精品解析:四川遂宁市射洪中学校2026-2027学年高二上学期10月阶段检测物理试题(强实班)
2026-10-14
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内容正文:
射洪中学高2025级强实班高二上期第一次月考
物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题 共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时,放在环顶部的小磁针最后将( )
A. N极竖直向上
B. N极竖直向下
C. N极水平向左
D. 小磁针在水平面内转动
2. 如图所示,将一个闭合线圈在水平放置的条形磁铁的N极附近由静止释放,线圈在下落过程中始终处于水平方向,A、B、C为线圈下落过程中经过的三个位置,线圈电阻不可忽略,则下列说法正确的是( )
A. 线圈做自由落体运动
B. 如果撤去条形磁铁,线圈将下落得更慢
C. 线圈在下落过程中机械能守恒
D. 线圈在A、C两位置时感应电流方向相同
3. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为其等势面.a、b是同一等势面上的两点,c为另一等势面上的一点,下列判断正确的是( )
A. a点的电场强度Ea与b点的电场强度Eb相等
B. c点电势ψc高于b点电势ψb
C. 将一带负电的粒子从a点沿虚线移到b点,电场力不做功
D. 将一带正电的粒子从a点移到c点,其电势能增加
4. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成,它与基板构成电容器。工作时,振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是( )
A. 振动膜向右运动时,电容器的电容减小
B. 振动膜向右运动时,电阻上有从a到b的电流
C. 振动膜向左运动时,振动膜和基板间的场强增大
D. 振动膜向左运动时,电阻上的电压为零
5. 如图所示,两根相距为的平行金属导轨与水平方向的夹角为,两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路,在两导轨间轻放一根质量为、长为的导体棒,导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场,闭合开关,调节滑动变阻器,当通过导体棒的电流方向相同,大小为和时,导体棒均恰好静止。已知重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 端为电源的负极
B. 匀强磁场的磁感应强度
C. 当通过导体棒的电流为时,导体棒受到的摩擦力沿斜面向上
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
6. 如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变大 B. 电压表的示数变小
C. D. 液滴将向下运动
7. 两个相互平行的竖直边界内存在正交的匀强磁场和电场,磁场沿水平方向,磁感应强度大小为,电场沿竖直方向,电场强度大小为E(图中未画出),一带电微粒从纸面内左边界上某点垂直边界射入恰好沿直线运动。若保持其它条件不变,仅改变电场方向,变为与原来相反,该带电微粒仍以相同的速度入射,做匀速圆周运动,且恰好不从右边界射出。已知两边界的宽度为,该微粒的比荷为( )
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. 如图,某圆柱形金属导线,长为L,横截面积为S,它的I-U图像如图所示,则下面说法正确的是( )
A. 它的电阻为R =0.25Ω
B. 它的电阻为R =4Ω
C. 将金属导线拉长,使半径变为原来一半,则长度为4L,电阻变为64Ω
D. 将金属导线拉长为2L,则截面积变为 ,电阻变为1Ω
9. 如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动,以下说法正确的是( )
A. 只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上
B. 对着圆心入射的粒子,速度越大,在磁场中通过的弧长越长,时间也越长
C. 对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线一定过圆心
D. 只要速度满足,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,一根长为的绝缘细线一端固定在点,另一端系一质量为的带电小球,小球电荷量大小为。小球静止时细线与竖直方向成角,。此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内顺时针做圆周运动,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小
B. 小球的动能最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹上与静止位置关于圆心对称的点时,机械能变化量最大
D. 若小球恰好能够完成圆周运动,则小球运动过程中对线的最大拉力为
第II卷(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。
(1)如图1所示,甲同学“探究感应电流方向”的实验,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,则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有__________(填字母)。
A. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯
B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动
C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动
D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出
(2)如图2所示,乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管(简称LED)、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离,出现的现象是__________(填字母)。
A. 红灯短暂发光、黄灯不发光
B. 红灯、黄灯均不发光
C. 红灯不发光、黄灯短暂发光
D. 两灯交替短暂发光
(3)如图3所示,丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻(光照强度变大,电阻变小),轻质金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管右侧。当光照增强时,从右向左看,金属环A出现的现象是__________(填字母)。
A. 金属环A中电流方向顺时针,将向左运动
B. 金属环A中电流方向顺时针,将向右运动
C. 金属环A中电流方向逆时针,将向左运动
D. 金属环A中电流方向逆时针,将向右运动
12. 某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝(阻值约为5Ω)的电阻率,器材如下:电源(电动势为3.0V,内阻不计),电流表(量程0~0.6A,内阻为0.4Ω),电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),滑动变阻器(5Ω,1A),毫米刻度尺,开关和导线若干。
(1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值__________。
(2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确,电压表活动接线端应连接__________(选填“M”或“N”)点。
(3)实验小组在实验过程中,将电压表的活动接线端分别接在M、N两处,分别改变滑动变阻器的滑片位置,并记录两组两电表的读数,作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法,请你选择(2)中接法对应的图线是____(选填“①”或“②”),测得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字),电阻率的表达式__________(用、、及必要的常数表示)。
四、解答题(本题共3小题,共38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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,电源电动势,内电阻,“2V,4W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机正常工作,电动机的线圈电阻,求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的输出功率。
14. 如图所示,在的空间中存在沿轴负方向的匀强电场;在第四象限的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直平面(纸面)向外。有一带正电的粒子,经过轴上处的点时速率为、方向沿轴正方向,后经过轴上处的点进入磁场,偏转后垂直于轴从D点(图中未画出)离开磁场,电场强度E和磁感应强度B均未知,不计粒子重力及阻力。求:
(1)粒子在点进入磁场时的速度的大小及方向与轴正向的夹角;
(2)粒子在磁场运动过程中离轴的最大距离;
(3)粒子从到D的总时间。
15. 如图甲所示,间距的足够长倾斜导轨倾角,导轨顶端连接阻值的电阻,左侧存在一面积的圆形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向下,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,右侧存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,一长、电阻的金属棒与导轨垂直放置,左侧导轨均光滑,右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数,已知至,金属棒恰好能静止在导轨上,之后金属棒开始沿导轨下滑,且在经过前速度已经稳定,最后停止在导轨上,不计导轨电阻与其他阻力,金属棒始终与导轨接触良好,取,,。
(1)内流过电阻的电流和金属棒的质量;
(2)金属棒经过时的速度大小;
(3)若金属棒经过后至停止的过程中通过电阻的电荷量为,求在此过程中电阻上产生的焦耳热和此过程所用的时间。
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射洪中学高2025级强实班高二上期第一次月考
物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
第I卷(选择题 共46分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,带负电的金属环绕其轴OO′匀速转动时,放在环顶部的小磁针最后将( )
A. N极竖直向上
B. N极竖直向下
C. N极水平向左
D. 小磁针在水平面内转动
【答案】C
【解析】
【详解】带电金属环形成逆时针电流(从右向左看),根据安培定则可知,通过金属环轴OO’处的磁场方向水平向右,小磁针处的磁场方向水平向左,故小磁针N极最后水平指向左方,所以只有选项C正确;
2. 如图所示,将一个闭合线圈在水平放置的条形磁铁的N极附近由静止释放,线圈在下落过程中始终处于水平方向,A、B、C为线圈下落过程中经过的三个位置,线圈电阻不可忽略,则下列说法正确的是( )
A. 线圈做自由落体运动
B. 如果撤去条形磁铁,线圈将下落得更慢
C. 线圈在下落过程中机械能守恒
D. 线圈在A、C两位置时感应电流方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.线圈下落过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流,线圈受到安培力作用。根据楞次定律,安培力总是阻碍相对运动,方向向上,故线圈加速度小于重力加速度g,不做自由落体运动,故A错误;
B.若撤去条形磁铁,线圈只受重力,做自由落体运动,加速度为g;有磁铁时加速度小于g,故撤去磁铁后线圈下落得更快,故B错误;
C.线圈下落过程中,安培力做负功,机械能转化为电能,机械能减少,故C错误;
D.线圈在A位置时,向下运动靠近N极,根据楞次定律的“来拒”,线圈受到向上的斥力,线圈下表面感应出N极;线圈在C位置时,向下运动远离N极,根据楞次定律的“去留”,线圈受到向上的引力,线圈上表面感应出S极(即下表面为N极)。由此可见,线圈在A、C两位置时,感应磁场方向相同,感应电流方向相同,故D正确。
故选D。
3. 某电场的电场线分布如图中实线所示,虚线为其等势面.a、b是同一等势面上的两点,c为另一等势面上的一点,下列判断正确的是( )
A. a点的电场强度Ea与b点的电场强度Eb相等
B. c点电势ψc高于b点电势ψb
C. 将一带负电的粒子从a点沿虚线移到b点,电场力不做功
D. 将一带正电的粒子从a点移到c点,其电势能增加
【答案】C
【解析】
【详解】A. 因ab两点电场线的疏密相同,可知a点的电场强度Ea与b点的电场强度Eb大小相等,但是方向不同,选项A错误;
B. 沿电场线电势降低,可知c点电势ψc低于b点电势ψb,选项B错误;
C. 因ab在同一等势面上,则将一带负电的粒子从a点沿虚线移到b点,电场力不做功,选项C正确;
D. 因a点的电势高于c点,则将一带正电的粒子从a点移到c点,其电势能减小,选项D错误.
4. 如图所示,电容式麦克风的振动膜是利用超薄金属或镀金的塑料薄膜制成,它与基板构成电容器。工作时,振动膜随声波左右振动。下列说法正确的是( )
A. 振动膜向右运动时,电容器的电容减小
B. 振动膜向右运动时,电阻上有从a到b的电流
C. 振动膜向左运动时,振动膜和基板间的场强增大
D. 振动膜向左运动时,电阻上的电压为零
【答案】B
【解析】
【详解】AB.振动膜向右运动时,与基板间的距离减小,根据可知,电容器的电容增大,由于两板间电压不变,由可知,极板上的电荷量增大,电容器充电,则电阻上有从a到b的电流,故A错误,B正确;
CD.由于两板间电压不变,振动膜向左运动时,与基板间的距离增大,由可得,振动膜和基板间的场强减小,根据可知,电容器的电容减小,由可知,极板上的电荷量减小,电容器放电,电路中有电流,电阻上的电压不为零,故CD错误。
故选B。
5. 如图所示,两根相距为的平行金属导轨与水平方向的夹角为,两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路,在两导轨间轻放一根质量为、长为的导体棒,导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场,闭合开关,调节滑动变阻器,当通过导体棒的电流方向相同,大小为和时,导体棒均恰好静止。已知重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 端为电源的负极
B. 匀强磁场的磁感应强度
C. 当通过导体棒的电流为时,导体棒受到的摩擦力沿斜面向上
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意可知,导体棒受到沿导轨向上的安培力,根据左手定则可知,导体棒中的电流方向由指向,则端为电源的正极,故A错误;
B.根据平衡条件可得,
联立解得
故B正确;
C.当通过导体棒的电流为时,安培力较大,则导体棒受的摩擦力沿斜面向下,故错误;
D.由摩擦力的计算公式可知
可得
故D错误。
故选B。
6. 如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 电流表A的示数变大 B. 电压表的示数变小
C. D. 液滴将向下运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值将变大,根据闭合电路欧姆定律有
所以电路的电流即电流表A的示数变小,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律有
所以随着电路电流的减小滑动变阻器两端的电压即电压表的示数增大,故B错误;
C.根据欧姆定律可得
则有
根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以,故C正确;
D.电容器并联在电源的两端,所以电容器两极板间的电势差等于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得电源的路端电压为
当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中的电流变小,所以电源的路端电压变大。则根据可知,电容器两极板间的场强会变大。由于液滴原来静止时有
所以当电容器两极板间的场强变大时,液滴将向上运动,故D错误。
故选C。
7. 两个相互平行的竖直边界内存在正交的匀强磁场和电场,磁场沿水平方向,磁感应强度大小为,电场沿竖直方向,电场强度大小为E(图中未画出),一带电微粒从纸面内左边界上某点垂直边界射入恰好沿直线运动。若保持其它条件不变,仅改变电场方向,变为与原来相反,该带电微粒仍以相同的速度入射,做匀速圆周运动,且恰好不从右边界射出。已知两边界的宽度为,该微粒的比荷为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】该带电微粒仍以相同的速度入射能够做匀速圆周运动,说明还受重力抵消电场力,所以
洛伦兹力提供向心力
第一次能够沿直线运动有
又因为恰好不从右边界射出,则有
联立解得
故选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. 如图,某圆柱形金属导线,长为L,横截面积为S,它的I-U图像如图所示,则下面说法正确的是( )
A. 它的电阻为R =0.25Ω
B. 它的电阻为R =4Ω
C. 将金属导线拉长,使半径变为原来一半,则长度为4L,电阻变为64Ω
D. 将金属导线拉长为2L,则截面积变为 ,电阻变为1Ω
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由欧姆定律得导线的电阻,故A错误,B正确。
C.金属导线拉长过程中体积不变。半径变为原来的一半时,横截面积变为
由体积关系
得
由电阻定律得,故C正确;
D.导线拉长为时,由体积不变得横截面积为
由电阻定律得,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板。从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场射入大量的带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m。不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动,以下说法正确的是( )
A. 只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN上
B. 对着圆心入射的粒子,速度越大,在磁场中通过的弧长越长,时间也越长
C. 对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线一定过圆心
D. 只要速度满足,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN上
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.带电粒子的运动轨迹是圆弧,根据几何知识可知,对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线也一定过圆心,只有轨道半径为R的粒子出射后可垂直打在MN上,选项A错误,C正确;
B.由洛伦兹力作为向心力可得
可知
对着圆心入射的粒子,速度越大,在磁场中轨迹半径越大,弧长越长,轨迹对应的圆心角越小,由
可知,运动时间t越短,选项B错误;
D.当速度满足,粒子的轨迹半径为r=R,入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形,射出磁场时的轨迹半径与最高点的磁场半径平行,粒子的速度一定垂直打在MN板上,选项D正确。
故选CD。
10. 如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,一根长为的绝缘细线一端固定在点,另一端系一质量为的带电小球,小球电荷量大小为。小球静止时细线与竖直方向成角,。此时让小球获得初速度且恰能绕点在竖直平面内顺时针做圆周运动,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 匀强电场的电场强度大小
B. 小球的动能最小值为
C. 小球运动至圆周轨迹上与静止位置关于圆心对称的点时,机械能变化量最大
D. 若小球恰好能够完成圆周运动,则小球运动过程中对线的最大拉力为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对小球进行受力分析,如图所示
根据平衡条件可得,电场力大小为
解得,故A正确;
B.将重力与电场力的合力视为等效重力,由平衡条件可得等效重力的大小为
小球恰能绕点在竖直平面内顺时针做圆周运动,在等效最高点速度最小,根据等效重力提供向心力,有
解得
故小球的动能最小值为,故B错误;
C.机械能的变化量等于电场力做的功,电场力是水平向右的恒力,当小球运动到圆周轨迹最左侧(水平方向位移最大的位置)时,电场力做功最多,机械能变化量最大,并非静止位置的对称点,故C错误;
D.小球运动到原来静止位置,即等效最低点时,小球对线的拉力最大,则小球从等效最高点到等效最低点的过程,根据动能定理
代入
解得
根据牛顿第二定律可知,细线的拉力满足
解得
根据牛顿第三定律,小球对线的最大拉力为,故D正确。
故选AD。
第II卷(非选择题 共54分)
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。
(1)如图1所示,甲同学“探究感应电流方向”的实验,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,则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有__________(填字母)。
A. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯
B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动
C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动
D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出
(2)如图2所示,乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管(简称LED)、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离,出现的现象是__________(填字母)。
A. 红灯短暂发光、黄灯不发光
B. 红灯、黄灯均不发光
C. 红灯不发光、黄灯短暂发光
D. 两灯交替短暂发光
(3)如图3所示,丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻(光照强度变大,电阻变小),轻质金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴(A线圈平面与螺线管线圈平面平行),并位于螺线管右侧。当光照增强时,从右向左看,金属环A出现的现象是__________(填字母)。
A. 金属环A中电流方向顺时针,将向左运动
B. 金属环A中电流方向顺时针,将向右运动
C. 金属环A中电流方向逆时针,将向左运动
D. 金属环A中电流方向逆时针,将向右运动
【答案】(1)AC (2)C (3)B
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,将线圈A插入线圈B中,闭合开关,通过线圈B的磁通量增大,电流计指针向右偏转。
A.开关闭合后将向A线圈插入铁芯,通过线圈B的磁通量增大,电流计指针向右偏转,故A正确;
B.开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动,滑动变阻器接入电路阻值变大,线圈A电流减小,通过线圈B的磁通量减小,电流计指针向左偏转,故B错误;
C.开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动,滑动变阻器接入电路阻值变小,线圈A电流增大,通过线圈B的磁通量增大,电流计指针向右偏转,故C正确;
D.开关闭合后,后将A线圈迅速从B线圈中拔出,通过线圈B的磁通量减小,电流计指针向左偏转,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
将条形磁铁向下移动一小段距离,穿过螺线管的向下的磁通量增加,根据楞次定律和安培定则可知,感应电流从螺线管最下方的导线中向右流出,根据二极管具有单向导电性可知,红灯不发光、黄灯短暂发光。
故选C。
【小问3详解】
当光照增强时,热敏电阻的阻值减小,回路电流增大,螺线管产生的磁场增大,穿过金属环A的向右的磁通量增大,根据楞次定律可知,从右向左看,金属环A中电流方向顺时针,螺线管电流方向为逆时针,由于反向电流相互排斥,可知金属环将向右运动。
故选B。
12. 某实验小组测量一段粗细均匀的金属丝(阻值约为5Ω)的电阻率,器材如下:电源(电动势为3.0V,内阻不计),电流表(量程0~0.6A,内阻为0.4Ω),电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),滑动变阻器(5Ω,1A),毫米刻度尺,开关和导线若干。
(1)用毫米刻度尺测出接入电路中金属丝的长度,再用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图甲所示,金属丝直径的测量值__________。
(2)同学们采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻。为了测量准确,电压表活动接线端应连接__________(选填“M”或“N”)点。
(3)实验小组在实验过程中,将电压表的活动接线端分别接在M、N两处,分别改变滑动变阻器的滑片位置,并记录两组两电表的读数,作出如图丙所示的两个图线①、②。实验小组也不知道图线①、②对应的接法,请你选择(2)中接法对应的图线是____(选填“①”或“②”),测得金属丝的电阻_____(结果保留两位有效数字),电阻率的表达式__________(用、、及必要的常数表示)。
【答案】(1)1.650
(2)
(3) ①. ① ②. 4.8 ③.
【解析】
【小问1详解】
金属丝的直径
【小问2详解】
由于电流表的内阻已知,为减小误差,采用电流表内接法,则应该将活动接线端接N点。
【小问3详解】
[1]相同的电流,电流表内接时测量电压大,则(2)中接法对应的图线是①。
[2]测得金属丝的电阻
[3]根据,得
四、解答题(本题共3小题,共38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,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,电源电动势,内电阻,“2V,4W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上,灯泡刚好正常发光,电动机正常工作,电动机的线圈电阻,求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电源的输出功率;
(3)电动机的输出功率。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,灯泡刚好正常发光,则有
电动机与灯泡串联,则流过电动机的电流等于流过灯泡的电流,大小为。
(2)由闭合电路欧姆定律有
则电源的输出功率为
(3)电动机两端的电压
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机的输出功率为
14. 如图所示,在的空间中存在沿轴负方向的匀强电场;在第四象限的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直平面(纸面)向外。有一带正电的粒子,经过轴上处的点时速率为、方向沿轴正方向,后经过轴上处的点进入磁场,偏转后垂直于轴从D点(图中未画出)离开磁场,电场强度E和磁感应强度B均未知,不计粒子重力及阻力。求:
(1)粒子在点进入磁场时的速度的大小及方向与轴正向的夹角;
(2)粒子在磁场运动过程中离轴的最大距离;
(3)粒子从到D的总时间。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子运动的轨迹如图所示
设粒子从到的时间为,则根据类平抛运动
水平方向位移有
竖直方向位移有
合速度大小,方向
解得,
【小问2详解】
因垂直于轴从D点离开磁场,故粒子离轴的最大距离等于粒子在磁场中运动的半径,即
又由几何关系有
解得
【小问3详解】
粒子在电场中运动的时间
粒子在磁场中运动圆弧的圆心角为,则运动的弧长为
根据粒子在磁场中运动的时间解得
粒子从P1到D的总时间
解得
15. 如图甲所示,间距的足够长倾斜导轨倾角,导轨顶端连接阻值的电阻,左侧存在一面积的圆形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向下,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示,右侧存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为,一长、电阻的金属棒与导轨垂直放置,左侧导轨均光滑,右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数,已知至,金属棒恰好能静止在导轨上,之后金属棒开始沿导轨下滑,且在经过前速度已经稳定,最后停止在导轨上,不计导轨电阻与其他阻力,金属棒始终与导轨接触良好,取,,。
(1)内流过电阻的电流和金属棒的质量;
(2)金属棒经过时的速度大小;
(3)若金属棒经过后至停止的过程中通过电阻的电荷量为,求在此过程中电阻上产生的焦耳热和此过程所用的时间。
【答案】(1),
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律,内因圆形区域磁感应强度大小随时间变化产生的感生电动势为
回路总电阻
因此回路电流
至,金属棒恰好能静止在导轨上,故安培力与重力沿斜面向下的分力平衡,满足
代入数据解得
【小问2详解】
金属棒在左侧(光滑导轨)下滑,速度稳定时加速度为0,沿斜面受力平衡:重力沿斜面向下的分力与动生安培力平衡,即
其中因金属棒运动产生的感应电流
联立解得金属棒经过时的速度大小
【小问3详解】
金属棒经过后,通过电阻的电荷量
其中平均电流
联立得
代入
解得金属棒在右侧的位移
金属棒经过到停止的过程,由能量守恒定律可知
代入数据解得
串联电路焦耳热按电阻分配,因此电阻上的焦耳热
对金属棒经过后至停止的过程,由动量定理得
解得
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