精品解析:云南曲靖市宣威市第八中学2026-2027学年高二上学期第二次阶段检测物理试题
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内容正文:
宣威八中2026年秋季学期第二次检测卷
高二物理
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分,共计15题,共4页。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修二第一章、第二章。
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. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C. 丙图中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中导线中的电流反向,根据安培定则和左手定则可知,两导线应相互排斥,故A错误;
B.磁感线为闭合曲线,没有起点和终点,故B错误;
C.丙图中导线通电后导线下方的磁场垂直纸面向里,故小磁针N极向纸面内旋转,故C正确;
D.丁图中环形导线通电后,其轴心位置的磁场垂直纸面向外,故小磁针N极向纸面外旋转,故D错误。
故选C。
2. 光滑金属导轨L=0.4m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙。金属棒ab的电阻为1,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动,则( )
A. 1s末回路中感应电流为0.8A
B. 1s末回路中电动势为1.6V
C. 1s末ab棒所受磁场力为0.64N
D. 1s末ab棒所受磁场力水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】AB.1s末回路中感应电动势
感应电流为
选项A错误,B正确;
C.1s末ab棒所受磁场力为
选项C错误;
D.由左手定则可知,1s末ab棒所受磁场力水平向左,选项D错误。
故选B。
3. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮过程,螺线管Q端电势较高
B. 松开按钮过程,螺线管P端电势较低
C. 按住按钮不动,螺线管中会产生感应电动势
D. 按下和松开按钮过程,螺线管产生大小相同的感应电动势
【答案】A
【解析】
【详解】A.按下按钮的过程中,螺线管中的磁场增强,由楞次定律及右手螺旋定则可知,螺线管中的感应电流由P流向Q,螺线管作为电源,在电源内部感应电流由负极流向正极,所以其Q端电势较高,故A正确;
B.松开按钮的过程中,螺线管中的磁场减弱,由楞次定律及右手螺旋定则可知,螺线管中的感应电流由Q流向P,螺线管作为电源,在电源内部感应电流由负极流向正极,所以其P端电势较高,故B错误;
C.按住按钮不动,螺线管中的磁通量变化率为零,线圈中不会产生感应电动势,故C错误;
D.按下和松开按钮的过程中,螺线管中的磁通量变化率不一定相同,产生的感应电动势也不一定相同,故D错误。
故选A。
4. 下列关于教材中四幅插图的说法,不正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中会产生大量热量,从而冶炼金属
C. 图丙中,当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头,运输时要把正、负接线柱用导线连在一起, 这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
【答案】B
【解析】
【详解】A.由电磁驱动原理,图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢,即同向异步,A正确,不符合题意;
B.图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属块中会产生涡流,金属块中就会产生大量热量,从而冶炼金属,B错误,符合题意;
C.图丙中,当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动,线圈在磁场中运动,线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理,C正确,不符合题意;
D.图丁是毫安表的表头,运输时要把正、负接线柱用导线连在一起, 这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,D正确,不符合题意。
故选B。
5. 如图所示,图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。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,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
D. 图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
【答案】D
【解析】
【详解】AB.图甲中,断开开关前,设灯泡和线圈中的稳态电流分别为和,它们的电阻分别为和。断开瞬间,线圈产生自感电动势,阻碍原电流减小,线圈中的电流不能突变,并在线圈与灯泡组成的闭合回路中流动,因此此时灯泡电流的大小等于断开前的。灯泡突然闪亮,表明,断开前两支路并联,设其共同电压为,由欧姆定律有和
结合上述电流关系得,故AB错误;
C.图乙中,闭合开关瞬间,线圈产生自感电动势,阻碍电流增大,线圈中的电流不能从零突变。变阻器所在支路没有这种自感阻碍,灯泡立即变亮,说明该支路已有电流。因此闭合瞬间线圈中的电流小于变阻器中的电流,故C错误;
D.图乙达到稳态时,线圈不再产生自感电动势。两个相同灯泡和亮度相同,说明它们的实际功率相同。设每只灯泡的电阻为,由电功率公式知两支路电流大小相等,记为。设线圈的电阻为,变阻器接入电路的电阻为,由两支路并联、电压相等得
化简得,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,空间中的匀强电场水平向右,匀强磁场垂直纸面向里,一带电微粒沿着直线从M运动到N,以下说法正确的是
A. 带电微粒可能带负电
B. 运动过程中带电微粒的动能保持不变
C. 运动过程中带电微粒的电势能增加
D. 运动过程中带电微粒的机械能守恒
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据做直线运动的条件知受力情况如图:
微粒一定带正电,且粒子做匀速直线运动,所以粒子的动能也保持不变,故A错误,B正确;
C.电场力向右,做正功,电场力做功等于电势能的减小量,故运动过程中带电微粒的电势能减小,故C错误;
D.机械能守恒的条件是只有重力做功,而运动过程中有电场力做功,故机械能不守恒,故D错误.
故选B。
点睛:带电粒子在重力场、电场、磁场的复合场中,只要是做直线运动,一定是匀速直线运动(v与B不平行),若速度是变的,洛伦兹力会变,合力就是变的,合力与速度不在一条直线上,带电体就会做曲线运动.
7. 如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,直角边长为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。一边长为、总电阻为的正方形闭合导线框,从图示位置开始沿轴正方向以速度垂直磁场匀速穿过磁场区域。取电流沿的方向为正,则图中表示线框中感应电流随边位置坐标变化的图象正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】第一阶段:x从L到2L(线框进入磁场): 当bc边进入等腰直角磁场区域后,切割磁感线的有效长度随x线性增大:,感应电动势
根据楞次定律,向外的磁通量逐渐增加,感应电流的磁场方向向里,由右手螺旋定则可判断电流方向为正方向,到时,有效切割长度达到最大值L,电流为
第二阶段:x从2L到3L(线框离开磁场) 此时bc边已经离开磁场区域,ad边开始切割磁感线,线框内向外的磁通量逐渐减小,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向外,电流方向与规定正方向相反,为负方向。同时切割的有效长度随x从0线性增大到L,感应电流的大小从0增大到,到时线框完全离开磁场。
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,有多个选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. 如图为一回旋加速器的简图,和是两个半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),质子在两盒之间被电场加速。设质子的电荷量为q,质量为m。当质子被加速到最大动能后,再将它们引出。下列说法正确的是( )
A. 质子每次经过两D形盒之间的缝隙后动能增加qU
B. 质子的最大动能随加速电压U的增大而增大
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 不改变交流电源的频率和磁感应强度大小B,该回旋加速器也可以用来加速粒子
【答案】AC
【解析】
【详解】A.回旋加速器的原理是利用狭缝间的电场对粒子加速,利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动将粒子引回狭缝,不断回旋多次加速,由动能定理得
质子每次经过两D形盒之间的缝隙后动能增加qU,故A正确;
B.由洛伦兹力提供向心力
当质子在磁场中做圆周运动的半径达到最大,即达到D形盒半径RD时,达到最大速度,则最大动能
与加速电压U无关,故B错误;
C.由加速电场交流电的周期为T,质子在磁场中做匀速圆周运动的周期也等于T,由
得
故C正确;
D.由C选项知粒子在磁场运动的周期与比荷有关,因粒子做圆周运动的周期,不等于交变电源的周期,破坏了加速的条件,故不能用来加速粒子,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,一个半径为R的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,磁感应强度方向垂直纸面向里。一个粒子源从圆上的A点向各个方向不停地发射出相同速率的带正电的粒子(忽略粒子间的相互作用和粒子的重力),带电粒子的质量均为m,所带电荷量均为q,运动的半径均为r。下列说法正确的是( )
A. 若,则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是整个圆周
B. 若,则粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 若,则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周
D. 若,则粒子在磁场中运动的最长时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若,粒子会从磁场圆的不同位置出射,范围是整个圆周长,A正确;
B.其中粒子在磁场中运动的时间最长时,磁场区域的直径是轨迹的一条弦,作出轨迹如图所示
因为,则圆心角,粒子在磁场中运动的最长时间为
B错误;
C.若,粒子在磁场圆的出射点都在之间,如图所示,由几何关系可知,弧长对应的圆心角为,所以粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周长,C正确;
D.若,粒子沿不同方向射入磁场,如图所示
在磁场中运动时间最长的粒子正好转过了一周,时间为
D错误;
故选AC。
10. 如图所示,平行金属导轨水平放置,导轨左端连接一阻值为R的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,已知长度为l导体棒MN倾斜放置于导轨上,与导轨成θ角,导体棒电阻为r,保持导体棒以速度v沿平行于导轨方向匀速向右运动,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 导体棒中感应电流的方向为N到M
B. MN两端的电势差大小为
C. 导体棒所受的安培力大小为
D. 电阻R的发热功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.导体棒沿导轨向右匀速运动时,由右手定则可知,导体棒中感应电流的方向为N到M,故A正确;
B.导体棒切割产生的感应电动势大小为
故导体棒两端的电势差大小为
故B错误;
C.导体棒所受的安培力大小为
故C正确;
D.电阻R的发热功率为
故D错误。
故选AC。
三、实验题(共16分)
11. 某实验小组的同学在研究电磁感应现象时,分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图,但图丙的电路不完整。
(1)图甲中,导体棒ab向左移动切割磁感线时,灵敏电流计的指针发生了偏转,若将蹄形磁铁上下两极颠倒,导体棒ab向左移动切割磁感线,灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)图乙中,下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是_____。
A. 条形磁铁向下插入线圈
B. 条形磁铁置于线圈中不动
C. 条形磁铁不动,线圈在条形磁铁的正下方上下运动
(3)图丙电路中的部分导线已连接,请将电路图补充完整______;正确连接电路后,要使电流表的指针发生偏转,下列可行的操作是______。
A.断开开关,线圈A插入线圈B
B.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C.闭合开关,线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D.闭合开关稳定时,再断开开关瞬间
【答案】(1)偏转 (2)AC
(3) ①. ②. BD
【解析】
【小问1详解】
根据感应电流的产生条件可知,将蹄形磁铁上下两极颠倒,导体棒向左移动切割磁感线时,回路中仍有感应电流产生,则灵敏电流计的指针发生偏转。
【小问2详解】
A.线圈不动,将条形磁铁向线圈中插入线圈,穿过线圈的磁通量增大,电路中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故A正确;
B.条形磁铁放在线圈里不动,穿过线圈的磁通量不变,电路中没有感应电流产生,灵敏电流计指针不偏转,故B错误;
C.磁体不动,将线圈上下移动,穿过线圈的磁通量不断变化,电路中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故C正确;
故选AC。
【小问3详解】
[1]实物图连接如图:
[2] A.本实验中线圈A与电源相连,通过改变线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象,故线圈B应与灵敏电流计相连,电路如图所示;断开开关,线圈A中没有电流,则线圈A周围没有磁场产生,则穿过线圈B的磁通量始终为零,则线圈B中没有感应电流产生,灵敏电流计指针不偏转,故A错误;
B.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左快速滑动,滑动变阻器接入电路的电阻值增大,回路中的电流减小,线圈A周围的磁场减弱,穿过线圈B的磁通量减小,线圈B中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故B正确;
C.闭合开关,线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动,穿过线圈B的磁通量不变,线圈B中没有感应电流产生,灵敏电流计指针不偏转,故C错误;
D.闭合开关稳定时,断开开关瞬间,穿过线圈B的磁通量减为零,则线圈B中有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故D正确。
故选BD。
12. 小华同学新买了两节同一型号的干电池,并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电,他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量.所选用的器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电压表V(量程为0~3V,内阻很大),定值电阻R0=10.0Ω,开关,导线若干,正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图2所示的—图像,并比较准确地测得了电源的电动势和内阻。
(1)测量的结果如图1乙、丙,则电压表的读数为__________V,电阻箱的读数为__________Ω;
(2)根据如图2所示的—图像,求出电源电动势E=________V,内阻r=______Ω。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】 ①. 2.60 ②. 86.3 ③. 2.94 ④. 1.47
【解析】
【详解】(1)[1]由题图1乙知电压表的分度值是0.1V,读数要估读到分度值的下一位,则电压表的读数为2.60V;
[2]电阻箱不需要估读,由题图1丙知电阻箱的读数为
0×100Ω+8×10Ω+6×1Ω+3×0.1Ω=86.3Ω
(2)[3]由闭合电路欧姆定律有
可得
由题图2可知,图线的纵轴截距的倒数等于该电源的电动势值,则E=2.94V;
[4]由图线的斜率可求得r=1.47Ω。
四、解答题(38分)
13. 某实验小组研究电磁感应,设计电路如图甲所示,一个总阻值,匝数的正方形金属线圈,与阻值的定值电阻连成闭合回路。线圈的边长,其内部空间(包括边界处)充满了垂直线圈平面向外的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。导线电阻不计,求:
(1)0~0.02s过程中,线圈产生的电动势大小;
(2)0~0.02s过程中,整个闭合电路产生的热量;
(3)0~0.02s过程中,通过电阻R的电荷量。
【答案】(1)6V;(2)0.024J;(3)0.004C
【解析】
【详解】(1)0~0.02s时,由法拉第电磁感应定律有
(2)由闭合电路欧姆定律有回路电流为
0~0.02s过程中,整个闭合电路产生的热量
(3)0~0.02s过程中,通过电阻R的电荷量
14. 如图所示,平面直角坐标系xOy在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在y<0的区域内存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从y轴上M点(0,L)以速度垂直于y轴射入电场,经匀强电场后从N点(2L,0)进入磁场,恰好从坐标原点O第一次射出磁场,不计重力。求:
(1)粒子从N点进入磁场时的速度大小v;
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从M点进入电场运动到O点离开磁场经历的时间t。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,设粒子加速度大小为,运动时间为,沿y轴负方向速度大小为,则
联立解得
(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示
设粒子进入磁场时的速度方向与x轴正向夹角为θ1,在磁场中的轨道半径为r,则
解得
θ1=45°
由几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力可得
得
(3)设带电粒子从N点运动到O点的时间为t2,则
t=t1+t2
联立解得
15. 固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨如图甲所示,导轨间距,左端与的电阻相连,导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,导体棒ab垂直放在导轨上。现给导体棒施加一水平向右的恒力F,测得导体棒速度随时间变化的图像如图乙所示。已知导体棒质量,有效阻值,磁场磁感应强度,其它电阻不计。
(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流;
(2)求时导体棒加速度的大小;
(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移,求该时间内电阻R上产生的热量。
【答案】(1)4.8A,方向由;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意可知,当导体棒的速度最大时,通过电阻R的电流最大,由图乙可知,导体棒的最大速度为
则感应电动势为
通过电阻R的电流为
由右手定则可知,电流通过电阻R的方向为由。
(2)根据题意可知,当导体棒速度最大时,外力F等于导体棒受到的安培力,则有
由图乙可知,当时,导体棒的速度为
感应电动势为
感应电流为
安培力为
对导体棒,由牛顿第二定律有
解得
(3)设导体棒开始运动后1s内安培力做功为,则由动能定理有
解得
则整个电路产生的焦耳热为
该时间内电阻R上产生的热量
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高二物理
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分,共计15题,共4页。满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围:选择性必修二第一章、第二章。
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. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C. 丙图中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
2. 光滑金属导轨L=0.4m,电阻不计,均匀变化的磁场穿过整个导轨平面,如图甲。磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙。金属棒ab的电阻为1,自t=0时刻开始从导轨最左端以v=1m/s的速度向右匀速运动,则( )
A. 1s末回路中感应电流为0.8A
B. 1s末回路中电动势为1.6V
C. 1s末ab棒所受磁场力为0.64N
D. 1s末ab棒所受磁场力水平向右
3. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮过程,螺线管Q端电势较高
B. 松开按钮过程,螺线管P端电势较低
C. 按住按钮不动,螺线管中会产生感应电动势
D. 按下和松开按钮过程,螺线管产生大小相同的感应电动势
4. 下列关于教材中四幅插图的说法,不正确的是( )
A. 图甲中,摇动手柄使得蹄形磁铁转动,则铝框会同向转动,且比磁铁转的慢
B. 图乙是真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈中会产生大量热量,从而冶炼金属
C. 图丙中,当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流,这利用了电磁感应原理
D. 图丁是毫安表的表头,运输时要把正、负接线柱用导线连在一起, 这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
5. 如图所示,图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。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,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
D. 图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
6. 如图所示,空间中的匀强电场水平向右,匀强磁场垂直纸面向里,一带电微粒沿着直线从M运动到N,以下说法正确的是
A. 带电微粒可能带负电
B. 运动过程中带电微粒的动能保持不变
C. 运动过程中带电微粒的电势能增加
D. 运动过程中带电微粒的机械能守恒
7. 如图所示,有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域,直角边长为,磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外。一边长为、总电阻为的正方形闭合导线框,从图示位置开始沿轴正方向以速度垂直磁场匀速穿过磁场区域。取电流沿的方向为正,则图中表示线框中感应电流随边位置坐标变化的图象正确的是( )
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,有多个选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. 如图为一回旋加速器的简图,和是两个半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略),质子在两盒之间被电场加速。设质子的电荷量为q,质量为m。当质子被加速到最大动能后,再将它们引出。下列说法正确的是( )
A. 质子每次经过两D形盒之间的缝隙后动能增加qU
B. 质子的最大动能随加速电压U的增大而增大
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为
D. 不改变交流电源的频率和磁感应强度大小B,该回旋加速器也可以用来加速粒子
9. 如图所示,一个半径为R的圆形磁场区域,磁感应强度大小为B,磁感应强度方向垂直纸面向里。一个粒子源从圆上的A点向各个方向不停地发射出相同速率的带正电的粒子(忽略粒子间的相互作用和粒子的重力),带电粒子的质量均为m,所带电荷量均为q,运动的半径均为r。下列说法正确的是( )
A. 若,则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是整个圆周
B. 若,则粒子在磁场中运动的最长时间为
C. 若,则粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周
D. 若,则粒子在磁场中运动的最长时间为
10. 如图所示,平行金属导轨水平放置,导轨左端连接一阻值为R的电阻,导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B,已知长度为l导体棒MN倾斜放置于导轨上,与导轨成θ角,导体棒电阻为r,保持导体棒以速度v沿平行于导轨方向匀速向右运动,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 导体棒中感应电流的方向为N到M
B. MN两端的电势差大小为
C. 导体棒所受的安培力大小为
D. 电阻R的发热功率为
三、实验题(共16分)
11. 某实验小组的同学在研究电磁感应现象时,分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图,但图丙的电路不完整。
(1)图甲中,导体棒ab向左移动切割磁感线时,灵敏电流计的指针发生了偏转,若将蹄形磁铁上下两极颠倒,导体棒ab向左移动切割磁感线,灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)图乙中,下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是_____。
A. 条形磁铁向下插入线圈
B. 条形磁铁置于线圈中不动
C. 条形磁铁不动,线圈在条形磁铁的正下方上下运动
(3)图丙电路中的部分导线已连接,请将电路图补充完整______;正确连接电路后,要使电流表的指针发生偏转,下列可行的操作是______。
A.断开开关,线圈A插入线圈B
B.闭合开关,滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C.闭合开关,线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D.闭合开关稳定时,再断开开关瞬间
12. 小华同学新买了两节同一型号的干电池,并用这两节干电池串联起来组成一个电源给手电筒供电,他利用如图1甲所示的电路对这个电源的电动势和内阻进行了测量.所选用的器材有:待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电压表V(量程为0~3V,内阻很大),定值电阻R0=10.0Ω,开关,导线若干,正确完成实验操作后利用取得的多组数据得到了如图2所示的—图像,并比较准确地测得了电源的电动势和内阻。
(1)测量的结果如图1乙、丙,则电压表的读数为__________V,电阻箱的读数为__________Ω;
(2)根据如图2所示的—图像,求出电源电动势E=________V,内阻r=______Ω。(计算结果保留三位有效数字)
四、解答题(38分)
13. 某实验小组研究电磁感应,设计电路如图甲所示,一个总阻值,匝数的正方形金属线圈,与阻值的定值电阻连成闭合回路。线圈的边长,其内部空间(包括边界处)充满了垂直线圈平面向外的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示。导线电阻不计,求:
(1)0~0.02s过程中,线圈产生的电动势大小;
(2)0~0.02s过程中,整个闭合电路产生的热量;
(3)0~0.02s过程中,通过电阻R的电荷量。
14. 如图所示,平面直角坐标系xOy在第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在y<0的区域内存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从y轴上M点(0,L)以速度垂直于y轴射入电场,经匀强电场后从N点(2L,0)进入磁场,恰好从坐标原点O第一次射出磁场,不计重力。求:
(1)粒子从N点进入磁场时的速度大小v;
(2)磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从M点进入电场运动到O点离开磁场经历的时间t。
15. 固定在水平桌面上的平行光滑金属导轨如图甲所示,导轨间距,左端与的电阻相连,导轨间有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,导体棒ab垂直放在导轨上。现给导体棒施加一水平向右的恒力F,测得导体棒速度随时间变化的图像如图乙所示。已知导体棒质量,有效阻值,磁场磁感应强度,其它电阻不计。
(1)求导体棒运动过程中通过电阻R的最大电流;
(2)求时导体棒加速度的大小;
(3)若导体棒开始运动后1s内通过的位移,求该时间内电阻R上产生的热量。
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