内容正文:
徐州七中高二年级3月学情调研物理试卷
命题人: 总分:100分 时间:75分钟
一、单项选择题(本题共11小题,每题4分,共44分)
1. “梅花香自苦寒来”,人们闻到沁人心脾的花香与分子的热运动有关。关于分子动理论的说法中正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象能在气体和液体中进行,也能在固体中进行
C. 两个分子间距离小于r0时,分子间只有斥力没有引力
D. 两个分子间的距离增大时,分子间的分子势能一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规则运动,它是液体分子无规则运动的反映,故A错误;
B.扩散现象能在气体和液体中进行,也能在固体中进行,故B正确;
C.两个分子间距离小于r0时,分子间同时存在引力和斥力,合力表现为斥力,故C错误;
D.当两个分子间距离大于r0时,分子间作用力表现为引力,两个分子间的距离增大时,分子力做负功,分子势能将增大,故D错误。
故选B。
2. 在电磁波的发射与接收过程中,互为逆过程的是( )
A. 调制与调谐 B. 调幅与调频
C. 调制与检波 D. 调谐与检波
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】调制是把需要发送的信号加到高频的电磁波上,而检波则是将信号从接收到的被调制过的高频电磁波中还原出来,它们互为逆过程。
故选C。
3. 关于生活中遇到的各种电磁波,下列说法不正确的是( )
A. 医院里“CT”机使用的电磁波是X射线,它具有较强的穿透能力
B. 紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输,它还可用于消毒
C. “浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线,它具有显著的热效应
D. 射线可以摧毁病变的细胞,常用于治疗各种癌症
【答案】B
【解析】
【详解】A.射线具有较强的穿透力,可以穿透人体器官,且射线的激发需要高电压,关掉电压之后,射线没有辐射,相对安全,A正确,不符题意;
B.微波常用于卫星通信、电视等信号的传输,紫外线用于消毒,B错误,符合题意;
C.“浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线,利用红外线的热效应进行取暖,C正确,不符题意;
D.射线穿透力很强,故医学上使用射线摧坏病变的细胞,用于癌症治疗,D正确,不符题意。
故选B。
4. 理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,三个灯泡、和接入电路中发光,当滑动变阻器的滑片P向下移动时,下列说法正确的是( )
A. 灯泡变亮,变暗 B. 灯泡、都变亮
C. 灯泡、都变亮 D. 电源输出功率减小
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.当滑动变阻器的滑片P向下移动时,副线圈所在回路总电阻增大,总电流减小,即通过灯的电流减小,灯变暗,由于变压器匝数比不变,副线圈回路总电流减小,则原线圈所在回路中电流减小,则灯变暗,由于通过灯的电流减小,则其两端电压减小,因此原线圈两端电压增大,从而使副线圈两端电压增大,而通过灯的电流减小,灯两端的电压减小,则灯两端的电压增大,灯变亮,故ABC错误;
D.电源的输出功率
由于M、N端连接一个稳压交流电源,其电压不变,而原线圈所在回路中的电流减小,因此电源输出功率减小,故D正确。
故选D。
5. 概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一,以下是某一定质量的氧气(可看成理想气体)在0℃和100℃时统计出的速率分布图,由图像分析以下说法正确的( )
A. 其中某个分子,100℃时的速率一定比0℃时要大
B. 100℃时图线下对应的面积比0℃时要小
C. 如果两种情况气体的压强相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少
D. 如果两种情况气体的体积相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0°C时相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,100℃时的分子速率有时比0℃时要小,故A错误;
B.速率分布曲线的面积的意义,就是将每个单位速率的分子数占总分子数的百分比进行累加,累加的结果都是1,面积相等,故B错误;
C.如果两种情况气体的压强相同,由于100℃时分子的平均动能比较大,所以单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少,故C正确;
D.如果两种情况气体的体积相同,则气体分子数密度相同,温度高时分子的平均动能大,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时多,故D错误。
故选C。
6. 半导体内导电的粒子—“载流子”有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以空穴导电为主的半导体叫P型半导体,以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体,如图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图,图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时,会产生霍尔电势差,若每个载流子所带电量的绝对值为e,下列说法中正确的是( )
A. 如果上表面电势低,则该半导体为P型半导体
B. 如果上表面电势低,则该半导体为N型半导体
C. 其它条件不变,增大c时,增大
D. 样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.电流沿x轴正方向,磁场沿y轴正方向,若上表面电势低,即带负电,根据左手定则粒子受到的洛伦兹力向上,故载流子是带负电的自由电子,是N型半导体,A错误,B正确;
C.最终洛伦兹力和电场力平衡,有
电流的微观表达式为
其中
代入得
增大c时,减小,C错误;
D.由C选项可得
D错误;
故选B。
7. 如图甲所示,匝数n1:n2=1:2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1m的光滑金属导轨相连,导轨电阻不计,处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,副线圈接阻值R=2Ω的电阻,与导轨接触良好的电阻r=1Ω、质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间接图乙所示(正弦图线)规律变化,则( )
A. 电压表的示数为V B. 电路中的电流方向每秒钟改变5次 C. 电阻R实际消耗的功率为0.125W D. 在的时间内外力F做功0.48J
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:导体棒的速度作正弦规律变化,产生正弦式交变电流,由 得到感应电动势瞬时表达式,求出感应电动势最大值,由求解;根据变压器的规律求出副线圈两端电压的有效值,由欧姆定律求解电流的有效值,即可得到两个电表的读数,并分析电表读数与频率的关系.根据焦耳定律求解电阻R上产生的热量
从图中可知T=0.2s,故,,故电源电动势为,电动势的有效值为,设原线圈的电压为U,副线圈的输出电压为,原线圈的电流为I,副线圈的输出电流为,则对原线圈构成的回路由闭合电路欧姆定律有,由变压器的工作原理可知,对副线圈构成的回路,由欧姆定律有,由以上式子可解得U=1V,A错误;交变电流的频率为,每个周期内电流方向改变2次,故每秒钟内电流方向改变10次,B错误;电阻R两端电压,副线圈电流,原线圈电流,所以电阻R实际消耗的功率,C错误;在时间内,电路产生的电热,根据能量守恒得,故,D正确.
8. 如图,理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨,导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场.一金属杆MN在导轨上左右来回运动,始终与导轨垂直且接触良好,其速度v随时间t的变化规律为v=v0sint,两灯A、B均发光.线圈L的直流电阻、导轨和金属杆的电阻均忽略不计.则
A. 只增大T,则灯A变暗、灯B变亮
B. 当时间t=T时,两灯都亮着,电压表的示数恰好为零
C. 只将变阻器R的滑片下滑时,通过副线圈的电流变大,电压表的示数变大
D. 只增大v0,两灯都变亮,杆MN来回运动的最大距离变小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.只增大T,即减小频率,电容器的特性为通交流,隔直流,通调频,阻低频,所以灯A变暗,电感的特性为通直流,阻交流.通低频,阻高频,所以灯B变亮。故A正确;
B.当时间t=T时,两灯都亮着,电压表的示数为有效值,不为零,故B错误;
C.只将变阻器R的滑片下滑时,变阻器R阻值最大,通过副线圈的电流减小,电压表的示数不变,故C错误;
D.只增大v0,两灯都变亮,根据速度时间图象面积表示位移,所以杆MN来回运动的最大距离变大,故D错误。
故选A。
9. 酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,R和为定值电阻,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,因此,显示仪表读数的指针与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )
A. U越大,表示越大、c越大,c与U成正比
B. U越小,表示越小、c越大,但是c与U成正比
C. U越小,表示c越小,c与U成反比
D. U越大,表示c越大,但是c与U不成正比
【答案】D
【解析】
【详解】由欧姆定律有
可以看出,酒精浓度c越大,即越小时,U越大,但U与c之间不是正比关系,D正确。
故选D。
10. 某同学设计的家庭电路保护装置如下图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯电流放大器芯中产生的磁场,下列说法错误的是( )
A. 家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B. 家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C. 家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起
D. 地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.家庭电路正常工作时,零线和火线电流大小相等,方向相反,在铁芯内产生的磁场相互抵消,因此L2中的磁通量为零,A正确;
B.家庭电路中使用的电器增多时,电流增大,但零线和火线电流仍大小相等,方向相反,L2中的磁通量始终为零,保持不变,B正确;
C.家庭电路发生短路时,零线和火线电流增大,但电流仍大小相等,方向相反,L2中的磁通量仍为零,开关K不会被电磁铁吸起,C错误;
D.地面上的人接触火线发生触电时,零线和火线电流大小不相等,此时L2中的磁通量不为零,通过放大器,开关K将被电磁铁吸起,D正确。
故错误的选C。
11. 某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示,将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,之间放置一个光滑绝缘重物M,重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中,电压表示数随时间变化关系如图乙所示,已知0 - t1时间内,小车处于静止状态,则( )
A. 0 ~ t1时间内,弹簧处于原长状态
B. t1 ~ t2时间内,小车的加速度随时间均匀减小
C. t2 ~ t3时间内,小车一定做匀变速直线运动
D. t2 ~ t3时间内,小车可能向右做匀加速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~t1时间内,电压表示数最大,两电阻串联分压可知,力敏电阻的阻值最小,所受压力最大,所以弹簧处于压缩状态,故A错误;
B.t1~t2时间内,电压表示数减小,力敏电阻两端电压变大,阻值增大,所受压力F减小,根据牛顿第二定律,小车的加速度为
小车的加速度增大,故B错误;
CD.t2~t3时间内,电压表示数最小,力敏电阻的两端电压最大,阻值最大,所受压力最小,合力向右,小车的加速度向右,又因为电压表示数不变,压力不变,小车的合力不变,加速度不变,小车做加速度向右的匀变速直线运动,小车可能向左做匀减速直线运动,也可能向右做匀加速直线运动;还有可能M与力敏电阻分离了,此时小车可能向右做加速度增大的加速直线运动,故C错误D正确。
故选D。
二、实验题(本题共1小题,每空3分,共15分)
12. (1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验简要步骤如下:
A.用公式,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小
B.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数
C.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V
D.用浅盘装入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
E.将滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S
上述实验步骤的合理顺序是___________;
(2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液有80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1cm,则可求得:
①油酸薄膜的面积是___________cm2;
②一滴溶液中纯油酸的体积是___________mL;
③油酸分子的直径是___________m;(③的结果保留一位有效数字)
(3)在实验操作及数据处理过程中,以下说法中正确的是( ) 。
A.为了防止酒精的挥发,配制的油酸酒精溶液不能长时间放置
B.处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列
C.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径
D.若实验中撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径将偏大
【答案】 ①. BCDEFA ##DBCEFA ②. 118 ③. ④. ⑤. ABD
【解析】
【详解】(1)[1]油膜法估测分子的大小的步骤为:测一滴溶液体积,计算一滴溶液中纯油酸的体积,准备浅盘,撒痱子粉,将滴油酸酒精溶液滴在水面上,描绘油膜形状,测油膜面积,算出薄膜厚度,故顺序为BCDEFA或DBCEFA。
(2)[2]根据图中信息,不足一半的方格舍去,超过一半的当做整体,则小方格的总数为118个,则油膜的面积为
[3]由题意可知,油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为
一滴溶液的体积为
则一滴溶液中纯油酸的体积为
[4]则由题意可知,油酸分子的直径为
(3)[5]A.为了防止酒精的挥发,配制的油酸酒精溶液不能长时间放置,否则浓度会发生变化,故A正确;
B.处理数据时将油酸分子看成单分子层且不计分子间间隙,故B正确;
C.处理数据时将一滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径,故C错误;
D.若实验中撒的痱子粉过多,则油膜面积偏小,则计算得到的油酸分子的直径将偏大,故D正确。
故选ABD。
三、解答题(本题共4小题,其中第13题6分,第14题8分,第15题12分,第16题15分,共41分)
13. 金刚石中碳原子间的作用力很强,具有很大硬度,可以用来切割玻璃。已知金刚石的密度,碳原子的摩尔质量M为 ,阿伏加德罗常数为。现有一块体积的金刚石,则
(1)这块金刚石中含有多少个碳原子?
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的,试估算碳原子的直径(结果保留1位有效数字)。
【答案】(1)个;(2)
【解析】
【详解】(1)由公式
解得
个
(2)一个碳原子的体积
把金刚石中碳原子看成球体,则由公式
解得
14. 如图,LC电路中,电容C为,电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时,极板间有一带电灰尘恰好静止。当开关S闭合时,灰尘在电容器内运动,g取。求:
(1)从S闭合开始计时,经时,电容器内灰尘的加速度大小为多少?
(2)当灰尘的加速度多大时,线圈中电流最小?
【答案】(1);(2) 或0
【解析】
【详解】(1)开关S断开板间灰尘恰好静止,根据平衡条件可得
而根据LC振荡电路的振荡周期
代入数据可得
则可知恰好为,此时电容器恰好反向放电,且电流达到最大值,电场能为零,即此时灰尘只受重力作用,根据牛顿第二定律有
解得
(2)开关闭合后,在前个周期,电容器放电,放电过程中电量减小,电流增大,当电流最大时,电容器恰好放电完毕,此时电容器所带电荷量为0,而在时间内,电容器反向充电,充电电流逐渐减小,当电容器充电完成,充电电流减为0,此时电场能达到最大,灰尘受重力与电场力,且此时灰尘所受电场力与重力方向相同,根据牛顿第二定律有
解得
而在时间内,电容器又开始反向放电,放电电流逐渐增大,当电容器所带电荷量减为0时,放电电流达到最大值,接着在时间内,电容器又开始正向充电,充电电流逐渐减小,当电容器充电完成,充电电流减为0,电容器所带电荷量达到最大,电场能达到最大,此时灰尘受重力和电场力而平衡,加速度为0。综合可知,当灰尘加速度为 或0时,线圈中电流最小。
15. 我国水力资源居世界首位,西部地区水力发电潜力巨大。其中,西南地区的云、贵、川三省水力资源占全国的68%,但开发还不到8%,国家启动“西电东输”战略工程,不仅有效利用了这些水利资源,更为西部地区的发展提供了契机。水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能。某小型水力发电站水流量为,落差为,现利用它来发电,水电站的总效率为5%,发电机的输出电压为,通过升压变压器升压后向远处输电,两地间输电线的总电阻为 ,输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,在用户端用降压变压器把电压降为,认为所用的变压器都是理想变压器,已知水的密度,重力加速度。求:
(1)发电机的输出功率;
(2)升压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)降压变压器副线圈中的电流(计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ; (2) ; (3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)单位时间内流过的水的质量为
单位时间内发电机的输出功率为
(2)升压变压器输入端电流为
升压变压器输出端电流为
所以升压变压器的匝数比为
(3)用户端的电流为
16. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=100 的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=T,线圈的电阻为R1=0.5 Ω,它的引出线接有R2=9.5 Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计),从t=0时刻开始计时。
(1)写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式以及电压表中的示数;
(2)通电40 s小电珠L消耗的电能;
(3)t=0.1 s时外力F的大小。
【答案】(1)e=40sin 5πt(V) 38 V (2)6080J (3)160 N
【解析】
【详解】(1)由题图丙可得:vm=2 m/s,T=0.4 s
电动势最大值
Em=nBLvm=nB·2πr·vm=40V
线圈转动的角速度
ω==5πrad/s
电动势的瞬时值表达式:
e=40sin5πt(V)
电动势的有效值
E==V=40V
电流的有效值
I==A=4A
电压表的示数
U=IR2=4×9.5V=38V
(2)根据焦耳定律可得:
Q=I2R2t=42×9.5×40J=6 080J
(3)t=0.1 s时e=Em=40 V
电流强度
i=Im==A=4A
此时线圈的速度最大而加速度为零,则:
F=FA=nBIm·2πr=100××4×2π×0.1N=160N
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徐州七中高二年级3月学情调研物理试卷
命题人: 总分:100分 时间:75分钟
一、单项选择题(本题共11小题,每题4分,共44分)
1. “梅花香自苦寒来”,人们闻到沁人心脾的花香与分子的热运动有关。关于分子动理论的说法中正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象能在气体和液体中进行,也能在固体中进行
C. 两个分子间距离小于r0时,分子间只有斥力没有引力
D. 两个分子间的距离增大时,分子间的分子势能一定减小
2. 在电磁波的发射与接收过程中,互为逆过程的是( )
A. 调制与调谐 B. 调幅与调频
C. 调制与检波 D. 调谐与检波
3. 关于生活中遇到的各种电磁波,下列说法不正确的是( )
A. 医院里“CT”机使用的电磁波是X射线,它具有较强的穿透能力
B. 紫外线常用于卫星通信、电视等信号的传输,它还可用于消毒
C. “浴霸”的取暖灯泡能发出较强的红外线,它具有显著的热效应
D. 射线可以摧毁病变的细胞,常用于治疗各种癌症
4. 理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,三个灯泡、和接入电路中发光,当滑动变阻器的滑片P向下移动时,下列说法正确的是( )
A. 灯泡变亮,变暗 B. 灯泡、都变亮
C. 灯泡、都变亮 D. 电源输出功率减小
5. 概率统计的方法是科学研究中的重要方法之一,以下是某一定质量的氧气(可看成理想气体)在0℃和100℃时统计出的速率分布图,由图像分析以下说法正确的( )
A. 其中某个分子,100℃时的速率一定比0℃时要大
B. 100℃时图线下对应的面积比0℃时要小
C. 如果两种情况气体的压强相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数比0℃时少
D. 如果两种情况气体的体积相同,则100℃时单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数与0°C时相同
6. 半导体内导电的粒子—“载流子”有两种:自由电子和空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子),以空穴导电为主的半导体叫P型半导体,以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体,如图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图,图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时,会产生霍尔电势差,若每个载流子所带电量的绝对值为e,下列说法中正确的是( )
A. 如果上表面电势低,则该半导体为P型半导体
B. 如果上表面电势低,则该半导体为N型半导体
C. 其它条件不变,增大c时,增大
D. 样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为
7. 如图甲所示,匝数n1:n2=1:2的理想变压器原线圈与水平放置的间距L=1m的光滑金属导轨相连,导轨电阻不计,处于竖直向下、磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,副线圈接阻值R=2Ω的电阻,与导轨接触良好的电阻r=1Ω、质量m=0.02kg的导体棒在外力F的作用下运动,其速度随时间接图乙所示(正弦图线)规律变化,则( )
A. 电压表的示数为V B. 电路中的电流方向每秒钟改变5次 C. 电阻R实际消耗的功率为0.125W D. 在的时间内外力F做功0.48J
8. 如图,理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨,导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场.一金属杆MN在导轨上左右来回运动,始终与导轨垂直且接触良好,其速度v随时间t的变化规律为v=v0sint,两灯A、B均发光.线圈L的直流电阻、导轨和金属杆的电阻均忽略不计.则
A. 只增大T,则灯A变暗、灯B变亮
B. 当时间t=T时,两灯都亮着,电压表的示数恰好为零
C. 只将变阻器R的滑片下滑时,通过副线圈的电流变大,电压表的示数变大
D. 只增大v0,两灯都变亮,杆MN来回运动的最大距离变小
9. 酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器,酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化.在如图所示的电路中,R和为定值电阻,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,因此,显示仪表读数的指针与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )
A. U越大,表示越大、c越大,c与U成正比
B. U越小,表示越小、c越大,但是c与U成正比
C. U越小,表示c越小,c与U成反比
D. U越大,表示c越大,但是c与U不成正比
10. 某同学设计的家庭电路保护装置如下图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯电流放大器芯中产生的磁场,下列说法错误的是( )
A. 家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零
B. 家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变
C. 家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起
D. 地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起
11. 某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小。一同学利用该力敏电阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置。其工作原理如图甲所示,将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,之间放置一个光滑绝缘重物M,重物与挡板之间通过轻弹簧连接。某次实验中,电压表示数随时间变化关系如图乙所示,已知0 - t1时间内,小车处于静止状态,则( )
A. 0 ~ t1时间内,弹簧处于原长状态
B. t1 ~ t2时间内,小车的加速度随时间均匀减小
C. t2 ~ t3时间内,小车一定做匀变速直线运动
D. t2 ~ t3时间内,小车可能向右做匀加速直线运动
二、实验题(本题共1小题,每空3分,共15分)
12. (1)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中,实验简要步骤如下:
A.用公式,求出薄膜厚度,即油酸分子的大小
B.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时的滴数
C.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V
D.用浅盘装入约2cm深的水,然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
E.将滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
F.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个)再根据方格的边长求出油膜的面积S
上述实验步骤的合理顺序是___________;
(2)以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL,用注射器测得1mL上述溶液有80滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中正方形格的边长为1cm,则可求得:
①油酸薄膜的面积是___________cm2;
②一滴溶液中纯油酸的体积是___________mL;
③油酸分子的直径是___________m;(③的结果保留一位有效数字)
(3)在实验操作及数据处理过程中,以下说法中正确的是( ) 。
A.为了防止酒精的挥发,配制的油酸酒精溶液不能长时间放置
B.处理数据时将油酸分子看成单分子层且紧密排列
C.处理数据时将一滴油酸酒精溶液的体积除以油膜面积就得到了油酸分子的直径
D.若实验中撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径将偏大
三、解答题(本题共4小题,其中第13题6分,第14题8分,第15题12分,第16题15分,共41分)
13. 金刚石中碳原子间的作用力很强,具有很大硬度,可以用来切割玻璃。已知金刚石的密度,碳原子的摩尔质量M为 ,阿伏加德罗常数为。现有一块体积的金刚石,则
(1)这块金刚石中含有多少个碳原子?
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的,试估算碳原子的直径(结果保留1位有效数字)。
14. 如图,LC电路中,电容C为,电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时,极板间有一带电灰尘恰好静止。当开关S闭合时,灰尘在电容器内运动,g取。求:
(1)从S闭合开始计时,经时,电容器内灰尘的加速度大小为多少?
(2)当灰尘的加速度多大时,线圈中电流最小?
15. 我国水力资源居世界首位,西部地区水力发电潜力巨大。其中,西南地区的云、贵、川三省水力资源占全国的68%,但开发还不到8%,国家启动“西电东输”战略工程,不仅有效利用了这些水利资源,更为西部地区的发展提供了契机。水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能。某小型水力发电站水流量为,落差为,现利用它来发电,水电站的总效率为5%,发电机的输出电压为,通过升压变压器升压后向远处输电,两地间输电线的总电阻为 ,输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%,在用户端用降压变压器把电压降为,认为所用的变压器都是理想变压器,已知水的密度,重力加速度。求:
(1)发电机的输出功率;
(2)升压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)降压变压器副线圈中的电流(计算结果保留2位有效数字)。
16. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1 m、匝数n=100 的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=T,线圈的电阻为R1=0.5 Ω,它的引出线接有R2=9.5 Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计),从t=0时刻开始计时。
(1)写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式以及电压表中的示数;
(2)通电40 s小电珠L消耗的电能;
(3)t=0.1 s时外力F的大小。
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