推进器,切换至“再生制动”模式:回路总电阻仍为,车载控制器控制回路电流大小恒为,利用安培力辅助减速,同时将部分电能回收到储能电网。当感应电动势无法维持电流I时,系统自动停止电能回收并转为机械刹车。求此次进站过程中,不计其他损耗下系统回收到储能电网的总电能。
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2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
参考答案
一、选择题:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
A
B
B
C
D
B
AD
BC
BC
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.(1)AD(2分)
(2) (2分) 变短(2分)
12. (1) (1分) (3) 正比 (1分) 0.5 (2分) (4) 2.4 (2分) (5) 偏小(2分)
三、计算题:本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.【答案】(1)电流方向为由b到a,15V
(2)0.9W
【详解】(1)由图乙可知,线圈中的磁场向上均匀增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向竖直向下,结合安培定则可知,线圈中的电流方向为由b到a,根据法拉第电磁感应定律可得,感应电动势的大小为(2分)
(2)线圈的接收功率为(2分)
则线圈中的电流(2分)
由焦耳定律可知,接收线圈每秒的发热量为(2分)
14.【答案】(1)垂直纸面向外
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由于粒子进入匀强磁场时受到向左的洛伦兹力,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外;
(2)粒子在加速电场中,有(2分)
所以(1分)
(3)粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动,则(2分)
联立可得D与S2的距离为(2分)
(4)由于,
所以(2分)
根据几何关系可得(2分)
联立解得(1分)
15.【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)运输舱稳定时有(2分)
(2分)
(1分)
(1分)
联立得(1分)
(2)运输舱能达到额定巡航速度时有(2分)
(2分)
联立得(1分)
(3)受力分析,根据牛顿第二定律有(2分)
维持时间(1分)
恰无法维持电流I时,有(1分)
运动位移(1分)
由能量守恒有(2分)
联立得(1分)
1 / 2
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2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
答题卡
姓 名:__________________________
准考证号:
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考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
11.(6分)
(1)_____________(2分)
(2)_____(2分)_____(2分)
12.(8分)
(1)_____(1分)
(3)_____(1分) _____(2分)
(4)_________(2分)
(5)_________(2分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
13.(8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(12分)
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15.(20分)
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非
答
题
区
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非
答
题
区
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物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
物理 第1页(共6页) 物理 第2页(共6页) 物理 第3页(共6页)
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日
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姓
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考生禁填:
缺考标记
▣
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
✉
2.
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[]【W][/]
一、
选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合
题目要求的。
1[A][B][C][D]
5.[A][B][C][D]
2[A][B][C][D]
6.[A][B][C][D]
3[A][B][C][D]
7[A][B][C][D]
4.[A][B][C][D]
二、多项选择题。本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,
有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.[A][B][C][D]
9.AJ[B1[C1[D]
10.[AJ[B1[C1[D]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
三、实验题:本大题共2小题,共15分。
11.(6分)
(1)
(2分)
(2)
(2分)(2分)
12.(8分)
(1)(1分)
(3)(1分)
(2分)
(4)
(2分)
(5)
(2分)
四、解答题
13.(8分)
+B/103T
0
>t/10s
1
3
oa
ob
-1
多
乙
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14.(12分)
A
S
S
U
D
甲
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1诞¥浅易阴海☒惑的到狂鲜毋诺用避‘易功¥海☒循易阴目号丑巢
×××
+
+
哪咪可
+
+
+
(50z)
'SI
1※業易阴海☒兴都到狂毋诺甲爵·易卦海☒踊易阴目蹈号丑巢2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
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姓
名:
准考证号:
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写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考
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以上标记由监考人员用2B铅
必须用0.5mm黑色签字笔答题,不得用铅笔
笔填涂
或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.
请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,
选择题填涂样例:
超出区域书写的答案无效:在草稿纸、试题
卷上答题无效。
正确填涂■
4
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[×]【1[/]
第I卷(请用2B铅笔填涂)
1[A[B][C][D]
6[A][B][C][D]
2[AJ[B][C][D]
7[A][B][C][D]
3[AJ[B][C][D]
8[A][B][C][D]
4[A][B][C][D]
9[A][B][C][D]
5[A][BI[C][D]
10[AJ[B][C][D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
11.
(6分)
(1)
(2分)
(2)(2分)(2分)
12.(8分)
(1)
(1分)
(3)
(1分)
(2分)
(4)
(2分)
(5)
(2分)
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物理第1页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
13.(8分)
个B/103T
0
→t/106s
--
1
3
4
ob
甲
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物理第2页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
14.(12分)
A
S
U
S
C
S
S,
B
D
甲
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物理第3页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(20分)
运输舱
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物理第4页(共6页)
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非
答题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第5页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
答题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第6页(共6页)
2025-2026学年高二物理下学期第三次月考卷
全解全析
(考试时间:75分钟,分值:100分)
测试范围:粤教版2019选择性必修二。
一、单项选择题,本题共7小题,单选题每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.公路上很多地方都安装了“电子眼”,“电子眼”对违法超速车辆进行抓拍,目前普遍使用的一款“电子眼”是一套利用电磁感应制成的交通监测设备。如图所示,在公路的下方相隔距离L埋设了两个通电线圈,当车辆经过通电线圈上方时,回路中会产生变化的电流信号,两个变化的电流信号的时面差即为车通过两线圈的时间,如果时间小于某一值t,“电子眼”就启动拍摄功能,将该车的车牌和经过的时间上传到电脑系统。设某路段上l = 50m,t = 1.5s。现一辆小车以90km/h的速度匀速驶过该路段,则下列说法正确的是( )
A.车辆经过地面线圈时引起“电子眼”抓拍是电流的磁效应的结果
B.车速越大,线圈中电流的变化越小
C.这辆小车会被抓拍
D.该路段的限速为120km/h
【答案】D
【详解】A.“电子眼”的工作原理是电磁感应现象,故A错误;
B.车速越大,车辆经过线圈的时间越短,磁通量的变化量与所用时间的比值越大,则根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势越大,则根据可得线圈中电流的变化越大,故B错误;
C.其中,车经过两线圈的时间为
不满足时间小于某一值t,则这辆小车不会被抓拍,故C错误;
D.该路段的限速为,故D正确。
故选D。
2.边长为2m的正方形导线框abcd水平放置,其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。先后在ab导线中通入不同电流I,测得ab导线受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。ab导线与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量Φ为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】根据安培力的计算公式
结合图线可得
所以
所以穿过导线框的磁通量为
故选A。
3.如图所示,两固定直导线、平行放置,现分别对它们输入恒定电流和,测得在它们之间靠近的点处磁感应强度为零,则下列说法正确的是( )
A.电流小于 B.和一定相互吸引
C.和上的电流方向相反 D.、间只有处磁感应强度为零
【答案】B
【详解】ABC.点处磁感应强度为零,说明导线、在A点产生的磁感应强度大小相等、方向相反,根据右手螺旋定则可知和上的电流方向相同,同向电流相互吸引,且点靠近,可知电流大于,故AC错误,B正确;
D.由于两根导线是平行的长直导线,所有与A点在同一条平行于两导线的直线上的点,到两导线的距离都与A点相同,因此这些点上的合磁感应强度都为零,故D错误。
故选B。
4.某无动力运输装置原理如图所示,其左侧分布有等间距垂直于导轨平面的匀强磁场,有磁场和无磁场区域的宽度均为。阻尼装置的线圈A的宽度也为,通过轻质缆绳、定滑轮与载物平台B相连。平台轻放货物后由静止开始下降,忽略空气、摩擦阻力、则载物平台运输货物过程中,关于线圈的速度、电流、电动势、安培力随时间变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】线圈在上升过程中,始终有一个边在磁场中切割磁感线产生感应电流,则整体的加速度
则随速度的增加,加速度减小,根据可知,线圈切割磁感线产生的感应电动势逐渐变大,则回路电流逐渐变大,线圈受的安培力F=BId逐渐变大;当加速度为零时速度最大,此时回路电流最大,以后将做匀速运动,电动势不变,感应电流不变,安培力不变,则ACD错误,B正确。
故选B。
5.福建舰是我国首艘搭载世界领先水平电磁弹射系统的航母。航母上的舰载机歼-15T质量,在电磁弹射装置的辅助下,通过长度为x=100m的跑道由静止加速到v=70m/s。福建舰的电磁弹射系统由多组电磁模块组成,其单组电磁模块可由安培力提供的动力,如图为其结构简化示意图。已知平行导轨间距L=1m,垂直于导轨的磁场磁感应强度B=10T。下列说法正确的是( )
A.歼-15T的加速度为
B.歼-15T受到合外力为
C.单组电磁模块中电流为4000A
D.图中回路的电流方向为逆时针方向
【答案】C
【详解】A.舰载机在跑道上加速过程中
解得,A错误;
B.根据牛顿第二定律
可得,B错误;
C.根据安培力公式
可得,C正确;
D.磁场方向垂直于纸面向里,安培力方向向右,根据左手定则可知,回路中的电流方向为顺时针方向,D错误。
故选C。
6.图为户外应急手摇发电手电筒的工作原理图,当电筒头沿图示方向上下摇动时,小磁铁会不断往复的穿过固定线圈,连接线圈的小电珠随即发光。下列说法正确的是( )
A.摇动过程中装置的机械能守恒
B.线圈中的电流方向保持不变
C.摇动方式不变,只更换磁性更强的磁铁,小电珠的亮度保持不变
D.摇动方式不变,只增加线圈的匝数,小电珠的亮度增强
【答案】D
【详解】A.摇动过程中,小磁铁和线圈的机械能转化为电能,电能再转化为小电珠的光能和热能,所以装置的机械能不守恒,故A错误;
B.当小磁铁穿过线圈时,磁通量先增加后减少,且磁铁运动方向相反时,磁通量变化的趋势也相反。根据楞次定律,感应电流的方向会发生改变,产生的是交变电流,故B错误;
C.根据法拉第电磁感应定律,摇动方式不变意味着磁铁穿过线圈的时间 不变。更换磁性更强的磁铁,磁感应强度增大,使得磁通量增大,磁通量的变化量增大,因此感应电动势增大。
根据闭合电路欧姆定律,感应电流增大,小电珠的实际功率 增大,所以小电珠会变得更亮,故C错误;
D.根据法拉第电磁感应定律,摇动方式不变,单位时间内磁通量的变化率不变。只增加线圈的匝数,感应电动势会增大。虽然线圈匝数增加会导致线圈内阻增大,但感应电动势的增大幅度(与n成正比)通常大于总电阻的增大幅度,使得感应电流增大,小电珠的实际功率增大,亮度增强,故D正确。
故选D。
7.如图所示是我国拥有的世界最大的单口径射电望远镜——“天眼”。若“天眼”的“眼眶”所围圆平面的面积为S,地磁场垂直穿过该面积的磁通量为,在该圆平面内有一根长为L、电流为I的长直导线,其受到的安培力( )
A.大小为,方向与磁场方向相同
B.大小为,方向与电流方向垂直
C.大小为,方向与电流方向相同
D.大小为,方向与磁场方向垂直
【答案】B
【详解】根据题意,地磁场垂直穿过“天眼”的“眼眶”所围的圆平面,该区域可视为匀强磁场。 磁感应强度的大小为。
长直导线在该圆平面内,因此导线(电流方向)与磁场方向垂直。 根据安培力公式
其中 θ = 90°,sin90° = 1
所以安培力的大小为 F = BIL。
将代入,得到安培力的大小
根据左手定则,安培力的方向既垂直于磁场方向,也垂直于电流方向。
故选B。
二、多项选择题。本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.把一枚具有强磁性的小圆柱体从固定的竖直铝管上端放入管口。下落过程中,小圆柱体不与铝管接触。小圆柱形磁体下落过程中( )
A.加速度小于重力加速度
B.加速度大于重力加速度
C.减少的重力势能等于增加的动能
D.减少的重力势能大于增加的动能
【答案】AD
【详解】AB.小圆柱形磁体下落过程中,铝管中产生感应电流,磁体受到向上的安培力,故磁体合力小于重力,根据牛顿第二定律可知,加速度小于重力加速度,故A正确,B错误;
CD.磁体下落过程中,安培力对其做负功,由能量守恒定律可知,磁体减少的重力势能大于增加的动能,故C错误,D正确。
故选AD。
9.如图所示,大量带电粒子从M板由静止经加速电场后又从N板小孔射出,粒子沿静电分析器辐射电场的中心线做半径为R的匀速圆周运动,再由P点垂直边界进入磁分析器,最终打到胶片上,粒子重力不计,下列说法正确的是( )
A.从P点射出的带电粒子,速度大小均相同
B.带电粒子的比荷越大,P与打到胶片上的点距离越小
C.加速电压U与辐射电场中心线处的电场强度E的比值一定
D.辐射电场中心线处的电场强度E与磁感应强度B的比值一定
【答案】BC
【详解】C.粒子经过加速电场后获得速度v,则
带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动,有
联立可得,故C正确;
A.只要加速电压与辐射电场的强度满足一定比例,带电粒子就可以从P点射出,射出时的速度大小根据公式可知与加速电压以及比荷有关,故A错误;
B.根据公式可求得
进入磁分析仪后做匀速圆周运动,有
设打在胶片上的S点,则
即比荷越大,PS越小,故B正确;
D.根据以上分析可知,辐射电场中心线处的电场强度E与磁感应强度B无关,故D错误。
故选BC。
10.智能洗衣机能根据衣物的重量自动投放洗衣液,如图为简化的部分工作电路图。已知电源A电动势为12V,内阻为1Ω,,电阻阻值随所受压力变化的关系式为(的单位为Ω,的单位为N)。当两端电压超过临界值3.6V时,使控制电路接通,电磁铁吸动衔铁,接通对应的投放洗衣液工作电路。下列说法正确的是( )
A.当衣物重量减小时,两端的电压增大
B.当衣物重量大于临界值时会接通工作电路2
C.当两端电压达到临界值时,压力为10N
D.为了提高电压临界值,只需要增大的阻值
【答案】BC
【详解】A.根据题意可知,当衣物重量减小时,电阻阻值增大,干路电流减小,则两端的电压减小,故A错误;
B.根据题意结合A分析可知,当衣物重量大于临界值时,两端的电压增大到临界值,使控制电路接通,电磁铁吸动衔铁,接通工作电路2,故B正确;
C.当两端电压达到临界值时,即两端电压为,则干路电流
代入数据解得
由电阻阻值随所受压力变化的关系式为可得,此时,故C正确;
D.根据题意可知,增大的阻值,不会改变电压临界值,只会改变达到临界值时衣物的重量,故D错误。
故选BC。
三、实验题
11.为探究影响感应电流方向的因素,小宁同学做了如下的实验。
(1)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中,闭合开关S瞬间,发现电流计指针右偏,则保持开关闭合,以下操作中也能使电流计右偏的是_________。
A.插入铁芯 B.拔出线圈A
C.将滑动变阻器的滑片向右移动 D.将滑动变阻器的滑片向左移动
(2)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
①断电前流过灯泡的电流是_________(选填“”或“”)。
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将_________(选填“变长”、“变短”或“不变”)。
【答案】(1)AD
(2) 变短
【详解】(1)闭合开关S瞬间,磁通量增大,发现电流计指针右偏。
A.插入铁芯,磁通量增大,电流计指针右偏,A符合题意;
B.拔出线圈A,磁通量减小,电流计指针左偏,B不符合题意;
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,电阻增大,电流减小,磁通量减小,电流计指针左偏,C不符合题意;
D.将滑动变阻器的滑片向左移动,电阻减小,电流增大,磁通量增大,电流计指针右偏,D符合题意;
故选AD。
(2)[1] 断电前后,通过灯泡的电流方向要发生变化,所以断电前通过灯泡的电流为
[2] 将铁芯拔出后,自感系数减小,对变化的电流阻碍作用减小,灯泡中的电流很快减小为0。
12.某实验小组探究一款霍尔式位移传感器的工作原理,并用其测量弹簧振子偏离平衡位置的位移。霍尔式位移传感器是基于霍尔效应的一种传感器,结构简图如图(a)所示。给霍尔元件通入如图所示的控制电流,并加一垂直前后表面的磁场(磁感应强度的大小沿轴呈线性变化),霍尔元件下表面中心处连接一测头,测头在外部作用下可左右移动带动霍尔元件在磁场中同步移动,由于位置不同,霍尔元件在上下表面的电势差也不同。实验小组找到的实验器材有:霍尔式位移传感器、稳压电源(图中未画出,提供控制电流)、电压表、毫米刻度尺、开关、导线若干。
(1)已知该霍尔元件为型半导体材料,即多数载流子为电子。小组同学首先接通控制电路并通入一定的控制电流,当磁场方向如图(a)所示垂直前后表面向里时,霍尔元件的________(选填“”或“”)端电势更高。
(2)保持控制电流不变,将测头从处左、右移动,通过预设磁场校准,控制并记录不同位置及对应的霍尔电压,数据如下表所示,根据表中数据可在图(b)坐标纸上描点并绘出图线;
位移
0.0
1.0
2.0
3.0
霍尔电压
0.00
0.50
1.00
1.50
(3)根据图(b),可以得出结论:控制电流恒定、磁感应强度的大小沿轴方向线性变化时,霍尔电压与位移成________关系,该传感器的灵敏度为________(提示:灵敏度为霍尔电压变化量与位移变化量的比值);
(4)将该传感器用于测量一个弹簧振子做简谐运动时振子的瞬时位置。使控制电流仍为,某次测量中测得霍尔电压。则该时刻振子偏离平衡位置的位移为________;(结果保留1位小数)
(5)在测量位移时,电压表测得的电压与霍尔电压理论值之间存在偏差。原因是长时间使用后,稳压电源的输出略有下降(即控制电流略微减小),这会导致测量位移的绝对值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 正比 0.5 2.4 偏小
【详解】(1)[1]型半导体材料载流子为电子,电子定向移动方向与电流方向相反,根据左手定则载流子(电子)聚集在端,故端电势高;
(3)[2]因霍尔电压与位移图线为一条过坐标原点直线,故霍尔电压与位移成正比关系;
[3]灵敏度为图线斜率,故灵敏度;
(4)[4]由灵敏度得,;
(5)[5]设沿着电流方向,霍尔元件长为,霍尔元件沿磁场方向的厚度,高为,当电子受到的洛伦兹力等于电场力时,则有
根据电流微观表达式可得
联立可得霍尔电压公式
设,则
当控制电流减小后,图像中的真实图线斜率减小,导致电压表示数对应的位移测量值的绝对值小于真实值的绝对值,如图所示,故测量位移的绝对值偏小。
四、解答题
13.某手机无线充电接收器简化模型如图甲所示,其中线圈的匝数为15匝、面积为、电阻为,线圈的两端通过整流电路与手机电池相连。无线充电过程中,把接收线圈放置在发射功率为的发射线圈上,发射线圈产生一垂直穿过接收线圈的匀强磁场。该磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示,设磁场竖直向上为正。求:
(1)时线圈产生的电流方向及感应电动势的大小;
(2)已知接收线圈的接收效率为75%,求该接收线圈每秒的发热量。
【答案】(1)电流方向为由b到a,15V
(2)0.9W
【详解】(1)由图乙可知,线圈中的磁场向上均匀增大,根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向竖直向下,结合安培定则可知,线圈中的电流方向为由b到a,根据法拉第电磁感应定律可得,感应电动势的大小为
(2)线圈的接收功率为
则线圈中的电流
由焦耳定律可知,接收线圈每秒的发热量为
14.如图甲所示为质谱仪的工作原理:带正电的粒子电荷量为q、质量为m,从离子室A下方的小孔S1处以初速度为零进入加速电场,再通过小孔S2垂直进入匀强磁场,最终打在底片上的位置为D。已知加速电场的电压为U,匀强磁场的磁感应强度为B,粒子的重力不计:
(1)磁场的方向是垂直于纸面向里还是向外?
(2)粒子进入磁场时的速率是多大?
(3)D与S2的距离为多大?
(4)图甲中S2C:CD=1:4,以C点为圆心将照相底片逆时针转过90°后,粒子打在D′点(如图乙所示),则CD′的长度等于多少?
【答案】(1)垂直纸面向外
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)由于粒子进入匀强磁场时受到向左的洛伦兹力,根据左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外;
(2)粒子在加速电场中,有
所以
(3)粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动,则
联立可得D与S2的距离为
(4)由于,
所以
根据几何关系可得
联立解得
15.“低压管道电磁运输系统”是未来城际高速物流的重要发展方向。如图所示,水平绝缘低压管道内固定有两根足够长的平行金属导轨,导轨间距,导轨间分布着方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。质量的运输舱装有一根跨接在导轨上且接触良好的导体棒。运输舱在运行过程中受到恒定阻力。地面供电系统为恒压直流电源,电动势,回路总电阻。系统设计的额定巡航速度。
(1)若仅由地面电源单独供电,求运输舱能达到的最大稳定速度;
(2)为确保运输舱能达到额定巡航速度,起步时同步启动自带的辅助推进器提供水平恒力F,求最小值;
(3)运输舱以额定巡航速度进站时,立即切断电源和辅助推进器,切换至“再生制动”模式:回路总电阻仍为,车载控制器控制回路电流大小恒为,利用安培力辅助减速,同时将部分电能回收到储能电网。当感应电动势无法维持电流I时,系统自动停止电能回收并转为机械刹车。求此次进站过程中,不计其他损耗下系统回收到储能电网的总电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)运输舱稳定时有
联立得
(2)运输舱能达到额定巡航速度时有
联立得
(3)受力分析,根据牛顿第二定律有
维持时间
恰无法维持电流I时,有
运动位移
由能量守恒有
联立得
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