精品解析:四川凉山州西昌市2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题
2026-09-15
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内容正文:
2025—2026学年度下期期中质量监测评估
高 二 物 理
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试题卷6页,答题卡2页。全卷满分为100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
3.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。写在本试卷上无效。
4.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题有7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下列说法正确的是( )
A. 手机通话使用的无线电波,其波长比可见光的波长短
B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C. 在烤箱工作时看见烤箱内淡红色的光是红外线
D. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领
2. 如图所示,图甲为质谱仪的原理图,图乙为磁流体发电机的原理图,图丙为回旋加速器的原理图,图丁为洛伦兹力演示仪的原理图。下列说法中正确的是( )
A. 在图甲中,比荷为的粒子在质谱仪区域中运动的半径为
B. 在图乙中,将一束等离子体喷入磁场中,A、B板间产生电势差,B板电势更高
C. 在图丙中,狭缝中所接的交流电压越大,带电粒子最终获得的最大动能越大
D. 在图丙中,仅减小通过励磁线圈的电流,则电子的运动半径减小
3. 如图所示,甲和乙电路中A、B、C、D是四个相同灯泡,电感线圈直流电阻小于灯泡电阻和电阻。下列说法正确的是( )
A. 甲电路开关闭合且稳定后,AB灯亮度一样
B. 甲电路开关断开时,A灯立即熄灭,B灯不会闪亮只是逐渐熄灭
C. 乙电路开关闭合时,C灯逐渐变亮,D灯逐渐变亮
D. 乙电路开关断开时,C灯逐渐熄灭,D灯先闪亮一下再逐渐熄灭
4. 如图所示,某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场(图中未画出),一质量为的带负电小球恰能以速度沿图中虚线所示轨迹做直线运动,小球的运动轨迹与水平方向的夹角为,匀强电场的电场强度大小为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 小球的电势能增加
D. 若小球运动过程中,电场方向突然变成竖直向下,则小球做匀速圆周运动
5. 如图(a)所示,为100匝的正方形闭合金属线圈,边长为,线圈整体处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图(b)是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像,则下列说法正确的是( )
A. 线圈从与中性面垂直的位置开始转动
B. 若线圈边长,则磁感应强度大小为
C. 线圈产生的最大电动势为
D. 时线圈中的电流改变方向
6. 如图甲所示,匝数为2000,横截面积为的螺线管与定值电阻连接,螺线管内磁场的磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示(以向右为正方向)。已知螺线管导线的电阻为,定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 点电势比点电势低
B. 电阻两端的电压为
C. 通过电阻的电流为
D. 电阻上的电功率为
7. 如图所示,两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为,、两点间接有阻值为的电阻,一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上,并与导轨垂直,金属杆的电阻为,整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨电阻可忽略,让杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。(重力加速度为)( )
A. 当杆的速度大小为时,流过杆的电流为
B. 当杆的速度大小为时,杆的加速度为
C. 下滑过程中,杆可以达到的速度最大值
D. 若杆在下滑距离时达到最大速度,此过程中通过电阻的热量
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. 下列说法正确的是( )
A. 正弦交流发电机工作时,穿过线圈平面的磁通量最大时,电流最大
B. 升压变压器中,副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
C. 变压器中的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合是为了减弱涡流的热效应
D. 热敏电阻和电阻应变片两种传感器,都是通过测量电阻,确定与之相关的非电学量
9. 如图所示,一根带负电的塑料棒,长为、横截面积为、均匀分布有个电子(电子电荷量为)。让棒垂直于匀强磁场,以速度沿轴向做匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 等效电流大小 B. 等效电流大小
C. 棒产生的感应电动势 D. 棒所受安培力的大小
10. 如图所示,相距为的水平虚线、间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。“日”字形闭合导体线框竖直放置,线框宽为到的距离为,将金属框由静止释放,边和边都恰好匀速通过磁场。已知、、边的电阻分别为、、,其他部分电阻不计,运动中线框平面始终与磁场垂直,边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. ef边和cd边通过磁场的动能之比为4∶1
B. ef边和cd边通过磁场的动能之比为2∶1
C. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热
D. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13—15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。
11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)在实验过程中,下列操作正确的是___________;
A. 为保证实验顺利进行,电源应选电压不超过12 V的低压直流电源
B. 为保证多用电表的安全,应使用交流电压挡测电压,并先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
C. 因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是 ___________;
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
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2方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图3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.
12. 如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置:
(1)图甲中某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,能观察到电流计指针___________(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁芯向上拔出时,能观察到电流计指针___________(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。
(2)图甲中当线圈插入线圈且闭合开关后,将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端,第一次快速滑动,第二次滑动较慢,两情况下通过线圈导线横截面电荷量的大小分别是和,则___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)图甲中闭合开关,在将线圈竖直向下插入线圈的过程中,线圈对桌面的压力___________(填“大于”“小于”或“等于”)线圈受到的重力。
(4)图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后,将条形磁铁从图示位置迅速向下移动过程中,观察到的实验现象是___________。
A. 灯泡A、B都会发光 B. 灯泡B发光,灯泡A不发光
C. 灯泡A、B都不发光 D. 灯泡A发光,灯泡B不发光
13. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。升压变压器原线圈两端接有一理想电压表,示数,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,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以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻;
(3)供电电路的效率。
14. 利用电、磁场控制和改变带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,平面直角坐标系中,第一象限存在垂直于平面向外的匀强磁场,第三象限存在沿轴正方向的匀强电场,点坐标为,质量为、带电量为的带电粒子从点以速度沿轴正方向飞入电场,从轴上的点离开电场时速度方向与轴正方向成角,经过第二象限后又进入磁场,最终从轴上的点垂直于轴射出磁场,不计粒子重力,求:
(1)点的坐标和电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小和磁场中的运动时间。
15. 在2026年商业航天产业快速发展的背景下,火箭重复利用技术是降低发射成本的关键,某兴趣小组结合电磁感应知识,设计了一种用于火箭无动力返回的落停装置,以实现火箭平稳停靠。其简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流恒定,方向如图所示。轨道电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场,方向垂直导轨平面向里,大小为。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为,导轨间距,导电杆电阻为。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置的内阻。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆的加速度;
(2)求导电杆克服安培力做的功;
(3)求回路感应电动势与运动时间的关系;
(4)求装置输出功率与运动时间的关系。
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2025—2026学年度下期期中质量监测评估
高 二 物 理
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试题卷6页,答题卡2页。全卷满分为100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
3.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。写在本试卷上无效。
4.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
一、单项选择题:本题有7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
1. 电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下列说法正确的是( )
A. 手机通话使用的无线电波,其波长比可见光的波长短
B. 银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C. 在烤箱工作时看见烤箱内淡红色的光是红外线
D. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领
【答案】D
【解析】
【详解】A.电磁波谱中无线电波的波长远大于可见光的波长,手机通话使用的无线电波波长比可见光更长,故A错误;
B.银行验钞机利用紫外线的荧光效应工作,但家用电器的遥控器发出的是红外线,故B错误;
C.红外线属于不可见光,烤箱工作时看到的淡红色光是电热丝发出的可见光,不是红外线,故C错误;
D.X射线具有较强的穿透本领,可穿透多数不透明物体,因此机场、车站的行李透视仪利用了X射线的这一性质,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,图甲为质谱仪的原理图,图乙为磁流体发电机的原理图,图丙为回旋加速器的原理图,图丁为洛伦兹力演示仪的原理图。下列说法中正确的是( )
A. 在图甲中,比荷为的粒子在质谱仪区域中运动的半径为
B. 在图乙中,将一束等离子体喷入磁场中,A、B板间产生电势差,B板电势更高
C. 在图丙中,狭缝中所接的交流电压越大,带电粒子最终获得的最大动能越大
D. 在图丙中,仅减小通过励磁线圈的电流,则电子的运动半径减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.粒子经加速电场,由动能定理得
解得
在速度选择器中,粒子受力平衡有
粒子进入磁场后,洛伦兹力提供向心力有
联立解得,故A错误;
B.乙图磁流体发电机中,磁场由N极指向S极,方向水平向右,等离子体垂直纸面向里喷入磁场,根据左手定则,正离子受到的洛伦兹力向下,向B板偏转,负离子向A板偏转,因此B板积累正电荷,电势更高,故B正确;
C.丙图回旋加速器中,粒子最大动能对应轨迹半径等于D形盒半径,由
解得
可得最大动能
可见最大动能与加速交流电压无关,增大电压不会改变最大动能,故C错误;
D.电子经电子枪加速,由动能定理得
进入磁场后有
联立解得
仅减小励磁线圈电流,磁场减小,因此电子运动半径r增大,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,甲和乙电路中A、B、C、D是四个相同灯泡,电感线圈直流电阻小于灯泡电阻和电阻。下列说法正确的是( )
A. 甲电路开关闭合且稳定后,AB灯亮度一样
B. 甲电路开关断开时,A灯立即熄灭,B灯不会闪亮只是逐渐熄灭
C. 乙电路开关闭合时,C灯逐渐变亮,D灯逐渐变亮
D. 乙电路开关断开时,C灯逐渐熄灭,D灯先闪亮一下再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲电路开关闭合且稳定后,由于电感线圈有直流电阻,所以通过A、B两灯泡的电流大小不同,A、B两灯泡的亮度不一样,故A错误;
B.开关断开时,电源被切断,A灯所在回路被切断,A灯立即熄灭;电感线圈由于自感效应,电流会由稳定时的大小逐渐减小,电感线圈和B灯组成回路,由于电感线圈直流电阻小于灯泡电阻,稳定时通过电感线圈的电流大于通过B灯的电流,所以断开开关后通过B灯的电流先增大再逐渐减小,即B灯会闪亮一下再逐渐熄灭,故B错误;
C.乙电路开关闭合时,电感线圈由于自感效应阻碍电流增大,初始电流几乎全部从D灯支路流过,D灯立即变亮;随着电感线圈阻碍逐渐减小,通过C灯支路的电流逐渐增加、D灯支路的电流逐渐减小,C灯逐渐变亮,D灯逐渐变暗,故C错误;
D.乙电路开关断开时,电感线圈由于自感效应,阻碍电流减小,C灯逐渐熄灭;电感线圈与C灯、D灯和形成回路,由于电感线圈直流电阻小于电阻,稳定时C灯支路电流大于D灯支路电流,所以断开开关后通过D灯的电流先增大再逐渐减小,即D灯会闪亮一下再逐渐熄灭,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场(图中未画出),一质量为的带负电小球恰能以速度沿图中虚线所示轨迹做直线运动,小球的运动轨迹与水平方向的夹角为,匀强电场的电场强度大小为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 小球的电势能增加
D. 若小球运动过程中,电场方向突然变成竖直向下,则小球做匀速圆周运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.对粒子受力分析,粒子受到的洛伦兹力与速度大小和方向有关,粒子必定做匀速直线运动,粒子受到电场力方向水平向右,受到重力方向竖直向下,故洛伦兹力垂直于运动轨迹斜向左上方,根据左手定则可知,匀强磁场方向垂直纸面向外,故A错误;
B.根据受力平衡可得
则匀强磁场的磁感应强度大小为,故B正确;
C.小球带负电,运动过程中,电场力做正功,电势能减小,故C错误;
D.根据受力平衡可知
可知重力与电场力大小不相等,故若小球运动过程中,电场方向突然变成竖直向下,在竖直方向上受力不平衡,故不可能做匀速圆周运动,故D错误。
故选B。
5. 如图(a)所示,为100匝的正方形闭合金属线圈,边长为,线圈整体处于磁感应强度大小为的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图(b)是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像,则下列说法正确的是( )
A. 线圈从与中性面垂直的位置开始转动
B. 若线圈边长,则磁感应强度大小为
C. 线圈产生的最大电动势为
D. 时线圈中的电流改变方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.因t=0时线圈中的磁通量为零,可知线圈从与中性面垂直的位置开始转动,A正确;
B.若线圈边长,则根据,可得磁感应强度大小为,B错误;
C.线圈产生的最大电动势为,C错误;
D.时线圈经过与中性面垂直的位置,此时线圈中的电流不改变方向,D错误。
故选A。
6. 如图甲所示,匝数为2000,横截面积为的螺线管与定值电阻连接,螺线管内磁场的磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示(以向右为正方向)。已知螺线管导线的电阻为,定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 点电势比点电势低
B. 电阻两端的电压为
C. 通过电阻的电流为
D. 电阻上的电功率为
【答案】C
【解析】
【详解】由图乙可知,螺线管内磁感应强度的变化率为
根据法拉第电磁感应定律,螺线管中产生的感应电动势为
电路的总电阻为
根据闭合电路欧姆定律有
A.由图乙可知,磁场方向向右且在增强,穿过螺线管的磁通量向右增大。根据楞次定律,感应电流的磁场方向应向左。再根据安培定则,可判断出流过电阻R的电流方向为从A到C。在电阻中,电流从高电势流向低电势,因此A点电势比C点电势高,故A错误;
B.电阻两端的电压为,故 B错误;
C.由上述可知电阻R两端的电流为0.5A,故C正确;
D.电阻R上的电功率为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为,、两点间接有阻值为的电阻,一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上,并与导轨垂直,金属杆的电阻为,整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向下,导轨电阻可忽略,让杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。(重力加速度为)( )
A. 当杆的速度大小为时,流过杆的电流为
B. 当杆的速度大小为时,杆的加速度为
C. 下滑过程中,杆可以达到的速度最大值
D. 若杆在下滑距离时达到最大速度,此过程中通过电阻的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.当杆的速度大小为时,感应电动势
感应电流为
故A错误;
B.当杆的速度大小为时,其所受安培力大小为
根据牛顿第二定律有
故B错误;
C.下滑过程中受力平衡时速度最大,即
整理得
故C正确;
D.若杆在下滑距离时达到最大速度,则根据能量守恒可知整个回路发热量为
电阻发热量为
故D错误。
故选C。
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. 下列说法正确的是( )
A. 正弦交流发电机工作时,穿过线圈平面的磁通量最大时,电流最大
B. 升压变压器中,副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
C. 变压器中的铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合是为了减弱涡流的热效应
D. 热敏电阻和电阻应变片两种传感器,都是通过测量电阻,确定与之相关的非电学量
【答案】CD
【解析】
【详解】A.正弦交流发电机的线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,此时线圈速度垂直磁感线的分量为0,感应电动势为0,回路电流最小,故A错误;
B.理想变压器无漏磁,原、副线圈的磁通量变化率始终相等,故B错误;
C.变压器铁芯用相互绝缘的薄硅钢片叠合,目的是增大电阻、减小涡流,从而减弱涡流的热效应,减少能量损耗,故C正确;
D.热敏电阻的阻值随温度变化,电阻应变片的阻值随形变变化,两者都是通过测量电阻的变化,来确定对应的温度、形变等非电学量,故D正确。
故选CD。
9. 如图所示,一根带负电的塑料棒,长为、横截面积为、均匀分布有个电子(电子电荷量为)。让棒垂直于匀强磁场,以速度沿轴向做匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 等效电流大小 B. 等效电流大小
C. 棒产生的感应电动势 D. 棒所受安培力的大小
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.塑料棒带负电,等效电流的方向与v方向相反,其等效电流的大小
其中,
解得,故A错误,B正确;
C.动生电动势的产生是洛伦兹力沿棒方向推动电荷分离,若塑料棒中电子不能自由移动,则不产生感应电动势;
若塑料棒中电子可以自由移动,当棒垂直于匀强磁场,以速度沿轴向匀速运动,电子的洛伦兹力方向垂直于棒的轴向,沿棒轴向没有分量,因此棒轴向两端感应电动势为0,棒直径方向感应电动势
其中
解得,故C错误;
D.棒所受安培力的大小,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,相距为的水平虚线、间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。“日”字形闭合导体线框竖直放置,线框宽为到的距离为,将金属框由静止释放,边和边都恰好匀速通过磁场。已知、、边的电阻分别为、、,其他部分电阻不计,运动中线框平面始终与磁场垂直,边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. ef边和cd边通过磁场的动能之比为4∶1
B. ef边和cd边通过磁场的动能之比为2∶1
C. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热
D. 整个线框穿过磁场过程中,回路中产生的焦耳热
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设cd边进入磁场时的速度为v1,此时总电阻
根据平衡可得
设ef边进入磁场时的速度为v2,则
则有
解得v2:v1=2:1,根据,可知ef边和cd边通过磁场的动能之比为4∶1,故A正确,B错误;
CD.整个线框穿过磁场过程中,回路产生的焦耳热为
根据机械能守恒,有
解得
代入关系式,可得
进而解得焦耳热,故C正确,D错误。
故选AC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。其中第13—15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。
11. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中:
(1)在实验过程中,下列操作正确的是___________;
A. 为保证实验顺利进行,电源应选电压不超过12 V的低压直流电源
B. 为保证多用电表的安全,应使用交流电压挡测电压,并先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
C. 因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
(2)用匝数和的两线圈进行实验,分别测得两端电压为和,记录于下表。下列说法正确的是 ___________;
1.02
2.20
3.24
4.28
5.36
2.12
4.52
6.64
8.78
11.02
A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈
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2方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图3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)B (2)AD (3)A
【解析】
【小问1详解】
A.变压器改变的是交流电压,因此为了保证人身安全,电源应选电压不超过12V的低压交流电源,故A错误;
B.为保证多用电表的安全,应使用交流电压挡测电压,并先用最大量程挡试测,大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量,故B正确;
C.通电时用手接触裸露的导线、接线柱等,会将人体并联入电路中,导致所测数据不准确,同时也有安全隐患,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
AB.根据表格数据可得
若为理想变压器,由变压规律
若匝为副线圈,则
考虑到实际实验有损耗,一定会小于,则匝不可能为副线圈,故 A正确,B错误;
C.变压器的工作原理是电磁感应,需要用交流电源,故C错误;
D.测量交流电压时多用电表需要调至交流电压挡,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
根据法拉第电磁感应定律
因变压器两端磁通量变化率相同,电压和匝数成正比,所以输出感应电动势为三角形波。
故选A。
12. 如图所示是“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置:
(1)图甲中某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,能观察到电流计指针___________(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。当他将铁芯向上拔出时,能观察到电流计指针___________(选填“向右”或“向左”或“不”)偏转。
(2)图甲中当线圈插入线圈且闭合开关后,将滑动变阻器触头从最右端滑到最左端,第一次快速滑动,第二次滑动较慢,两情况下通过线圈导线横截面电荷量的大小分别是和,则___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)图甲中闭合开关,在将线圈竖直向下插入线圈的过程中,线圈对桌面的压力___________(填“大于”“小于”或“等于”)线圈受到的重力。
(4)图乙是小组同学制作的“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的A、B两只发光二极管、一定匝数的螺线管以及条形磁铁组成。正确连接好实验电路后,将条形磁铁从图示位置迅速向下移动过程中,观察到的实验现象是___________。
A. 灯泡A、B都会发光 B. 灯泡B发光,灯泡A不发光
C. 灯泡A、B都不发光 D. 灯泡A发光,灯泡B不发光
【答案】(1) ①. 向右 ②. 向左
(2)等于 (3)大于 (4)D
【解析】
【小问1详解】
[1]图甲中某同学闭合开关瞬间,发现电流表指针向右偏转,可知当穿过线圈的磁通量增大时,电流表指针向右偏转。则将滑动变阻器的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路阻值变小,电路电流增大,则穿过线圈的磁通量增大,能观察到电流计指针向右偏转。
[2]当他将铁芯向上拔出时,则穿过线圈的磁通量减小,能观察到电流计指针向左偏转。
【小问2详解】
根据
可见电荷量仅和磁通量变化量、回路总电阻有关,和滑动快慢无关。两次过程初、末磁通量变化相同,所以有等于。
【小问3详解】
线圈向下插入线圈,根据楞次定律的推论“来拒去留”,会阻碍的靠近,对产生向上的排斥力,根据牛顿第三定律,对有向下的反作用力,因此对桌面的压力大于自身重力。
【小问4详解】
条形磁铁N极向下插入螺线管,向下穿过螺线管的磁通量增加,由楞次定律可知感应磁场方向向上;根据右手螺旋定则,结合螺线管绕线方向,可知感应电流从螺线管下端流出。 二极管具有单向导电性,图中与灯泡A串联二极管允许电流向上导通,则灯泡A发光;与灯泡B串联二极管允许电流向下导通,则灯泡B不发光。
故选D。
13. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。升压变压器原线圈两端接有一理想电压表,示数,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,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以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻;
(3)供电电路的效率。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据理想变压器两端电压与匝数的关系可得
解得升压变压器副线圈两端电压为
根据,可得降压变压器原线圈两端电压为
【小问2详解】
根据,可得降压变压器副线圈电流为
根据,可得通过输电线上的电流为
根据,可得输电线的总电阻为
【小问3详解】
配电设施的输出功率
则供电电路的效率为
14. 利用电、磁场控制和改变带电粒子的运动,在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。如图所示,平面直角坐标系中,第一象限存在垂直于平面向外的匀强磁场,第三象限存在沿轴正方向的匀强电场,点坐标为,质量为、带电量为的带电粒子从点以速度沿轴正方向飞入电场,从轴上的点离开电场时速度方向与轴正方向成角,经过第二象限后又进入磁场,最终从轴上的点垂直于轴射出磁场,不计粒子重力,求:
(1)点的坐标和电场强度的大小;
(2)磁感应强度的大小和磁场中的运动时间。
【答案】(1)(-2L,0),
(2),
【解析】
【小问1详解】
根据题意,粒子在第三象限电场中做类平抛运动,进入第二象限后做匀速直线运动,进入第一象限磁场后做匀速圆周运动。
粒子在电场中运动时,竖直方向满足
水平方向满足x=v0t
由于出电场时速度方向与x轴夹角为45°,有
解得x=2L。
因此S点的横坐标为xs=-(4L-x)=-2L,即S点坐标为(-2L,0)。
由上述分析可知,粒子在电场中的加速度
结合Eq=ma,解得电场强度
【小问2详解】
根据几何关系,粒子在磁场中做圆周运动的半径,进入磁场时的速度
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度
粒子在磁场中转过的角度为
则时间为
15. 在2026年商业航天产业快速发展的背景下,火箭重复利用技术是降低发射成本的关键,某兴趣小组结合电磁感应知识,设计了一种用于火箭无动力返回的落停装置,以实现火箭平稳停靠。其简化原理如图所示,它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆)和装置A组成,并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流恒定,方向如图所示。轨道电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场,方向垂直导轨平面向里,大小为。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接,以速度进入导轨,到达绝缘停靠平台时速度恰好为零,完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为,导轨间距,导电杆电阻为。导电杆与导轨保持良好接触滑行,不计空气阻力和摩擦力,不计导轨电阻和装置的内阻。在火箭落停过程中,
(1)求导电杆的加速度;
(2)求导电杆克服安培力做的功;
(3)求回路感应电动势与运动时间的关系;
(4)求装置输出功率与运动时间的关系。
【答案】(1),方向竖直向上
(2)
(3)()
(4)()
【解析】
【小问1详解】
导电杆受到的安培力为
由左手定则可知安培力方向竖直向上,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
方向竖直向上。
【小问2详解】
导电杆做匀减速直线运动,末速度为0,设下落总高度为,由运动学公式可得
解得
则导电杆克服安培力做的功为
【小问3详解】
导电杆做匀减速直线运动,速度减为0所用时间为
时刻导电杆的速度为()
回路感应电动势为
联立可得回路感应电动势与运动时间的关系为()
【小问4详解】
动生电动势为反电动势,根据闭合电路欧姆定律,装置A的输出电压U满足
装置A的输出功率为
联立可得()
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