广东省茂名市高二(下)返校考试物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.如下图所示,某变压器有两个线圈,如果把它当作降压变压器,则 ( )
A.线圈L1接电源
B.线圈L2接电源
C.原副线圈电压之比5∶1
D.原副线圈电压之比1∶5
2.两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动,直至不再靠近,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.当分子间距大于平衡距离时,分子力表现为引力;当分子间距小于平衡间距时,分子力表现为斥力
B.分子力先做负功后做正功
C.分子动能先增大后减小
D.分子力做功等于分子势能的减小量,分子势能先减小后增加
E.分子势能始终保持不变
3.下列说法正确的是 。
A.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B.外界对气体做正功,气体的内能可能不变
C.一定质量的理想气体在等温膨胀过程中压强一定减小
D.只要科技继续进步,人类终将做出能量转化率100%的热机
E.冰块融化过程中,分子的平均动能保持不变,分子势能增大
4.如图所示,边长为L,匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以恒定角速度ω转动,轴OO′垂直于磁感线,在线圈外接一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.下列判断正确的有( )
A.在图示位置时线框中磁通量为零,感应电动势为NBωL2
B.电压表V1示数为NBωL2
C.穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等
D.当可变电阻R的滑片P向下滑动时,变压器的输入功率变大
5.如图甲所示,正方形金属线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R.在线圈的下方有一匀强磁场,MN和M'N'是磁场的水平边界,并与bc边平行,磁场方向垂直于纸面向里.现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,图乙是线圈由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v—t图象,图中字母均为已知量.重力加速度为g,不计空气阻力.下列说法正确的是
A.金属线框刚进入磁场时感应电流方向为a→d→c→b→a
B.金属线框的边长为v1(t2一t1)
C.磁场的磁感应强度为
D.金属线框在0~t4时间内所产生的热量为
二、单选题
6.一定质量的气体发生等温变化时,若体积增大为原来的2倍,则压强变为原来的几倍( )
A.2 B.1 C. D.
7.气溶胶粒子是悬浮在大气中的微小颗粒,如云、雾、细菌、尘埃、烟尘等,具有很多动力学性质、光学性质,比如布朗运动,光的反射、散射等。粒子直径小于10微米的气溶胶称为飘尖,关于封闭环境中的飘尘粒子,下列说法正确的是( )
A.在空气中会缓慢下沉到地面
B.在空气中会缓慢上升到空中
C.在空气中做无规则运动
D.受到的空气分子作用力的合力始终等于其所受到的重力
8.如图所示,一端开口,另一端封闭的玻璃管内用水银柱封住一定质量的空气,当开口向下竖直放置时,下水银面恰与管口相平.现使玻璃管绕管口转过30°角,则被封闭的气体
A.压强增大,空气柱的长度缩短
B.压强增大,部分水银流出管子
C.压强减小,部分水银流出管子
D.压强减小,空气柱的长度缩短
9.已知铜的摩尔质量为M (kg/mol),铜的密度为ρ (kg/m3),阿伏伽德罗常数为N (mol-1).下列判断不正确的是( )
A.1 kg铜所含的原子数为 B.1 m3铜所含的原子数为
C.1个铜原子的质量为 (kg) D.1个铜原子所占体积为 (m3)
10.如图所示的电路中,L为自感线圈,其直流电阻与电阻R相等,C为电容器,电源内阻不可忽略,当开关S由闭合变为断开时,下列说法正确的是( )
A.A灯立即熄灭
B.A灯突然闪亮一下再熄灭,d点电势比c点高
C.B灯无电流通过,不可能变亮
D.电容器立即放电
11.如图所示,在垂直于纸面足够大范围内的匀强磁场中,有一个矩形线圈 abcd,线圈平面与磁场垂直,O1O2是线圈的对称轴。应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流( )
A.向左或向右平动 B.向上或向下平动
C.垂直于纸面向里平动 D.绕 O1O2 转动
12.在如图所示的变压器电路中,原线圈电路输入正弦交流电压有效值为u0,原线圈电路中还接有阻值为R0的定值电阻,副线圈电路中接有电阻箱R,变压器原副线圈的匝数比为1∶2,若要使电阻箱消耗的功率最大,则电阻箱的阻值应调为( )
A.R0 B.R0 C.2R0 D.R0
13.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数是0.20A.则初级线圈与次级线圈的匝数比和电流表A2的示数分别为
A.2﹕1,1.0A
B.5﹕1,1.0A
C.2﹕1,0.4A
D.5﹕1,0.4A
14.在如图所示的匀强磁场中有一光滑的金属轨道,轨道上放有两根平行金属棒AB、CD。当棒AB向右平行移动时,棒CD将( )
A.保持静止 B.向左运动
C.向右运动 D.发生转动
三、实验题
15.如图甲所示是某种材料制成的电阻随摄氏温度变化的图像,若用该电阻与电池(电动势,内阻不计)、电流表(量程为,内阻不计)、电阻箱串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
(1)电流表示数逐渐变大时,电阻所处的环境温度在________(选填“变大”或“变小”);
(2)若电阻箱阻值,当电流为时对应的温度数值为________。
16.温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置,它通过测量传感器元件的物理量随温度的变化来实现温度的测量,其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻。在某次实验中,为了测量热敏电阻在0℃到100℃之间多个温度下的阻值,一实验小组设计了如图甲所示的电路。其中毫安表()量程为、内阻忽略不计,E为电源,R为滑动变阻器,为电阻箱,S为单刀双掷开关。其实验步骤如下:
A.调节温度,使得的温度达到
B.将S拨向接点1,调节滑动变阻器R,使电流表的指针偏转到适当位置,记下此时电流表的读数
C.将S拨向接点2,只调节电阻箱,使电流表的读数仍为,记下此时电阻箱的读数
D.改变的温度,重复以上步骤,即可测得该热敏电阻的阻值随温度的变化关系
(1)由以上操作过程可知,当的温度为t1时,_____。
(2)根据实验测得的数据,作出了随温度t变化的图像如图乙所示,由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度为t变化的关系式为______。
(3)若把该热敏电阻与电源(电动势、内阻忽略不计)、电流表(量程、内阻)、电阻箱串联起来,连成如图丙所示的电路,用该电阻作测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到一个简单的“热敏电阻测温计”。
①电流表刻度较小处对应的温度刻度应该______(选填“较大”或“较小”)。
②若电阻箱的阻值取,则电流表处所对应的温度刻度为_____℃。
四、解答题
17.如图,某气压计玻璃管的顶端高出水银面1000mm,下班管顶端残存少量空气.当气温为27℃,大气压为760mmHg时,该气压计读数为720mmHg,忽略水银槽液面高度的变化,0℃时约为273K.求:
(1)在气温为27℃,气压计的读数为680mmHg时的大气压强;
(2)在气温为-3℃,气压计的读数为720mmHg时的大气压强;
18.如下图所示,一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁,产生一个中心辐射的磁场(磁场水平向外),其大小为(其中r为辐射半径),设一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R(大于圆柱形磁铁的半径),而弯成铝环的铝丝其横截面积为S,圆环通过磁场由静止开始下落,下落过程中圆环平面始终水平,已知铝丝电阻率为,密度为,试求:
(1)圆环下落的速度为v时的电功率;
(2)圆环下落的最终速度;
(3)当下落高度h时,速度最大,从开始下落到此时圆环消耗的电能。
试卷第页,共页
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参考答案:
1.AC
【解析】
【详解】
A、如果把它当作降压器,则原线圈的匝数应比副线圈匝数多,所以L1接电源,A正确、B错误;
C、根据原副线圈电压比等于匝数比:U1/U2=n1/n2=5500/1100=5,C正确、D错误.
故选AC.
2.ACD
【解析】
【详解】
A.当分子间距大于平衡距离时,分子力表现为引力;当分子间距小于平衡间距时,分子力表现为斥力,故A正确;
BC.两个相距较远的分子仅在分子力的作用下由静止开始运动,直至不再靠近,此过程中分子引力先做正功,然后分子斥力做负功,则分子动能先增大后减小,故B错误,C正确;
DE. 分子力做功等于分子势能的变化量,由于分子引力先做正功,然后分子斥力做负功,所以分子势能先减小后增大,故D正确,E错误。
故选ACD。
3.BCE
【解析】
【详解】
A.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,是液体分子做无规则运动的反映,不是微粒内部分子不停地做无规则运动的反应,故A错误;
B.外界对气体做正功时,若同时吸收热量,且做的功与吸收的热量数值相等,由热力学第一定律知,气体的内能不变,故B正确;
C.根据理想气体状态方程可知,气体在等温膨胀过程中,压强一定减小,故C正确;
D.根据热力学第二定律,效率达100%的热机不可能制成,故D错误;
E.冰块熔化过程中,温度不变,故分子的平均动能保持不变,但吸收热量,说明内能增加,故分子势能增大,故E正确;
故选BCE。
4.ACD
【解析】
【分析】
正弦式交流发电机从线圈所处平面与磁场方向平行开始计时,其电动势表达式为:;在图示位置时穿过正方形线圈中的磁通量为零,磁通量变化率最大,感应电动势最大,电压表和电流表读数为有效值.
【详解】
从线圈所处平面与磁场方向平行时开始计时,矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为,在图示位置时穿过正方形线圈中的磁通量为零,磁通量变化率最大,感应电动势最大,感应电动势为,故A正确;交流电压的最大值等于,电压表示数为有效值,故B错误;根据理想变压器的工作原理得出:穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等,故C正确;当P位置向下移动,R减小,根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表的示数不变,输出功率为:,故输出功率变大,变压器的输入与输出功率相等,故当可变电阻R的滑片P向下滑动时,变压器的输入功率变大,故D正确;故选ACD.
【点睛】
本题关键明确交流四值、理想变压器的变压比公式、功率关系,要注意明确输出电压由输入电压决定.
5.BD
【解析】
【详解】
金属线框刚进入磁场时磁通量增大,根据楞次定律判断可以知道,感应电流方向沿abcda方向;故A错误;由图象可以知道,金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动,速度为 ,运动时间为 ,故金属框的边长,故B正确;在金属框进入磁场的过程中,金属框所受安培力等于重力,则得:,又.联立计算得出: ;故C错误;t1到t2时间内,根据能量守恒定律,产生的热量为:;到时间内,根据能量守恒定律,产生的热量为:故,故D正确;故选BD
6.C
【解析】
【详解】
气体发生等温变化,根据玻意耳定律可知其压强和体积的乘积不变,所以若气体体积增大为原来的2倍,则压强变为原来的,故C正确。
故选C。
7.C
【解析】
【详解】
ABC. 封闭环境中的飘尘粒子的运动属于布朗运动,在空气中做无规则运动,不会缓慢下沉到地面,也不会缓慢上升到空中,故AB错误,C正确;
D.做布朗运动的飘尘粒子受力作用不平衡,所以才能做布朗运动,故D错误。
故选C。
8.A
【解析】
【详解】
设大气压强为p0,封闭气体的压强为p,水银柱的长度为L,对水银柱根据平衡条件可知,当玻璃管转过30°时,沿着玻璃管的方向,竖直向下的压力变小,则大气压力将水银柱向上推,故封闭气体的体积变小,重新平衡后有,可知,则封闭气体的压强变大;故A正确,BCD错误.
9.B
【解析】
【详解】
1kg铜的物质量为:,故所含的原子数为,A正确;1m3铜的物质量为:,故所含的原子数为,B错误;1mol铜分子的质量为M,故1个铜原子的质量为(kg),C正确;铜的摩尔体积为:,故1个铜原子的体积为:(m3),D正确.
10.B
【解析】
【详解】
AB.断开开关瞬间,通过自感线圈从左向右的电流减小,根据楞次定律可知线圈产生的感应电流为了阻碍原电流的减小,所以产生从左向右的感应电流且逐渐减小,电路稳定时通过自感线圈的电流大于通过灯泡的电流,所以断开开关瞬间,通过灯泡的感应电流由且大于通过灯泡的原电流,所以A灯突然闪亮一下再熄灭,d点电势比c点高,A错误,B正确;
CD.开关闭合时,电容器两端电压为路端电压,当开关断开后,电容器两端电压为电动势的大小,所以电容器两端电压增大,电容器充电瞬间B灯泡有电流流过,所以B灯闪亮一下后熄灭,CD错误。
故选B。
11.D
【解析】
【详解】
ABC.由题可知该磁场是匀强磁场,线圈的磁通量为:Φ=BS,S为垂直于磁场的有效面积,无论线圈向左或向右平动,还是向上或向下平动,或者垂直于纸面向里平动,线圈始终与磁场垂直,有效面积不变,因此磁通量一直不变,所以无感应电流产生,故ABC错误;
D.当线圈绕O1O2轴转动时,在转动过程中,线圈与磁场垂直的有效面积在不断变化,因此磁通量发生变化,故有感应电流产生,故D正确。
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
由于理想变压器没有能量损失,可将定值电阻和电阻箱、电源看成一个回路,当外电路的电阻与内阻相等时,电源的输出功率最大,即电阻箱消耗的功率最大,所以电阻箱的阻值应调为R0。
故选D。
13.B
【解析】
【详解】
试题分析:理想变压器输入功率等于输出功率,原副线圈电流与匝数成反比,.且电流与电压均是有效值,电表测量值也是有效值,据此分析.
变压器的输出功率等于输入功率,则:得,由于原副线圈电流与匝数成反比,所以初级线圈和次级线圈的匝数比为,B正确.
14.C
【解析】
【详解】
对AB棒分析,AB棒向右做切割磁感线运动,产生感应电流的方向是顺时针方向。对CD棒分析,由左手定则可知,CD棒受到的安培力的方向是水平向右,CD棒向右运动。故ABD错误,C正确。
故选C。
15. 变小
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据闭合电路欧姆定律得,电路中电流
可见,电阻R越小,电流I越大,对应的温度越低,所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小。
(2)[2]当电流为3mA时,由闭合电路欧姆定律
得
由图象,根据数学得到
当
可得
16. 较大 80
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 根据实验原理图,以及步骤分析可知,将开关S由接点1拨到接点2,并使电路中的电流不变,说明当的温度为T1时
(2)[2]从图中取相距较远的两个特殊点,代入
计算,由图有
解得
故该热敏电阻的关系式为
(3)[3]由闭合电路欧姆定律有
可见电流越小电阻越大,而电阻越大温度则越高,即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大。
[4]若电阻箱电阻时,代入
得热敏电阻的阻值为
结合关系式
可知,此时对应温度数值为80℃。
17.(1)715mmHg(2)756mmHg
【解析】
【分析】
(1)找出封闭空气柱的初末状态参量,温度不变,根据玻意而定律列式求解即可;
(2)找出封闭空气柱的初末状态参量,根据理想气体状态方程列式求解即可.
【详解】
(1)以玻璃管中封闭的气体作为研究对象,设玻璃管的横截面积为S,当温度为27℃,大气压为p01=760mmHg,气压计读数为ph1=720mmHg时,玻璃管顶端封闭的气体压强为p1,体积为V1;当气压计读数为ph2=680mmHg时,封闭的气体压强为p2,体积为V2,大气压为p02.
p1= p01-ph1= 40mmHg
V1=(1000-720)mm×S
P2= p02-ph2= p02-680mmHg
V2=(1000-680)mm×S
在温度不变的过程中,根据玻意耳定律,有:
p1V1=p2V2 .
p2=
p02=p2+ph2=715mmHg
(2)以玻璃管中封闭的气体作为研究对象,设当温度T1=27℃,大气压p01=760mmHg,玻璃管顶端封闭的气体压强为p1,当温度T2=-3℃,大气压强为p02,玻璃管顶端封闭的气体压强为p2,整个过程气压计读数为ph=720mmHg,封闭气体的体积不变,根据查理定律,有:
p1=p01-ph=(760-720)mmHg
T1=300K,
p2=p02-ph= p02-720mmHg
T2=270K,
=.
p02=756mmHg.
【点睛】
解决本题关键是分析出空气柱的初末状态参量,判断变化过程中做何种变化,选择合适的气体实验定律列式求解,再根据平衡求出实际大气压强即可.
18.(1);(2);(3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题意知圆环所在处在磁感应强度B为
圆环的有效切割长度为其周长即
圆环的电阻为
当环速度为v时,切割磁感线产生的电动势为
电流为
故圆环速度为v时电功率为
联立以上各式解得
(2)当圆环加速度为零时,有最大速度vm,此时
由平衡条件
又
联立解得
(3)由能量守恒定律
解得
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