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物 理 试 题 2024.4
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.关于电磁感应现象,下列说法正确的是
A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定产生感应电流
D、感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
2.蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上,让使用者可以免除恼人电线的牵绊,实现轻松通话。已知蓝牙通信的电磁波波段为( 可见光的波段为( Hz,下列说法正确的是
A、蓝牙通信需借助空气等介质传输信号
B.蓝牙通信的电磁波频率比紫外线高
C.可见光的波长比蓝牙通信电磁波的波长短
D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度比可见光在真空中的传播速度小
3.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与阻值为R=10Ω的电阻连接,图中的交流电压表为理想电压表,示数是10V,图乙是矩形线圈磁通量φ随时间t变化的图像,下列说法正确的是
A. 0.005s时穿过线的圈磁通量变化率最大
B. 0.02s时R两端 电压瞬时值约为 14.1V
C. 电阻R上的热功率为20W
D. 矩形线圈匀速转动的转速为100 r/s
4.为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩,我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”,其工作原理可简化成图乙所示模型,航天员锻炼时,半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上,不计圆盘电阻,若航天员消耗的能量约有 50%转化为电能,则在t时间内航天员消耗的能量为 ( )
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5.如图所示,一气缸固定在水平地面上,用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体。已知气缸不漏气,活塞移动过程中与气缸内壁无摩擦。初始时,外界大气压强为p ,活塞紧压小挡板。现缓慢升高气缸内气体的温度,则能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像的是
6.如图甲所示,一个圆形线圈用绝缘杆竖直固定在天花板上,线圈的匝数为n,半径为r,总电阻为R,线圈平面与匀强磁场垂直,且线圈下面的一半处在磁场中, 时磁感应强度的方向如图甲所示,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是
A.在0~2t 的时间间隔内线圈内感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向
B.在0~2t 的时间间隔内线圈受到的安培力先向上后向下
C.在0~t 的时间间隔内线圈中感应电流的大小为
D. 在 时线圈受到的安培力的大小为
7.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为1:2,正弦交流电源电压的有效值为U=15V,电阻 滑动变阻器R 最大阻值为40Ω。开始时,滑片P处于滑动变阻器正中间位置,则下列说法正确的是
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A. 通过 的电流为1A B. 电压表读数为6V
C. 电阻R 两端的电压为9V D.若向下移动P,电压表读数将变小
8.如图所示,宽度为l的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度的大小为B,闭合等腰直角三角形导线框abc位于纸面内,直角边ab水平且长为2l,线框总电阻为R。规定沿abca方向为感应电流的正方向。导线框以速度v匀速向右穿过磁场的过程中,感应电流随时间变化规律的图象是
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.如图甲所示的LC振荡电路中,电容器上的电荷量随时间t的变化规律如图乙所示, 时的电流方向如图甲中标示,则
A. 0.5s至ls时间内, 电容器在放电
B. t=ls时, 电路的电流为0
C. t=0.5s时, 线圈的自感电动势最大
D.其他条件不变,增大电容器的电容,LC振荡电路周期减小
10.某交变电流的电压随时间变化的规律如图所示,图像的弯曲部分均为正弦函数的四分之一周期。若将该交变电流加在启辉电压(达到或超过启辉电压后氖管会发光)为200 V的氖管
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上,氖管未被击穿。下列说法正确的是
A.该交变电流的周期为2s
B.将该交变电流加在交流电压表两端时,电压表读数为
C. 氖管1秒钟内发光次数为100次
D. 氖管1秒钟内的发光时间为0.625s
11.如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关系,分子间作用力表现为斥力时为正,一般地,分子间距大于 时,分子间作用力就可以忽略;如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系,a是图线上一点,ab是在a点的图线切线。下列说法中正确的有( )
A.分子间距离由r 增至 分子势能增加
B.图甲中阴影部分面积表示分子势能变化的数值,与零势能点的选取有关
C.图乙中Oa 斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小
D.图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小
12.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与定值电阻R 和R 相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。一质量为m的导体棒ab,其电阻与定值电阻R 和R 的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ。现从导轨底部给导体棒一沿导轨平面向上的初速度,已知运动过程中导体棒与金属导轨保持垂直状态且接触良好,当导体棒上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,则此时
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A.电阻R 消耗的热功率为
B.电阻R 消耗的热功率为
C.导体棒ab消耗的热功率为
D.装置消耗的机械功率为((F+μmgcosθ)v
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. (8分)某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度Δd,如图乙所示,则Δd= mm。mm
(2)在实验中,让小车以不同速度靠近螺线管,记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E,改变速度多次实验,得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”,你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是: 。
(3)得到多组Δt与E数据之后,若以E为纵坐标、以Δt为横坐标作出E-Δt图像,发现图像是一条曲线,不容易得出清晰的实验结论,为了使画出的图像为一条直线,最简单的改进办法是以 为横坐标。
(4)根据改进后作出的图像得出的结论是:在误差允许的范围内, 。
14. (6分)某同学用如图所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到体积最大的位置,接上软管和压强传感器,记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V;推动活塞压缩气体,记录多组气体的压强和体积。
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(1)分别在环境温度为 时完成上述探究活动。下列各图能正确且直观地反映实验过程中,气体压强p随体积V变化规律的是 。
(2)该同学用此装置测量大米的密度。他取少许大米,先用天平测出其质量,再将其装入注射器内,重复上述实验操作,记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p,根据实验测量数据,作出 图像可能是图中的 。(选填“A”“B”或“C”)
(3)该同学用第(2)问中图线与纵轴交点坐标(或坐标的绝对值)作为大米体积,若软管的体积不可忽略,由此求出大米的密度比真实值 (选填“偏大”“偏小”或“相等”)
15. (10分)拒绝烟草,洁身自好,是每一位中学生时刻要提醒自己的行为准则。假定在标准状况下,一个高约2.8m、面积约 的密闭性良好的办公室里,有一人吸了一支烟,试解决下列问题。已知标准状况下,空气的摩尔体积为 人正常呼吸一次吸入和呼出气体的体积都约为2300cm ,一根烟大约可以吸10次,假定抽烟后被污染的空气会迅速均匀弥漫至整个空间,人及物品在房间内所占据的空间可以忽略不计,阿伏加德罗常数为 取 结果均保留两位有效数字。
(1)估算该办公室单位体积内含有的被污染的空气分子数;
(2)估算被污染空气分子间的平均距离。
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16. (10 分)如图所示为交流发电机的发电供电原理图。一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,线圈共220匝,线圈面积为( 转动频率为50 Hz,磁场的磁感应强度为 发电机的输出端α、b与理想变压器的原线圈相连,变压器副线圈接有两个标有“220V 11kW”的电动机. 已知变压器原、副线圈的匝数比为5:1,电动机正常工作。求:
(1)电流表的示数;
(2)线圈的内阻。
17. (10分)如图所示,导热良好的气缸 A截面积为 A、B两个气缸中装有体积均为10 L、压强均为 温度均为 的理想气体,中间用细管连接。细管中有一绝热活塞 M,细管容积不计。现给左面的活塞 N施加一个推力F ,使其缓慢向右移动,此过程中 A气缸内的气体温度保持不变,同时利用电热丝(图中未画出)给绝热气缸 B中的气体加热,保证活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦,周围大气压强为 当推力 时,求:
(1)活塞 N向右移动的距离;
(2)气缸B中气体的温度。
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18. (16分)如图所示,两平行光滑金属导轨由两部分组成,左边部分水平,右边部分为半径 的竖直半圆,两导轨间距离. 导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小. 的匀强磁场中,两导轨电阻不计。两根长度均为l的金属棒ab、cd,均垂直导轨置于水平导轨上,金属棒ab、cd的质量分别为 电阻分别为 现让ab棒以 的初速度开始水平向右运动,cd棒进入圆轨道后,恰好能通过轨道最高处PP',cd棒进入圆轨道前两棒未相碰,运动过程中金属棒和导轨接触良好,重力加速度. 求:
(1)ab棒开始向右运动时cd棒的加速度(
(2)cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小
(3)cd棒进入半圆轨道前,ab棒上产生的电热(结果取整数)。
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