内容正文:
丰城九中2026-2027学年上学期高二日新10月阶段性物理检测
总分∶100分 考试时间∶75分钟
一、选择题(1-7单选,每题4分,8-10 多选,每题6分,共46分)
1. 随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,“4G改变生活,5G改变社会”。与4G相比,5G使用的电磁波( )
A. 频率更低 B. 波长更长
C. 同种介质中传播速度更小 D. 衍射更明显
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干“无线通信使用的电磁波频率更高,第5代移动通信技术(简称5G)”可知,5G使用的电磁波比4G频率更高,故A错误;
B.真空中电磁波满足(为光速,是定值),频率越高波长越短,5G频率更高,因此波长更短,故B错误;
C.电磁波在介质中的传播速度满足,其中为介质对该电磁波的折射率,同种介质中电磁波频率越高,折射率越大,因此5G电磁波在同种介质中传播速度更小,故C正确;
D.发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸与波长相近甚至更小,波长越短衍射越难发生,5G波长更短,因此衍射更不明显,故D错误。
故选C。
2. 图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律,为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线对应的物理量分别是( )
A. ①③② B. ②④③ C. ④①③ D. ①④③
【答案】D
【解析】
【详解】根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为)时分子势能最小可知,曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像;
根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为)时分子力为零,可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像;
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快,可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
D正确,故选D。
3. “拔火罐”时医生用点燃的酒精棉加热一个小罐内空气,然后迅速把小罐倒扣在皮肤上,不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响,小罐内气体温度逐渐降至室温的过程中( )
A. 气体压强增大 B. 气体分子的数密度减少
C. 气体分子平均动能不变 D. 单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据查理定律,一定质量的气体,体积不变时,压强与热力学温度成正比,温度降低,因此气体压强减小,故A错误;
B.分子数密度是单位体积内的分子数,总分子数不变、体积不变,因此分子数密度不变,故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,温度降低,气体分子平均动能减小,故C错误;
D.气体压强由分子平均动能、单位时间单位面积器壁受到的碰撞次数共同决定;压强减小,分子数密度不变,分子平均动能减小,因此单位时间、单位面积上碰撞器壁的分子数一定减少,故D正确;
故选D 。
4. 大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱,达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为
解得
则引起神经混乱时有
引起心肺功能衰竭时有
所以B正确;ACD错误;
故选B。
5. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈,A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,A1与L1的电阻值相同
B. 图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C. 图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
【答案】C
【解析】
【详解】AB.断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,由于线圈L1的自感,通过L1的电流逐渐减小,且通过A1,即自感电流会大于原来通过A1的电流,说明闭合S1,电路稳定时,通过A1的电流小于通过L1的电流,L1的电阻小于A1的电阻,故AB错误;
C.闭合S2,电路稳定时,A2与A3的亮度相同,说明两支路的电流相同,因此变阻器R与L2的电阻值相同,故C正确;
D.闭合开关S2,A2逐渐变亮,而A3立即变亮,说明L2中电流与变阻器R中电流不相等,故D错误。
故选C。
6. 晶须是一种发展中的高强度材料,它是一些非常细、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体。现有一根铁质晶须,直径为d,用大小为F的力恰好将它拉断,断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为,铁的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球,则下列说法中正确的是( )
A. 铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
B. 铁原子的直径为
C. 断面内铁原子的个数为
D. 相邻铁原子之间的相互作用力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.单个铁原子的质量
铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
故A错误;
B.铁的摩尔体积
单个分子的体积
又
所以分子的半径
分子的直径
故B错误;
C.分子的最大截面积
断面内铁原子的个数为
故C错误;
D.相邻铁原子之间的相互作用力为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示,边长为的正方形OPNQ区域中,存在沿OQ方向、大小为E的匀强电场,电场的周围分布着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。以O为坐标原点,OQ方向为y轴正向,OP方向为x轴正向建立直角坐标系,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OP的中点A以平行于y轴正方向的某一初速度第一次进入电场,离开电场后从P点第二次进入电场,在电场的作用下从Q点第二次离开电场。不计粒子重力,下列说法不正确的是( )
A. 带电粒子第二次进入电场前,在磁场中做圆周运动的半径为
B. 带电粒子第二次进入电场时速度与x轴正向的夹角为
C. 粒子的初速度
D. 粒子第二次进入磁场的半径为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.如图所示
设粒子从P点第二次进入电场时速度的方向与x轴负方向的夹角为;由几何关系得
根据几何关系有,
可得
可知与x轴负方向的夹角为,与正向夹角为,故A正确,B错误;
C.设粒子第一次经电场加速后进入磁场的速度大小为,第二次在电场中运动的时间为t,从P点第二次进入电场后,在电场中运动时,由运动学公式得,
第一次在电场中运动有
联立解得,故C正确;
D.粒子第一次在磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
设粒子从Q点离开电场时的速度大小为,根据动能定理可得
解得
粒子第二次进入磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
联立可得粒子第二次进入磁场的半径为,故D正确。
选不正确的,故选B。
8. 下列叙述中,正确的是( )
A. 显微镜观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,反映了液体分子运动的无规则性
B. 分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
C. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积
D. 物体内能增加,温度一定升高
【答案】AB
【解析】
【详解】A.显微镜下观察到的小炭粒在不停地做无规则运动,这是布朗运动,布朗运动是固体微粒的运动,不是液体分子的运动,但它间接反映了液体分子运动的无规则性,故A正确;
B.当分子间距离从小于平衡距离逐渐增大时,分子力先做正功后做负功,则分子势能先减小后增大,故B正确;
C.气体分子间距离较大,分子间空隙不能忽略,知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,算出的是一个气体分子所占据的空间体积,而不是气体分子本身的体积,故C错误;
D.物体的内能包括所有分子动能与分子势能的总和,物体内能增加,可能是分子势能增加,而分子的平均动能不一定增大,即温度不一定升高,故D错误。
故选AB。
9. 2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重庆形成特高压输电新格局,该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆,多次转换后变为的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电,若输电线路输送功率为,且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则( )
A. 直流输电导线中的电流为250A
B. 直流输电导线总阻值不超过16Ω
C. 家用交流电的电压最大值为220V,频率为50Hz
D. 配电房中变压器原、副线圈中电流比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.直流输电电流由公式计算得
,故A错误;
B.导线允许的最大功率损耗为5%的输送功率
由 得导线总阻值上限
,故B正确;
C.家用交流电表达式为,其最大值为;
频率为,故C错误;
D.变压器原线圈电压,副线圈电压,匝数比
电流比与匝数比成反比可知,故D正确。
故选BD。
10. 在半导体器件制造中,离子注入的角度控制是决定其性能的关键之一,其控制过程可简化为如图所示模型。空间直角坐标系o-xyz中有一个长为4L、高为2L的长方体区域,被正方形abcd等分成左右两个相等的正方体空间Ⅰ和空间Ⅱ,整个长方体空间(含边界)存在沿x轴正方向的匀强电场E,同时空间Ⅱ还存在沿x轴正方向的匀强磁场B(图中均未标出)。已知一个质量为m,电荷量为q的离子从ON边的中点P以速度v0平行于z轴正方向射入,一段时间后该离子经过正方形abcd的中心点Q,且离子在空间Ⅱ运动的过程中,恰好未从xoz面飞出,不计离子重力和空气阻力,不考虑其他影响,则( )
A. 该离子带负电
B. 空间Ⅰ中匀强电场的电场强度大小
C. 空间Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小
D. 该离子离开此区域时速度与x轴正方向的夹角满足
【答案】BC
【解析】
【详解】A.整个长方体空间存在沿x轴正方向的匀强电场E,由ON边的中点P以速度v0平行于z轴正方向射入的离子向右运动经过Q点,可知离子所受电场力沿x轴正方向,因此离子带正电,A错误;
B.离子在空间Ⅰ中做类平抛运动,离子从P点运动到Q点的过程中,由运动学公式有沿z轴方向
沿x轴方向
由牛顿第二定律有
联立解得:,B正确;
C.离子由Q点进入空间Ⅱ,在yoz平面以速度v0做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
根据题意可知离子做匀速圆周运动的半径
联立解得,C正确;
D.离子在整个长方体空间运动过程中,沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动,由运动学公式有
联立解得
因此该离子离开此区域时,速度与x轴正方向的夹角满足,D错误。
故选BC。
二、实验题(共16分)
11. 如图为“探究感应电流产生的条件及影响感应电流方向的因素”的实验装置,有铁芯的线圈A放在线圈B中。
(1)图甲是小明同学进行“探究感应电流产生条件”的实验装置;
(2)为了保护电器,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应位于__________(填“最左端”“正中央”或“最右端”);
(3)在闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏转,保持开关闭合,仅将滑动变阻器的滑片P向另一端滑动的过程中,灵敏电流计的指针______偏转(填“向左”或“向右”);
(4)把二极管、线圈按如图乙所示电路用导线连接成实验电路;
①把条形磁铁插入线圈时,二极管B发光;拔出时,二极管A发光;
②根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向如图丙中的__________(填“A”或“B”)。
【答案】 ①. 最右端 ②. 向右 ③. B
【解析】
【详解】[1]为保护用电器,闭合开关前,应将滑动变阻器滑片置于最大电阻处,即滑片处于最右端。
[2]由题意可得,闭合开关,线圈A通以电流,产生磁场,即穿过线圈B的磁通量增大,指针右偏,将滑动变阻器的滑片向另一端滑动,滑动变阻器接入阻值变小,线圈A通过的电流增大,磁场变强,穿过线圈B的磁通量变大,所以指针向右偏。
[3]由题意可知,把条形磁铁插入线圈时,二极管B发光;拔出时,二极管A发光。插入时电流由上向下,拔出时电流由下向上流过二极管,条形磁铁插入线圈时,磁场方向N极向下,磁通量增加;由楞次定律,感应电流的磁场向上,二极管B发光,电流从B的正极流入。对比图丙:线圈B的绕向符合“感应电流磁场向上”的要求,则可以由右手螺旋定则判断线圈缠绕方向为B图。
【点睛】
12. 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警),电阻箱(最大阻值为),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为),滑动变阻器(最大阻值为),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节,已知约为,约为;流过报警器的电流超过时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在时阻值为。
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________。
(2)在电路中应选用滑动变阻器________(填“”或“”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为______Ω;滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至______。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. 接通电源后,流过报警器的电流会超过,报警器可能损坏 ⑥. c ⑦. 报警器开始报警
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意报警系统原理可知,电路连线如图所示
(2)[2]在室温下对系统进行调节,已知约为,约为;流过报警器的电流超过时,报警器可能损坏,可知外电阻的取值范围大约是
报警器的电阻是,所以滑动变阻器的取值范围在到之间,所以滑动变阻器应该选。
(3)①[3]本题采用的是等效替换法,先用变阻箱来代替热敏电阻,所以变阻箱的阻值要调节到热敏电阻的临界电阻也就是在时阻值为。
[4][5]为防止接通电源后,流过报警器的电流会超过,报警器可能损坏,滑动变阻器的滑片应置于端。
②[6]先把变阻箱的电阻接入电路,即将开关向端闭合,调节滑动变阻器的电阻,调至报警器开始报警时,保持滑动变阻器的阻值不变,接到热敏电阻上,当热敏电阻的阻值是时,也就是温度达到了,报警器开始报警。
三、计算题(13题10分,14题12分,15题16分,共38分)
13. 图为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如题图所示。若只在ce间接一只Rce=“400”Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=“225”Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式;
(2)求ce和de间线圈的匝数比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
从图像可得,电压峰值,交变电流周期,因此角频率
正弦式交变电压的瞬时值通式为
解得
【小问2详解】
理想变压器的电压与匝数满足关系:
设原线圈匝数为,两种情况的副线圈电压分别为、,则:
根据题意,两种情况下电阻功率均为
由功率公式,可得:
将电压与匝数的关系代入功率等式
可得
代入、
整理得
【点睛】
14. 如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道DF相切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C点处于MN边界上)。一质量为0.4kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且恰好能通过F点,在F点速度(不计空气阻力,,)。求:
(1)小球受到电场力的大小与方向;
(2)半圆轨道的半径R;
(3)在半圆轨道部分,摩擦力对小球所做的功。
【答案】(1)3N,水平向左;(2)1m:(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知,小球在CD间做直线运动,由受力可知只能带正电,做匀速直线运动,电场力与重力的合力垂直于CD向下,故有
方向水平向左。
(2)在D点速度为
在CD段做直线运动,分析可知,CD段受力平衡,故有
解得
在F点处由牛顿第二定律可得
把代入得
(3)小球在DF段,由动能定律可得
解得
【点睛】明确小球在各阶段的运动情况,根据受力情况判断各力之间的关系。小球做曲线运动时,沿径向方向的合外力提供小球做圆周运动的向心力。
15. 如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为,导轨水平部分的矩形区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接,右侧和一光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,圆心角,在圆弧上端有两弹性挡板和,质量为的金属棒P从离水平面高度处静止释放,经过滑上水平轨道:P穿过磁场区域后,与另一根质量为的静置在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q恰好能上升到和处两金属棒的电阻值均为,重力加速度取,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)求P刚进入时受到的安培力的大小和方向:
(2)求矩形磁场沿导轨方向的长度是多少:
(3)若Q从右侧圆弧滑下时,P已从磁场中滑出,求从P开始运动到第二次碰撞,Q棒上产生的焦耳热。
【答案】(1),方向向左
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理有
解得
根据法拉第电磁感应定律有
则
则P刚进入时受到的安培力大小为
由左手定则可知安培力的方向向左。
【小问2详解】
设在点的速度为,有
根据动能定理得
解得
根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得,
对于第一次通过磁场过程,根据动量定理得
其中
解得
【小问3详解】
第二次通过磁场的过程,根据动量定理得
解得
第二次通过磁场的过程,根据动量定理得
解得
然后通过磁场与静止的第二次碰撞,全过程应用能量守恒得
解得
则
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丰城九中2026-2027学年上学期高二日新10月阶段性物理检测
总分∶100分 考试时间∶75分钟
一、选择题(1-7单选,每题4分,8-10 多选,每题6分,共46分)
1. 随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,“4G改变生活,5G改变社会”。与4G相比,5G使用的电磁波( )
A. 频率更低 B. 波长更长
C. 同种介质中传播速度更小 D. 衍射更明显
2. 图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律,为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线对应的物理量分别是( )
A. ①③② B. ②④③ C. ④①③ D. ①④③
3. “拔火罐”时医生用点燃的酒精棉加热一个小罐内空气,然后迅速把小罐倒扣在皮肤上,不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响,小罐内气体温度逐渐降至室温的过程中( )
A. 气体压强增大 B. 气体分子的数密度减少
C. 气体分子平均动能不变 D. 单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数减少
4. 大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱,达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器,其发射功率。若发射的微波可视为球面波,则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A. B. C. D.
5. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈,A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A. 图甲中,A1与L1的电阻值相同
B. 图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C. 图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
6. 晶须是一种发展中的高强度材料,它是一些非常细、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体。现有一根铁质晶须,直径为d,用大小为F的力恰好将它拉断,断面呈垂直于轴线的圆形。已知铁的密度为,铁的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为,铁质晶须内的铁原子可看作紧密排列的小球,则下列说法中正确的是( )
A. 铁质晶须单位体积内铁原子的个数为
B. 铁原子的直径为
C. 断面内铁原子的个数为
D. 相邻铁原子之间的相互作用力为
7. 如图所示,边长为的正方形OPNQ区域中,存在沿OQ方向、大小为E的匀强电场,电场的周围分布着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。以O为坐标原点,OQ方向为y轴正向,OP方向为x轴正向建立直角坐标系,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OP的中点A以平行于y轴正方向的某一初速度第一次进入电场,离开电场后从P点第二次进入电场,在电场的作用下从Q点第二次离开电场。不计粒子重力,下列说法不正确的是( )
A. 带电粒子第二次进入电场前,在磁场中做圆周运动的半径为
B. 带电粒子第二次进入电场时速度与x轴正向的夹角为
C. 粒子的初速度
D. 粒子第二次进入磁场的半径为
8. 下列叙述中,正确的是( )
A. 显微镜观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,反映了液体分子运动的无规则性
B. 分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大
C. 只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数,就可以算出气体分子的体积
D. 物体内能增加,温度一定升高
9. 2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通,助力重庆形成特高压输电新格局,该工程计划将输电站提供的直流电由新疆输送至重庆,多次转换后变为的交流电,再经配电房中的变压器(视为理想变压器)降为的家用交流电,若输电线路输送功率为,且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5%,则( )
A. 直流输电导线中的电流为250A
B. 直流输电导线总阻值不超过16Ω
C. 家用交流电的电压最大值为220V,频率为50Hz
D. 配电房中变压器原、副线圈中电流比为
10. 在半导体器件制造中,离子注入的角度控制是决定其性能的关键之一,其控制过程可简化为如图所示模型。空间直角坐标系o-xyz中有一个长为4L、高为2L的长方体区域,被正方形abcd等分成左右两个相等的正方体空间Ⅰ和空间Ⅱ,整个长方体空间(含边界)存在沿x轴正方向的匀强电场E,同时空间Ⅱ还存在沿x轴正方向的匀强磁场B(图中均未标出)。已知一个质量为m,电荷量为q的离子从ON边的中点P以速度v0平行于z轴正方向射入,一段时间后该离子经过正方形abcd的中心点Q,且离子在空间Ⅱ运动的过程中,恰好未从xoz面飞出,不计离子重力和空气阻力,不考虑其他影响,则( )
A. 该离子带负电
B. 空间Ⅰ中匀强电场的电场强度大小
C. 空间Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小
D. 该离子离开此区域时速度与x轴正方向的夹角满足
二、实验题(共16分)
11. 如图为“探究感应电流产生的条件及影响感应电流方向的因素”的实验装置,有铁芯的线圈A放在线圈B中。
(1)图甲是小明同学进行“探究感应电流产生条件”的实验装置;
(2)为了保护电器,开关闭合前,滑动变阻器的滑片P应位于__________(填“最左端”“正中央”或“最右端”);
(3)在闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向右偏转,保持开关闭合,仅将滑动变阻器的滑片P向另一端滑动的过程中,灵敏电流计的指针______偏转(填“向左”或“向右”);
(4)把二极管、线圈按如图乙所示电路用导线连接成实验电路;
①把条形磁铁插入线圈时,二极管B发光;拔出时,二极管A发光;
②根据楞次定律判断出线圈的缠绕方向如图丙中的__________(填“A”或“B”)。
12. 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻,报警器(内阻很小,流过的电流超过时就会报警),电阻箱(最大阻值为),直流电源(输出电压为U,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为),滑动变阻器(最大阻值为),单刀双掷开关一个,导线若干。
在室温下对系统进行调节,已知约为,约为;流过报警器的电流超过时,报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在时阻值为。
(1)在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线_________。
(2)在电路中应选用滑动变阻器________(填“”或“”)。
(3)按照下列步骤调节此报警系统:
①电路接通前,需将电阻箱调到一固定的阻值,根据实验要求,这一阻值为______Ω;滑动变阻器的滑片应置于______(填“a”或“b”)端附近,不能置于另一端的原因是______。
②将开关向______(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片,直至______。
(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变,将开关向另一端闭合,报警系统即可正常使用。
三、计算题(13题10分,14题12分,15题16分,共38分)
13. 图为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如题图所示。若只在ce间接一只Rce=“400”Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=“225”Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式;
(2)求ce和de间线圈的匝数比。
14. 如图所示,与水平面成37°的倾斜轨道AC,其延长线在D点与半圆轨道DF相切,全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内,整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场(C点处于MN边界上)。一质量为0.4kg的带电小球沿轨道AC下滑,至C点时速度为,接着沿直线CD运动到D处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且恰好能通过F点,在F点速度(不计空气阻力,,)。求:
(1)小球受到电场力的大小与方向;
(2)半圆轨道的半径R;
(3)在半圆轨道部分,摩擦力对小球所做的功。
15. 如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上,导轨间距为,导轨水平部分的矩形区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为。导轨水平部分的左侧和倾斜部分由光滑圆弧连接,右侧和一光滑圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道半径,圆心角,在圆弧上端有两弹性挡板和,质量为的金属棒P从离水平面高度处静止释放,经过滑上水平轨道:P穿过磁场区域后,与另一根质量为的静置在导轨上的金属棒Q发生弹性碰撞,碰后Q恰好能上升到和处两金属棒的电阻值均为,重力加速度取,感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计,两根金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)求P刚进入时受到的安培力的大小和方向:
(2)求矩形磁场沿导轨方向的长度是多少:
(3)若Q从右侧圆弧滑下时,P已从磁场中滑出,求从P开始运动到第二次碰撞,Q棒上产生的焦耳热。
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