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2023-2024学年度 鲁科版物理选择性必修2 全册过关综合性考试 A卷
试卷后附解析
考试范围:xxx;考试时间:75分钟;命题人:xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
请添加修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R.与R并联的是一个理想交流电压表,D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A、B间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin 100πt V,则交流电压表示数为( )
A.10V B.20V C.15V D.14.14V
2.已知氚核的质量约为质子质量的3倍,电荷量与质子电荷量相等。现在质子和氚核以大小相同的速度在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.质子和氚核运动半径之比为 B.质子和氚核运动半径之比为
C.质子和氚核运动周期之比为 D.质子和氚核运动周期之比为
3.通电矩形导线框abcd与通有恒定电流的长直导线AB在同一平面内且相互平行,电流方向如图所示。关于AB的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是( )
A.线框有两条边所受安培力方向相同
B.cd边所受安培力垂直纸面向外
C.线框中所受安培力合力向右
D.线框中有两条边所受安培力大小相同
4.如图,半径为R的圆是与一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),ab为其直径,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。一带电粒子以速率v0从a点沿与ab夹角方向射入磁场,并从b点离开磁场。不计粒子重力。则粒子的比荷为( )
A. B. C. D.
5.下列有关电磁灶的工作情况的描述正确的是( )
A.电磁灶是利用电阻丝通电后发热给食物加热的
B.电磁灶是利用电磁感应现象产生的感应电流给食物加热的
C.可以用陶瓷制品放在电磁灶上给食物加热
D.电磁灶工作时灶面温度很高,远大于室内温度
6.超导是当今高科技的热点。当一块磁体靠近超导体时,超导体会产生强大的电流,对磁体有排斥作用。这种排斥为可以使磁体悬浮于空中,磁悬浮列车就采用了这种技术。关于磁体悬浮,下列说法中正确的是( )
A.超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相反
B.超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相同
C.超导体使磁体处于超重状态
D.超导体使磁体处于失重状态
7.电阻﹑电容和电感三个物理量的单位及符号分别是( )
A.欧姆Ω、亨利H和法拉F B.法拉F、欧姆Ω和亨利H
C.亨利H、欧姆Ω和法拉F D.欧姆Ω、法拉F和亨利H
评卷人得分
二、多选题
8.如图所示,发电站通过升压变压器、高压输电线路和降压变压器将产生的电能输送给用户,已知某发电站输出功率为500kW,输出电压为500V,升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶5,高压输电线路的总电阻为1.5Ω,降压变压器的输出电压为220V,不计变压器的能量损耗,其余线路电阻不计,则( )
A.升压变压器的副线圈两端的电压为2500V
B.输电线路上损耗的功率为30kW
C.降压变压器的原、副线圈匝数比为5∶1
D.用户得到的功率为440kW
9.如图所示,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,以速率沿逆时针方向匀速转动.若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的磁场.设运动过程中小球带电量不变,那么
A.小球对玻璃环的压力一定不断增大
B.小球受到的磁场力一定不断增大
C.小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动
D.磁场力对小球一直不做功
10.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6 V,内阻均不计,下列说法正确的是( )
A.S与a接通的瞬间,R中无感应电流
B.S与a接通稳定后,R两端的电压为0
C.S与b接通稳定后,R两端的电压为3 V
D.S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2∶1
11.如图,三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距,均通有电流I,L2中电流向与L3中的相同,L1与L3中的相反。下列说法正确的是( )
A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B.L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面平行
C.L1,L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12.某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连,指示灯的接线柱D应与接线柱 相连(均选填“A”或“B”);
(2)当环境温度升高时,继电器的磁性将 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)如果要使报警电路在更高的温度报警,下列方案可行的是 。
A.适当减小U1 B.适当增大U1
C. 适当减小U2 D.适当增大U2
13.某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。
(1)在甲图中,闭合开关S后,将滑片P向右迅速移动的过程中,线圈B中的磁通量 (选填“增大”或“减小”)。
(2)在乙图中,将导体棒上下运动的过程中,电表指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(3)在丙图中,将条形磁铁向下插入线圈的过程中,感应电流从 (选填“正”或“负”)极接线柱流入电表。如果线圈两端取下电流计不接任何原件,则线圈中将
A.仍然有感应电流 B.无感应电流,只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向 D.可以用楞次定律判断感应电动势方向。
评卷人得分
四、解答题
14.如图所示,单匝矩形线框的质量为,电阻为,短边,长边,现用一根能承受最大拉力的细线沿竖直方向拴在边的中点处,使线框处于静止状态。矩形线框的虚线过、边的中点,从某时刻起,在上方加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为(为正常量)。从时刻开始,一段时间后,细线被拉断,设细线被拉断后磁场不再变化,边穿出磁场时线框的速度为。求:
(1)细线断裂前线框的电功率;
(2)从时刻到细线拉断时通过导线横截面的电荷量。
15.如图所示,光滑的平行导轨间距为L倾角为θ,处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源。电路中有一阻值为R的电阻,其余电阻不计,将质量为m的导体棒由静止释放后沿导轨下滑,求:
(1)导体棒在释放瞬间的加速度的大小;
(2)若保持通过导体棒的电流不变,改变两导轨间的磁场方向,导体棒能够在导轨上静止,磁感应强度的最小值B0的大小为多少。
16.如图所示,足够长的竖直放置的“”形光滑导轨的间距L=0.2m,导轨上端接一阻值R1=0.4Ω的定值电阻,一电阻R2=0.1Ω的导体棒ab与导轨垂直且接触良好,整个装置处于磁感应强度大小B=1T,方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场中。现将ab由静止释放,最终导体棒以大小v=20m/s的速度匀速下滑。导轨电阻及空气阻力均不计,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)当导体棒ab匀速下滑时,回路中通过的电流I;
(2)导体棒ab的质量m。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
分析:交流电压表示数为有效值,注意二极管的单向导电性,使得半个周期内R通路,另半个周期内R断路,从而利用热效应即可求解;
解析:二极管具有单向导电性,使得半个周期内通路,另半个周期内R断路.在正半周内,交流电的有效值为20V,故一个周期内的电阻发热为,解得,答案:项D正确,选项ABC错误.
点拨:考查交流电的有效值求解,注意正弦交流电表的示数为有效值以及有效值与最大值的关系,同时注意二极管的单向导电性.
2.B
解析:AB.带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力充当向心力有
可得
若质子、氚核在同一匀强磁场中做匀速圆周运动时的速度相同,则它们做圆周运动的半径比等于它们比荷的反比。质子和氚核运动半径之比
故A错误,B正确;
CD.带电粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
质子和氚核运动周期之比
故CD错误。
答案:B。
3.D
解析:AB.直导线中的电流方向由A到B,根据安培定则,导线右侧区域磁感应强度方向向内。再根据左手定则,ab边受向左的安培力,bc边受到向上的安培力,cd边受到向右的安培力,ad受到向下的安培力,方向全不同,故AB错误;
CD.离AB越远的位置,磁感应强度越小,故根据安培力公式
F = BIL
ab边受到的安培力大于cd边,bc边受到的安培力大小等于da受到受到的安培力但方向相反,线框所受安培力的合力向左,故C错误、故D正确。
答案:D。
4.C
解析:根据牛顿第二定律得
根据直角三角形得
解得
答案:C。
5.B
解析:A.电磁灶是利用电磁感应原理制成的,故A错误;
B.产生热量的原因是利用交变电流产生交变磁场,使放在灶台上的锅体内产生的涡流而将电磁能转化为热量,故B正确;
C.不可用陶瓷容器盛放食物在电磁灶上加热,因为陶瓷容器属于非金属,不会被磁化,产生涡流,故C错误;
D.电磁灶表面用绝缘材料制成,工作时灶面温度不高,与室内温度相同,故D错误。
答案:B。
6.A
解析:AB.超导体中电流产生的磁场方向与磁体的磁场方向相反,产生了排斥力,这种排斥力可以使磁体悬浮于空中,故A正确,B错误;
CD.排斥力可以使磁体悬浮于空中,所以超导体对磁体的力与磁体的重力平衡,故CD错误。
答案:A。
7.D
解析:电阻、电容和电感三个物理量的单位和符号分别是欧姆Ω、法拉F和亨利H,故D正确,A、B、C错误;
答案:D.
8.AD
解析:A.升压变压器的副线圈两端的电压为
故A正确;
B.输电线路中的电流为
输电线路上损耗的功率为
故B错误;
C.输电线路上损耗的电压为
降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器的原、副线圈匝数比为
故C错误;
D.用户得到的功率为
故D正确。
答案:AD。
9.CD
分析:变化的磁场产生感生电场,由楞次定律判断出感生电场方向,然后判断带电小球受到的电场力方向,判断小球的运动性质,然后判断小球对环的压力如何变化,判断小球受到的磁场力如何变化.
解析:磁感应强度竖直向上,B随时间成正比增加,由楞次定律可知,变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向;小球带正电,小球所受电场力沿顺时针方向,与小球的运动方向相反,小球做减速运动,当小球速度减小到零后,小球反向,即沿顺时针方向加速运动,速度不断增加;小球在水平面内做圆周运动,环对小球的弹力提供向心力,小球速度先减小后增大,小球所需向心力先减小后增大,环的弹力先减小后增大,小球对环的压力先减小后增大,故A错误;由于小球的速度先减小后增大,由洛伦兹力公式可知,小球受到的磁场力先减小后增大,故B错误;小球先沿逆时针方向减速运动,过一段时间后沿顺时针方向加速运动,故C正确;洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直,磁场力对小球不做功,故D正确;答案:CD.
点拨:本题考查了楞次定律的应用,由楞次定律判断出感生电场的方向,是正确解题的前提与关键;根据感生电场方向判断出带电小球受力方向,即可正确解题.
10.BC
解析:A.在S与a接通的瞬间,由于电流由零突然变大,所以线圈中的磁通量会发生变化,副线圈中的R会有感应电流,故A错误;
B.在S与a接通稳定后,电路中的电流稳定,磁通量不会发生变化,所以副线圈中不会有感应电流产生,电阻R两端的电压为0,故B正确;
C.在S与b接通稳定后,由于b是交流电源,根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压为3V,故C正确;
D.变压器不会改变交流电源的频率,所以原、副线圈中电流的频率是相同的,故D错误.
答案:BC。
11.AB
解析:A.同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.对L1受力分析,如图所示,可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面垂直,故A正确;
B.对L3受力分析,如图所示,可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面平行,故B正确;
CD.设三根导线两两之间的相互作用力为F,则L2、L3受到的磁场力的合力等于F,L1受的磁场力的合力为,即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为,故CD错误.
答案:AB。
12. B A 增大 A
解析:(1)[1][2]由于B接通时警铃响,A接通时指示灯亮,因此C接B,D接A。
(2)[3]由于热敏电阻随温度升高,阻值减小,回路的电流强度增大,因此继电器的磁性增大。
(3)[4]温度更高时,热敏电阻阻值更小,而报警电流不变,因此应适当降低U1值。
答案:A。
13. 增大 不偏转 正 BD/DB
解析:(1)[1]在甲图中,闭合开关S后,将滑片P向右迅速移动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流变大,线圈A产生的磁场增强,线圈B中的磁通量增大。
(2)[2]在乙图中,将导体棒上下运动的过程中,导棒不切割磁感线,没有感应电流产生,电表指针不偏转。
(3)[3]在丙图中,将条形磁铁向下插入线圈的过程中,线圈中的磁场方向向上,磁通量增加,闭合电路中有感应电流产生,由楞次定律可知,感应电流从电表的正极接线柱流入电表。
[4]如果线圈两端取下电流计不接任何原件,在线圈中磁通量发生变化时,即使线圈不闭合,线圈中也有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势,同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向,BD正确,AC错误。
答案:BD。
14.(1);(2)
解析:(1)由知,磁感应强度变化率为
由法拉第电磁感应定律知,回路产生的感应电动势恒为
回路的感应电流大小
故细线断裂前线框的电功率
(2)细线拉断的瞬间,对矩形线框,由平衡条件
又
解得绳断裂经历的时间
故从时刻到细线拉断时通过导线横截面的电荷量
15.(1) ;(2)
解析:(1)受力分析如图所示,导体棒受重力mg、支持力FN和安培力F,由牛顿第二定律
mgsin -Fcos =ma
F=BIL
I=
可得
(2)当磁场垂直于倾斜导轨向下时,安培力方向沿导轨向上,此时的安培力最小,磁感应强度也是最小值
故得
16.(1)8A;(2)0.16kg
解析:(1)当导体棒匀速下滑时,导体棒上产生的感应电动势
此时回路中通过的感应电流
解得
(2)由物体的平衡条件有
解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页