内容正文:
强基部2024级高二下学期第一次月考物理试题
一、单选题
1. 有关下列四幅图的描述,正确的是( )
A. 图甲,交变电流的有效值为1.5A
B. 图乙,变压器为理想变压器,滑动P可以改变接入电路的线圈匝数,图中,P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小
C. 图丙,条形磁铁竖直向下靠近干簧管时,可以让电路导通
D. 图丁,LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示,且磁场正在减弱,可以判断此时M板带正电
2. 以下是教材中关于传感器的应用几幅图片,说法正确的是( )
A. 如图甲,是测量储罐中不导电液体高度的装置,当储罐中液面高度升高时,LC回路中振荡电流频率将增大
B. 如图乙,是一种电感式微小位移传感器,铁芯2是敏感元件,线圈3是转换元件
C. 如图丙,是电容式话筒的原理示意图,当膜片向左运动时,A点的电势比B点的低
D. 如图丁,是霍尔元件工作原理示意图,在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持水平
3. 一驾驶员在恒温库中卸货时,看到胎压表显示汽车轮胎的胎压,离开恒温库后,用便携充气泵将每个轮胎的气压都补充至。已知恒温库内的温度,外界环境温度,大气压强,轮胎的体积始终保持。轮胎内部空气可视为理想气体,且始终与外界温度相同。则每个轮胎应充入压强为、温度为的气体体积是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,一交流发电机的电刷与理想变压器原线圈相连,变压器原、副线圈的匝数之比为,副线圈接有三盏相同的灯泡,灯泡、、分别与定值电阻R、线圈L和电容器C串联,当发电机的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴以角速度匀速转动时,三盏灯泡亮度恰好相同,现让导线框ABCD转动的角速度增加一倍,副线圈的匝数减半,下列说法正确的是( )
A. 灯泡最亮 B. 灯泡最暗
C. 灯泡亮度不变 D. 三盏灯泡的亮度仍然相同
5. 如图所示,两根光滑平行导轨固定放置在绝缘水平面上,左侧导轨间距为3L,右侧导轨间距为L,两导轨位于竖直向下的匀强磁场中,磁场范围足够大。ab、cd为质量分别为3m和m的导体棒,它们连入两导轨间的电阻相等,ab导体棒静止在左侧水平轨道上, cd导体棒静止在右侧水平轨道上。现给 ab导体棒一个水平向右的初速度v0,水平导轨的左、右两部分均足够长, ab导体棒始终在左侧间距为3L的轨道上运动,运动过程中两导体棒始终与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计,则下列说法正确的是( )
A. ab、cd两导体棒组成的系统动量守恒
B. 最终 ab、cd两导体棒动量大小不相等
C. 最终 ab、cd两导体棒动能大小相等
D. 整个过程在 ab导体棒上产生的焦耳热为
6. 如图所示,在之间接有交流电源,其电压的有效值为。电路中共接有六个相同的定值电阻。S断开时,滑动变阻器触片滑到最下面时,恰好理想变压器的输出功率最大(包含副线圈负载电阻阻值从0到无穷大的变化范围)。S闭合后,滑动变阻器触片仍然滑到最下面时,下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈匝数的比值为1∶4
B. S闭合后,两端电压为
C. S闭合后,两端电压为
D. S闭合后,的功率是的4倍
7. 如图所示,两端封闭的U形玻璃管中装有水银,并在上端封有理想气体,温度相同,现将管放在沸水中使两段气体同时升高相同温度,则下面说法中正确的是( )
A. 气柱B的体积变小 B. 气柱A的体积变小
C. 气柱B的体积变大 D. 无法判断气柱体积的变化过程
8. 如图所示为竖直放置的平行光滑导轨,导轨宽度为1m,两导轨之间接入阻值为2Ω的定值电阻。将质量为0.1kg、接入电路阻值为2Ω的金属棒垂直导轨放置,在金属棒下方有两处方向垂直于导轨所在平面向外的条形匀强磁场,磁感应强度均为1T。条形磁场宽度均为0.5m,金属棒与较近的磁场的上边界间距离、两处磁场区域间的距离均为0.2m。将金属棒由静止释放,金属棒在下方磁场中做匀速直线运动,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A. 金属棒通过上方磁场产生的热量为0.05J
B. 金属棒在下方磁场中的速度为6m/s
C. 金属棒通过上、下磁场时,通过金属棒的电荷量之比为
D. 金属棒通过上方磁场所用时间较短
二、多选题
9. 如图甲所示,矩形线圈ABCD在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设ABCD方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )
A. 图乙中cd时间段对应图甲中A至B的过程
B. 图乙中c时刻对应图甲中的B
C. 图乙中d时刻为0.02s时,则1s内电流的方向改变100次
D. 图乙中d时刻为0.02s时,则交变电流的频率为100Hz
10. 如图所示,若纵轴可以表示为分子间的作用力或分子势能,横轴表示分子间的距离,下列说法正确的是( )
A. 标准状态下,一定质量的某种气体,其分子势能趋于零
B. 分子间距离从零增大到的过程中,分子力做负功,分子势能增大
C. 如果纵轴表示分子势能,则曲线D表示分子势能与分子间距的关系
D. 如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线B表示分子力与分子间距的关系
11. 如图所示,水平光滑绝缘桌面上存在宽度均为、大小均为B的有界匀强磁场,Ⅰ区域的磁感应强度方向垂直纸面向外,Ⅱ区域的磁感应强度方向垂直纸面向里。一质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框以初速度水平向右运动,当金属框的cd边刚好进入Ⅱ区域磁场时,线框的速度刚好为零。则( )
A. 线框ab边进入Ⅰ磁场时,ab两端的电压为
B. 线框ab边在Ⅱ区域磁场运动的过程中感应电流方向沿
C. 线框进入Ⅰ区域磁场的时间小于在Ⅱ区域磁场运动的时间
D. 金属线框的最大加速度为
12. 我国第三艘航母福建舰已正式下水,如图甲所示,福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统。图乙是一种简化的电磁弹射模型,直流电源的电动势为E,电容器的电容为C,两条相距L的固定光滑导轨,水平放置处于磁感应强度B的匀强磁场中。现将一质量为m,电阻为R的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内处于静止状态,并与两导轨接触良好。先将开关K置于a让电容器充电,充电结束后,再将K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下加速运动,达到最大速度后滑离轨道。不计导轨和电路其他部分的电阻,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 金属滑块在轨道上运动的最大加速度为
B. 金属滑块在轨道上运动的最大速度为
C. 金属滑块滑离轨道的整个过程中流过它的电荷量为
D. 金属滑块滑离轨道的整个过程中电容器消耗的电能为
三、实验题
13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(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. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示。造成这一结果的原因是____________________;
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是( )
A. B. C. D.
(4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在坐标平面上描点作图,因压缩气体过程中注射器漏气,则作出的图线应为图中______(选填“①”或“②”)。
14. 体重秤的核心部件力传感器的简要原理如图(a)所示,金属板的上下两侧各贴有电阻应变片、;金属板左端固定,在金属板右端施加向下的力时,金属板向下弯曲,使两电阻应变片随之形变,电阻发生改变。已知在日常体重测量范围内,金属板上下所贴电阻应变片的阻值变化量的绝对值与金属板受力的大小F的关系均为,其中为常量。某同学利用该力传感器和电压传感器将力信号转化为电信号,制作了简易的体重秤。如图(b)所示,电源电动势为E,内阻不计;、为两电阻应变片,在金属板不受力时阻值均为R,为定值电阻,为滑动变阻器;电压传感器内阻很大。回答下列问题:
(1)当金属板右端受到向下的力时,的阻值_______,的阻值_____;(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)当金属板受力为零时,闭合开关,将滑动变阻器的滑片滑到适当位置,使电压传感器的示数为零;当金属板右端受到向下的力时,电压传感器的示数_______0;(填“>”、“<”或“=”)
(3)已知金属板右端受到的力等于重物对体重秤的正压力。在体重秤上放置重为100kg的物体时,电压传感器的示数为20mV。某同学站在体重秤上,电压传感器的示数为12mV,则该同学的体重为__________kg;
(4)将不同质量的物体放在体重秤上,记录对应的电压传感器示数,列出表格并在坐标纸上画出了图像,如图(c)所示。若图线的斜率为k,当地重力加速度为g,则__________(用E、R、k、g表示);
(5)使用一段时间后,电源的内阻增大,以致不可忽略,则体重秤的测量结果将__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、解答题
15. 车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床,充气前内部气体的压强等于大气压强,体积为,使用充气筒给气垫床充气,使其内气体体积增加到,压强增加到,此充气过程中环境的热力学温度为并保持不变,气垫床导热性能良好,气垫床内气体可视为理想气体。
(1)若充气过程中,该充气筒每次从大气中吸取压强为的气体体积是恒定的。已知需打气220次才能使气垫床达到目标状态(内部体积9V,压强求该充气筒每次吸取气体的体积;
(2)若夜间环境的热力学温度降为,充好气后的气垫床体积减小到,求此时气垫床内气体的压强。(答案用分数表示)
16. 如图甲所示为模拟远距离输电的实验示意图。小型发电机中矩形线圈共20匝,线圈绕轴匀速转动,线圈中磁通量随时间的变化规律如图乙所示,线圈的电阻不计,输电线的电阻,电压表为理想交流电表,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,降压变压器的原线圈匝数可调,副线圈的匝数为700匝,调降压变压器原线圈匝数使用户的用电器恰好正常工作。此时输电功率为,用户消耗的功率为350W。已知用户的用电器额定电压为35V。
(1)求电压表的示数;
(2)求此时升压变压器原、副线圈的匝数比和降压变压器原线圈接入电路的匝数;
(3)若用户的用电器个数发生改变(用户的额定电压不变),使输送功率变为480W,要使用户的用电器正常工作,应使降压变压器原线圈接入电路的匝数变为多少?
17. 如图所示,一匝数匝的矩形线圈abcd在磁感应强度大小恒为的水平匀强磁场中以的转速绕垂直于磁场的轴匀速转动,所产生的交流电通过理想变压器T对一放置于水平粗糙金属导轨上质量、阻值的导体棒CD供电,金属导轨MN、PQ间的距离,其间有方向竖直向上,磁感应强度的匀强磁场,导体棒CD与水平金属导轨间的动摩擦因数,并在水平外力F作用下始终处于静止状态(F的大小和方向可以根据需要调整为水平向左或水平向右)。若矩形线圈的ab边长,bc边长,变压器原线圈匝数为,副线圈匝数可以通过滑动头P的上下滑动进行调节,不计金属导轨的电阻,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。
(1)从图示位置开始计时,求线圈abcd绕轴匀速转动时所产生的电动势e的表达式。
(2)若不计线圈abcd的电阻,调节变压器副线圈滑动头P的位置,使变压器原、副线圈匝数比,为使导体棒CD静止在导轨上,求施加在导体棒CD上外力F取值的最大值。
(3)若矩形线圈abcd阻值,调节滑动头P的位置,应使变压器原、副线圈的匝数比为多少时电流通过导体棒CD的电功率达到最大?且这个最大功率为多少?
18. 如图所示,两根光滑平行导轨ABC-A1B1C1,间距为L,AB-A1B1部分水平,BC-B1C1部分是半径为r的四分之一圆弧轨道,在轨道两端各连有一个电阻R1、R2,R1=2R0、R2=3R0。四分之一圆弧轨道处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。现有一根长度为L、质量为m、电阻为R0的金属棒从四分之一圆弧轨道的顶端BB1处由静止开始下滑,到达轨道底端处CC1时受到轨道的支持力为2mg。全程中金属棒与导轨接触良好,轨道电阻不计,求:
(1)金属棒到达轨道底端CC1时通过导体棒的电流;
(2)金属棒从BB1下滑到CC1过程中通过电阻R1的电量;
(3)金属棒从BB1下滑到CC1过程中电阻R2中产生的焦耳热;
(4)若金属棒在拉力作用下,从CC1开始以速度v0=向右沿轨道做匀速圆周运动,则在到达BB1的过程中拉力做的功为多少?
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