内容正文:
辽西重点高中2025~2026学年度下学期高二月考
物理试题
考试时间:90分钟 满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 (选择题 共 46分)
一、选择题:(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 以下各个选项所示的电流,属于交变电流的是( )
A. B.
C. D.
2. 李老师在课堂上演示电容器的充放电实验。如图所示,李老师将一个变压器(可视为理想变压器)接入220 V的家庭电路中,再将一个电容器与二极管串联后接入副线圈。闭合开关后,经过 电容器充满电,已知电容器的电容为20μF,充电过程的平均电流约为5.6mA,则该变压器原副线圈的匝数比n₁:n₂约为( )
A. 220 B. 110 C. 50 D. 20
3. 下列关于电磁波谱的说法正确的是( )
A. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物
B. 电视机遥控器是利用红光工作的
C. 在海洋中不能应用电磁波进行水下通讯的原因是电磁波只能在真空中传播
D. 无线电波比可见光容易发生衍射
4. 以下关于传感器的说法错误的是( )
A. 将声音信号转化为电信号
B. 图b为电熨斗的构造示意图,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,此时应降低升降螺钉的高度
C. 图c为加速度计示意图,当向右减速时,P点电势高于Q点电势
D. 图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F,则梁发生弯曲,上表面应变片电阻变大,下表面应变片电阻变小
5. 甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子位于轴上。现把乙分子从处由静止释放,则( )
A. 乙分子从到的过程中先加速后减速
B. 乙分子从到的过程中分子势能先增大后减小
C. 乙分子从到过程中呈现引力,从到过程中呈现斥力
D. 乙分子从到过程中,两分子间的分子力先增大后减小,且方向不变
6. 如图所示,两端开口的导热气缸放置在水平地面上,两个厚度不计的活塞用一根长为的细轻杆连接,两活塞之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞可在气缸内无摩擦滑动,两活塞静止时气缸内两部分气柱长度均为。已知大活塞的质量为、横截面积为,小活塞的质量为、横截面积为S,外界大气压强为,环境温度保持不变,现把气缸固定在以加速度向左加速行驶的小车上,稳定后活塞移动的距离为( )
A. B.
C. D.
7. 气垫鞋是在鞋底的上部和下部之间加入一个气囊,能够有效降低冲击力,有非常好的减震效果,除了穿起来舒服以外,还可以对我们的膝盖起到很好的防护效果。在人从高处落地,鞋底与地面撞击的过程中,认为气囊中的气体未来得及吸收或放出热量,则气囊中的气体( )
A. 温度升高,内部气体压强减小
B. 温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大
C. 内能增加,所有分子热运动速率都增大
D. 外界对气体做功,内能减少
8. 如图所示的LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,则( )
A. 若仅增大线圈的自感系数,振荡频率增大
B. 若i正在减小,则线圈两端电压在增大
C. 若i正在增大,电场能正在转化为磁场能
D. 若i正在增大,此时A板带正电
9. 如图甲所示,在匀强磁场中,同一矩形金属线圈以两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a、b所示,则( )
A. 两次时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
B. 曲线a对应电流在1s内方向改变50次
C. 曲线a、b对应的线圈转速之比为
D. 曲线b表示的交变电动势有效值为
10. 如图所示,在两端开口的U形管中,下部有一段水银柱a,右侧直管内封闭气体上有一段水银柱b、若向左侧直管中沿管壁缓慢注入高为x的水银,则平衡后( )
A. 右侧直管内封闭气体的压强减小
B. 右侧直管内封闭气体的体积不变
C. 水银柱a两侧水银面的高度差增加
D. 水银柱b升高
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置;
b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界;
c.用刻度尺测量PM和OM的长度和,测得;
d.移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点,如图所示。利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式n=_______;由测得的数据可得折射率n为_______(结果保留3位有效数字)。
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,熊同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时,手轮的读数分别记为x1、x2,双缝间距为d,毛玻璃屏与双缝间的距离为L,则入射的单色光的波长λ=_______(用题中涉及的物理量符号表示)。
13. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下:
①向1mL的油酸中加酒精,直至总量达到1000mL;
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入80滴时,测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入一定深度的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,小方格的边长为20mm,数出轮廓范围内小方格的个数为40格。计算出油酸分子直径为_______m(结果保留1位有效数字)。
14. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。
图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表:
实验序号
原线圈匝数n1=400
原线圈两端电压U1(V)
副线圈匝数n2=200
副线圈两端电压U2(V)
副线圈匝数n2=1400
副线圈两端电压U2(V)
1
5.8
2.9
20.3
2
8.0
4.0
28.1
3
12.6
6.2
44.0
请回答下列问题:
(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是( )
A. 连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源
B. 因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
C. 为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
(2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________(填“a、b”或“c、d”)连接。
(3)由表中数据得出的结论是:变压器原、副线圈的电压之比等于_________。
(4)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压( )
A. 一定小于4.0V B. 一定等于4.0V C. 一定大于4.0V
(5)图丁为某电学仪器原理图,图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分,该部分与一理想变压器的原线圈连接;一可变电阻R与该变压器的副线圈相连,原、副线圈的匝数分别为n1、n2,在交流电源的电压有效值U0不变的情况下,调节可变电阻R的过程中,当=__________时,R获得的功率最大。
15. 如图所示为一个LC振荡电路,其中电感,电容,假定时刻电容充满电并开始放电,求:
(1)该LC振荡电路的周期为多少?
(2)若初始时电容器两极板间电压为,求电路在过程中平均电流的大小。
16. 将一底面积为S的圆柱形杯子倒扣在水中,松手后杯底恰好与水面齐平,如图甲所示,杯内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起杯子,杯口一直没有脱离水面。忽略杯子的厚度及形变,大气压强为p0,重力加速度为g,水的密度为ρ,杯内空气可视为理想气体,不考虑温度的变化。
(1)求杯子的质量m以及刚开始时杯内空气的压强p1;
(2)当在水面上方杯子内有高度为H的水时,如图乙所示,求此时杯内水面到杯底的距离l;
(3)向上提升杯子的过程中,杯内空气是吸热还是放热,请说明理由。
17. 远距离输电的原理如图所示,发电机的输出功率可调、输出电压保持不变,A、B为理想升压变压器和降压变压器.已知变压器A的原、副线圈匝数之比为,两变压器间输电线的总电阻为R,某时间段内发电机的输出功率稳定为.
(1)求变压器A的输出电压;
(2)求变压器B的输出功率;
(3)因用户负载变化,电压表V的示数变化量为(取正值),电流表A的示数变化量为(取正值),且.求变压器B的原、副线圈匝数之比.
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辽西重点高中2025~2026学年度下学期高二月考
物理试题
考试时间:90分钟 满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷 (选择题 共 46分)
一、选择题:(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 以下各个选项所示的电流,属于交变电流的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】判断电流是交流还是直流,要看其方向是否随时间周期性变化。选项C中,电流的大小和方向均不变;选项AD中,尽管电流大小随时间周期性变化,但其方向不变,仍是直流,故只有B正确。
故选B。
2. 李老师在课堂上演示电容器的充放电实验。如图所示,李老师将一个变压器(可视为理想变压器)接入220 V的家庭电路中,再将一个电容器与二极管串联后接入副线圈。闭合开关后,经过 电容器充满电,已知电容器的电容为20μF,充电过程的平均电流约为5.6mA,则该变压器原副线圈的匝数比n₁:n₂约为( )
A. 220 B. 110 C. 50 D. 20
【答案】B
【解析】
【详解】电容器充满电时的带电量为
可知电容器充满电时的电压
因副线圈所接电路中二极管具有单向导电性,故升压变压器副线圈电压的最大值即为电容器充满电时的电压;由题意知升压变压器原线圈所接电压的最大值为
则升压变压器原副线圈的匝数比为
故选B。
3. 下列关于电磁波谱的说法正确的是( )
A. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物
B. 电视机遥控器是利用红光工作的
C. 在海洋中不能应用电磁波进行水下通讯的原因是电磁波只能在真空中传播
D. 无线电波比可见光容易发生衍射
【答案】D
【解析】
【详解】A.微波炉是利用微波(无线电波的一种)与水分子发生共振的效应加热食物,并非利用红外线的热效应,故A错误;
B.电视机遥控器是利用不可见的红外线传递控制信号工作,不是可见光中的红光,故B错误;
C.电磁波的传播不需要介质,可在真空中和介质中传播,海洋中难以应用电磁波进行水下通讯,是因为海水对电磁波的吸收、衰减作用极强,故C错误;
D.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长,波长越长越容易发生衍射,无线电波的波长远大于可见光波长,因此比可见光更容易发生衍射,故D正确。
故选D。
4. 以下关于传感器的说法错误的是( )
A. 将声音信号转化为电信号
B. 图b为电熨斗的构造示意图,熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,此时应降低升降螺钉的高度
C. 图c为加速度计示意图,当向右减速时,P点电势高于Q点电势
D. 图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F,则梁发生弯曲,上表面应变片电阻变大,下表面应变片电阻变小
【答案】B
【解析】
【详解】A.图a为电容式话筒的组成结构示意图,振动膜片与固定电极间的距离发生变化,从而实现将声音信号转化为电信号,故A正确;
B.熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度,调温旋钮应该向上旋,使得双金属片弯曲较小时,触点就分离,这样保证了温度不会过高,故B错误;
C.图c为加速度计示意图,当向右减速时,加速度向左,则滑片向右移动,此时P点电势高于Q点电势,故C正确;
D.在梁的自由端施加向下的力F,上应变片长度变长,电阻变大,下应变片长度变短,电阻变小,故D正确。
本题选择错误选项,故选B。
5. 甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示,甲分子固定在坐标原点,乙分子位于轴上。现把乙分子从处由静止释放,则( )
A. 乙分子从到的过程中先加速后减速
B. 乙分子从到的过程中分子势能先增大后减小
C. 乙分子从到过程中呈现引力,从到过程中呈现斥力
D. 乙分子从到过程中,两分子间的分子力先增大后减小,且方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.由题意知,乙分子从到,甲、乙两分子间作用力表现为引力,方向不变,且分子力先增大后减小,所以乙分子受的合力一直向左,由牛顿第二定律可知,乙分子向左做加速运动,故AC错误,D正确;
B.分子运动过程中,分子力一直做正功,则分子势能一直减小,故B错误。
故选D。
6. 如图所示,两端开口的导热气缸放置在水平地面上,两个厚度不计的活塞用一根长为的细轻杆连接,两活塞之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞可在气缸内无摩擦滑动,两活塞静止时气缸内两部分气柱长度均为。已知大活塞的质量为、横截面积为,小活塞的质量为、横截面积为S,外界大气压强为,环境温度保持不变,现把气缸固定在以加速度向左加速行驶的小车上,稳定后活塞移动的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】气缸放置在水平地面上时,设气缸内气体的压强为,则对大小活塞(包括杆)整体分析,根据平衡条件有
解得
气缸随小车一起向左匀加速运动时,设缸内气体的压强为,则根据牛顿第二定律有
解得
由于缸内气体温度不变,则由玻意耳定律有
联立解得此时缸内气体的体积为
气体体积减小,活塞向右移动,设活塞移动的距离为,则有
解得
故选A。
7. 气垫鞋是在鞋底的上部和下部之间加入一个气囊,能够有效降低冲击力,有非常好的减震效果,除了穿起来舒服以外,还可以对我们的膝盖起到很好的防护效果。在人从高处落地,鞋底与地面撞击的过程中,认为气囊中的气体未来得及吸收或放出热量,则气囊中的气体( )
A. 温度升高,内部气体压强减小
B. 温度升高,速率大的分子数占总分子数的比例增大
C. 内能增加,所有分子热运动速率都增大
D. 外界对气体做功,内能减少
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度升高,体积减小,由理想气体状态方程可知,压强应增大,故A错误;
B.温度升高,分子平均动能增大,速率大的分子数占比增大,符合分子速率分布规律,故B正确;
C.内能增加是统计结果,并非所有分子速率都增大,故C错误;
D.绝热过程中外界对气体做功(),内能应增加(),故D错误。
故选B。
8. 如图所示的LC振荡电路中,已知某时刻电流i的方向指向A板,则( )
A. 若仅增大线圈的自感系数,振荡频率增大
B. 若i正在减小,则线圈两端电压在增大
C. 若i正在增大,电场能正在转化为磁场能
D. 若i正在增大,此时A板带正电
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据
可知若仅增大线圈的自感系数,振荡频率减小;若仅增大电容器的电容,振荡频率减小,故A错误;
B.若i正在减小,则线圈正在给电容器充电,磁场能正在减小,电场能正在增大,电容器极板间电压正在增大,即线圈两端电压在增大,故B正确;
CD.若i正在增大,则电容器正在放电,电场能正在减小,磁场能正在增大,电场能正在转化为磁场能,由于该时刻电流i的方向指向A板,则此时A板带负电,故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示,在匀强磁场中,同一矩形金属线圈以两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a、b所示,则( )
A. 两次时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
B. 曲线a对应电流在1s内方向改变50次
C. 曲线a、b对应的线圈转速之比为
D. 曲线b表示的交变电动势有效值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两次时刻线圈产生的感应电动势均为零,可知此时穿过线圈的磁通量均最大,磁通量的变化率均为零,故A正确;
B.曲线表示的交变电动势的周期为,内有个周期,正负变换次,故B错误;
C.由,曲线、对应的线圈转速之比为,故C错误;
D.交变电动势最大值,
由图像可知曲线、对应的交变电动势的周期比为
可得曲线、对应的交变电动势最大值之比为
可得对应的交变电动势最大值为
故曲线表示的交变电动势的有效值为,故D正确。
故选 AD。
10. 如图所示,在两端开口的U形管中,下部有一段水银柱a,右侧直管内封闭气体上有一段水银柱b、若向左侧直管中沿管壁缓慢注入高为x的水银,则平衡后( )
A. 右侧直管内封闭气体的压强减小
B. 右侧直管内封闭气体的体积不变
C. 水银柱a两侧水银面的高度差增加
D. 水银柱b升高
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.左侧直管中注入水银前后,水银柱受力平衡,则有
重力和大气压力不变,所以右侧直管内封闭气体的压强不变,缓慢注入水银的过程,气体温度不变,由理想气体状态方程可知右侧直管内封闭气体的体积不变,故A错误,B正确;
C.设水银柱两侧水银面的高度差为,以水银柱左侧蓝色部分为研究对象,如下图所示
设蓝色水银柱质量为,由受力平衡可得
可得
可知蓝色部分水银柱与水银柱的高度相等,即
左管注入水银后,水银柱的高度不变,所以不变,故C错误;
D.水银柱两侧水银面的高度差不变,假设原来的水银柱不动,则左侧注入水银柱的高度为,右侧水银面上升,右侧直管中封闭空气体积不变,则水银柱上升,如下图所示
根据题意可知左侧直管中注入水银等于水银柱左右两端红色部分,即
可得
所以水银柱升高,故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率,实验过程如下:
a.激光笔发出的激光从玻璃砖上的M点水平入射,到达ef面上的O点后反射到N点射出。用大头针在白纸上标记O点和激光笔出光孔Q的位置;
b.将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上,用铅笔在白纸上标记玻璃砖的边界;
c.用刻度尺测量PM和OM的长度和,测得;
d.移走玻璃砖,在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路,作QM连线的延长线与ef面的边界交于P点,如图所示。利用所测量的物理量,写出玻璃砖折射率的表达式n=_______;由测得的数据可得折射率n为_______(结果保留3位有效数字)。
【答案】 ①. ②. 1.51
【解析】
【11题详解】
[1]折射率
[2]代入数据得
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,熊同学先后使分划板中心刻线对准图中C、D位置时,手轮的读数分别记为x1、x2,双缝间距为d,毛玻璃屏与双缝间的距离为L,则入射的单色光的波长λ=_______(用题中涉及的物理量符号表示)。
【答案】
【解析】
【12题详解】
确定相邻条纹间距,从图中可知,分划板在C、D位置分别对准第2条和第8条亮纹,二者之间间隔了6个相邻亮纹的间距,因此相邻亮纹间距为
结合双缝干涉公式推导波长,双缝干涉的条纹间距公式为,变形得
可得
13. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下:
①向1mL的油酸中加酒精,直至总量达到1000mL;
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入80滴时,测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入一定深度的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,小方格的边长为20mm,数出轮廓范围内小方格的个数为40格。计算出油酸分子直径为_______m(结果保留1位有效数字)。
【答案】
【解析】
【详解】算一滴溶液中纯油酸的体积,油酸酒精浓度为,80滴溶液总体积为,因此1滴中纯油酸体积
算油膜面积,小方格边长,单个方格面积,共40格,因此,
算分子直径,根据,代入得。
14. 某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系,提供的实验器材有:学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。
图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压,用电压表分别测量原、副线圈两端的电压,测量数据如表:
实验序号
原线圈匝数n1=400
原线圈两端电压U1(V)
副线圈匝数n2=200
副线圈两端电压U2(V)
副线圈匝数n2=1400
副线圈两端电压U2(V)
1
5.8
2.9
20.3
2
8.0
4.0
28.1
3
12.6
6.2
44.0
请回答下列问题:
(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是( )
A. 连接好电路后,可不经检查电路是否正确,直接接通电源
B. 因为使用电压较低,通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
C. 为了保证多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
(2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________(填“a、b”或“c、d”)连接。
(3)由表中数据得出的结论是:变压器原、副线圈的电压之比等于_________。
(4)在实验序号为2的测量中,若把图丙中的可动铁芯取走,副线圈匝数n2=200,则副线圈两端电压( )
A. 一定小于4.0V B. 一定等于4.0V C. 一定大于4.0V
(5)图丁为某电学仪器原理图,图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分,该部分与一理想变压器的原线圈连接;一可变电阻R与该变压器的副线圈相连,原、副线圈的匝数分别为n1、n2,在交流电源的电压有效值U0不变的情况下,调节可变电阻R的过程中,当=__________时,R获得的功率最大。
【答案】(1)C (2)c、d
(3)两个线圈的匝数之比 (4)A
(5)
【解析】
【小问1详解】
A.实验接通电源前必须先检查电路,故A错误;
B.无论电压高低,通电时都不能用手接触裸露接线柱/导线,故B错误;
C.使用交流电压挡测电压时,为了防止超量程损坏电表,需先用最大量程试测,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
变压器原线圈需要接交流电源,图乙中是学生电源的交流输出端,为直流输出端,因此应接。
【小问3详解】
分析表格数据,误差允许范围内满足
因此结论为变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。
【小问4详解】
取走可动铁芯后,变压器漏磁增加,穿过副线圈的磁通量减少,副线圈感应电动势降低,因此副线圈电压一定小于原有的,故A正确。
【小问5详解】
副线圈电阻R等效到原线圈侧,等效电阻为
根据电源输出功率最大的条件,外电阻等于等效内阻,可得
整理得
此时获得的功率最大。
15. 如图所示为一个LC振荡电路,其中电感,电容,假定时刻电容充满电并开始放电,求:
(1)该LC振荡电路的周期为多少?
(2)若初始时电容器两极板间电压为,求电路在过程中平均电流的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
LC振荡电路的周期为
【小问2详解】
若初始时电容器两极板间电压为,则有电容器带电荷量最大值Q=CU=4×10-6 F×=π×10-6C
则在前内的平均电流
16. 将一底面积为S的圆柱形杯子倒扣在水中,松手后杯底恰好与水面齐平,如图甲所示,杯内有高度为h的空气。现用拉力F缓慢向上提起杯子,杯口一直没有脱离水面。忽略杯子的厚度及形变,大气压强为p0,重力加速度为g,水的密度为ρ,杯内空气可视为理想气体,不考虑温度的变化。
(1)求杯子的质量m以及刚开始时杯内空气的压强p1;
(2)当在水面上方杯子内有高度为H的水时,如图乙所示,求此时杯内水面到杯底的距离l;
(3)向上提升杯子的过程中,杯内空气是吸热还是放热,请说明理由。
【答案】(1),
(2)
(3)吸热
【解析】
【小问1详解】
刚开始时,对杯子受力分析,重力等于浮力,有
解得
杯内空气的压强等于水中深度为h处的压强
【小问2详解】
当在水面上方杯子内有高度为H的水时,杯内空气的压强满足
杯子被缓慢提起,有充足的时间与外界进行热交换,因此气体发生等温变化,根据玻意耳定律有
解得
【小问3详解】
吸热,理由:气体发生等温变化,内能不变,即
由第(2)问可知,提升过程中,杯内空气的压强减小,体积增大,气体对外做功,即,根据热力学第一定律有
可知Q > 0,故向上提升杯子的过程中,杯内空气吸热。
17. 远距离输电的原理如图所示,发电机的输出功率可调、输出电压保持不变,A、B为理想升压变压器和降压变压器.已知变压器A的原、副线圈匝数之比为,两变压器间输电线的总电阻为R,某时间段内发电机的输出功率稳定为.
(1)求变压器A的输出电压;
(2)求变压器B的输出功率;
(3)因用户负载变化,电压表V的示数变化量为(取正值),电流表A的示数变化量为(取正值),且.求变压器B的原、副线圈匝数之比.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据理想变压器电压与匝数比的关系
解得
【小问2详解】
输电线上的电流
输电线上的功率损失
根据理想变压器的功率关系
代入数据解得
【小问3详解】
设降压变压器原线圈上电压的变化为,根据变压器的电压比与匝数比的关系
解得
由于副线圈上只有一个线圈,设原线圈上电流的变化为,根据理想变压器电流与匝数比的关系,则对降压变压器
降压变压器上电压的变化是由于输电线上消耗的电压的变化引起的,对输电线上的电阻,由欧姆定律可得
联立解得
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