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1、 浙江省富阳市第二中学2021年高二物理下学期第三次质量检测试卷及答案 一、选择题(共9题)1.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A从a到b,上极板带正电B从a到b,下极板带正电C从b到a,下极板带正电D从b到a,上极板带正电2.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()A流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB流
2、过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b3.如图所示为电流天平,可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为N的矩形线圈,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,当线圈中通有电流I(方向如图)时,发现天平的右端低左端高,下列哪些调节方案可以使天平水平平衡()A仅减小电流大小B仅增长线框的宽度lC仅减轻左盘砝码的质量D仅增加线圈的匝数4.请你应用已经学过的电磁学知识,判断以下不正确的是()A我国上空水平飞行的客机,机翼上有微弱的电流B电动机启动后,随着转速的加快,其消耗的电功率也随之增加C
3、雷雨天,我们不可以在树下躲雨D电动机可以作为发电机来提供电源5.绕在铁芯上的线圈组成如图甲所示的闭合回路,在线圈的正下方放置一封闭的金属环。线圈的右侧区域分布着变化的磁场,磁感应强度的大小按图乙所示的哪种变化,才能使金属环受到向上的吸引力()6.如图为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY(O是线圈中心),则()A从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D从O到Y,电流
4、由E经G流向F,先增大再减小7.如图,一有界区域内,存在着磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁场宽度均为L。现有一边长为的正方形线框abcd,在外力作用下,保持ac垂直磁场边缘,并以沿x轴正方向的速度水平匀速地通过磁场区域,若以逆时针方向为电流正方向,下图中能反映线框中感应电流变化规律的图是()8.如图所示,长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极,两极间距为d,极板面积为S,这两个电极与可变电阻R相连在垂直前后侧面的方向上,有一匀强磁场,磁感应强度大小为B发电导管内有电阻率为的高温电离气体,气体以速度v向右流动,并通过专用管
5、道导出由于运动的电离气体,受到磁场的作用,将产生大小不变的电动势(设电阻定律适用于此物理过程)若不计离子间的相互作用及气体流动时的阻力,由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率为P()2R。调节可变电阻的阻值,根据上面的公式或你所学过的物理知识,可求得可变电阻R消耗电功率的最大值为()ABCD9.如图所示,光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内,并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中。有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动,最终恰好静止在A点。在运动过程中,导体棒与导轨始终构成等边三角形回路,且通过A点的总电荷量为Q。已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R,其余电阻不计
6、。则()A.该过程中导体棒做匀减速运动B.该过程中接触电阻产生的热量为C.开始运动时,导体棒与导轨所构成回路的面积为D.当导体棒的速度为时,回路中感应电流大小为初始时的一半二、多项选择(共3题)1.在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是()A奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应解释了电和磁之间存在联系B安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说C法拉第在实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近固定导线圈中,会出现感应电流D楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应
7、电流的磁通量的变化2.如图所示,A、B为不同金属制成的正方形线框,导线截面积相同,A的边长是B的2倍,A的密度是B的1/2,A的电阻率是B的2倍,当它们的下边在同一高度竖直下落,垂直进入如图所示的磁场中,A框恰能匀速下落,那么()AB框一定匀速下落B进入磁场后,A、B中感应电流强度之比是2:1C两个框全部进入磁场的过程中,通过截面的电荷量相等D两个框全部进入磁场的过程中,产生的热量之比为2:13.如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场。在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c
8、点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放,下列判断正确的是()A小球能越过d点并继续沿环向上运动B当小球运动到d点时,不受洛伦兹力C小球从d点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能减小D小球从b点运动到c点的过程中,经过弧中点时速度最大三、实验,探究题(共2题)1.某同学从市场上买了一只额定电压为3.2V的LED灯,为了研究它的特点,进行了以下实验:(1)研究LED灯的单向导通性。先对多用电表进行机械调零,再将选择开关拨到“1k”挡,进行欧姆调零。当将红、黑表笔分别接触LED灯的A、B两接线端,表的指针如图甲所示;将红、黑表
9、笔分别接触LED灯的B、A两接线端,表的指针如图乙所示;则可判断LED灯(填“是”或“否”)具有单向导通性。(2)测绘LED小灯珠的伏安特性曲线。实验所用的仪器:电压表(内阻约为5000),电流表(内阻约5),滑动变阻器(010),电池组(4.5V),开关和导线若干。请在图丙中用笔画线代替导线完成实验电路的连接。实验时电压表和电流表的读数见下表。请在坐标纸中画出LED灯的伏安特性曲线。说出LED灯与普通小灯泡的伏安特性曲线的最显著区别。2.2013年12月14日晚上9点14分左右嫦娥三号月球探测器平稳降落在月球虹湾,并在4分钟后展开太阳能电池帆板。这是中国航天器第一次在地外天体成功软着陆,中国
10、成为继美国、前苏联之后第三个实现月面软着陆的国家。太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。(1)为了达到上述目的,应选用图1中的哪个电路图(填“甲”或“乙”);(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池的电阻_(填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时,太阳能电池的电阻约为_。(保留一位有效数
11、字)(3)该实验小组在另一实验中先用一强光照射太阳能电池,并用如图3电路调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。再减小实验中光的强度,用一弱光重复实验,测得U-I曲线b,见图4.当滑动变阻器的电阻为某值时,若曲线a的路端电压为1.5V。则滑动变阻器的测量电阻为,曲线b外电路消耗的电功率为W(计算结果保留两位有效数字)。四、计算题(共4题)1.如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度匀速转动,圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条OP、OQ、OR,辐条互
12、成120角。在圆环内,圆心角为120的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN与一个LED灯(可看成二极管,发光时,电阻为r)。圆环及其它电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时。(1)顺磁感线方向看,圆盘绕O1O2轴沿什么方向旋转,才能使LED灯发光?在不改变玩具结构的情况下,如何使LED灯发光时更亮?(2)在辐条OP转过60的过程中,求通过LED灯的电流;(3)求圆环每旋转一周,LED灯消耗的电能。2.如图所示,光滑的水平桌面处于磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。桌面上放置质量为M、宽为L的U形金属框架,其ab部分的电阻为R,其
13、他部分电阻不计。质量为m、电阻为R的金属棒cd放在框架上,它们之间的动摩擦因数为。cd棒通过不可伸长的细线与一个固定在O点的力传感器相连。当框架在水平恒定拉力F的作用下(F的大小未知)由静止开始向右运动过程中,力传感器的读数从mg变为最终的2mg.求:(1)框架开始运动时的加速度大小。(2)框架最终运动时速度大小。3.有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示。加速电场的电压为U,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1,磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离
14、子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器。测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为d/2。(题中的U、m、q、R、d都为已知量)(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小;(2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;(3)现将离子换成质量为4m,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变。磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离。4.如图所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距为L。紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管,两管口正好位于小孔M、N处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源,板b与c间还存在方向垂直