卷子答案网-一个不只有答案的网站选择性必修第2册全册综合小测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列四个选项中的四种磁场变化情况,能产生如图所示电场的是( )
2.如图所示,紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在电子秤的非磁性材料托盘(图中未画出)上,一条形磁铁(N极向下)从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒,空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到托盘的过程,下列说法正确的是( )
A.磁铁的机械能守恒
B.磁铁的加速度恒定
C.通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D.电子秤的示数比磁铁尚未运动时电子秤的示数大
3.如图所示是空间中某磁场的磁感应强度B随时间变化的图像,在它周围空间产生的电场中的某一点的电场强度E应是( )
A.逐渐增强 B.逐渐减弱 C.不变 D.无法确定
4.如图是安装在潜水器上深度表的电路简图,显示器由电流表改装而成,压力传感器的电阻随压力的增大而减小,电源电压、内阻不变,R0是定值电阻。在潜水器下潜过程中,电路中有关物理量的变化情况是( )
A.通过显示器的电流减小
B.R0两端的电压增大
C.传感器两端的电压增大
D.电路的总功率减小
5.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件,电脑正常工作;当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件,屏幕熄灭,电脑进入休眠状态。如图所示,一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件,元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子,通入方向向右的电流时,电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中,于是元件的前、后表面间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。则元件的( )
A.前表面的电势比后表面的低
B.前、后表面间的电压U与v无关
C.前、后表面间的电压U与c成正比
D.自由电子受到的洛伦兹力大小为
6.如图,理想变压器的原线圈与二极管一起接在u=220 sin 50πt(V)的交流电源上,副线圈接有R=55 Ω的电阻,原、副线圈匝数比为2∶1。假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,电流表为理想电表。则( )
A.副线圈的输出功率为110 W
B.原线圈的输入功率为110 W
C.电流表的读数为1 A
D.副线圈输出的电流方向不变
7.如图所示,在x≥0的区域有垂直于xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,现用力使一个等边三角形闭合导线框(粗细均匀)沿x轴向右匀速运动,运动中线框平面与纸面平行,BC边与y轴平行,从顶点A刚进入磁场开始计时,到线框全部进入磁场的过程中,其感应电流i(取顺时针方向为正)随时间变化的关系图线为( )
8.空间有一圆柱形匀强磁场区域,该区域的横截面的半径为R,磁场方向垂直于横截面。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场,离开磁场时速度方向偏离入射方向60°。不计重力,该磁场的磁感应强度大小为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.
如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由R1、R2和R3三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5∶1 改为10∶1后( )
A.流经R1的电流减小到原来的
B.R2两端的电压增加到原来的2倍
C.R3两端的电压减小到原来的
D.电阻上总的热功率减小到原来的
10.如图所示,导电物质为电子的霍尔元件样品置于匀强磁场中,表面与磁场方向垂直,图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后,三个电表都有明显示数,下列说法正确的是( )
A.通过霍尔元件的磁场方向向下
B.接线端2的电势低于接线端4的电势
C.仅将电源E1、E2反向接入电路,电压表的示数不变
D.若适当减小R1、增大R2,则电压表示数一定增大
11.
(a)
图(a)是用电流传感器(相当于电流表,其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路,图中两个电阻的阻值均为R,L是一个自感系数足够大的电感线圈,其直流电阻值也为R。图(b)是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后,通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像,下列说法中正确的是( )
(b)
A.甲是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
B.乙是开关S由断开变为闭合,通过传感器1的电流随时间变化的情况
C.丙是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
D.丁是开关S由闭合变为断开,通过传感器2的电流随时间变化的情况
12.如图所示,在光滑绝缘的水平面上方有两个方向相反的沿水平方向的匀强磁场,PQ为两磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B和B2=2B。一个竖直放置的边长为l、质量为m、电阻为R的正方形金属线框以初速度v沿垂直于磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时,线框的速度为,则下列判断正确的是( )
A.此过程中通过线框截面的电荷量为
B.此过程中线框克服安培力做的功为mv2
C.此时线框的加速度大小为
D.此时线框中的电功率为
三、非选择题(本题共5小题,共52分)
13.(10分)为制作电子吊秤,某物理小组找到一根拉力敏感电阻丝,拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变),它的电阻也会随之发生变化,其阻值R随拉力F变化的图像如图(a)所示。该小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”,电路中电源电动势E=3 V,内阻r=1 Ω;灵敏毫安表量程为0~10 mA,内阻Rg=50 Ω;R1是滑动变阻器,A、B两接线柱等高且固定。
图(a)
图(b)
现在这根拉力敏感电阻丝上套一轻质光滑绝缘环,并将电阻丝两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起,不计敏感电阻丝重力,具体步骤如下:
a.滑环下不吊重物时,闭合开关,调节滑动变阻器R1,使毫安表指针满偏;
b.滑环下吊已知重力的重物G,测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ;
c.保持滑动变阻器R1接入电路的电阻不变,读出此时毫安表示数I;
d.换用不同已知重力的重物,分别挂在滑环上,记录每一个重力值对应的电流值;
e.将毫安表刻度盘改装为重力刻度盘。
(1)写出拉力敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F= 。
(2)若图(a)中R0=100 Ω,图线斜率k=0.5 Ω/N,测得θ=60°,毫安表指针半偏,则待测重物的重力G0= N。
(3)改装后的重力刻度盘,其零刻度线在灵敏毫安表的 (填“零刻度”或“满刻度”)处,刻度线 (填“均匀”或“不均匀”)。
(4)若电源电动势不变,内阻变大,其他条件不变,用这台“吊秤”称量前,进行了a操作,则测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14.(6分)在“探究楞次定律”的实验中,某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时,将电池的负极与电流计的A接线柱连接,连接B接线柱的导线试触电池正极,发现指针指在如图1中的b位置。
图1
(1)现将电流计的两接线柱与图2中甲线圈的两个接线柱连接,将磁铁S极向下插入线圈时,电流计指针指示位置如图1中a所示,则与线圈C接线柱连接的是电流计的 接线柱。
图2
(2)若将电流计的A、B接线柱分别与图2中乙线圈的E、F接线柱连接,将磁铁从线圈中抽出时,电流计指针指示位置如图1中b所示,则磁铁的P端是 极。
15.(8分)如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V,副线圈两端电压为U2=220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2(电阻不变),绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V。(电表均为理想交流电表)
(1)求副线圈的匝数n2。
(2)当开关S断开时,电流表A1的示数I1=1 A,则A2的示数I2为多少
(3)在(2)中情况下,当开关S闭合时,电流表A1的示数I1'为多少
16.(9分)如图甲所示,电阻不计且间距为L=1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=2 Ω的电阻,虚线OO'下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量为m=0.3 kg、电阻Rab=1 Ω的金属杆ab从OO'上方某处以一定初速度释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3 m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=2.0 m/s,取g=10 m/s2。求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)金属杆ab下落0.3 m的过程中,通过R的电荷量q。
17.(8分)如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球,放在倾角θ=30°的足够长光滑绝缘斜面上,平行于斜面的绝缘轻质细绳一端与小球连接,另一端固定在斜面顶端小柱的A点。纸面是斜面的竖直截面。现在斜面所在区域加一水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,小球处于静止状态,此时细绳的拉力大小T=mg。已知重力加速度为g,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)若将连接小球的细绳剪断,小球在斜面上运动的最远距离为s,求磁感应强度B的大小。
18.(11分)如图为实验室筛选带电粒子的装置示意图,左端加速电极M、N间的电压为U1,中间速度选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场的磁感应强度B1=1.0 T,两极板间电压U2=1.0×102 V,两极板间的距离D=2 cm,速度选择器右端是一个底面半径R=20 cm的圆筒,可以围绕竖直中心轴顺时针转动,筒壁的一个水平圆周上均匀分布着8个小孔(O1至O8),圆筒内部有竖直向下、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。一带电荷量大小为q=1.60×10-19 C、质量为m=3.2×10-25 kg的带电粒子,从静止开始经过加速电场后匀速穿过速度选择器,圆筒不转时,粒子恰好从小孔O8射入,从小孔O3射出。若粒子碰到圆筒就被圆筒吸收。求:
(1)加速器两极板间的电压U1的大小;
(2)圆筒内匀强磁场的磁感应强度B2的大小,并判断粒子带正电还是负电;
(3)要使粒子从一个小孔射入圆筒后能从正对面的小孔射出(如从O1进入,从O5射出),则圆筒匀速转动的角速度为多大
参考答案：
1-5BDCBD
6-8ABA
9.CD
10.ABC
11.BC
12.ABC
13.
(1)(2分)
(2)600(2分)
(3)满刻度(2分) 不均匀(2分)
(4)不变(2分)
14.
(1)B(3分) (2)S(3分)
15.
(1)110匝 (2)15 A (3)2 A
16.
(1)3.0 T (2)0.24 C
17.
(1) (2)
18.
(1)25 V (2)5.0×10-2 T 负电
(3)×105 rad/s(n=0,1,2,3,…)
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