精品解析:四川省广元市川师大万达中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题
2024-08-13
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内容正文:
四川省广元市川师大万达中学2023-2024学年度第二学期期末模拟考试
高二年级物理试题
(满分:100分 考试时间:75分钟 )
注意事项:
1.试卷分为试卷二卷,共4页。答题前,请考生务必将自己的学校、姓名、座位号、准考证号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.试结束后,请将答题纸和机读卡交回。
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、选择题(共1-7题单选,每题4分,8-10题多选,每题5分,错选或多选均不得分,漏选得3分,总分43分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线
B. 电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相平行
C. 在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
D. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
2. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
B. 扩散现象表明分子在做永不停息地运动
C. 已知水蒸气的摩尔质量为,水蒸气的密度为,阿伏加德罗常数为,则水分子的分子体积为
D. 水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
3. 如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不计,则( )
A. S闭合瞬间,B灯立即亮,A灯缓慢亮
B. 电路接通稳定后,A、B灯亮度相同
C. 电路接通稳定后,断开S,A灯闪亮,随后逐渐熄灭
D. 电路接通稳定后,断开S瞬间,b点的电势高于a点
4. 如图所示,两个容器A和B容积不同,内部装有气体,其间用细管相连,管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA,B中气体温度为tB,且tA > tB,水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热,使它们的温度都升高相同的温度,下列说法正确的是( )
A. 水银柱保持不动 B. 水银柱将向左移动
C. 水银柱将向右移动 D. 水银柱的移动情况无法判断
5. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是( )
A. A→B→C过程中,气体压强先增加后不变
B. C→D→A过程中,单位体积内分子数先不变后增加
C. 整个循环过程中,气体对外界做的功大于外界对气体做的功
D. 整个循环过程中,气体对外界放热,内能不变
6. 如图所示,一理想变压器原线圈与定值电阻、理想电流表一起接入电压恒为U的交流电源上,原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变,副线圈和电阻箱、理想电流表连接在一起,下列说法正确的是( )
A. 保持不变,将触头P向上移动,则的示数变大
B. 保持不变,将触头P向下移动,电源输出的总功率变小
C. 保持P的位置不动,增大,则的示数减小,的示数减小
D. 保持P的位置不动,增大,则的电功率变小,的电功率不变
7. 如图所示,边长为2a的正方体玻璃砖,底面中心有一单色点光源O,从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为( )
A. B. C. D.
8. 下列说法正确的有( )
A. 当分子间距离增大时,分子间作用力就减小,分子势能就增大
B. 第二类永动机没有违背能量守恒定律和热力学第一定律
C. 具有各向同性物理性质的物质不一定都是晶体
D. 随着科学技术的不断进步,热机效率可望达到100%
9. 发电机的示意图如图甲所示,边长为L的正方形金属框,在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动,阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计,图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周( )
A. 框内电流方向不变 B. 电动势的最大值为Um
C. 流过电阻的电荷 D. 电阻产生的焦耳热
10. 两个完全相同的正方形匀质金属框,边长为,通过长为的绝缘轻质杆相连,构成如图所示的组合体。距离组合体下底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平,高度为,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出,设置合适的磁感应强度大小使其匀速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 与无关,与成反比
B. 通过磁场的过程中,金属框中电流的大小和方向保持不变
C. 通过磁场的过程中,组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D. 调节、和,只要组合体仍能匀速通过磁场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变
第Ⅱ卷 非选择题(共57分)
二、实验题(本题共2小题,每个空2分,总分16分)
11. 如图甲所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,操作步骤如下:
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;
③重复上述步骤②,多次测量;
④根据记录的数据,作出图线,如图乙所示。
(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的____和____。
(2)完成本实验的基本要求是 (填正确答案标号);
A. 在等温条件下操作 B. 封闭气体的注射器密封良好
C. 必须弄清所封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位
(3)理论上由图线分析可知:如果该图线___,就说明气体的体积跟压强的倒数成正比,即体积与压强成反比;
(4)若实验操作规范正确,则图乙中代表____。
12. (1)如下图所示:某同学对实验装置进行调节并观察实验现象:
①图甲、图乙是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是___________。
②下述现象中能够观察到的是__________。
A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
③移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1.转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图所示,则读数x2=___________mm;已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。计算波长的公式=___________;(用题目中给出的字母表示)
三、解答题(13题10分,14题14分,15题17分,共41分)
13. 有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为,降压变压器原、副线圈匝数比为,输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班,每班有“220V 40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则:
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
14. 如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部的高度为h,汽缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞A和B分成高度相等的三部分,下边两部分封闭有理想气体M和N,活塞A导热性能良好,活塞B绝热,两活塞均与汽缸接触良好,不计一切摩擦,N部分气体内有加热装置,初始状态温度为T0,汽缸的横截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变.现对N部分气体缓慢加热
(1)当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时,N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q,求该过程中N部分气体内能的变化量;
(2)活塞A恰好接触汽缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,当M部分气体的高度达到时,求此时N部分气体的温度.
15. 如图(a)所示,一个电阻不计的平行金属导轨,间距,左半部分倾斜且粗糙,倾角,处于沿斜面向下的匀强磁场中;右半部分水平且光滑,导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,其边界与两导轨夹角均为。右半部分俯视图如图(b)。导体棒借助小立柱静置于倾斜导轨上,其与导轨的动摩擦因数。导体棒以的速度向右进入三角形磁场区域时,撤去小立柱,棒开始下滑,同时对棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中,两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为,两棒的质量均为,棒电阻,棒电阻不计。重力加速度大小取,以棒开始下滑为计时起点。求
(1)撤去小立柱时,棒的加速度大小;
(2)棒中电流随时间变化的关系式;
(3)棒达到的最大速度及所用时间。
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四川省广元市川师大万达中学2023-2024学年度第二学期期末模拟考试
高二年级物理试题
(满分:100分 考试时间:75分钟 )
注意事项:
1.试卷分为试卷二卷,共4页。答题前,请考生务必将自己的学校、姓名、座位号、准考证号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.试结束后,请将答题纸和机读卡交回。
第Ⅰ卷 选择题(共43分)
一、选择题(共1-7题单选,每题4分,8-10题多选,每题5分,错选或多选均不得分,漏选得3分,总分43分)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 在电磁波谱中,最容易发生衍射现象的是γ射线
B. 电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相平行
C. 在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制
D. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,速度依次变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.在电磁波谱中,无线电波的波长最长,最容易发生衍射现象的是无线电波,故A错误;
B.电磁波在真空中传播时的电场强度E与磁感应强度B互相垂直,故B错误;
C.在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作调制,故C正确;
D.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短,在真空中电磁波传播速度相同,故D错误。
故选C。
2. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
B. 扩散现象表明分子在做永不停息地运动
C. 已知水蒸气的摩尔质量为,水蒸气的密度为,阿伏加德罗常数为,则水分子的分子体积为
D. 水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是在外力作用下的运动,不是布朗运动,A错误;
B.扩散现象表明分子在做永不停息地运动,B正确;
C.已知水蒸气的摩尔质量为,水蒸气的密度为,阿伏加德罗常数为,则水分子所占空间的体积为
水分子的体积在此无法计算,C错误;
D.水结为冰时,水分子的热运动不会停止,D错误。
故选B。
3. 如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈,其直流电阻可忽略不计,则( )
A. S闭合瞬间,B灯立即亮,A灯缓慢亮
B. 电路接通稳定后,A、B灯亮度相同
C. 电路接通稳定后,断开S,A灯闪亮,随后逐渐熄灭
D. 电路接通稳定后,断开S瞬间,b点的电势高于a点
【答案】C
【解析】
【详解】A.S闭合的瞬间,通过L的电流等于零,A、B灯都立即亮,A错误;
B.电路接通稳定后,L相当于导线,A灯被短路,A灯熄灭,B灯两端电压变大,B灯变亮,B错误;
C.电路接通稳定后,L相当于导线,A灯熄灭,断开S的瞬间,L相当于电源给A灯供电,A灯又亮了,然后A灯逐渐熄灭,所以A灯闪一下后逐渐熄灭,C正确;
D.电路接通稳定时,通过L的电流方向向左,断开S的瞬间,L相当于电源阻碍电流减小,产生向左的电流,a是电源的正极,b是电源的负极,b点的电势低于a点,D错误。
故选C。
4. 如图所示,两个容器A和B容积不同,内部装有气体,其间用细管相连,管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA,B中气体温度为tB,且tA > tB,水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热,使它们的温度都升高相同的温度,下列说法正确的是( )
A. 水银柱保持不动 B. 水银柱将向左移动
C. 水银柱将向右移动 D. 水银柱的移动情况无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】本题涉及到两部分气体,水银柱的移动由两部分气体的压强差决定。可以先假设水银柱不动,A、B两部分气体都做等容变化,分别研究它们的压强变化。对A有
=
得
pA′ = pA
对B有
=
得
pB′ = pB
由于开始时水银柱恰好在管的中央静止,则开始有
pA = pB,tA > tB
则有
<
所以pA′ < pB′,则水银柱将向左移动。
故选B。
5. 一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环过程。下列说法正确的是( )
A. A→B→C过程中,气体压强先增加后不变
B. C→D→A过程中,单位体积内分子数先不变后增加
C. 整个循环过程中,气体对外界做的功大于外界对气体做的功
D. 整个循环过程中,气体对外界放热,内能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A. A→B的过程中,气体温度不变,体积增大到原来的2倍,由玻意尔定律可知,气体压强将减小到A状态时的二分之一;B→C的过程中,气体的体积不变,温度升高到原来的4倍,由查理定律可知,气体的压强将增大到B状态时的4倍;即气体压强先减小后增大,故A错误;
B. C→D→A过程中,气体的体积先减小后不变,所以单位体积内分子数先增加后不变,故B错误;
C. A→B的过程中,气体等温膨胀,内能不变,但对外做功,由热力学第一定律
可知,气体从外界吸收了热量;B→C的过程中,气体体积不变,温度升高,内能增加,气体和外界没有相互做功,由
可知,气体从外界吸收了热量;C→D过程中,气体体积减小,温度降低,内能减小,由图可知是定值,则由
可知,气体经历了等压压缩,外界对气体做了功,由
可知,气体向外界释放了热量;D→A过程中,气体经历了等容降温,内能减小,压强减小,气体与外界没有相互做功,由
可知,气体向外界释放了热量。综上所述,气体与外界相互做功发生在A→B和C→D过程中,其中A→B是一个降压过程,C→D是一个等压过程,由D→A过程可知,A→B过程中压强的最大值小于C→D过程中的压强,两个过程中气体的体积变化量相等,所以A→B过程中气体对外界做的功小于C→D过程中外界对气体做的功,故C错误;
D.由上面的分析可知,整个循环过程中,外界对气体做的功大于气体对外界做的功,气体的温度、体积最终回到了开始状态,内能变化量为零,由热力学第一定律
可知气体对外界放了热,故D正确。
故选D
6. 如图所示,一理想变压器原线圈与定值电阻、理想电流表一起接入电压恒为U的交流电源上,原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变,副线圈和电阻箱、理想电流表连接在一起,下列说法正确的是( )
A. 保持不变,将触头P向上移动,则的示数变大
B. 保持不变,将触头P向下移动,电源输出的总功率变小
C. 保持P的位置不动,增大,则的示数减小,的示数减小
D. 保持P的位置不动,增大,则的电功率变小,的电功率不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电路连接情况可知
根据变压器电压、电流关系可知
根据欧姆定理可知
联立可得
保持不变,将触头P向上移动,则增大,根据上述推导可知变小,即的示数变小,A错误;
B.保持不变,将触头向下移动,减小,则增大,根据可知,电源输出的总功率变大,B错误;
C.保持P的位置不动,增大,根据上述推导可知、变小,即和的示数都变小,C正确;
D.根据可知,的电功率变小,的电功率可能变小也可能变大,D错误。
故选C。
7. 如图所示,边长为2a的正方体玻璃砖,底面中心有一单色点光源O,从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系可知底面对角线为
玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,设临界角为C,由几何关系可得
点光源O在侧面的出射情况为一个半圆,设其半径为r,则有
联立,解得
从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为
故选D。
8. 下列说法正确的有( )
A. 当分子间距离增大时,分子间作用力就减小,分子势能就增大
B. 第二类永动机没有违背能量守恒定律和热力学第一定律
C. 具有各向同性物理性质的物质不一定都是晶体
D. 随着科学技术的不断进步,热机效率可望达到100%
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从平衡位置开始,当分子间的距离增大时,分子间作用力表现为引力,分子间作用力先增大后减小,分子力做负功,分子势能增大,故A错误;
B.第二类永动机没有违背能量守恒定律和热力学第一定律,而是违反了热力学第二定律,故B正确;
C.所有非晶体的物理性质都为各向同性,晶体分为单晶体与多晶体,单晶体为各向异性,多晶体为各向同性,故C正确;
D.热机效率不可能达到100%,故D错误;
故选BC。
9. 发电机的示意图如图甲所示,边长为L的正方形金属框,在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动,阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计,图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周( )
A. 框内电流方向不变 B. 电动势的最大值为Um
C. 流过电阻的电荷 D. 电阻产生的焦耳热
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当线框转动时,框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次,而线圈和外电路接点处通过换向器,保证电流的方向不发生变化,从而使加在电阻两端的电压方向保持不变,A错误;
B.由图乙可知,电动势的最大值为Um ,B正确;
C.线圈转过半周,则流过电阻的电荷量为
则金属框转过一周流过电阻的电荷量为
C错误;
D.因为
则
金属框转过一周电阻产生的焦耳热
D正确。
故选BD。
10. 两个完全相同的正方形匀质金属框,边长为,通过长为的绝缘轻质杆相连,构成如图所示的组合体。距离组合体下底边处有一方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平,高度为,左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出,设置合适的磁感应强度大小使其匀速通过磁场,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 与无关,与成反比
B. 通过磁场的过程中,金属框中电流的大小和方向保持不变
C. 通过磁场的过程中,组合体克服安培力做功的功率与重力做功的功率相等
D. 调节、和,只要组合体仍能匀速通过磁场,则其通过磁场的过程中产生的热量不变
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.将组合体以初速度v0水平无旋转抛出后,组合体做平抛运动,后进入磁场做匀速运动,由于水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互低消,则有
mg = F安 = ,vy =
综合有
B =
则B与成正比,A错误;
B.当金属框刚进入磁场时金属框的磁通量增加,此时感应电流的方向为逆时针方向,当金属框刚出磁场时金属框的磁通量减少,此时感应电流的方向为顺时针方向,B错误;
C.由于组合体进入磁场后做匀速运动,由于水平方向的感应电动势相互低消,有
mg = F安 =
则组合体克服安培力做功的功率等于重力做功的功率,C正确;
D.无论调节哪个物理量,只要组合体仍能匀速通过磁场,都有
mg = F安
则安培力做的功都为
W = 4F安L
则组合体通过磁场过程中产生的焦耳热不变,D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷 非选择题(共57分)
二、实验题(本题共2小题,每个空2分,总分16分)
11. 如图甲所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,操作步骤如下:
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②移动活塞,记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p;
③重复上述步骤②,多次测量;
④根据记录的数据,作出图线,如图乙所示。
(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的____和____。
(2)完成本实验的基本要求是 (填正确答案标号);
A. 在等温条件下操作 B. 封闭气体的注射器密封良好
C. 必须弄清所封闭气体的质量 D. 气体的压强和体积必须用国际单位
(3)理论上由图线分析可知:如果该图线___,就说明气体的体积跟压强的倒数成正比,即体积与压强成反比;
(4)若实验操作规范正确,则图乙中代表____。
【答案】(1) ①. 质量和温度 ②. 温度和质量 (2)AB
(3)为过坐标原点的倾斜直线
(4)传感器与注射器间气体的体积
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图像可以知道,V与p成反比,只有一定质量的气体温度保持不变时,体积与压强成正比,所以完成本实验的基本要求是质量和温度不变。
【小问2详解】
A.本实验用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,故在等温条件下操作,A正确;
B.封闭气体的注射器密封良好,否则注射器漏气的话,会出现误差,B正确;
C.实验采用的是控制变量法,只要定质量,即保证气体的质量一定就可以,不必必须弄清所封闭气体的质量,C错误;
D.研究在一定质量的气体在温度不变的情况下气体的压强和体积之间的关系,研究的是比列关系,单位无须统一为国际单位,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
理论上封闭气体发生等温变化时满足,即,如果图线为过坐标原点的倾斜直线,就说明气体的体积跟压强的倒数成正比,即体积与压强成反比。
【小问4详解】
由图乙知,该图线的方程为
理论上封闭气体应满足
对比分析可知,密封注射器中气体的体积小于实际实验密封的气体的体积,则图线不过原点的原因是传感器与注射器间有气体,图乙中代表传感器与注射器间气体体积。
12. (1)如下图所示:某同学对实验装置进行调节并观察实验现象:
①图甲、图乙是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是___________。
②下述现象中能够观察到的是__________。
A.将滤光片由蓝色的换成红色的,干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后,干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后,干涉现象消失
③移动测量头上的手轮,使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心,记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1.转动测量头,使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心,此时手轮上螺旋测微器的读数x2如图所示,则读数x2=___________mm;已知双缝与屏的距离为L,双缝间距为d。计算波长的公式=___________;(用题目中给出的字母表示)
【答案】 ①. 图甲 ②. AC ③. 1.700 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]图甲条纹等宽平行且间距相等,为干涉图样,乙图条纹平行中间最宽左右两边依次变窄,为衍射图样。故选图甲;
(2)[2]A.将滤光片由蓝色的换成红色的,波长变长,根据双缝干涉条纹的间距公式
知条纹间距增大,故A正确;
B.将单缝向双缝移动一-小段距离后,干涉条纹间距不变,故B错误;
C.换一个两缝之间距离较大的双缝,d变大,根据双缝干涉条纹的间距公式
知条纹间距减小。故C正确;
D.去掉滤光片后,透过缝的将是多种颜色的光,波长不同干涉后形成的条纹间距不同,在屏上形成彩色条纹,故D错误。
故选AC。
(3)[3]测第四条时固定刻度读数为1.5mm,可动刻度读数为0.01mm20.0=0.200mm,所以最终读数为1.700mm。
[4]根据双缝干涉条纹的间距公式
得
三、解答题(13题10分,14题14分,15题17分,共41分)
13. 有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为,降压变压器原、副线圈匝数比为,输电线的总电阻为4Ω。全校共有22个班,每班有“220V 40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则:
(1)发电机的输出功率多大?
(2)发电机的电动势多大?
【答案】(1)5424W;(2)250V
【解析】
【详解】(1)每一盏电灯的电流
则降压变压器副线圈中的电流
解得
根据电流、电压匝数关系有
,
又有
解得
则发电机的输出功率
解得
(2)根据电流、电压匝数关系有
,
根据闭合电路欧姆定律有
结合上述解得
14. 如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部的高度为h,汽缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞A和B分成高度相等的三部分,下边两部分封闭有理想气体M和N,活塞A导热性能良好,活塞B绝热,两活塞均与汽缸接触良好,不计一切摩擦,N部分气体内有加热装置,初始状态温度为T0,汽缸的横截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变.现对N部分气体缓慢加热
(1)当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时,N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q,求该过程中N部分气体内能的变化量;
(2)活塞A恰好接触汽缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,当M部分气体的高度达到时,求此时N部分气体的温度.
【答案】(i)Q-mgh(ⅱ)
【解析】
【详解】(ⅰ)活塞A到达汽缸上端卡环前,气体M和N均做等压变化,活塞A、B之间的距离不变.当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时,
N部分气体的压强pN2=pM1+=p0+=①
N部分气体增加的体积ΔV=②
N部分气体对外做功W=pN2·ΔV=mgh③
N部分气体内能的变化量ΔU=Q-W=Q-mgh④
(ⅱ)活塞A恰好接触汽缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,气体M做等温变化,由玻意耳定律
·S=pM2·S⑤
解得pM2=⑥
此时N部分气体的压强pN3=pM2+=⑦
N部分气体的体积VN3=S⑧
对N部分气体由理想气体状态方程=⑨
解得⑩
15. 如图(a)所示,一个电阻不计的平行金属导轨,间距,左半部分倾斜且粗糙,倾角,处于沿斜面向下的匀强磁场中;右半部分水平且光滑,导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域,磁场方向竖直向下,其边界与两导轨夹角均为。右半部分俯视图如图(b)。导体棒借助小立柱静置于倾斜导轨上,其与导轨的动摩擦因数。导体棒以的速度向右进入三角形磁场区域时,撤去小立柱,棒开始下滑,同时对棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中,两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为,两棒的质量均为,棒电阻,棒电阻不计。重力加速度大小取,以棒开始下滑为计时起点。求
(1)撤去小立柱时,棒的加速度大小;
(2)棒中电流随时间变化的关系式;
(3)棒达到的最大速度及所用时间。
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)撤去小立柱时,导体棒刚刚进入三角形磁场区域,没有感应电动势,则对Q棒受力分析
(2)只有P棒在切割磁感线,所以感应电动势为
磁场穿过闭合电路的面积与时间的关系为
所以
(3)对Q棒受力分析
当Q棒速度达到最大时
解得此时
,
三角形磁场总长有
而P棒在4s内运动的位移为2m,小于L1。
Q棒的加速度与时间的关系为
画出Q棒的a-t图,则Q棒速度的变化量等于图线下方与坐标轴围成的面积,则棒达到的最大速度为
所用时间=4s。
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