内容正文:
阳五中高二下学期3月月考
物理试卷
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图,①②③④各图中匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,电荷量均为q。以、、、依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知洛伦兹力的大小分别为
,
,
故
故选B。
2. 很多特殊的电子元件在电路设计中扮演着至关重要的角色,其通过的电流也很有特点。通过某电子元件的电流如图所示,图中曲线为峰值是的正弦函数图像的一部分,则该交变电流的有效值为( )
A. 9A B. 10A C. D. 8A
【答案】B
【解析】
【详解】设该交变电流的有效值为,根据有效值定义可得
解得
故选B。
3. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的作用力和分子势能同时都增大的阶段是( )
A. 从a到b B. 从b到c
C. 从b到d D. 从c到d
【答案】D
【解析】
【详解】A.从a到b,分子力表现为引力,分子力增加,分子力做正功,分子势能减小,A错误;
B.从b到c,分子力表现为引力,分子力减小,分子力做正功,分子势能减小,B错误;
CD.从c到d,分子力表现为斥力,分子力增加,分子力做负功,分子势能增加;则从b到d,分子力先减小后增加,分子力先做正功,后做负功,分子势能先减小后增加,C错误,D正确。
故选D。
4. 某国产直升机在我国某地上空悬停,长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视),转动角速度为。该处地磁场的水平分量为,竖直分量为。叶片的近轴端为a,远轴端为b。忽略转轴的尺寸,则叶片中感应电动势为( )
A. ,a端电势高于b端电势 B. ,a端电势低于b端电势
C. ,a端电势高于b端电势 D. ,a端电势低于b端电势
【答案】D
【解析】
【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量,大小为,当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视)时,根据右手定则可知,a端电势低于b端电势;大小为
故选D。
5. 某兴趣小组自制一小型发电机,使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动(如图甲),穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示,线圈转动周期为T,线圈产生的电动势的最大值为.则( )
A. 在时,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大
B. 在时,线圈中的磁通量为零,但磁通量的变化率最大
C. 在时间内,通过线圈导线截面的电荷量为零
D. 从图甲所示位置开始计时,线圈产生感应电动势瞬时值表达式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.在时,磁场方向与线圈平面垂直,此时穿过线圈的磁通量最大,但产生感应电流为0,A项错误;
B.在时,穿过线圈的磁通量为0,但感应电动势最大,由法拉第电磁感应定律,可知此时穿过线圈的磁通量的变化率最大,B项正确;
C.时间内,线圈中磁通量的变化量为,根据
电荷量不为零,C项错误;
D.时,穿过线圈的磁通量为0,线圈与磁感线的方向平行,此时线圈中的感应电动势最大,设为,所以线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
D项错误。
故选B。
6. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,,,一束质子在纸面内从a点垂直于ab射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计重力和粒子之间的相互作用。已知粒子的质量为m、电荷量为。则在磁场中运动时间最长的粒子,其运动速率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有
又有
设粒子运动轨迹所对的圆心角为,则运动时间为
可知,越大,运动时间越长,当粒子过c点时,运动时间最长,运动轨迹如图所示
设半径为,根据几何关系有
解得
联立可得
故选B。
7. 如图所示,矩形导体线框abcd绕固定轴MN逆时针(俯视)匀速转动,M、N分别为ad、bc的三等分点,转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场,规定dcba方向为电流正方向,从图示位置开始计时,则感应电流i随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由楞次定律可知,时刻,cd边切割磁感线,感应电流方向为dcba,即沿正方向,时刻,ab边切割磁感线,感应电流方向为abcd,即沿负方向,且感应电流的大小先增大后减小,ab边切割磁感线产生感应电流的峰值为cd边切割磁感线产生感应电流峰值的两倍。
故选A。
8. 题图1为某LC振荡电路,题图2是该电路中电容器a、b两极板间的电压随时间t变化的关系图像。则下列说法正确的是( )
A. 内,电容器不断充电 B. 内,该电路中的电流值不断变小
C. 时刻,该电路中的磁场能最大 D. 时刻,电容器的电场能最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.内电容器两极板电势差逐渐增加,电容器充电,故A正确;
B.内电容器放电,该电路中的电流值不断变大,故B错误;
CD.时刻,电容器两端的电压最大,电场能最大,磁场能为零,故C错误,D正确;
故选AD。
9. 如图,理想变压器原副线圈的匝数比为k,且,交流电源输出电压U保持恒定,定值电阻的阻值分别为、,电流表、电压表均为理想电表。开始时,滑动变阻器的触头位于某一位置,电流表、电压表的示数分别用和表示;现将变阻器的触头向b端移动后,电流表、电压表的示数分别用和表示,电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据欧姆定律
得
将变阻器的触头向b端移动后,R增大,则
A错误,B正确;
CD.根据变压器的原理可得
则有
,
在原线圈电路中有
即
整理可得
则有
C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图,水平放置的导热汽缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为,体积比为,环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过A汽缸中的加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体保持温度不变;第二种方式是通过B汽缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气;两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是( )
A. 两种方式末状态A中气体的压强相等
B. 第一种方式,末状态A中气体的温度为
C. 第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
D. 第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
【答案】BD
【解析】
【详解】B.第一种方式,设汽缸容积为5V
对B部分气体,由玻意耳定律可得
解得
对A部分气体,由理想气体状态方程可得
代入数据解得,故B正确;
CD.第二种方式,设汽缸容积为5V,缓慢抽气,导热汽缸,可视为两部分气体均作等温变化
对A部分气体,由玻意耳定律可得
解得
对B部分气体,由玻意耳定律可得
代入数据解得
第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值,故C错误,D正确;
A.由以上两种方式所求的末状态压强可知,A错误;
故选BD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 如图甲所示,某实验兴趣小组利用电磁继电器和热敏电阻设计一个“过热自动报警电路”。电磁继电器供电电源,内阻忽略不计,电磁继电器电阻忽略不计,保护电阻。当继电器线圈中的电流大于等于时,电磁继电器的衔铁被吸合,警铃响。该实验小组将热敏电阻安装在需要探测温度的地方,环境温度正常时,电磁继电器触头与上面触点接触,下面触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,电磁继电器的触点与下面触点接触,上面触点分离,警铃响。图像乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)由图乙可知,当环境温度升高时,电磁继电器的磁性将_____(选填“增强”、“减弱”或“不变”);
(2)当环境温度大于等于____℃时,警铃报警;
(3)要想提高警铃报警的温度,需更换_____(选填“更大”或“更小”)的保护电阻的阻值。
【答案】(1)增强 (2)40
(3)更大
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,当环境温度升高时,热敏电阻阻值将减小,则流过继电器的电流增大,继电器的磁性增强。
【小问2详解】
当继电器线圈中的电流大于等于时,电磁继电器的衔铁被吸合,警铃响,则有
代入题中数据,解得
结合图乙可知此时温度为。
【小问3详解】
要提高警铃报警的温度,即温度更高时(热敏电阻阻值更小 ),控制电路中电流仍要达到 50mA使衔铁吸合。根据闭合电路欧姆定律可知,需更换更大的保护电阻的阻值。
12. 用图甲所示探究气体等温变化的规律。
(1)关于该实验下列说法正确的是___________。
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.应快速推拉柱塞
C.为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞
D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位
(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,为直观反映压强与体积之间的关系,以p为纵坐标,以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气,则用上述方法作出的图线应为图乙中的___________(选填“①”或“②”)。
(3)为更准确地测出气体的压强,小华用压强传感器和注射器相连,得到某次实验的图如图丙所示,究其原因,是温度发生了怎样的变化___________
A.一直下降 B.先上升后下降 C.先下降后上升 D.一直上升
(4)某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时,接上软管和压强传感器,通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0,然后记录5组数据,作图。在软管内气体体积△V不可忽略时,图像为双曲线,试用玻意耳定律分析,该双曲线的渐近线(图中的虚线)方程是___________。 (用V0、p0、△V表示)
【答案】 ①. AD ②. ② ③. B ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,以防止漏气,A正确;
B.为防止温度升高,应缓慢推拉柱塞,B错误;
C.不能手握注射器再推拉柱塞,以防止温度升高,C错误;
D.由于注射器横截面积保持不变,因此初、末状态体积之比就等于空气柱的长度之比,因此注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位,D正确;
故选AD。
(2)[2]若漏气会导致pV之积减小,即图像的斜率减小,图像为②。
(3)[3]根据
由图像可知之积先变大后变小,因此温度先升高后降低。
故选B。
(4)[4]根据玻意耳定律
整理得
当时,,此时的压强为渐近线方程
13. 竖直放置、开口向下的汽缸内用一定质量的活塞封闭着一部分理想气体,如图(a)所示,活塞横截面积,且能无摩擦地滑动。初始时活塞处于静止状态,距离汽缸底部的高度,封闭气体压强为。若汽缸、活塞导热性好,气体温度始终保持不变,已知大气压强,重力加速度g取10m/s2。
(1)求活塞的质量;
(2)将汽缸缓慢倒置后,如图(b)所示,求活塞距汽缸底部的高度?。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
初始时活塞处于静止状态,活塞受平衡力作用,则
解得活塞的质量为
【小问2详解】
将汽缸缓慢倒置后,对活塞受力分析,则
解得
汽缸倒置前后,温度不变,封闭气体满足玻意耳定律,则
即
解得
14. 如图甲,电动车现在成为了许多人常用的代步工具,其中的主要零件有车架、电动机、控制器、蓄电池和充电器。把电动车的电动机拆下来,使其中的线圈转动,并外接上用电器R(可看作纯电阻),电动机就变成发电机能给R供电,其原理如图乙所示。线圈abcd的面积是,共100匝。线圈电阻为,外接电阻,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,当线圈以的角速度匀速转动时。(各电表均视为理想交流电表)
(1)求线圈感应电动势的最大值和交流电压表示数U(结果可以保留根式)。
(2)求线圈转一圈用电器R产生的热量。
(3)从图示位置开始计时,经通过电阻R的电荷量是多少(结果保留一位有效数字)?
【答案】(1) (2)22.5J (3)0.08C
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知
则电动势有效值为
交流电压表示数
【小问2详解】
线圈转一圈用电器R产生的热量
【小问3详解】
根据
从图示位置开始计时,经过时,线圈转过的角度为,穿过线圈磁通量变化量为
代入题中数据,联立解得
15. 如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距,电阻不计。质量均为,电阻均为的金属杆、与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为,整个装置处于磁感应强度大小为,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。时刻开始,杆以初速度v沿右导轨平面下滑,时刻开始,对杆施加一垂直杆且平行右导轨平面向下的力F,使开始做匀加速直线运动。杆运动的图像如图乙所示(其中第1s、第3s内图线为直线)。若杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取,,。求:
(1)在第1秒内杆受到的安培力的大小。
(2)杆的初速度。
(3)若第2s内力F所做的功为9J,求第2s内杆所产生的焦耳热。
【答案】(1)0.2N;(2)1m/s;(3)3J
【解析】
【详解】(1)杆沿右侧导轨下滑,根据右手定则可知,杆中感应电流由到,则杆中电流由到,根据左手定则可知,杆受到的安培力垂直于左侧导轨平面向下
根据题图乙可知,杆在第内的加速度
对杆受力分析,根据牛顿第二定律,有
解得
(2)第内,杆受到的安培力,由(1)中数据可知回路中电流
对杆,感应电动势
根据法拉第电磁感应定律有
解得杆的初速度
(3)根据题图乙可知,杆在第内做匀减速运动,加速度
对杆受力分析,根据牛顿第二定律,有
解得安培力
由
可得
时杆的速度
第内杆做匀加速运动,杆的位移
对杆,根据动能定理,有
解得安培力做功
回路中产生的焦耳热
解得第内杆所产生的焦耳热
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物理试卷
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40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,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 如图,①②③④各图中匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,电荷量均为q。以、、、依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小,则( )
A. B. C. D.
2. 很多特殊的电子元件在电路设计中扮演着至关重要的角色,其通过的电流也很有特点。通过某电子元件的电流如图所示,图中曲线为峰值是的正弦函数图像的一部分,则该交变电流的有效值为( )
A. 9A B. 10A C. D. 8A
3. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,现将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的作用力和分子势能同时都增大的阶段是( )
A. 从a到b B. 从b到c
C. 从b到d D. 从c到d
4. 某国产直升机在我国某地上空悬停,长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视),转动角速度为。该处地磁场的水平分量为,竖直分量为。叶片的近轴端为a,远轴端为b。忽略转轴的尺寸,则叶片中感应电动势为( )
A. ,a端电势高于b端电势 B. ,a端电势低于b端电势
C. ,a端电势高于b端电势 D. ,a端电势低于b端电势
5. 某兴趣小组自制一小型发电机,使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动(如图甲),穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示,线圈转动周期为T,线圈产生的电动势的最大值为.则( )
A. 在时,线圈中磁通量最大,感应电动势也最大
B. 在时,线圈中的磁通量为零,但磁通量的变化率最大
C. 在时间内,通过线圈导线截面的电荷量为零
D. 从图甲所示位置开始计时,线圈产生感应电动势瞬时值表达式为
6. 一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,,,一束质子在纸面内从a点垂直于ab射入磁场,这些粒子具有各种速率。不计重力和粒子之间的相互作用。已知粒子的质量为m、电荷量为。则在磁场中运动时间最长的粒子,其运动速率为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,矩形导体线框abcd绕固定轴MN逆时针(俯视)匀速转动,M、N分别为ad、bc的三等分点,转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场,规定dcba方向为电流正方向,从图示位置开始计时,则感应电流i随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 题图1为某LC振荡电路,题图2是该电路中电容器a、b两极板间的电压随时间t变化的关系图像。则下列说法正确的是( )
A. 内,电容器不断充电 B. 内,该电路中的电流值不断变小
C. 时刻,该电路中的磁场能最大 D. 时刻,电容器的电场能最大
9. 如图,理想变压器原副线圈的匝数比为k,且,交流电源输出电压U保持恒定,定值电阻的阻值分别为、,电流表、电压表均为理想电表。开始时,滑动变阻器的触头位于某一位置,电流表、电压表的示数分别用和表示;现将变阻器的触头向b端移动后,电流表、电压表的示数分别用和表示,电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图,水平放置的导热汽缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为,体积比为,环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过A汽缸中的加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体保持温度不变;第二种方式是通过B汽缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气;两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是( )
A. 两种方式末状态A中气体的压强相等
B. 第一种方式,末状态A中气体的温度为
C. 第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
D. 第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 如图甲所示,某实验兴趣小组利用电磁继电器和热敏电阻设计一个“过热自动报警电路”。电磁继电器供电电源,内阻忽略不计,电磁继电器电阻忽略不计,保护电阻。当继电器线圈中的电流大于等于时,电磁继电器的衔铁被吸合,警铃响。该实验小组将热敏电阻安装在需要探测温度的地方,环境温度正常时,电磁继电器触头与上面触点接触,下面触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,电磁继电器的触点与下面触点接触,上面触点分离,警铃响。图像乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)由图乙可知,当环境温度升高时,电磁继电器的磁性将_____(选填“增强”、“减弱”或“不变”);
(2)当环境温度大于等于____℃时,警铃报警;
(3)要想提高警铃报警的温度,需更换_____(选填“更大”或“更小”)的保护电阻的阻值。
12. 用图甲所示探究气体等温变化的规律。
(1)关于该实验下列说法正确的是___________。
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.应快速推拉柱塞
C.为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞
D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位
(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,为直观反映压强与体积之间的关系,以p为纵坐标,以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气,则用上述方法作出的图线应为图乙中的___________(选填“①”或“②”)。
(3)为更准确地测出气体的压强,小华用压强传感器和注射器相连,得到某次实验的图如图丙所示,究其原因,是温度发生了怎样的变化___________
A.一直下降 B.先上升后下降 C.先下降后上升 D.一直上升
(4)某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时,接上软管和压强传感器,通过DIS系统记录下此时的体积V0与压强p0,然后记录5组数据,作图。在软管内气体体积△V不可忽略时,图像为双曲线,试用玻意耳定律分析,该双曲线的渐近线(图中的虚线)方程是___________。 (用V0、p0、△V表示)
13. 竖直放置、开口向下的汽缸内用一定质量的活塞封闭着一部分理想气体,如图(a)所示,活塞横截面积,且能无摩擦地滑动。初始时活塞处于静止状态,距离汽缸底部的高度,封闭气体压强为。若汽缸、活塞导热性好,气体温度始终保持不变,已知大气压强,重力加速度g取10m/s2。
(1)求活塞的质量;
(2)将汽缸缓慢倒置后,如图(b)所示,求活塞距汽缸底部的高度?。
14. 如图甲,电动车现在成为了许多人常用的代步工具,其中的主要零件有车架、电动机、控制器、蓄电池和充电器。把电动车的电动机拆下来,使其中的线圈转动,并外接上用电器R(可看作纯电阻),电动机就变成发电机能给R供电,其原理如图乙所示。线圈abcd的面积是,共100匝。线圈电阻为,外接电阻,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里,当线圈以的角速度匀速转动时。(各电表均视为理想交流电表)
(1)求线圈感应电动势的最大值和交流电压表示数U(结果可以保留根式)。
(2)求线圈转一圈用电器R产生的热量。
(3)从图示位置开始计时,经通过电阻R的电荷量是多少(结果保留一位有效数字)?
15. 如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金属导轨平行放置,形成左右两导轨平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距,电阻不计。质量均为,电阻均为的金属杆、与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为,整个装置处于磁感应强度大小为,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。时刻开始,杆以初速度v沿右导轨平面下滑,时刻开始,对杆施加一垂直杆且平行右导轨平面向下的力F,使开始做匀加速直线运动。杆运动的图像如图乙所示(其中第1s、第3s内图线为直线)。若杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取,,。求:
(1)在第1秒内杆受到的安培力的大小。
(2)杆的初速度。
(3)若第2s内力F所做的功为9J,求第2s内杆所产生的焦耳热。
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