贵州省铜仁市高二(下)入学考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.—个匝数为100匝,电阻为0.5的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则( )
A.在内,线圈面积有扩大的趋势
B.在内,线圈中的感应电动势随时间均匀增大
C.在内,通过线圈任一横截面的电荷量为2C
D.线圈内感应电流的有效值为A
2.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.原线圈的输入功率为 B.电流表的读数为1A
C.电压表的读数为 D.副线圈输出交流电的周期为0.02s
3.如图所示是圆盘发电机的示意图;铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度为B,回路的总电阻为R,从左往右看,铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则( )
A.由于穿过铜盘的磁通量不变,故回路中无感应电流
B.回路中感应电流大小不变,为
C.回路中感应电流方向不变,为C→D→R→C
D.回路中有周期性变化的感应电流
二、单选题
4.如图所示电路中,灯、完全相同,带铁芯的线圈L的电阻可忽略,则( )
A.S闭合瞬间,、同时发光,接着熄灭,更亮,最后熄灭
B.S闭合瞬间,不亮,立即亮
C.S闭合瞬间,、都不立即亮
D.稳定后再断开S的瞬间, 熄灭,比(原先亮度)更亮
5.闭合电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的( )
A.磁通量的大小成正比 B.磁通量的变化量成正比
C.磁场所经过的时间成反比 D.磁通量的变化率成正比
6.如图所示,两金属板A、B水平放置,与切口很小的圆形金属线圈用导线相连,线圈内存在垂直纸面向内,磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场,带正电的小球静置于板间的绝缘水平面上.根据题目信息,下列说法正确的是( )
A.金属板A带正电
B.两金属板间电压逐渐增加
C.两金属板所带电量逐渐减小
D.小球对绝缘水平面的压力不变
7.一理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压如图所示,副线圈仅接入一个阻值为10Ω的电阻,则( )
A.副线圈输出电压的频率为50Hz
B.在1s时间内副线圈中电流方向改变25次
C.流过电阻的电流为1A
D.变压器的输入功率为5W
8.“蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑人身上,人从几十米高处跳下.将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动.从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大
B.人在最低点时,绳对人的拉力大小等于人所受的重力大小
C.绳对人的拉力始终做负功,人的动能先增大后减小
D.绳对人的冲量方向始终向上,人的动量大小一直减小
9.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图1中,L1的阻值小于A1的阻值
B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图2中,变阻器R与L2的电阻值不同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
10.如图所示,两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上,其中A为均匀带正电荷的绝缘环,B为导体环,若A环以图示的顺时针方向转动,且转速逐渐增大,则( )
A.B环将有沿半径向外方向扩张的趋势
B.B环中产生顺时针方向的电流
C.B环对桌面的压力将增大
D.B环对桌面的压力将减小
三、解答题
11.长为L=1m、质量为M=1kg的长木板锁定在水平面上,一个质量为m=0.5kg的物块从长木板的左端以v0=4m/s的水平速度滑上长木板,结果物块刚好滑到长木板的右端,已知重力加速度g=10m/s2,不计物块的大小.
(1)求物块与长木板间的动摩擦因数;
(2)若水平面光滑,解除长木板的锁定,将物块放在长木板上表面的右端,给长木板一个大小为4m/s的向右的瞬时初速度.试分析物块会不会从长木板上滑离,如果能滑离,求物块滑离木板时的速度;如果不能滑离,求物块与长木板最后的共同速度;
(3)若水平面是粗糙的,解除长木板的锁定,仍将物块放在长木板上表面的右端,给长木板一个大小为v0=4m/s的向右的瞬时初速度,结果物块刚好滑到长木板的中点时与长木板相对静止,求长木板最终滑行的距离.
12.2022年2月4日将在北京举办第24届冬季奥运会,促生了许多室内冰雪项目。如图,与水中面成的光滑倾斜冰面,长L=75m、宽均为d=60m,两侧均安装有安全护网,底部有缓冲装置(未画出)。开始时,工作人员将载有一对父子的凹形滑板置于顶端正中间,由静止释放,瞬间父亲沿水中方向推出儿子,父子俩迅速分开,沿冰面滑下,若父亲及滑板总质量为M=70kg,儿子及滑板总质量为m=35kg,父子俩均视为质点,不计一切阻力,重力加速度g取10m/s2,sin37=0.6.假设运动中始终没有碰到护网。则:
(1)若父子俩都能安全到达冰面底端,下滑过程支持力对父亲的冲量是多大;
(2)父子俩都能安全到达冰面底端,父亲在推儿子时最多做功多少焦耳。
13.如图所示,在某竖直平面内固定一由斜面AB、水平面BC和半径R=20cm的半圆CD组成的光滑轨道,水平轨道足够长,半圆CD圆心为O,与水平面相切于C点,直径CD垂直于BC.可视为质点的甲、乙两球质量均为m=l.0×10-2kg,现将小球甲从斜面上距BC高为的A点由静止释放,到达B点后只保留水平分速度沿水平面运动,与静止在C点小球乙发生弹性碰撞,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,则甲、乙碰后瞬间,乙对半圆轨道最低点C处的压力;
(2)若两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求斜面与水平面的夹角;
(3)若将甲仍从A点释放,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到C点的最短距离.
14.为防止停电对教学的影响,在停电时,距学校较远的校办工厂负责对教学楼供电.已知该校办工厂的发电机的输出功率P=10kW,发电机的输出电压U=250 V,若直接向学校供电时,教学楼处得到的电压恰好为U'=220 V.若安装变压器,使输电线上损失的功率为输送总功率的3%,教学楼处得到的电压还是220 V,则请画出输电线路的示意图,并求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比。
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参考答案:
1.CD
【解析】
【详解】
A.在内,根据楞次定律,原磁通量增加,为了阻碍原磁通量增加,线圈面积有减小的趋势,故A错误;
B.在内,根据法拉第电磁感应定律
可知,磁通量的变化率保持不变,线圈中的感应电动势保持不变,故B错误;
C.根据
,,
联立并代入数据得在内,通过线圈任一横截面的电荷量
故C正确;
D.根据楞次定律可得,在一个周期内,即内:在前1s内,电流
同理在内
根据有效值的定义得
解得电流的有效值
故D正确。
故选CD。
2.BD
【解析】
【详解】
A.由交流电压的表达式可知,原线圈两端所加的电压最大值为,故有效值为,由
解得副线圈电压的有效值为
故输出功率
再由输入功率等于输出功率知
故A错误;
B.根据欧姆定律知
由,可得
故电流表读数为1A,故B正确;
C.电压表的读数为有效值,即,故C错误;
D.由交流电压的表达式可知,又,解得
副线圈输出交流电的周期为0.02s,故D正确。
故选BD。
3.BC
【解析】
【详解】
A.把铜盘看作闭合回路的一部分,在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时,铜盘切割磁感线产生感应电动势,回路中有感应电流,A错误;
B.铜盘切割磁感线产生感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律,回路中感应电流为
B正确;
C.由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C,C正确;
D.回路中的感应电流并不是周期性变化的,D错误。
故选BC。
4.A
【解析】
【详解】
开关S闭合的瞬间,两灯同时获得电压,所以A、B同时发光.由于线圈的电阻可以忽略,灯A逐渐被短路,流过A灯的电流逐渐减小,流过B灯的电流逐渐增大,则A灯变暗,B灯变亮,最后LA熄灭,故BC错误,A正确;稳定后再断开S的瞬间,由于线圈与灯A构成自感回路,与灯B无关,所以LB立即熄灭.故D错误;故选A.
点睛:对于自感线圈,当电流变化时产生自感电动势,相当于电源,当电路稳定时,相当于导线,将所并联的电路短路.
5.D
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律,可知闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比,D正确ABC错误。
故选D。
6.D
【解析】
【详解】
A.由图示可知,磁场垂直与纸面向里,磁感应强度增加,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知,平行板电容器的上极板电势低,下极板电势高,因此金属板M带负电,故A错误;
B.因磁感应强度随时间均匀增大,根据法拉第电磁感应定律,可知感应电动势大小不变,故B错误;
C.根据Q=CU,可知两金属板所带电量也不变,故C错误;
D.因电压与间距不变,则电场强度不变,小球对绝缘水平面的压力不变,故D正确;
故选D.
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.从图像中可得该交流电的周期为,所以该交流电的频率为
故A错误;
B.1s时间内的周期数为
一个周期内,电流方向改变两次,则1s内副线圈中电流方向改变50次
故B错误;
C.变压器原线圈的输入电压为
由理想变压器的变压比公式
得,副线圈的输出电压为
电流为
故C错误;
D.副线圈中的电功率为
故D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
A、绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能不是最大,动能最大的位置应该是重力与弹力相等的位置,即加速度等于零的位置,故A错;
B、当加速度等于零时,速度达到最大,再向下运动的过程中,绳子的拉力将大于人的重力,所以人在最低点时,绳对人的拉力大小大于人所受的重力大小,故B错
C、绳子的拉力方向向上,而人的运动方向向下,根据 ,可知人的拉力做负功,故C对;
D、拉力方向向上,所以绳对人的冲量方向始终向上,从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,人先向下加速后向下减速,所以动量先增大后减小,故D错;
故选C
点睛:理解动量的概念,以及知道外力做功的公式,并利用公式解题.
9.A
【解析】
【详解】
AB.在题图1中断开S1瞬间,灯A1突然闪亮,说明断开S1前,L1中的电流大于A1中的电流,故L1的阻值小于A1的阻值,A正确,B错误;
CD.在题图2中,闭合S2瞬间,由于L2的自感作用,通过L2的电流很小,闭合S2后,最终A2与A3亮度相同,说明两支路电流相等,故R与L2的阻值相同,CD错误。
故选A。
10.A
【解析】
【详解】
AB.A环以图示的顺时针方向,绕圆心由静止转动起来,因绝缘环A带正电,所以产生顺时针方向的电流,使得B环中的磁通量变大,由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的,两环的电流方向相反,则具有沿半径扩张趋势.故A正确B错误;
CD.因两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上,相互作用力在水平面上,对桌面的压力不变,故CD错误。
故选A。
11.(1)物块与长木板间的动摩擦因数是0.8;
(2)物块不会从长木板上滑离,物块与长木板最后的共同速度是m/s;
(3)长木板最终滑行的距离是1.5m
【解析】
【详解】
(1)物块刚好滑到长木板的右端时,只有摩擦力做功,则有:
代入数据可得:
μ=0.8
(2)假设物块不能滑离木板,则二者的末速度一定相等,选取长木板的初速度的方向为正方向,由动量守恒定律可得:
Mv0=(m+M)v
代入数据可得:
v=m/s
设物块在木板上滑动的距离为x,则有:
代入数据可得:
x=m<1m
可知物块不能滑离木板.
(3)设木板与地面之间的动摩擦因数为μ1,物块滑动到长木板的中点的共同速度为v1,物块滑动的加速度为:
木板的加速度为:
由位移与时间的关系有:
由速度与时间关系有:
v1=v0-a2t=a1t
联立可得:
此过程中长木板的位移为:
此后木板的加速度为:
位移为:
木板的总位移为:x=x1+x2,代入数据联立可得:
x=m
答:(1)物块与长木板间的动摩擦因数是0.8;(2)物块不会从长木板上滑离,物块与长木板最后的共同速度是m/s;(3)长木板最终滑行的距离是m
12.(1);(2)945J
【解析】
【详解】
(1)父子俩都沿冰面做类平抛运动,根据牛顿第二定律有
则沿冰面向下的加速度为
两者同时达到底端,平行斜面方向是匀加速直线运动,故
得下滑的时间为
则支持力的冲量为
方向垂直斜面向上
(2)推开后,设父亲获得初速度为,儿子获得初速度,父子俩水平方向动量守恒,则有
因儿子质量小些,只要儿子安全即可,水平滑动距离为,则
解得
代入动量守恒式,得
则有
代入数据得,最多做的功为
13.(1)0.6N(2) 30°(3)0.4m
【解析】
【详解】
(1)乙恰好能通过D点,其做圆周运动的向心力完全由重力提供,设乙到达D点时的速度为vD,则mg=m,解得:
乙球从C到D,根据机械能守恒,得:.解得:
在碰后的C点:F'一mg=m.解得:F'=6mg
根据牛顿第三定律得F=F'=6mg=0.6N,方向竖直向下
(2)设碰撞前后甲的速度分别为v、v甲,根据动量守恒定律和能守恒定律有:
mv=mv甲+mvC
联立以上两式解得v甲=0,v=vC=
甲从A点下落到斜面底端,由机械能守恒定律得mgR=
解得:
在B点对速度分解可得cos=,解得=30°
(3)因为甲在斜面上释放时的高度不变,根据动能定理以及运动的分解可得甲运动到水平面上的速度仍为,设甲的质量为M,碰撞后甲、乙的速度分别为VM、Vm,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
Mv=MvM+mvm
联立解得:
因为M≥m,可得v0≤vm<2v0
设乙球过D点的速度为vD',由动能定理得
联立解得:
乙在水平轨道上的落点到C点的距离为x',则有
,x'=vD't
联立解得乙在轨道上的首次落点到C点的距离范围:2R≤x'<8R
乙在轨道上的首次落点到C点的距离范围0.4m≤x'<1.6m
乙在轨道上的首次落点到C点的最短距离为0.4m
14.输电线路的示意图见解析,升压变压器,降压变压器
【解析】
【详解】
由题可知,输电线中的电流为
输电线上损失的电压为
输电线的电阻为
输电线路的示意图如图所示
当输电线上损失的功率为输送总功率的3%时,输电线上的电流为
故升压变压器原、副线圈匝数比为
导线上损失电压为
降压变压器原线圈电压
故降压变压器原、副线圈匝数比为
考点:变压器、电能的输送。
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