高二年級學生自主檢測（二）物理試題1.如圖所示，傾角為θ的光滑絕緣斜面固定在水平地面上，磁感應強度大小為B的勻強磁場垂直紙面向外。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊從斜面的頂端由靜止釋放。重力加速度為g，滑塊滑到斜面某位置時，恰好不受斜面的彈力，則在該位置滑塊的速度大小為()2.如圖所示是顯像管的原理示意圖，圖中虛線框區(qū)域中有垂直于紙面的磁場，該磁場會使電子槍射出的速率相同的高速電子束發(fā)生偏轉，最后電子打在熒光屏上，電子重力忽略不計。下列說法正確的是()A.磁場對電子的磁場力對電子做正功或負功B.電子經(jīng)過偏轉磁場時，做類平拋運動C.電子打到熒光屏上不同位置的速度大小相等D.若電子束打在Q點，則偏轉磁場垂直紙面向外3.以下四幅圖片中：圖甲是手機無線充電技術；圖乙是真空冶煉爐；圖丙是在勻強磁場內(nèi)運動的閉合線框；圖丁是研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，閉合開關電路穩(wěn)定時燈泡發(fā)光，流過電感線圈的電流大于燈泡中的電流。下列說法正確的是()A.圖甲中，手機無線充電技術是利用自感現(xiàn)象制成的B.圖乙中，真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置C.圖丙中，閉合線框中b點的電勢高于c點的電勢D.圖丁中，電路開關斷開瞬間，燈泡A會立即熄滅4.交流發(fā)電機由n匝閉合矩形線框組成，線框的總電阻為R。如圖所示為線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉動時，穿過線框的磁通量Φ與時間t的關系圖像。下列說法正確的是()時刻線框平面與中性面重合B.線框的感應電動勢最大值為C.線框轉一周外力所做的功為D.從t=0到t=T過程中線框的平均感應電動勢為5.如圖所示，截去一半的塑料瓶周圍貼上三塊強磁鐵，用木棍從內(nèi)部撐起塑料瓶，它的兩邊有用木棍支撐起倒立的鋁質(zhì)的易拉罐，當從上往下看順時針轉動中間的塑料瓶時，那么兩邊的易拉罐轉動情況是()A.兩邊的易拉罐不動B.兩邊的易拉罐都是逆時針轉動C.兩邊的易拉罐都是順時針轉動D.穩(wěn)定時，易拉罐轉動的角速度等于塑料瓶轉動的角速度6.2024年11月14日，深圳國際家電產(chǎn)品展覽會開展，參展產(chǎn)品中南北美洲的絕大多數(shù)國家家用電器的額定電壓是110V，這類用電器不能直接接到我國220V的照明電路上。如圖甲為一臺南北美洲的小發(fā)電機的結構示意圖，內(nèi)阻r為0.7Ω的線圈在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖像如圖乙所示。外接電表均為理想交流電表，電阻R的阻值為9.3Ω,則()A.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值為220V，電動勢的有效值為110VB.電流表的示數(shù)為11A，電壓表的示數(shù)為110VC.發(fā)電機的輸出功率為1100WD.在t=0.02s時，穿過線圈的磁通量變化率為零7.如圖所示，兩個相同的條形磁鐵置于水平粗糙桌面上，N、S極正對。在兩磁鐵的豎直對稱軸上某點固定一垂直于紙面的長直導線，導線中通以向里的恒定電流，則下列說法正確的是()A.長直導線不受安培力B.長直導線所受安培力方向豎直向上C.兩條形磁鐵對桌面的壓力均小于各自的重力D.放上該長直導線后兩條形磁鐵與桌面間的摩擦力一定減小8.如圖所示兩個可視為質(zhì)點、質(zhì)量均為m的物塊甲、乙放在絕緣水平桌面上，其中物塊甲光滑且不帶電，物塊乙?guī)д姡姾闪繛閝，與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ。物塊甲、乙之間用一根不可伸長的輕繩連接，整個空間處于垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小為B?，F(xiàn)將一水平向左、大小為F的恒力作用于物塊甲上使兩物塊由靜止開始運動，則下列說法正確的是()A.輕繩中的拉力先增大最終等于FB.兩物塊做加速度增大的加速運動最終勻速C.兩物塊最終穩(wěn)定時的速度為D.若穩(wěn)定后突然撤去F，兩物塊將一起做加速度增大的減速運動直至停止9.如圖所示為研究自感現(xiàn)象的電路，圖中甲、乙兩個小燈泡完全相同，L為自感系數(shù)很大的線圈，其直流電阻小于定值電阻R。則下列說法正確的是()A.開關閉合的瞬間，甲燈先亮，乙燈后亮B.斷開開關的瞬間，甲、乙兩燈立即熄滅C.斷開開關的瞬間，甲燈先變亮再慢慢熄滅D.斷開開關的瞬間，乙燈中的電流反向10.如圖所示，空間內(nèi)存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場方向水平向右，電場強度大小為E，磁場方向垂直于紙面向里，一電荷量為q的小球，在與磁場垂直的平面內(nèi)沿直線運動，該直線與電場方向夾角為45。，a、b（圖中未標出）為直線軌跡上的兩點，兩點間距離為d。已知重力加速度為g，小球在a點的速度大小為v，則下列說法正確的是()A.小球質(zhì)量為B.磁感應強度大小為C.小球由a運動到b的時間為2D.小球由a運動到b的過程中電場力做功的大小為·、i2Eqd211.某風力發(fā)電機的葉片轉動時可形成直徑為D的圓面，設風速恒定為v，風向恰好垂直于葉片轉動面，已知空氣的密度為P，該風力發(fā)電機能將此圓面內(nèi)空氣動能的12%轉化為電能。則下列說法中正確的是A.發(fā)電機主要是利用電磁感應的原理工作的B.在時間t內(nèi)經(jīng)過風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的質(zhì)量為pπD2vtC.在時間t內(nèi)經(jīng)過風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的動能為D.此風力發(fā)電機的發(fā)電功率為12.如圖所示，邊長為L的等邊三角形ABC內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應強度大小為B0的勻強磁場，D是AB邊的中點，一質(zhì)量為m、電荷量為-q（q>0）的帶電的粒子從D點以速度v平行于BC邊方向入射磁場，不考慮帶電粒子受到的重力，下列說法正確的是()A.粒子可能從B點射出B.若粒子垂直于BC邊射出，則粒子做勻速圓周運動的半徑為C.若粒子從C點射出，則粒子在磁場中運動的時間為D.所有從AB邊射出的粒子，其在磁場中運動的時間均相等13.（6分）某物理小組的同學設計了用磁感應強度傳感器探究線圈中磁場變化產(chǎn)生感應電流的實驗。如圖甲所示，他將一條形磁鐵放在轉盤上，磁鐵可隨轉盤轉動，另將一磁感應強度傳感器固定在轉盤旁邊，磁感應強度傳感器上還套有一帶有絕緣外層的閉合導線圈（圖中未畫出），感應電流產(chǎn)生的磁場對原磁場的磁感應強度產(chǎn)生影響不計，轉動轉盤（及磁鐵），磁感應強度測量值周期性地變化，該變化周期與轉盤轉動的周期一致，該同學取向右為正方向在計算機上得到了如圖乙所示的圖像，請完成下面填空：（1）在圖像記錄的這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的交流電________（填“是”或“不是”）按正弦變化的。（2）在圖像記錄的這段時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的交流電的頻率________（填“先不變，后變小”“不變”或“先不變，后變大”）。（3）在t=0.15s時刻，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的方向________（填“不變”或“變化”）。（4）在0.10~0.15s時間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應電流________（填“逐漸減小”“不變”或“逐漸增大”）。14.（9分）霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應制作的一種磁場傳感器，廣泛地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處理等方面，通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等參數(shù)，霍爾電壓U、電流I和磁感應強度大小B的關系為式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)，d為導體厚度，如圖所示。實驗表明，銅以及大多數(shù)金屬的導電物質(zhì)是帶負電荷的電子。（1）霍爾元件通以如圖所示的電流I時，若所用的金屬是銅，則電壓表的正接線柱應接在接線柱________（選填“3”或“4”）。（2）若某種導電材料中同時含有可自由移動的正、負電荷，則該材料________（填“能”或“不能”）用于制作霍爾元件，理由是________。（3）已知霍爾元件的厚度為d，寬度為b，磁感應強度大小為B，自由電荷帶電量為q，單位體積內(nèi)自由電荷的個數(shù)為n，自由電荷的平均定向移動速率為v，則金屬板上、下兩面之間的電勢差（霍爾電壓）U=________（用含v的式子表示），則霍爾系數(shù)K=________。15.（10分）現(xiàn)代科學儀器常利用電場、磁場控制帶電粒子的運動?，F(xiàn)有這樣一個簡化模型：如圖所示，一上、下表面水平的長方體ABCD-abcd區(qū)域內(nèi)存在沿豎直向下方向的勻強電場（圖中未畫出），將質(zhì)量為m，電荷量為+q（q>0）的帶正電粒子從長方形ADda對角線的交點以水平速度v0射入長方體區(qū)域，剛好從BC的中點飛出該區(qū)域。已知AB長為s，Aa高為h，不計粒子的重力。求：（1）長方體ABCD-abcd區(qū)域內(nèi)電場強度E的大??；（2）若撤去電場，加上勻強磁場，粒子也從BC的中點飛出該區(qū)域，則磁感應強度B的大小和方向；（3）在（2）基礎上，若粒子在磁場中的偏轉角為θ,求分別加電場和磁場時，粒子在該區(qū)域運動的時間之比。（結果可以用三角函數(shù)和角度表示）16.（10分）如圖所示，在平面直角坐標系的第一象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B。第二象限存在豎直向下的勻強電場，電場強度大小為E。一比荷為k不計重力的帶正電的粒子，從x軸上的M點（圖中未畫出）沿y軸正方向以初速度v0（未知）射入磁場，剛好垂直y軸進入第二象（1）粒子的初速度v0；（2）M點的坐標。17.（10分）如圖所示，線圈abcd的面積是0.04m2，共500匝，線圈的總電阻r=10Ω,外接電阻R=90Ω,勻強磁場的磁感應強度大小方向垂直紙面向里，從線圈處于與中性面垂直的平面開始計時（取此時電動勢為正），當線圈繞垂直磁場的轉軸以300r/min的轉速勻速旋轉時，求：（圖中電表均為理想交流電表）（1）線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；（2）線圈轉過1s時電動勢的瞬時值大?。唬?）電路中，電壓表和電流表的示數(shù)。18.（15分）如圖所示，傾角α=24°、間距d=1m的平行金屬導軌傾斜放置。導軌頂端接有R=4Ω的電阻，e、f為其底端。斜軌道ab的下方有磁感應強度大小為B=1T、方向豎直向下的勻強磁場。質(zhì)量為m=0.135kg、長度為d=1m、電阻為r=2Ω的導體棒MN垂直傾斜導軌放置，與磁場邊界ab的距離為s0=0.5m?，F(xiàn)將導體棒MN由靜止釋放，已知導體棒到達斜軌道底部前已勻速，ab離傾斜導軌底端距離為s=2m，取cos24°=0.9，sin24°=0.4，重力加速度g取10m/s2。不計一切摩擦，不考慮電磁輻射，金屬導軌電阻不計，導體棒始終與導軌接觸且垂直。求：（1）導體棒MN剛進入磁場時MN兩端的電壓；（2）導體棒MN在磁場中勻速運動時的速度大??；（3）導體棒MN在傾斜導軌上運動的時間和產(chǎn)生的焦耳熱。參考答案、提示及評分細則1.B由左手定則可知，滑塊所受洛倫茲力垂直斜面向上，滑塊滑至某位置時恰好不受彈力，則mgcosθ=qvB，解得正確。2.C磁場的洛倫茲力對電子不做功，電子打到熒光屏上不同位置的速度大小相等，A錯誤，C正確；電子經(jīng)過偏轉磁場時，洛倫茲力始終與速度垂直，方向一直在變，電子不做類平拋運動，B錯誤；電子帶負電，根據(jù)左手定則，偏轉磁場垂直紙面向里，D錯誤。3.B圖甲中，無線充電利用電磁感應原理，當充電底座的發(fā)射線圈中通有交變電流時，發(fā)射線圈產(chǎn)生交變的磁場，根據(jù)電磁感應原理，在接收線圈中產(chǎn)生感應電流，實現(xiàn)對接收充電設備的充電，無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是“互感現(xiàn)象”，選項A錯誤；圖乙中，真空冶煉爐是用渦流來熔化金屬對其進行冶煉的，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，這時被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化，選項B正確；圖丙中，根據(jù)右手定則可以判斷c點的電勢高于b點的電勢，選項C錯誤；圖丁中，閉合開關電路穩(wěn)定時燈泡發(fā)光，流過電感線圈的電流大于燈泡中的電流，電路開關斷開瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小，則線圈相當于電源，與燈泡組成新的回路，則燈泡A會先閃亮再緩慢熄滅，選項D錯誤。4.C由圖像可知，時刻穿過線圈的磁通量為零，線框處于與中性面垂直的平面，A錯誤；線框的感應電動勢最大值為錯誤；線框的感應電動勢有效值為根據(jù)功能關系可知，線框轉一周外力所做的功為正確；從t=0到t=T過程中線框的平均感應電動勢為零，D錯誤。5.B由于塑料瓶帶動磁鐵轉動過程中，穿過易拉罐的磁通量不斷變化，從而產(chǎn)生感應電流，易拉罐將受到安培力作用而轉動，屬于電磁驅(qū)動，所以若塑料瓶順時針旋轉，則左右兩邊的易拉罐都是逆時針轉動，易拉罐轉動的角速度小于塑料瓶轉動的角速度，B正確。6.D由題圖乙可知，發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值，電動勢的有效值E=110V，選項A錯誤；電流表的示數(shù)為，電壓表測量的是電阻R兩端的電壓，則電壓表示數(shù)為,選項B錯誤；發(fā)電機的輸出功率P=IU=1125.3V，選項C錯誤；在0.02s時刻，由題圖乙可知此時的電動勢為零，感應電動勢與磁通量的變化率成正比，該時刻穿過線圈的磁通量變化率為零，選項D正確。7.C長直導線處的磁感應強度水平向右，根據(jù)左手定則可知安培力方向豎直向下，A、B錯誤；根據(jù)左手定則可知左側條形磁鐵對導線的安培力向右下，右側條形磁鐵對導線的安培力向左下，根據(jù)牛三定律可知，導線對左、右條形磁鐵的力分別向左上和右上，故兩條形磁鐵對桌面的壓力小于各自的重力，C正確；若導線中電流很大，磁鐵與桌面間的摩擦力有可能反向增大，D錯誤。8.A對整體分析有F—f=2ma，f=μ（mg+Bqv由于速度在增大，則摩擦力在增大，則加速度在減小，當摩擦力等于拉力F時兩物塊達到勻速，此時錯誤；對物塊甲分析有FT=ma，由于加速度逐漸減小為0，則輕繩中的拉力逐漸增大最終等于F，A正確；若穩(wěn)定后撤去F，兩物塊將一起減速，由于速度減小，則洛倫茲力減小，則對桌面的壓力減小，摩擦力減小，加速度減小，故兩物塊做加速度減小的減速運動最終停止，D錯誤。9.AC開關閉合的瞬間，由于線圈中自感電動勢的阻礙，甲燈先亮，乙燈后亮，A正確；斷開開關的瞬間，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，甲、乙兩燈串聯(lián)在一起構成閉合回路，兩燈不會立即熄滅，B錯誤；開關閉合穩(wěn)定后，由于線圈的直流電阻小于電阻R，所以乙燈中的電流大于甲燈，乙燈更亮，斷開開關的瞬間，線圈看成電源，甲燈中電流先突變成和乙燈相同，所以甲燈先變亮再慢慢熄滅，C正確；斷開開關，乙燈中電流沿原來方向慢慢減小至零，方向不變，D錯誤。10.ACD帶電小球做直線運動，合力方向沿直線或合力為零，洛倫茲力與速度方向垂直，大小與速度成正比，重力及電場力均恒定，若速度大小變化必為曲線運動，所以小球只能做勻速直線運動，受力情況如圖所示，由平衡條件可得mg=Eq，則正確；根據(jù)解得錯誤；小球由a運動到b的時間為，C正確；電場力方向與電場方向相同，小球一定帶正電，根據(jù)左手定則可知，小球一定斜向右上方運動，由a到b的過程中，電場力做正功正確。11.ACD發(fā)電機中的閉合線圈在磁場中轉動，切割磁感線，產(chǎn)生感應電流，發(fā)電機主要是利用電磁感應的原理工作的，選項A正確；在時間t內(nèi)經(jīng)過風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的質(zhì)量為選項B錯誤；在時間t內(nèi)經(jīng)過風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的動能為選項C正確；風力發(fā)電機的發(fā)電功率為選項D正確。12.CD帶電的粒子從D點以速度v平行于BC邊方向射入磁場，由左手定則可知，粒子向下偏轉，由于BC邊的限制，粒子不能到達B點，故A錯誤；粒子垂直于BC邊射出，如圖甲所示，則粒子做勻速圓周運動的半徑等于D點到BC邊的距離，即故B錯誤；粒子從C點射出，如圖乙所場中運動的時間為故C正確；根據(jù)可知若粒子從AB邊射出，則粒子的速度越大，軌跡半徑越大，如圖丙所示。由幾何知識可知，所有粒子從AB邊射出時的圓心角均相同，可知其在磁場中運動的時間均相同，故D正確。13.（1）不是（1分2）先不變，后變小（2分3）不變（1分4）逐漸減?。?分）解析1）由于磁場不是按正弦變化的，所以線圈中產(chǎn)生的交流電不是按正弦變化的；（2）在圖像記錄的這段時間內(nèi)，磁場的變化周期0.8s之前不變，后來的周期增大，所以產(chǎn)生感應電流的頻率應是先不變，后變?。唬?）t=0.15s時刻磁場由正向減小到負向增大，感應電流的方向不變；（4）在0.10s~0.15s時間內(nèi)，磁感應強度的變化率越來越小，所以感應電流逐漸減小。14.（1）4（2分2）不能（1分）若材料中同時含有正、負電荷，由左手定則可知，正、負電荷往同一方向偏轉，則形成不了霍爾電壓（2分3）Bbv（2分2分）解析：（1）若所用金屬是銅，由左手定則可知負電荷往上偏，則下表面帶正電，所以電壓表的正接線柱應接4.（2）若材料中同時含有正、負電荷，由左手定則可知，正、負電荷往同一方向偏轉，不能形成霍爾電壓。（3）自由電荷所受到的洛倫茲力為F洛=qvB，所受到的靜電力為F電=qE，當靜電力和洛倫茲力平衡時，有導體中通過的電流為I=nqSv=nq·bd·v，聯(lián)立可得U=Bbv，即。15.解1）粒子在電場中運動時，做類平拋運動，有s=v0t，聯(lián)立解得電場強度的大小E=（1分）（2）設粒子在磁場中的運動半徑為R，由幾何關系有由洛倫茲力提供向心力有qv0B=m（1分）解得磁感應強度的大小由左手定則可知，磁場方向垂直abBA平面向外（1分）0（3）在電場中運動的