精品解析:江西萍乡市安源中学等校2025-2026学年度第二学期期中考试高二物理试卷
2026-09-14
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内容正文:
江西萍乡市安源中学等校2025-2026学年度第二学期期中考试
高二物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46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,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似,能够感受诸如力、温度、光、声音等信息,并能按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。关于应用传感器的实际情景,下列说法不正确的是( )
A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
B. 电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器
C. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
D. 应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子秤通过力传感器(如应变片)将压力转化为电信号测力,故A正确;
B.电视遥控接收器利用红外线传感器接收红外信号,故B正确;
C.话筒的作用是将声信号转换为电信号,故C错误;
D.应变式力传感器通过金属梁形变引起电阻变化来测量力,故D正确。
由于本题选择错误的,故选C。
2. 关于以下四幅图,说法正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使蹄形磁铁转动,铝框会向相反方向转动
B. 图乙是真空冶炼炉,利用涡流原理使金属熔化
C. 图丙是速度选择器,不同速度的带电粒子均能从M到N沿直线匀速通过
D. 图丁,把一根柔软的金属弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后弹簧静止不动
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电磁驱动原理,图甲中,当摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,A错误;
B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,金属块中产生很强的涡流,金属块中产生大量热量,从而冶炼金属,B正确;
C.图丙中只有的粒子才能直线通过,C错误;
D.当有电流通过弹簧时,构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场,根据安培定则知,各圈导线之间都产生了相互的吸引作用,弹簧就缩短了,当弹簧的下端离开水银后,电路断开,弹簧中没有了电流,各圈导线之间失去了相互吸引力,弹簧又恢复原长,使得弹簧下端又与水银接触,弹簧中又有了电流,开始重复上述过程,弹簧上下振动,D错误。
故选B。
3. 中国已投产运行的1 000 kV特高压输电,是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000 kV特高压输电,不考虑其他因素的影响。则( )
A. 输电电流变为原来的2倍
B. 输电线上损失的电压将变为原来的2倍
C. 输电线上损失的电压将变为原来的
D. 输电线上损耗的电功率将变为原来的
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据输送电功率及P输不变,可知,输电电流
当U输变为原来的2倍时,I输变为原来的,故A错误;
BC.输电线上损失的电压
所以,当输电电流变为原来的时,输电线上损失的电压也变为原来的,故B错误,C正确;
D.输电线上损耗的电功率
所以输电线上损耗的电功率将变为原来的,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中,下列选项正确的是( )
A. 线圈对桌面的压力有时等于重力 B. 线圈总有缩小的趋势
C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.磁体向下运动时,穿过线圈的磁通量增加,线圈有缩小趋势,磁体对线圈的作用力为向下的排斥力,线圈对桌面的压力大于重力;磁体向上运动时,穿过线圈的磁通量减少,线圈有扩张趋势,磁体对线圈的作用力为向上的吸引力,线圈对桌面的压力小于重力,当磁体到达最高点或最低点时,线圈磁通量变化率为零,此时线圈对桌面的压力大小等于重力,故A正确B错误;
C.磁体上下运动,弹簧长度时而增大时而减小,所以弹簧弹性势能时而变大时而变小,故C错误;
D.磁体上下运动过程中,线圈对磁体的作用力对磁体始终做负功,所以磁体和弹簧系统的机械能一直减小,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,光滑的半圆弧槽固定在竖直面内,其圆心为O点。导体棒a固定在圆弧槽上O点正下方的P点,通有垂直纸面向里的电流;可自由移动的导体棒b恰好静止在圆弧槽上的Q点,其内通有垂直纸面向外的电流。两导体棒与O点连线间的夹角为θ。现保持导体棒a内的电流大小不变,缓慢增大导体棒b内的电流大小,下列说法正确的是( )
A. 圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐增大
B. 圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐减小
C. 两导体棒间的安培力逐渐增大
D. 两导体棒间的安培力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】对导体棒b受力分析,如图所示
根据三角形相似可知,
由此可知,逐渐增大导体棒b中的电流大小,导体棒b所受安培力不断增大,则Lab增大,b逐渐上移,而圆弧槽对导体棒b的支持力不变。
故选C。
6. 如图甲是回旋加速器的工作原理图,若带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示,不计带电粒子在交变电场中的加速时间,不考虑因相对论效应带来的影响,则( )
A. 在乙图中,
B. 交变电场的变化周期等于
C. 只增大两D形盒之间的加速电压U,粒子在电场中加速的总次数减少
D. 只增大两D形盒之间的加速电压U,粒子获得的最大动能将增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.带电粒子每次经过电场加速,动能增加量均为(为加速电压,恒定不变),因此相邻动能差满足,故A错误;
B. 回旋加速器中,交变电场的变化周期等于带电粒子在磁场中做圆周运动的周期。粒子每运动半个圆周加速一次,因此相邻两次加速的时间间隔,即交变电场周期,故B错误;
CD.由,粒子的最大动能,与加速电压无关;
总加速次数,增大则减小,即加速总次数减少,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示,足够长的两平行光滑导轨电阻不计,导轨所在平面与水平面的夹角为θ,整个空间存在与导轨所在平面垂直的匀强磁场。导轨上部接有两个阻值相同的电阻,开关S断开。电阻不计的金属棒垂直导轨放置,与两导轨接触良好。现将棒从静止释放,下滑一段距离后闭合S,棒恰能匀速下滑,之后棒继续下滑相同的距离。关于下滑相等距离的两个阶段,下列说法正确的是( )
A. 刚释放时棒的加速度与开关闭合前瞬间相等 B. 第一阶段用时大于第二阶段用时的2倍
C. 第一阶段通过金属棒的电荷量大于第二阶段的 D. 第一阶段回路产生的总焦耳热大于第二阶段的
【答案】D
【解析】
【详解】A.刚释放时棒的加速度为
设导轨间距为l,开关闭合前瞬间,有,
闭合S,棒恰能匀速下滑,则,
联立解得,故A错误;
B.设棒下滑相同的距离为d,第一阶段棒做加速度减小的加速运动,则
第二阶段做匀速运动,则
联立可得,故B错误;
C.第一阶段通过金属棒的电荷量为
第二阶段通过金属棒的电荷量为
由此可知,故C错误;
D.由以上分析可知,金属棒先做加速度减小的加速运动,闭合开关后做匀速运动,其v-t图像如图所示
则金属棒运动过程中安培力随位移变化的图像,如图所示
图线与坐标轴所围区域的面积表示克服安培力做的功,由图可知,第一阶段回路产生的总焦耳热为
第二阶段回路产生的总焦耳热为
所以,故D正确。
故选D。
8. 某次考试时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备,如图为某款金属探测仪,该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。在LC振荡电路中,电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图所示,则该振荡电路( )
A. LC回路的周期为0.04s
B. LC回路中电场能的周期为4×10-6 s
C. 2×10-6 ~3×10-6 s电容器处于放电过程
D. 增大线圈自感系数L,则周期会增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图像可知,LC回路周期为,故A错误;
B.LC回路中电场能变化周期是振荡电路周期的一半,所以电场能的周期为,故B错误;
C.2×10-6 ~3×10-6 s电容器电荷量减小,处于放电过程,故C正确;
D.根据可知增大线圈自感系数L,周期增大,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,边长为L、粗细均匀的正方形闭合导线框以水平速度v0穿过宽度为d(d>L)的匀强磁场区域(ab、cd边和磁场竖直边界平行),磁场的磁感应强度大小为B,线框总阻值为R,线框平面与磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时,则线框中的感应电流I、线框上d、c两点间的电势差Udc、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.进入磁场过程感应电流为
由楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针方向,全部进入磁场后,感应电流为零,而离开磁场的过程感应电流大小与进磁场时相等,但电流方向为顺时针,故A正确;
B.线框进入磁场过程中
全部进入磁场后
离开磁场过程
故B正确;
C.进入磁场过程线框所受安培力大小为
由左手定则可知,进入磁场过程线框所受安培力方向向左,全部进入磁场后,线框不受安培力,离开磁场过程中,安培力大小方向均与进入磁场过程相同,故C错误;
D.线框进入磁场过程磁通量为
当线框全部进入磁场后,磁通量达到最大,且保持不变,线框离开磁场过程,磁通量均匀减小,故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,在直角坐标系中,有一个边长为的正方形区域,点在原点,点和点分别在轴和轴上,该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,一带正电的粒子质量为,电荷量为,以速度从点沿轴正方向射入磁场,不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 若粒子恰好从点射出磁场,则粒子的速度
B. 若粒子从cb边射出磁场,则粒子的速度
C. 若粒子的速度,则粒子出射时速度方向与轴正方向夹角的正弦值为
D. 若粒子从边射出磁场,则粒子在磁场中运动的时间范围是
【答案】BC
【解析】
【详解】A.若粒子恰好从c点射出磁场,根据几何关系可知,粒子圆周运动半径为
根据洛伦兹力提供向心力,有
解得,故A错误;
B.若粒子从cb边射出磁场,则
则粒子的速度,故B正确;
C.若粒子的速度
则轨迹圆半径
则粒子从cd边射出,设粒子射出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为,则,故C正确;
D.根据,
解得
若粒子从d点射出,可知圆心角为180°,时间最长,最长时间
若粒子从c点射出,可知圆心角为90°,时间最短,最短时间
若粒子从边射出磁场,则粒子在磁场中运动的时间范围是,故D错误。
故选BC。
三、实验题(共15分)
11. 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲(2)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是________。
(2)接下来用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿__________(选填“顺时针”或 “逆时针”)方向。
(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,请帮助该小组的同学完成___________(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。
实验记录表(部分)
操作
N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场)
原磁场通过螺线管磁通量的增减
增加
感应电流方向
沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向
__________
(4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。请从能量守恒的角度分析他们的实验结果的正确性:______________。
【答案】(1)确定电流计指针偏转方向与电流方向的关系
(2)顺时针 (3)垂直纸面向外
(4)感应电流产生的磁场对磁体的运动起阻碍作用,机械能减少,减少的机械能转化为电能。
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,电流从电流计左边进时,指针左偏,右边进时,指针右偏,本实验目的是探究感应电流的方向,则进行上述实验的目的是为了确定电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
【小问2详解】
电流计指针向右偏转,说明电流从电流计的右边(正接线柱)流入,则说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向;
【小问3详解】
由题意可知,感应电流的方向为逆时针,由右手螺旋定则可知,感应电流的磁场方向垂直纸面向外;
【小问4详解】
由题意可知,理解楞次定律,从能量角度分析:感应电流产生的磁场对磁体的运动起阻碍作用,机械能减少,减少的机械能转化为电能。
12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 ”实验中,
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“8”接线柱间的电阻。选择开关位置如图 2,经规范操作,指针位置如图 3 ,测得阻值为 ______ Ω 。
(2)用匝数 n1=200和 n2=400的两线圈进行实验,分别测得其两端电压为U1 和 U2 ,记录于下表。以下说法正确的是 ______(多选)
U1/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
U2/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与 n1 对应的是副线圈
B. 与 n2 对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源
D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图 4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图 5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为 。
A. B.
C.
【答案】(1)6 (2)AD (3)C
【解析】
【小问1详解】
由图2可知,多用电表选择开关置于欧姆挡的“”倍率位置。故测得阻值为
【小问2详解】
AB.由表格数据可知,。如果是理想变压器,电压与匝数成正比,可知,因为实际中存在损耗,且,则与 n1 对应的是副线圈,与 n2 对应的是原线圈。故A正确,B错误。
C.变压器的工作原理是电磁感应,只能改变交流电压,不能改变直流电压,故实验中应采用低压交流电源,C错误;
D.实验中测量的是交流电压,所以多用电表选择开关应调至交流电压挡,D正确;
故选AD。
【小问3详解】
将两个线圈按图 4方式上下叠放。穿过两个线圈磁通量变化率相同,根据,原线圈(输入电压信号的线圈)中的电压虽然大小在改变,但是在增加或减小阶段,都是均匀变化,则副线圈的磁通量变化率不变,是定值,则产生的电压波形也接近恒定,只是电压正负在改变。
故选C。
三、解答题(共39分)
13. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动,线圈的匝数n、电阻r.线圈两端的电流环与电阻R连接,电阻R,与R并联的电压表为理想电压表.在t时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化.取计算.求:
(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;
(2)从线框经过图示位置开始计时,写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(3)电路中电压表的示数.
【答案】(1) 200V;(2) e=200cos100t(V);(3) 90V.
【解析】
【详解】由磁通量随时间t图象得出周期,线圈转动的角速度,感应电动势最大值,由图可知,所以感应电动势的最大值是
线圈处于峰值面,则交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式:
根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍,所以电路中电压表的示数:
14. 如图所示,直角坐标系xOy的第一象限有竖直向下的匀强电场,场强,第四象限有垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场,第三象限有垂直纸面向里、磁感应强度未知的匀强磁场。一比荷为的带正电粒子,从点以的速度沿轴正方向射入电场,经点进入第四象限,再经轴上的点(图中未画出)进入第三象限,不计重力,,,。求:
(1)粒子从点P到点的时间;
(2)要使粒子能进入第二象限,应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子从P到Q有,
解得
粒子从P到Q,由动能定理得
解得
设粒子经过点的速度方向与x轴的夹角为,则
解得
粒子在第四象限做匀速圆周运动
解得
过点Q作速度方向的垂线,交y轴于N,如图
由几何知识可知
则粒子在第四象限做匀速圆周运动半个周期,M点与N点重合,粒子从点到点的时间
故粒子从点P到点的时间
【小问2详解】
粒子在第三象限做匀速圆周运动恰好与y轴相切,如图
由几何知识可知
设粒子在第三象限做匀速圆周运动的半径为,则
解得
由
解得
要使粒子能进入第二象限,应满足的条件为
15. 桌面上有不等间距平行金属导轨、和PQ、如图水平放置(桌面未画出),MN和相连,PQ和相连,导轨宽度分别为,,和左上端都涂有长度为2m的绝缘漆,图中用较粗部分表示,金属棒a和金属棒b分别垂直导轨放置,金属棒b开始位置与位置重合,它们质量分别为,,b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连,c的质量,c开始时距地面高度,整个空间充满垂直导轨向上的匀强磁场。已知绝缘漆部分和棒的动摩擦因数,导轨其余部分均光滑且和金属棒接触良好,开始用手托着c使系统保持静止。现放手使其开始运动,物体c触地后不再反弹,设整个过程中导轨足够长,g=10m/s2,求:
(1)金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时绳子的拉力大小;
(2)从开始运动到金属棒a的速度为2m/s时系统产生的热量;
(3)求金属棒a的最大速度。
【答案】(1)1.2N
(2)1.8J (3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时未形成闭合电路,导体棒不受安培力。
对b、c,由牛顿第二定律得,
解得
解得
绳子的拉力为
【小问2详解】
摩擦力大小为
摩擦产生的热量为
c落地过程,根据运动学公式得
解得
此时离开绝缘漆,金属棒b开始切割磁感线,回路产生感应电流,b做减速运动,a做加速运动,它们的电流时刻相等,所以a和b受到的安培力大小之比为1:2,质量之比为1:2,所以加速度之比为1:1,即二者速度变化量相等。
当a的速度从0变为2m/s时,变化量为2m/s,则
此时b的速度为
根据能量关系得系统产生的焦耳热为
解得
所以总共产生的热量为
【小问3详解】
金属棒a和b运动方向相同,磁场方向相同,切割产生的感应电动势方向相反,即电动势相减为回路总电动势。a做加速运动,b做减速运动,只要二者的电动势不相等,则回路有电流,即b减速、a加速。当两者的感应电动势相等时,回路的感应电流为0,两棒不受安培力,做匀速运动,金属棒a的速度达到最大。设此时a、b两棒的速度分别为和,则有
可得
因为a、b加速度大小相等,则有
解得
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江西萍乡市安源中学等校2025-2026学年度第二学期期中考试
高二物理试卷
一、选择题:本题共10小题,共46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,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
1. 传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似,能够感受诸如力、温度、光、声音等信息,并能按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出。关于应用传感器的实际情景,下列说法不正确的是( )
A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
B. 电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器
C. 话筒是一种常用的声传感器,其作用是将电信号转换为声信号
D. 应变式力传感器通过测量电阻的变化来确定金属梁受力的大小
2. 关于以下四幅图,说法正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使蹄形磁铁转动,铝框会向相反方向转动
B. 图乙是真空冶炼炉,利用涡流原理使金属熔化
C. 图丙是速度选择器,不同速度的带电粒子均能从M到N沿直线匀速通过
D. 图丁,把一根柔软的金属弹簧悬挂起来,使它的下端刚好跟槽中的水银接触,通电后弹簧静止不动
3. 中国已投产运行的1 000 kV特高压输电,是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000 kV特高压输电,不考虑其他因素的影响。则( )
A. 输电电流变为原来的2倍
B. 输电线上损失的电压将变为原来的2倍
C. 输电线上损失的电压将变为原来的
D. 输电线上损耗的电功率将变为原来的
4. 如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个磁体。磁体正下方水平桌面上放置一个闭合线圈。将磁体托起到某一高度后放开,磁体能上下振动并最终停下来。磁体振动过程中未到达线圈平面且线圈始终静止在桌面上。磁体振动过程中,下列选项正确的是( )
A. 线圈对桌面的压力有时等于重力 B. 线圈总有缩小的趋势
C. 弹簧的弹性势能一直减小 D. 磁体和弹簧系统的机械能保持不变
5. 如图所示,光滑的半圆弧槽固定在竖直面内,其圆心为O点。导体棒a固定在圆弧槽上O点正下方的P点,通有垂直纸面向里的电流;可自由移动的导体棒b恰好静止在圆弧槽上的Q点,其内通有垂直纸面向外的电流。两导体棒与O点连线间的夹角为θ。现保持导体棒a内的电流大小不变,缓慢增大导体棒b内的电流大小,下列说法正确的是( )
A. 圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐增大
B. 圆弧槽对导体棒b的支持力逐渐减小
C. 两导体棒间的安培力逐渐增大
D. 两导体棒间的安培力逐渐减小
6. 如图甲是回旋加速器的工作原理图,若带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示,不计带电粒子在交变电场中的加速时间,不考虑因相对论效应带来的影响,则( )
A. 在乙图中,
B. 交变电场的变化周期等于
C. 只增大两D形盒之间的加速电压U,粒子在电场中加速的总次数减少
D. 只增大两D形盒之间的加速电压U,粒子获得的最大动能将增大
7. 如图所示,足够长的两平行光滑导轨电阻不计,导轨所在平面与水平面的夹角为θ,整个空间存在与导轨所在平面垂直的匀强磁场。导轨上部接有两个阻值相同的电阻,开关S断开。电阻不计的金属棒垂直导轨放置,与两导轨接触良好。现将棒从静止释放,下滑一段距离后闭合S,棒恰能匀速下滑,之后棒继续下滑相同的距离。关于下滑相等距离的两个阶段,下列说法正确的是( )
A. 刚释放时棒的加速度与开关闭合前瞬间相等 B. 第一阶段用时大于第二阶段用时的2倍
C. 第一阶段通过金属棒的电荷量大于第二阶段的 D. 第一阶段回路产生的总焦耳热大于第二阶段的
8. 某次考试时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备,如图为某款金属探测仪,该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。在LC振荡电路中,电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图所示,则该振荡电路( )
A. LC回路的周期为0.04s
B. LC回路中电场能的周期为4×10-6 s
C. 2×10-6 ~3×10-6 s电容器处于放电过程
D. 增大线圈自感系数L,则周期会增大
9. 如图所示,边长为L、粗细均匀的正方形闭合导线框以水平速度v0穿过宽度为d(d>L)的匀强磁场区域(ab、cd边和磁场竖直边界平行),磁场的磁感应强度大小为B,线框总阻值为R,线框平面与磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时,则线框中的感应电流I、线框上d、c两点间的电势差Udc、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示,在直角坐标系中,有一个边长为的正方形区域,点在原点,点和点分别在轴和轴上,该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,一带正电的粒子质量为,电荷量为,以速度从点沿轴正方向射入磁场,不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A. 若粒子恰好从点射出磁场,则粒子的速度
B. 若粒子从cb边射出磁场,则粒子的速度
C. 若粒子的速度,则粒子出射时速度方向与轴正方向夹角的正弦值为
D. 若粒子从边射出磁场,则粒子在磁场中运动的时间范围是
三、实验题(共15分)
11. 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向右偏转;再按图甲(2)所示方式连接电路,闭合开关后,发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是________。
(2)接下来用图乙所示的装置做实验,图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流计指针向右偏转,说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿__________(选填“顺时针”或 “逆时针”)方向。
(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分,表中完成了实验现象的记录,还有一项需要推断的实验结果未完成,请帮助该小组的同学完成___________(选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”)。
实验记录表(部分)
操作
N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图(B0表示原磁场,即磁铁产生的磁场)
原磁场通过螺线管磁通量的增减
增加
感应电流方向
沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向
__________
(4)该小组同学通过实验探究,对楞次定律有了比较深刻的认识。请从能量守恒的角度分析他们的实验结果的正确性:______________。
12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 ”实验中,
(1)小明先用多用电表测量图1变压器的“0”、“8”接线柱间的电阻。选择开关位置如图 2,经规范操作,指针位置如图 3 ,测得阻值为 ______ Ω 。
(2)用匝数 n1=200和 n2=400的两线圈进行实验,分别测得其两端电压为U1 和 U2 ,记录于下表。以下说法正确的是 ______(多选)
U1/V
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
U2/V
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与 n1 对应的是副线圈
B. 与 n2 对应的是副线圈
C. 实验中采用低压直流电源
D. 多用电表选择开关应调至交流电压挡
(3)小明将两个线圈按图 4方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图 5所示,上层线圈与示波器相连,则示波器上显示的波形为 。
A. B.
C.
三、解答题(共39分)
13. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动,线圈的匝数n、电阻r.线圈两端的电流环与电阻R连接,电阻R,与R并联的电压表为理想电压表.在t时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化.取计算.求:
(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;
(2)从线框经过图示位置开始计时,写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(3)电路中电压表的示数.
14. 如图所示,直角坐标系xOy的第一象限有竖直向下的匀强电场,场强,第四象限有垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场,第三象限有垂直纸面向里、磁感应强度未知的匀强磁场。一比荷为的带正电粒子,从点以的速度沿轴正方向射入电场,经点进入第四象限,再经轴上的点(图中未画出)进入第三象限,不计重力,,,。求:
(1)粒子从点P到点的时间;
(2)要使粒子能进入第二象限,应满足的条件。
15. 桌面上有不等间距平行金属导轨、和PQ、如图水平放置(桌面未画出),MN和相连,PQ和相连,导轨宽度分别为,,和左上端都涂有长度为2m的绝缘漆,图中用较粗部分表示,金属棒a和金属棒b分别垂直导轨放置,金属棒b开始位置与位置重合,它们质量分别为,,b用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块c相连,c的质量,c开始时距地面高度,整个空间充满垂直导轨向上的匀强磁场。已知绝缘漆部分和棒的动摩擦因数,导轨其余部分均光滑且和金属棒接触良好,开始用手托着c使系统保持静止。现放手使其开始运动,物体c触地后不再反弹,设整个过程中导轨足够长,g=10m/s2,求:
(1)金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时绳子的拉力大小;
(2)从开始运动到金属棒a的速度为2m/s时系统产生的热量;
(3)求金属棒a的最大速度。
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