天津市四合庄中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题
一、单选题
1.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了,下列说法正确的是( )
A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了Ⅹ射线的穿透本领
B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线
C.微波炉能快速加热食物是因为红外线具有显著的热效应
D.手机通话使用的无线电波,其波长比可见光的波长短
2.关于涡流、电磁阻尼、电磁驱动,下列说法不正确的是( )
A.金属探测器、探测地雷的探雷器利用涡流工作
B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯利用涡流工作
C.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
D.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流来产生热量
3.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是
A.120V,0.10A B.240V,0.025A
C.120V,0.05A D.240V,0.05A
4.质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面,然后以同样大小的速度反弹回来,已知碰撞时间为0.1s,关于小球与地面的碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小球动量的变化量为0
B.地面对小球的冲力大小为180N
C.合外力的冲量大小为18N·s
D.小球的加速度为0
二、多选题
5.发电机的路端电压为U,经电阻为R的输电线向远方用户供电,发电机的输出功率为P,则 ( )
A.输电线上的电流为 B.输电线上的功率损失为
C.用户得到的功率为 D.用户得到的电压为
6.一质量为的物块在合外力的作用下从静止开始沿直线运动。随时间变化的图像如图所示,则( )
A.时物块的动量大小为
B.时物块的动量大小为
C.时物块的速率为
D.时物块的速度为零
7.如图所示,理想变压器原线圈接的正弦交流电源,副线圈电路中为定值电阻,是滑动变阻器,所有电表均为理想电表,其中电压表的示数为。下列说法正确的是( )
A.副线圈中电流的频率为50Hz
B.变压器原、副线圈的匝数比为
C.滑片P向下滑动过程中,示数不变,示数变大
D.滑片P向上滑动过程中,消耗功率减小,变压器输入功率增大
8.如图所示,在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,有一水平放置的U形导轨,导轨左端连接一阻值为R的电阻,导轨电阻不计.导轨间距离为L,在导轨上垂直放置一根金属棒MN,与导轨接触良好,电阻为r,用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动.则金属棒运动过程中( )
A.金属棒中的电流方向为由N到M
B.电阻R两端的电压为BLv
C.金属棒受到的安培力大小为
D.电阻R产生焦耳热的功率为
三、实验题
9.如图,为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,我们把没有用导线相连的线圈套在同一闭合的铁芯上,一个线圈连到电源的输出端,另一个线圈连到小灯泡上,如图所示,试回答下列问题:
(1)线圈应连到学生电源的 (选填直流、交流);
(2)将与灯泡相连的线圈拆掉匝数,其余装置不变继续实验,灯泡亮度将 (选填变亮、变暗),这说明灯泡两端的电压 (选填变大、变小);
(3)实验中发现,在所有连接都完好的情况下,电路接通后,灯泡始终不亮,但却在电路接通或断开的瞬间,灯泡会闪亮一下,原因是
10.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器结构如图所示。
(1)变压器的铁芯,它的结构和材料是 ;(填字母)
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数 (填“多”或“少”)
(3)若原线圈和副线圈的匝数比为,实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的,造成这种误差的原因可能是 。
A.铁芯漏磁 B.线圈电阻产生少许电热 C.少许涡流损失 D.输入电压不稳定
四、解答题
11.如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接.右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计.导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少
(2)当导体棒ab的速度v=1m/s时,导体棒ab的加速度是多少
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少
12.如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,M、N之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)小球从A点抛出时初速度的大小;
(3)小球从A点运动到N点的时间t。
13.如图所示,水平地面上固定着光滑斜槽,斜槽的末端和粗糙地面平滑连接,设物块通过连接处时速率不发生改变。质量m1=0.4kg的物块A从斜槽上端距水平地面高度h=0.8m 处由静止下滑,并与静止在斜槽末端的质量m2=0.8kg 的物块B相碰,相碰后物块A立即停止运动,物块 B 滑行一段距离后停止运动。取重力加速度g=10m/s2,两物块均可视为质点。求:
(1)物块A 与物块B 碰撞前瞬间的速度大小。
(2)物块A 与物块B 碰撞过程中A、B 系统损失的机械能。
(3)滑动摩擦力对物块B 做的功。
参考答案
1.A【详解】A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用了X射线的穿透本领,故A正确;
B.遥控器发出的光是红外线,不是紫外线,故B错误;
C.微波炉是利用微波的频率与水分子的频率相接近,从而使水分子振动而发热的,故C错误;
D.手机通话使用的无线电波,其波长要大于可见光的波长,故D错误。故选A。
2.B【详解】A.金属探测器、探雷器中辐射的变化磁场遇到金属物体,在金属物体上产生涡流,故是利用涡流工作,故A正确
B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠压成铁芯,是为了防止涡流,而不是利用涡流,故B错误;
C.铝框做骨架,当线圈在磁场中转动时,导致铝框的磁通量变化,从而产生感应电流,出现安培阻力,使其很快停止摆动,故C正确;
D.真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化,在冶炼炉中产生涡流,从而产生大量的热量,故D正确。
本题选错误的,故选B。
3.D【详解】灯泡正常工作,所以副线圈电压U2=12V,电流
根据得U1=240V根据解得I1=0.05A所以电压表和电流表的示数分别为:240V,0.05A
故选D。4.C【详解】A.取竖直向上为正方向,则小球动量的变化量为
故A错误;
BC.设地面对小球的冲力大小为F,根据动量定理可得解得
故B错误;C正确;
D.小球的加速度为故D错误。故选C。
5.AC【详解】AB.根据得输送电流为
输电线上损失的功率为故A正确,B错误;
C.用户得到的功率故C正确;
D.用户得到的电压故D错误。故选AC。
6.BC【详解】A.由动量定理可得时物块的动量大小为
A错误;
B.由动量定理可得时物块的动量大小为B正确;
C.由动量定理可得解得C正确;
D.由动量定理可得解得D错误。故选BC。
7.AC【详解】A.副线圈中电流的频率等于原线圈中电流的频率,为故A正确;
B.输入电压有效值为根据电压与匝数成正比可得变压器原、副线圈的匝数比为
故B错误;
C.滑片向下滑动过程中,变阻器连入电路电阻变小,输入电压及匝数比不变,输出电压不变,即电压表示数不变,根据欧姆定律可得副线圈中电流变大,即示数变大,故C正确;
D.滑片向上滑动过程中,变阻器连入电路电阻变大,输入电压及匝数比不变,输出电压不变,消耗功率
减小,输出功率变小,所以输入功率变小,故D错误。故选AC。
8.AC【详解】A.由右手定则可知,金属棒中的电流方向为由 N到 M,选项A正确;
B.金属棒切割磁感线,产生的感应电动势为
则回路中的感应电流为
则电阻R两端的电压为B错误;
C.金属棒受到的安培力大小为C正确;
D.电阻R产生焦耳热的功率为D 错误。故选AC。
9. 交流 变暗 变小 变压器的初级连接的是学生电源的“直流”.
【详解】(1)线圈应连到学生电源的交流;
(2)将与灯泡相连的线圈拆掉匝数,其余装置不变继续实验,由于变压器次级匝数减小,则次级电压减小,则灯泡亮度将变暗,这说明灯泡两端的电压变小;
(3)实验中发现,在所有连接都完好的情况下,电路接通后,灯泡始终不亮,但却在电路接通或断开的瞬间,灯泡会闪亮一下,原因是变压器的初级连接的是学生电源的“直流”。
10. D 少 A 【详解】(1)[1]变压器的铁芯,它的结构和材料是:绝缘的硅钢片叠成。
故选D。
(2)[2]观察两个线圈的导线,发现粗细不同,根据
可知匝数少的电流大,则导线越粗,即导线粗的线圈匝数少。
(3)[3]若原线圈和副线圈的匝数比为,根据,可得
实验中发现副线圈的输出电压总是略小于原线圈的输入电压的,造成这种误差的原因可能是铁芯漏磁。
故选A。
11.(1)vm=1.5m/s (2)a=1m/s2 (3)QR=0.075J
【详解】(1)导体棒ab垂直切割磁感线,产生的电动势大小:E=BLv,
由闭合电路的欧姆定律得:
导体棒受到的安培力:FA=BIL,
当导体棒做匀速直线运动时速度最大,由平衡条件得:解得最大速度:vm=1.5m/s;
(2)当速度为v由牛顿第二定律得: 解得:a=1m/s2;
(3)在整个过程中,由能量守恒定律可得: 解得:Q=0.15J,所以QR=0.075J.
12.(1),方向竖直向上;(2);(3)
【详解】(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,有则电场强度方向竖直向上;
(2)小球做匀速圆周运动,设半径为r,由几何关系知
设小球做圆周运动的速率为v,有
由速度的合成与分解得得
(3)设小球到M点的竖直分速度为,则有;
在磁场中运动时间为
运动总时间为
13.(1)4m/s;(2)1.6J;(3)-1.6J
【详解】(1)物块A 与物块B 碰撞前,根据动能定理有解得m/s
(2)物块A 与物块B 碰撞过程中,根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有解得J
(3)B运动到停止的过程中,根据动能定理有解得J