学年江西省萍乡市湘东中学高二下学期线上期中能力测试物理试题解析版Word格式.docx
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D.分子间的相互作用力的合力,先减小后增大,再减小到零
5.机器人装有作为眼睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器”,以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。
下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是( )
A.该机器人“眼睛”利用了光传感器B.该机器人“眼睛”利用了力传感器
C.该机器人“眼睛”利用了温度传感器D.该机器人“眼睛”利用了声音传感器
6.物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”。
如图所示,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环。
闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起。
某同学另找来器材再探究此实验。
他连接好电路,经重复试验,线圈上的套环均未动。
对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是( )
A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高
C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同
7.某小型发电机产生的交流电动势为e=50sin(100πt)V。
对此电动势,下列表述正确的有( )
A.周期是0.02sB.频率是100Hz
C.有效值是25VD.最大值是50
V
8.如图所示,在远距离输电过程中,若保持升压变压器原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是( )
A.升高U1会增大输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗
C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率
9.以下说法正确的是( )
A.一般分子直径的数量级为10-10mB.布朗运动是液体分子的无规则运动
C.分子间同时存在分子引力和分子斥力D.扩散现象说明分子做无规则运动
10.如图所示,表示一定质量的理想气体沿箭头所示的方向发生状态变化的过程,则该气体压强变化情况是( )
A.从状态c到状态d,压强减小B.从状态d到状态e,压强增大
C.从状态e到状态a,压强减小D.从状态a到状态b,压强不变
11.图甲和图乙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.图甲中,A1与L1的电阻值相同
B.图甲中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流
C.图乙中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图乙中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等
12.如图所示,将一根电阻为R的绝缘硬金属导线弯成一个标准的正弦曲线形状,其两端a、b通过小金属环保持与长直金属杆有着良好接触但无摩擦,导线与杆相交处二者绝缘,金属导线两端a、b间距离为2d,最高点到ab连线的距离为L,金属杆电阻忽略不计,空间中存在有理想边界的匀强磁场,宽度为d,方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B,磁场的边界与金属杆垂直,M和N位于磁场区域的边界上,在外力的作用下,导线以恒定的速度v向右匀速运动,从b位于M左侧的某一位置运动到a位于N右侧的某一位置,则在此过程中,以下说法正确的是( )
A.导线上有电流通过的时间为
B.导线上有电流通过的时间为
C.外力所做的功为
D.金属导线所产生的焦耳热为
二、非选择题:
本题共5小题,共52分。
按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后『答案』的不能得分。
有数值计算的题,『答案』中必须明确写出数值和单位。
13.(7分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,已知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V油酸,配制的油酸酒精溶液中,纯油酸与溶液体积之比为1∶500,1mL溶液滴250滴,那么1滴溶液的体积是 mL,所以一滴溶液中纯油酸体积为V油酸= cm3。
若实验中测得结果如下表所示,请根据所给数据填写出空白处的数值,并与公认的油酸分子长度值L0=1.12×
10-10m作比较,并判断此实验是否符合数量级的要求。
次数
S/cm2
L=(V/S)/cm
平均值
1
533
2
493
3
563
14.(8分)逻辑电路在电子线路中有着重要的应用。
某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路,天黑了,让路灯自动接通;
天亮了,让路灯自动熄灭。
如图中RG是一个光敏电阻,当有光线照射时,光敏电阻的阻值会显著减小;
R是可调电阻,起分压作用。
“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号,或将低压信号转变为高压信号。
J为路灯总开关控制继电器,它在获得高压时才启动(图中未画路灯电路)。
(1)当天黑时,RG变 (选填“大”或“小”),“非”门电路获得 电压,
J得到 电压。
(后两空均选填“高”或“低”)
(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮,现要调节自动控制装置,使它在天色较黑时才会自动接通开关,应将R调 (选填“大”或“小”)一些。
15.(10分)如图,水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻,质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上。
t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动。
t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动。
杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ。
重力加速度大小为g。
求:
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小。
(2)电阻的阻值。
16.(12分)如图所示,用U形管和细管连接的玻璃烧瓶A和橡胶气囊B内都充有理想气体,A浸泡在温度为27℃的水槽中,U形管右侧水银柱比左侧高h=40cm。
现挤压气囊B,使其体积变为原来的
,此时U形管两侧的水银柱等高。
已知挤压过程中气囊B温度保持不变,U形管和细管的体积远小于A、B的容积,变化过程中烧瓶A中气体体积可认为不变。
(大气压强相当于75cm高水银柱产生的压强,即100kPa)
(1)求烧瓶A中气体压强;
(2)将橡胶气囊B恢复原状,再将水槽缓慢加热至47℃,求U形管两侧水银柱的高度差。
17.(15分)如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO'
匀速转动,每匝线圈长为L=25cm,宽为d=20cm。
线圈每分钟转动1500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。
(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式。
(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω,外接一阻值为13Ω的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式。
(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e'
和感应电流i'
的瞬时值表达式如何?
(4)画出
(1)
(2)中的e-t、i-t图象。
——★参考答案★——
1.『答案』B
『解析』白糖放入热水中,水变甜,说明糖分子在永不停息地做无规则运动,故A正确;
大风吹起时,地上的尘土飞扬,是物体在运动,属于机械运动,故B错误;
一滴红墨水滴入一杯水中,过一会杯中的水变成了红色,分子在永不停息地做无规则运动,故C正确;
把两块纯净的铅块用力压紧后,两个铅块的底面分子之间的距离比较大,表现为引力,使两个铅块结合在一起,用一定的拉力才能拉开,故D正确。
2.『答案』B
『解析』气体对容器的压强是由气体分子对器壁的碰撞产生的,选项A错误,B正确;
气体的压强与分子密集程度及分子的平均动能大小有关,平均动能越大则温度越高,但如果体积变为很大,压强可能减小,故选项C错误;
压缩理想气体要用力,克服的是气体的压力(压强),而不是分子间的斥力,选项D错误。
3.『答案』B
『解析』两个线圈的半径虽然不同,但是线圈内的匀强磁场的半径一样,则穿过两线圈的磁通量相同,故选项B正确。
4.『答案』D
『解析』由分子力随距离的变化关系得,分子距离由靠得不能再靠近变化到大于分子直径的10倍以上时,引力和斥力都在减小,故A、B错;
相互作用的合力的变化如图所示,应为先减小再增大,再减小到零,C错,D对。
5.『答案』B
『解析』遇到障碍物会绕开,说明该机器人“眼睛”利用了光传感器,故选项A正确,选项B、C、D错误。
6.『答案』D
『解析』当闭合S瞬间,线圈L内产生的磁场B及磁通量的变化率随电压及线圈匝数增加而增大,如果套环是金属材料又闭合,由楞次定律可知,环内会产生感应电流I及磁场B'
,环会受到向上的安培力F,当F>
mg时,环跳起,越大,环电阻越小,F越大。
如果环越轻,跳起效果越好,所以选项B、C错误;
如果套环换用电阻大、密度大的材料,I减小、F减小,mg增大,套环可能无法跳起,选项D正确;
如果使用交变电流,S闭合后,套环受到的安培力大小及方向(上下)周期性变化,S闭合瞬间,F大小、方向都不确定,直流电效果会更好,选项A错误。
7.『答案』A
『解析』由ω=2πf=100πrad/s得f=50Hz,B错误;
T==0.02s,A正确;
从中性面开始计时,交流电动势的表达式为e=Emsinωt,因e=50sin(100πt)V,所以最大值Em=50V,D错误;
有效值E=
=25
V,C错误。
8.『答案』D
『解析』升高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=
I1,所以I2将减小,故A错误;
线路功率损耗P损=
R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B、C错误;
因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,故D正确。
9.『答案』ACD
『解析』由分子动理论可知选项C、D正确;
一般分子直径的数量级为10-10m,选项A正确;
布朗运动是固体颗粒的无规则运动,但布朗运动间接反映了液体或气体分子在永不停息地做无规则运动,B选项错误。
10.『答案』AC
『解析』在V-T图象中等压线是过坐标原点的直线。
由理想气体状态方程知
。
可见,当压强增大,等压线的斜率k=
变小。
由题图可确定pa<
pe<
pd<
pc<
pb。
11.『答案』C
『解析』断开开关S1瞬间,线圈L1产生自感电动势,阻碍电流的减小,通过L1的电流反向通过A1,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗,说明IL1>
IA1,即RL1<
RA1,故A错;
题图甲中,闭合开关S1,电路稳定后,因为RL1<
RA1,所以A1中电流小于L1中电流,故B错;
题图乙中,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,说明变阻器R与L2的电阻值相同,故C对;
闭合S2瞬间,通过L2的电流增大,由于电磁感应,线圈L2产生自感电动势,阻碍电流的增大,则L2中电流与变阻器R中电流不相等,故D错。
12.『答案』BC
『解析』导线上有电流即导线在磁场中切割磁感线时,导线在运动过程中的距离为3L,所以时间为t=
,故B正确;
外力所做的功等于金属导线上产生的热量,金属导线产生的感应电动势瞬时值为e=Byv,y是有效切割长度y=Lsinωt,得到e=BLvsinωt,ω=
,则线圈中产生正弦式交变电流,其感应电动势的有效值为E=
,故导线全部穿过磁场过程,外力F所做功为W=
,故C正确。
13.(7分)『答案』
8×
10-6 1.50×
10-8 1.62×
10-8 1.42×
10-8 1.51×
10-10m 符合
『解析』由题给条件得,1滴溶液的体积为
V溶液=
mL,因为
,故1滴溶液中油酸体积为V油酸=
cm3=8×
10-6cm3。
据此算得3次测得L的结果分别为1.50×
10-8cm、1.62×
10-8cm、1.42×
10-8cm’其平均值为
≈1.51×
10-10m。
这与公认值的数量级相吻合,故本次估测数值符合数量级的要求。
14.(8分)
『答案』
(1)大 低 高
(2)大
『解析』
(1)天黑时,光线减弱,光敏电阻RG变大,A端输入低电压,Y端输出高压信号,J得到高压,开始控制路灯工作。
(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮,应将R调大,A端输入电压较高,当天色较黑时,RG的电阻变大,A端的电压降低,Y端的电压升高,J得到高压,开始控制路灯工作。
15.(10分)
『解析』
(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a,由牛顿第二定律得:
ma=F-μmg
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v,由运动学公式有
v=at0
当金属杆以速度v在磁场中运动时,由法拉第电磁感应定律,杆中的电动势为
E=Blv
解得:
E=Blt0
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时,金属杆中的电流为I,根据欧姆定律
I=
,式中R为电阻的阻值
金属杆所受的安培力为f=BlI
因金属杆做匀速运动,由牛顿运动定律得:
F-μmg-f=0
R=
16.(12分)
『解析』
(1)由题意知:
A中气体压强pA不变,且与B中气体末态压强pB'
相等,即pA=pB'
初态压强满足pB=pA-ph
对B中气体由玻意耳定律可知pBVB=pB'
·
VB
代入数据解得烧瓶A中气体的压强pA=160kPa。
(2)A中的气体发生等容变化,由查理定律得
代入数据解得pA'
=
kPa
橡胶气囊B恢复原状,其压强为pB=pA-ph=
U形管两侧水银柱的高度差为pΔh,则pA'
=pΔh+pB
解得pΔh=64kPa
则Δh=
×
75cm=48cm。
17.(15分)
『解析』
(1)线圈匝数n=50,磁场的磁感应强度B=0.5T,线圈转动的角速度ω=2πf=2π×
rad/s=50πrad/s,线圈的面积S=Ld=0.05m2
所以Em=nBSω=50×
0.5×
0.05×
50πV≈196V
从图示位置计时,有e=Emcosωt=196cos(50πt)V。
(2)若r=0.02Ω,则r'
=50r=0.02×
50Ω=1Ω
R总=R+r'
=13Ω+1Ω=14Ω
Im=
A=14A
所以i=Imcosωt=14cos(50πt)A。
(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时,即从中性面开始计时,感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e'
=196sin(50πt)V,i'
=14sin(50πt)A。
(4)因为ω=50πrad/s,所以T=
=0.04s,Em=196V,Im=14A。
(1)
(2)中的e-t、i-t图象分别如图甲、乙所示。
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