内容正文:
物理试题参考答案
1.【答案】B
【详解】A.紫外线的主要作用是化学作用和荧光效应,可以用于杀菌消毒、验钞等,医学上用于诊断病情的是X射线,故A错误;
B.γ射线穿透力强,医学上用于放射治疗(如伽马刀)以摧毁病变细胞,故B正确;
C.微波(频率)常用于卫星通信、雷达、Wi-Fi等信号传播,但传统广播(如AM/FM无线电广播)主要使用中波、短波或调频波(频率低于),不属于微波频段,故C错误;D.红外线、X射线、γ射线中,γ射线波长最短,红外线波长最长,故D错误。故选B 。
2.【答案】B
【解析】穿过线圈或回路中的磁通量发生变化,线圈或回路中会产生感应电流,甲图中圆环在匀强磁场中向左加速平移,穿过圆环的磁通量不变,所以不会产生感应电流;通有恒定电流的长直导线会在周围空间产生磁场,且离导线越近,磁感应强度越强,乙图中圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,所以穿过圆环的磁通量不断减小,圆环中会产生感应电流;丙图中线圈绕轴转动过程中,穿过线圈的磁通量不变,所以不会产生感应电流;丁图中增大导线中的电流,穿过线圈的磁通量不变,所以不会产生感应电流。故选B。
3.【答案】AB
【详解】A.根据安培定则可知,长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里,故A正确;
B.线框在I位置时磁通量向外,到II位置时磁通量为零,则若线框从I位置匀速平移到II位置过程中,穿过线圈的磁通量发生变化,则在线框中会产生感应电流,故B正确;
C.线圈在II位置时磁通量为零,若线框固定在II位置,通电导线电流变大,磁通量也一直为零,则在线框中不会产生感应电流,故C错误;
D.线框在I位置时磁通量向外,到III位置时磁通量向里,若线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置,则磁通量变化量不为零,故D错误。故选AB。
4.【答案】C
【详解】A.电磁铁有磁性时,根据右手螺旋定则可知电磁铁右侧上端为S极,故A错误;
B.磁感线是物理模型,是假想出来的曲线,实际并不真实存在。只能说通电电磁铁周围产生磁场,不能说产生磁感线,故B错误;
C.更换电压较小的电源,电路中电流变小,电磁铁磁性减弱。如果磁性弱到不足以吸动衔铁,电铃就无法往复敲击,不能正常工作,故C正确;
D.对调电源正负极,只会改变电磁铁磁极方向,仍然有磁性,依旧可以吸引衔铁,电铃可以正常工作,故D错误。故选C。
5.D;【详解】两次情况下磁感线穿过线圈的面不同,设初位置时穿过线圈的磁通量为正,则初位置时: 末位置时:
初、末位置磁通量的改变量的绝对值为:ΔΦ = │Φ2-Φ1│ = BS 故选D。
6.【答案】C
【详解】磁感应强度的矢量叠加如图所示
每根导线在圆心处产生的磁感应强度大小均为,可得处的磁感应大小为 方向垂直于aO向右。故选C。
【答案】A
【详解】电动机的总功率为
电动机产生的热功率为
电动机提升重物的功率为 解得 故选A。
8.【答案】BCD;【详解】A.甲图中,条形磁铁插入线圈时,线圈中的磁通量发生变化,会产生感应电流,所以灵敏电流计的指针会发生偏转。故A错误;
B.乙图中,导体棒平行磁感线上下移动时,没有切割磁感线,磁通量没有变化,不会产生感应电流,所以灵敏电流计的指针不会发生偏转。故B正确;
C.丙图中,断开开关后,小螺线管不再产生磁场,故从大螺线管中拔出时,大螺线管的磁通量没有变化,不会产生感应电流,所以灵敏电流计的指针不会发生偏转。故C正确;
D.丁图中,导体棒不动,移动滑动变阻器的滑片,导体棒周围的磁场强弱不变,磁通量没有变化,不会产生感应电流,所以灵敏电流计的指针不会发生偏转。故D正确。故选BCD。
9.【答案】BD
【详解】A.由安培定则知,两电流在O点处产生的磁场方向都向下,O点处的磁感应强度不为零,故A错误;
B.由安培定则可知,M在a处产生的磁场方向竖直向上,在c处产生的磁场方向竖直向下,N在a处产生的磁场方向竖直向下,在c处产生的磁场方向竖直向上,根据场强的叠加知,a、c两点处磁感应强度大小相等,故B正确;
C.由安培定则知,M电流在a产生磁感应强度方向竖直向上,N电流在a产生磁感应强度方向竖直向下,由于M距离a点近,故,故a点总磁感应强度竖直向上;由安培定则知,两电流在d点处产生的合磁场方向竖直向下,故a、d两处的磁感应强度方向不相同,故C错误;
D.bd连线上,M、N在O点处产生的磁感应强度最大且方向相同,故O点处的磁感应强度最大,故D正确。故选BD。
10.【答案】CD
【详解】A.磁通量为,电通量为,二者均为标量,故A错误;
B.磁通量与电通量的正负表示场线从平面的哪一面穿过,故B错误;
C.当电场强度不为0,但电场强度与平面平行时,电通量为0,故C正确;
D.电场线与球面处处垂直,故D正确。 故选CD。
11.【答案】(1)0.680##0.679##0.681 (2)100.50 (3)140##140.0 (4)
【1】用螺旋测微器测量其直径D=0.5mm+0.01mm×18.0=0.680mm
【2】用游标为20分度的游标卡尺测量其长度L=100mm+0.05mm×10=100.50mm
【3】该电阻的阻值约为
【4】根据部分电路欧姆定律有: 根据电阻定律有 其中S=
联立解得: ρ=
12.答案 (1)图见解析 A2 大于 (2)A. B.+ 3.3 0.25
解析 (1)测量Rx的阻值时,滑动变阻器采取分压接法,由于待测电阻的阻值较大,电流表采取内接法,实物图如图所示:
通过待测电阻的最大电流为Im= A=1.7 mA,故电流表应选取A2;由于电流表采取内接法,用电压表的读数除以电流表的读数为待测电阻与电流表内阻的阻值之和,所以测量值大于真实值。
(2)A.由闭合电路的欧姆定律可知:E=U1+r,E=U2+r,
联立解得E=; B.由闭合电路的欧姆定律可知E=U+r, 整理得=+,所以纵轴截距=0.3,解得E≈3.3 V;斜率==,
解得r≈0.25 Ω。
13.【答案】(1) (2) (3)
【1】依题开关S闭合、断开,根据闭合电路欧姆定律
结合图像可得 联立解得
图像可知,当滑动变阻器的滑片滑到处时,R1电压为,流过R1电流为,则
【2】将R1等效为电源内阻一部分,故电源等效内阻
此时外电路只有滑动变阻器,可知时功率最大,则
【3】结合图像当滑动变阻器的滑片置于端时,外电阻
因为 联立解得
闭合开关S1,电路再次稳定后,
则 由于 所以
则 故电容器的电荷量
14.【答案】(1) (2)
【1】设通过电源的电流为,通过的电流为,根据闭合电路欧姆定律有,, 解得
【2】设电动机的输入功率为,电动机线圈的发热功率为,则有,, 解得
15.(1); (2); (3)
【详解】(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理有
离子在辐向电场中做匀速圆周运动,电场力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
联立解得
(2)离子矩形区域的有界匀强电场中做类平抛运动,恰好能打在点上有
由牛顿第二定律得 联立解得
(3)在(2)问中E不变的情况下,离子恰能打在Q点上,在竖直方向上再加一个电场
离子恰能打在N点上, 在竖直方向上再加一个电场 又 联立解得
所以在(2)问中E不变的情况下,要使离子能打在NQ上各处,需在竖直方向上再加一个电场的范围为
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物理试题
考试时间:75分钟 满分:100分
第Ⅰ卷 (选择题 共 46分)
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,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于电磁波的说法正确的是( )
A. 紫外线可以用于诊断病情 B. γ射线可以摧毁病变的细胞
C. 微波可用于广播及其他信号的传播 D. 红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短
2.以下几种物理情境,其中线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A.甲图中圆环在匀强磁场中向左加速平移
B.乙图中圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移
C.丙图中OO/轴与磁场平行,线圈绕OO/轴转动过程中
D.丁图中O为线圈圆心,导线垂直于线圈平面,增大导线中的电流
3. 长直导线通有如图所示的恒定电流,线框与长直导线共面,处于I位置,图中的II位置关于导线左右对称。则( )
A. 长直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里
B. 线框从I位置匀速平移到Ⅱ位置过程中,在线框中会产生感应电流
C. 线框固定在Ⅱ位置,通电导线电流变大,在线框中会产生感应电流
D. 线框从I位置平移到关于长直导线对称的III位置,磁通量变化量为零
4.如图所示的是直流电铃的原理图。开关断开时,弹性片的一端与螺钉接触。开关闭合,电磁铁吸引衔铁,小锤敲击铃碗发声,同时弹性片与螺钉分离导致断电,电磁铁失去磁性,弹性片与螺钉接触,电路再次接通,如此往复。下列说法正确的是( )
A.电路接通时,电磁铁右侧上端为N极
B.电路接通时,电磁铁周围产生磁感线
C.若只更换电压较小的电源,电铃可能无法正常工作
D.若只对调电源的正负极,电铃可能无法正常工作
5.如图所示,面积为S、匝数为N的闭合线圈abcd水平放置,与匀强磁场B的夹角θ = 45°。现将线圈以ab边为轴顺时针转动90°,则线圈在初、末位置磁通量的改变量的绝对值为( )
A.0 B. C. D.
6. 如图所示,三根通电长直细导线垂直于纸面固定,导线的横截面(截面积不计)分别位于圆O上的a、b、c三处,流过三根导线的电流均为I,电流方向如图所示,已知a处导线在O点产生的磁场的磁感应强度大小为B,则( )
A. O点的磁感应强度方向从O指向d
B. O点的磁感应强度方向从O指向a
C. O点的磁感应强度大小为()B
D. O点的磁感应强度大小为(2)B
7. 如图所示,用直流电动机提升质量m=1kg的重物。电动机输入电压U=12V,电流I=2A,线圈电阻r=1Ω,忽略摩擦和绳子的重力,重力加速度g取10m/s2。则重物上升的最大速度为( )
A.2.0m/s B.1.5m/s C. 1.0m/s D.0.5m/s
8.结合下列四幅图及其操作,灵敏电流计的指针不发生偏转的是( )
A.甲图中,条形磁铁插入线圈
B.乙图中,导体棒平行磁感线上下移动
C.丙图中,断开开关,小螺线管从大螺线管中拔出
D.丁图中,导体棒不动,移动滑动变阻器的滑片
9. 如图所示,M、N是纸面内一椭圆的两个焦点,两根互相平行的长直导线分别过M、N两点,且导线与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流,已知导线中电流越大、离导线越近,磁感应强度越大。O是椭圆的中心,a、c是椭圆的长轴与椭圆的交点,b、d是椭圆的短轴与椭圆的交点,关于a、b、c、d、O处的磁场,下列说法正确的是( )
A. O点处的磁感应强度为零
B. a、c两处的磁感应强度大小相同
C. a、d两处的磁感应强度方向相同
D. 在bd连线上,O点处的磁感应强度最大
10. 类比法是物理学习中的重要思想方法,在研究磁场时我们引入了“磁通量密度”描述磁感线的疏密。磁通量密度B=,Φ为磁通量、S为垂直磁场的面积。类比于此,我们可以提出“电通量密度”去描述电场线的疏密。电通量密度E=,ΦE为电通量,S为垂直电场的面积。k为静电力常量。下列说法正确的是( )
A. 磁通量和电通量都是矢量
B. 磁通量与电通量的正负表示通量的大小
C. 当电场强度不为0时,电通量有可能为0
D. 若以一电荷量为+q的点电荷为球心,半径为r的球面上的电通量为4πkq
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻率,主要步骤如下:
(1)用螺旋测微器测量其直径如图甲,由图可知其直径D为______mm;
(2)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图乙,由图可知其长度L为______mm;
(3)选择多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该圆柱体的阻值R为______Ω;
(4)为更准确测得电阻率,该同学改采用伏安法测定圆柱体的电阻,实验时电压表的示数为U。电流表的示数为I,用实验测量的物理量L、D、U、I表示电阻率,则表达式为ρ=______;
12.在研究性课题中,小刚、小聪和小明所在的小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容器、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件进行研究,一是电阻Rx(阻值约2 kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E铭牌上标的值为3.4 V)。在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4 V,电阻RV约10 kΩ);
B.电流表A1(量程100 mA,内阻RA1约5 Ω);
C.电流表A2(量程2 mA,内阻RA2约50 Ω);
D.滑动变阻器R(0~40 Ω,额定电流1 A);
E.电阻箱R0(0~999.9 Ω);
F.开关S一只、导线若干。
(1)小刚采用伏安法测定Rx的阻值,他使用的电源是待测的锂电池。如图是他连接的部分实验器材,请你完成实物连接。小刚选用的电流表应是________(选填“A1”或“A2”);他用电压表的读数除以电流表的读数作为Rx的测量值,则测量值________(选填“大于”或“小于”)真实值。
(2)小聪和小明设计了如图甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r。
A.小聪的实验操作是:闭合开关S,调节电阻箱的阻值为R1时,读出电压表的示数为U1;调节电阻箱的阻值为R2时,读出电压表的示数为U2。根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势,其表达式为E=________;
B.小明认为用线性图像处理数据更便于分析。他在实验中多次改变电阻箱阻值,获取了多组数据,画出的-图像为一条直线(见图乙)。则该图像的函数表达式为=________,由图乙可知该电池的电动势E=________ V,内阻r=________ Ω。(结果保留两位有效数字)
13. 如图甲所示的电路中,R2=10Ω,电容器的电容C=5µF,开关S闭合、S1断开。将滑动变阻器的滑片从a端缓慢移动到b端的过程中,电压表的示数U随电流表的示数I变化的关系如图乙所示。电压表和电流表均为理想电表。
(1)求电源的电动势E、内阻r和电阻R1的阻值;
(2)求滑动变阻器R消耗的最大功率P;
(3)R的滑片滑至a端,闭合开关S1,等待电路稳定后,求电容器C所带的电荷量Q。(结果保留两位有效数字)
14. 如图所示,电源的电动势E=63V、内阻r=1Ω,定值电阻R1=20Ω、R2=21Ω,M为直流电动机,其线圈电阻rM=1Ω,电动机正常工作时,理想电压表的示数为21V,求:
(1)通过电动机的电流IM;
(2)电动机的输出功率P出。
15.如图所示,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;QN=2d、PN=3d,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小。
(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值。
(3)在(2)问中E不变的情况下,要使离子能打在NQ上各处,需在竖直方向上再加一个在什么范围内变化的电场?
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