22届高中物理一轮总复习 阶段滚动卷四　电磁学及近代物理初步

这是一份22届高中物理一轮总复习 阶段滚动卷四　电磁学及近代物理初步，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
阶段滚动卷四　电磁学及近代物理初步一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的)1.关于图中四幅图的有关说法中正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.图甲中的α粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成B.图乙中若改用绿光照射,验电器金属箔片一定不会张开C.图丙一群氢原子处于n=4的激发态,最多能辐射6种不同频率的光子D.图丁原子核C、B结合成A时会有质量亏损,要释放能量2.2020年11月27日,我国自主知识产权三代核电“华龙一号”首堆福清5号机组并网成功。下列关于核电站的说法中正确的是(　　)A.核反应方程可能是BaKr+nB.核反应过程中质量和质量数都发生了亏损C.在核反应堆中利用控制棒吸收质子从而减小质子对环境的影响D.我国现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量3.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的,图中虚线是曲线在b点的切线。关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(　　)4.如图所示,相距为L的两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与水平面成θ角(0<θ<90°)斜向右上方。已知金属棒ab与电阻R的距离也为L。t=0时刻,使磁感应强度从B0开始随时间均匀减小,且金属棒ab始终保持静止。下列说法正确的是(　　)A.t=0时刻,穿过回路的磁通量大小为Φ=B0L2B.金属棒ab中的感应电流方向由a到bC.金属棒ab中的感应电流随时间均匀减小D.金属棒ab所受的安培力随时间均匀减小5.图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数比为k。在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率(　　)A.2r B.2rC.4r D.4r 6.在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时,某同学按如图所示的电路进行了实验研究,其中导体a与b只是长度不同,a与c只是粗细不同,a与d只是材料不同,关于该实验,下列说法正确的是(　　)A.此电路缺少电流表,所以无法研究定量关系B.a与b相比,导体越长,电压表示数越小C.a与c相比,导体越粗,电压表示数越大D.a与d相比,电压示数越大,表明该种材料的导电性能越差二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)7.在图甲所示电路中,理想变压器原、副线圈的匝数之比为10:1,电阻R1、R2的阻值分别为5 Ω、6 Ω,电压表和电流表均为理想电表。若接在变压器原线圈的输入端的电压如图乙所示(为正弦曲线的一部分),则下列说法正确的是(　　)A.电压表的示数为11 V B.电流表的示数为1 AC.变压器的输入功率为11 W D.变压器的输出功率为11 W8.如图是磁流体发电机装置的示意图,a、b组成一对平行电极,两板间距为d,板平面的面积为S,内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而整体呈中性),垂直磁场喷入,每个离子的速度为v,负载电阻阻值为R,当发电机稳定发电时,负载中电流为I,则(　　)A.a板电势比b板电势低B.磁流体发电机的电动势为BdvC.负载电阻两端的电压大小为BdvD.两板间等离子体的电阻率为9.如图所示,理想变压器接在输出电压恒定的交变电源上,原副线圈匝数分别为n1、n2,且n1>n2,定值电阻R0、R1、R2、R3接在电路中,开关S断开,则下列说法正确的是(　　)A.原线圈磁通量变化率大于副线圈磁通量变化率B.将原副线圈减少相同匝数,R1的功率减小C.闭合开关S后,副线圈两端电压U2不变D.闭合开关S后,副线圈两端电压U2增大10.在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场,设图甲所示磁场方向为正,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l,电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中,磁场方向垂直于线框平面,此时线框ab边的发热功率为P,则(　　)A.线框中的感应电动势为 B.线框中感应电流为2C.线框cd边的发热功率为 D.b端电势高于a端电势 三、实验题(共15分)11.(6分)某物理兴趣小组利用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。除电池(内阻约为0.3 Ω)、开关和导线外,实验室提供的器材还有:A.电压表V(量程为3 V,内阻约为3 kΩ)B.电流表A1(量程为0.6 A,内阻约为0.2 Ω)C.电流表A2(量程为3 A,内阻约为0.05 Ω)D.定值电阻(阻值为1.5 Ω,额定功率为2 W)E.定值电阻(阻值为20 Ω,额定功率为10 W)F.滑动变阻器(最大阻值为15 Ω,额定电流为2 A)(1)电流表应选用　　　　　(选填“B”或“C”),R0应选用　　　　　(选填“D”或“E”)。 (2)实验时,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动触头P置于　　　　　(选填“a”或“b”)端。 (3)在器材选择正确的情况下,按正确操作进行实验,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I图线如图乙所示,则该电池的电动势E=　　　　　V、内阻r=　　　　　 Ω。 12.(9分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。甲乙 (1)用螺旋测微器测量其直径如图甲所示,可知其直径为　　　　　mm; (2)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确步骤测此圆柱体的电阻,表盘示数如图乙,则该电阻的阻值约为　　　　Ω,他还需要换挡重新测量吗?　　　　　(选填“需要”或“不需要”); (3)为更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻R电流表A1(量程0~3 mA,内阻约50 Ω)电流表A2(量程0~15 mA,内阻约30 Ω)电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ)电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ)直流电源E(电动势4 V,内阻不计)滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω)滑动变阻器R2(阻值范围0~2 kΩ)开关S,导线若干为使实验误差较小,要求尽可能测得多组数据进行分析,电流表应选用　　　　　,电压表应选用　　　　　,滑动变阻器应选用　　　　　; (4)请在图中补充连线完成本实验。 四、计算题(共41分)13.(12分)如图所示,PQ和EF为水平放置的平行金属导轨,间距为l=1.0 m,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=20 g,棒的中点用细绳经轻滑轮与物体c相连,物体c悬在空中且质量M=30 g。在垂直导轨平面方向存在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场,磁场方向竖直向上,重力加速度g取10 m/s2。若导轨是粗糙的,且导体棒与导轨间的最大静摩擦力为导体棒ab重力的0.5倍,若要保持物体c静止不动,应该在棒中通入多大的电流?电流的方向如何?          14.(13分)如图所示,竖直面内的正方形导线框ABCD和abcd的边长均为l、电阻均为R,质量分别为2m和m,它们分别系在一跨过两个定滑轮的绝缘轻绳两端,在两导线框之间有一宽度为2l、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。开始时ABCD的下边界与匀强磁场的上边界重合,abcd的上边界到匀强磁场的下边界的距离为l。现将两导线框由静止释放,当ABCD全部进入磁场时,两导线框开始做匀速运动。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g,求:(1)两导线框匀速运动的速度大小;(2)两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;(3)导线框abcd通过磁场的时间。          15.(16分)如图所示的坐标系内,直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x轴上方,三角形磁场区域右侧存在一个与三角形OP边平行的匀强电场,电场强度为E,方向斜向下并与x轴的夹角为30°,已知OP边的长度为L,有一不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后,以v0的速度从A点垂直于y轴射入磁场;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于OP边方向射入电场,最终速度方向垂直于x轴射出电场。求:(1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小;(2)带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值;(3)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。参考答案阶段滚动卷四　电磁学及近代物理初步1.C　α粒子散射实验说明了原子具有核式结构,A错误;紫外线照射金属板时能产生光电效应,换用绿光照射金属板,若绿光的频率大于或等于金属板的截止频率,也可以产生光电效应,验电器金属箔可能会张开,B错误;一群氢原子处于n=4的激发态,最多能辐射C==6种不同频率的光子,C正确;原子核C、B结合成A时,核子平均质量增大,质量增大,要吸收能量,D错误。2.D　核裂变反应中一定有中子参加,则该反应方程错误,选项A错误;核反应过程中质量发生了亏损,但是质量数不变,选项B错误;在核反应中,核反应速度由参与反应的中子数目决定,控制棒通过插入的深度来调节中子的数目以控制链式反应的速度,选项C错误;我国现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量,选项D正确。3.D　做曲线运动的物体,速度的方向沿轨迹上该点的切线方向,而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线,选项A错误;负电荷受力方向与该点电场强度方向相反,并且轨迹曲线应向力的方向弯曲,选项C错误;质点从a到c减速,故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角,选项B错误,D正确。4.D　t=0时刻,穿过回路的磁通量大小为Φ=B0L2sin θ,选项A错误;根据楞次定律可知,金属棒ab中的感应电流方向由b到a,选项B错误;根据E=L2sin θ,使磁感应强度从B0开始随时间均匀减小,则恒定不变,感应电动势恒定不变,则金属棒ab中的感应电流恒定不变,根据F=BIL可知,金属棒ab所受的安培力随时间均匀减小,选项C错误,D正确。5.C　加在原线圈上的电压为U1=根据电压比与匝数比关系有所以有U2=输电线上的电流为I=输电线上损失的功率为P损=I2·2r联立解得P损=4r又k=则P损=4r所以C正确。6.D　此电路是串联电路,电流相等,据电压表示数,可得各导体电阻间的定量关系,故A错误;串联电路电流相等,a与b相比,导体越长,电阻越大,电压表示数越大,故B错误;串联电路电流相等,a与c相比,导体越粗,电阻越小,电压表示数越小,故C错误;串联电路电流相等,a与d相比,电压表示数越大,电阻越大,表明该种材料的导电性能越差,故D正确。7.AD　根据电流的热效应,有·T,解得U1=110 V,根据可得副线圈两端的电压为U2=11 V,A正确;副线圈中电流为I2==1 A,根据,电流表示数为I1= A,B错误;变压器的输入功率为P1=U1I1=110×W=11 W,C错误;变压器的输出功率为P2=U2I2=11 W,D正确。8.BD　由磁流体发电机的装置图,利用左手定则可知,正、负微粒通过发电机内部时,带正电微粒向上偏,带负电微粒向下偏,则知a板电势比b板电势高,A错误;当发电机稳定发电时,对微粒有Bqv=q,解得电动势E=Bdv,B正确;由闭合电路欧姆定律有E=UR+Ur,又E=Bdv,则负载电阻两端的电压UR<Bdv,C错误;由闭合电路欧姆定律有I=,由电阻定律有r=ρ,解得ρ=,D正确;故选BD。9.BC　理想变压器原副线圈每匝磁通变化率相等,选项A错误;原副线圈减少相同匝数,匝数比变大,U2变小,R1功率变小,选项B正确;因为电源电压不变,所以原线圈电压不变,匝数比不变,所以副线圈电压U2不变,选项C正确,选项D错误。10.BD　由题图乙可知,在每个周期内磁感应强度随时间均匀变化,线框中产生大小恒定的感应电流,设感应电流为I,则对ab边有,P=I2·R,得I=2,B正确;由闭合电路欧姆定律得,感应电动势为E=IR=2,根据法拉第电磁感应定律得E=l2,由题图乙知,,联立解得E=,A错误;线框的四边电阻相等,电流相等,则发热功率相等,都为P,C错误;由楞次定律判断可知,线框中感应电流方向为逆时针,则b端电势高于a端电势,D正确。11.答案 (1)B　D　(2)b　(3)1.48　0.46解析 (1)估算电流时,考虑到干电池的内阻约为0.3 Ω,保护电阻选择与内阻相当的定值电阻D;这样加上保护电阻,最大电流控制在0.5 A左右,所以选量程为0.6 A的电流表,故选B;(2)实验时,闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑动触头P置于阻值最大的b端。(3)根据U-I图像可知,与U轴的交点表示电动势,所以E=1.48 V,图像的斜率表示内电阻与保护电阻之和,故r+R0= Ω=1.96 Ω,解得r=0.46 Ω。12.答案 (1)6.125　(2)220　不需要　(3)A2　V1　R1　(4)解析 (1)螺旋测微器读数=固定刻度读数+可动刻度读数,为6 mm+0.01 mm×12.5=6.125 mm。(2)欧姆表读数=表盘读数×倍率=22 Ω×10=220 Ω,中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小,故不需要重新换挡。(3)根据欧姆定律,最大电流约为I==18 mA,故电流表选择A2。电源电动势4 V,故电压表选择V1。要求测得多组数据进行分析,滑动变阻器采用分压式接法,用小电阻控制大电阻,故滑动变阻器选择R1。(4),说明待测电阻较小,电流表外接,滑动变阻器采用分压式接法,如图所示: 13.答案 1.0 A≤I≤2.0 A　由a到b解析 因导轨粗糙,设棒和导轨之间的最大静摩擦力为Ff。若BIl>Mg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相同,设此时电流为I1有BI1l-Mg≤Ff=0.5mg解得I1≤=2.0 A若BIl<Mg,则静摩擦力的方向与细绳的拉力方向相反,设此时电流为I2,即有Mg-BI2l≤Ff=0.5mg解得I2≥=1.0 A即ab棒中的电流为1.0 A≤I≤2.0 A根据左手定则判断,棒中的电流方向应该由a到b。14.答案 (1)　(2)2mgl-　(3)解析 (1)如图所示,设两导线框匀速运动的速度大小为v、此时轻绳上的张力为FT,则对ABCD有FT=2mg ①对abcd有FT=mg+BIl ②I= ③E=Blv ④则v= ⑤(2)设两导线框在从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热为Q,当左、右两导线框分别向上、向下运动2l的距离时,两导线框等高,对这一过程,由能量守恒定律有4mgl=2mgl+×3mv2+Q ⑥联立⑤⑥解得Q=2mgl-(3)由题意得,导线框abcd通过磁场的过程中一直以速度v匀速运动,设导线框abcd通过磁场的时间为t,则t=              ⑦联立⑤⑦解得t=。15.答案 (1)　(2)　(3)解析 (1)设加速电场的电压为U,由动能定理可得qU=解得U=带电粒子垂直OP边射入电场,设带电粒子在磁场中运动半径为R,如图所示,由几何关系可得R=Lcos 60°在磁场中,洛伦兹力提供向心力,则有qv0B=解得B=(2)设带电粒子到达x轴时的速度为v,根据几何关系可得,v=带电粒子刚进入磁场时的动能Ek1=带电粒子到达x轴时的动能Ek2=mv2=则有带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值(3)带电粒子在磁场中运动时间为t1=T=TT=带电粒子在电场中运动至x轴时有v⊥=at2=t2由几何关系可知v⊥=v0tan 30°带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间t=t1+t2=