内容正文:
琼海市嘉积中学2025—2026学年度第二学期高二年级随堂练习(三)
物理科试题
时间:90分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 设分子间的距离为时,分子间作用力为零。则下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是( )
A. 分子间距离时,分子间作用力表现为引力
B. 分子间距离时,分子热运动速率为零
C. 分子间距离由减小时,分子间作用力减小
D. 分子间距离由增大时,分子间作用力先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子间同时存在引力和斥力,引力和斥力的大小均随分子间距增大而减小,且斥力随间距的变化速度快于引力,时引力与斥力大小相等,分子间合力为0,当时,分子间斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力,故A错误;
B.分子永不停息做无规则热运动,任意温度下分子热运动速率都不可能为0,与分子间距无关,故B错误;
C.分子间距离由减小时,斥力、引力大小均增大,且斥力增大更快,分子间合力(斥力)逐渐增大,故C错误;
D.分子间距离由增大时,分子间作用力表现为引力,先增大到峰值后逐渐减小,当时分子力近似为0,故D正确。
故选D。
2. 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A. 增大匀强电场间的加速电压
B. 减小磁场的磁感应强度
C. 减小狭缝间的距离
D. 增大D形金属盒的半径
【答案】D
【解析】
【详解】带电粒子在磁场中运动时,由洛伦兹力提供向心力,则有
解得
则动能
则可知动能与加速的电压、狭缝间的距离无关,与磁感应强度大小和D形盒的半径有关,增大磁感应强度和D形盒的半径,可以增加粒子的动能。
故选D。
3. 如图所示,交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是( )
A. 该交流电的频率为
B. 线圈转到图示位置时,产生的电动势为零
C. 线圈转到图示位置时,磁通量变化率最大
D. 仅线圈转速加倍,电动势的峰值不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,该交流电的频率为,故A错误;
BC.线圈转到图示位置时,磁场与线圈平面平行,磁通量最小,磁通量变化率最大,感应电动势最大,故B错误,C正确;
D.根据电动势的最大值,可知仅线圈转速n加倍,电动势的最大值变为原来的2倍,故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中,a、b是两个完全相同的灯泡,为电源,为定值电阻,为自感线圈,线圈直流电阻,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S,a、b均立即亮,稳定时a更亮
B. 闭合开关S,b立即亮,a逐渐亮,稳定时b更亮
C. 稳定后断开开关S,b立即熄灭,a逐渐熄灭
D. 稳定后断开开关S,b闪亮一下,a、b同时逐渐熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB.闭合开关,由于线圈自感电动势阻碍电流增大,所以b立即亮,a逐渐亮,由于线圈直流电阻,稳定时b较亮,故A错误、B正确;
CD.稳定后断开开关,由于线圈自感电动势阻碍电流减小,a、b灯泡形成回路,b灯中电流反向且瞬间变小,b不会闪亮,a、b同时逐渐熄灭,CD错误。
故选B。
5. 某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A. NA= B. NA=
C. NA= D. NA=
【答案】C
【解析】
【详解】A.阿伏伽德罗常数是1摩尔气体的分子数。气体分子间存在较大间隙,摩尔体积并非所有分子体积的总和,因此,故A错误;
B.根据密度,解得
则有,故B错误;
C.某气体的摩尔质量为M,每个分子的质量为m,则阿伏加德罗常数NA可表示为,故C正确;
D.气体的密度与一个分子体积的乘积不是一个分子的质量,所以无物理意义,故D错误。
故选C。
6. 某图书馆的书籍防盗系统利用振荡电路原理,在出口处的地毯下埋有线圈与电容器构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电流随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,电容器的电场能为最大
B. 时刻,线圈的自感电动势为零
C. 时间内,电容器的电量逐渐减小
D. 时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻,电流最大磁场能最大,电容器带电量为0,可知电场能最小,故A错误;
B.时刻,电流为0,电流变化率最大,则自感电动势最大,故B错误;
C.时间内,线圈中电流反向逐渐增大,此时电容器为放电过程,则电容器的电量逐渐减小,故C正确;
D.由图可知时间内,振荡电路的振动周期逐渐变大,根据
可知线圈自感系数L变大,可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈,故D错误。
故选C。
7. 如图1所示,大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置,工作原理如图2所示,其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时,火线和零线的电流等大反向;出现漏电时,快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器,使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是( )
A. “零序电流互感器”的原理是电流的磁效应
B. 图2中零线应该置于互感器的外面,否则无法正常使用
C. 出现漏电时,和两点之间没有电压
D. 正常用电时,和两点之间没有电压
【答案】D
【解析】
【详解】A C D.若火线和零线电流始终等大反向,则穿过零序电流互感器的磁通量不发生变化,零序电流互感器无感应电动势,则与之构成闭合回路的断路器两端MN间无电压,但若发生漏电,则由火线、用电器、零线构成的闭合回路中,流经火线与零线的电流大小将不再相等,从而使穿过零序电流互感器的磁通量发生变化,产生感应电动势,触发断路器,使触头弹起从而自动切断电源,保护电路,即此时断路器两端MN间有电压,由此可知“零序电流互感器”应用了电磁感应的原理,故AC错误,D正确;
B.图2中若零线置于互感器的外面,则发生漏电时,零序电流互感器不能感应到通过火线的电流变化,因此互感器不能正常使用,只有零线与火线同在互感器里面,互感器通过感应相反电流产生的磁场是否变化从而做出反馈,因此图2中零线应该置于互感器的里面,故B错误。
故选D。
8. 如图,竖直面内固定一光滑绝缘大圆环,半径为R,AB为竖直直径,CD为水平直径,一轻弹簧的一端固定在A点,另一端与穿在圆环上的带正电小球相连,空间有垂直圆环平面向外的匀强磁场(图中未画出),已知小球在B、D两点时弹簧的形变量大小相等,在E点时弹簧正好恢复原长,重力加速度为 。现将小球由D点静止释放,下列说法正确的是( )
A. 小球在D点的加速度大小为
B. 小球不可以到达C点
C. 小球到达E点时的动能最大
D. 小球到达B点时速率为
【答案】D
【解析】
【详解】A.D点小球受重力,弹簧向右下方的弹力,圆环水平向左的弹力,合力大于,故加速度大于 ,故A错误;
B.洛伦兹力和圆环弹力不做功,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,故可以到达点,故B错误;
C.小球达到原长位置E点时,洛伦兹力和圆环弹力的方向均沿半径方向,小球还受重力,可知切线方向合力不为零,要继续加速,故C错误;
D.小球在B、D两点时弹簧的形变量大小相等,可知弹簧弹性势能在B、D两点相等,从D到B由机械能守恒
解得,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 电磁波既可以传递信息,又可以传递能量
C. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
D. 不同频率的电磁波在真空中的传播速率不同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的电场产生恒定的磁场,非均匀变化的电场产生变化的磁场,所以变化的电场不一定产生变化的磁场,故A错误;
B.电磁波在传播过程中伴随着能量的传递,同时通过调制技术可以传递信息,例如无线电广播和电视,故B正确;
C.麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并首先预言了电磁波的存在,赫兹通过实验最先证实了电磁波的存在,故C正确;
D.所有频率的电磁波在真空中的传播速率都相同,等于光速,与频率无关,故D错误。
故选BC。
10. 下列选项正确的是( )
A. 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B. 布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动
C. 液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈
D. 当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移直到均匀分布的现象,它是分子热运动的直接结果,而不是由于液体的对流形成的,对流是宏观流动,故A错误;
B.布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的固体小颗粒的无规则运动,不是固体颗粒的分子的无规则运动,也不是液体分子的运动,它间接反映了液体分子的无规则热运动,故B错误;
C.布朗运动的剧烈程度与液体的温度和悬浮颗粒的大小有关,液体温度越高,液体分子热运动越剧烈,撞击颗粒的不平衡性越强;悬浮颗粒越小,表面积越小,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少,撞击的不平衡性越明显,因此布朗运动越剧烈,故C正确;
D.分子间同时存在引力和斥力,当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力减小得更快,故D正确。
故选CD。
11. 如图为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 升压变压器副线圈两端电压
B. 配电设施的输出功率
C. 通过输电线上的电流
D. 输电线的总电阻
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据理想变压器两端电压与匝数的关系得
解得,故A正确;
C.根据理想变压器两端电压与匝数的关系得
通过输电线上的电流为
解得,,故C错误;
D.输电线电势差为
输电线的总电阻
解得,故D正确;
B.降压变压器副线圈中的电流
对降压变压器
输电线损耗的功率
配电设施的输出功率,故B错误。
故选AD。
12. 为防止意外发生,游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置,如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图:带有光滑轨道的机械主体,能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场,边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时,被瞬间强制制动,机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速,对缓冲过程,下列说法正确的是( )
A. 线圈bc段受到向右的安培力
B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C. 线圈ab段中电流方向为由a到b
D. 若磁场反向,则装置仍然能起到缓冲作用
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.缓冲过程中,线圈bc段切割磁感线,根据右手定则,感应电流方向为c到b,故同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势,由左手定则可知,线圈bc段受到向左的安培力作用,故A错误,B正确;
CD.感应电流方向为c到b,b端的电势高于c端的电势,线圈ab段中电流方向为由b到a;磁场反向时,感应电流方向反向,线圈bc段受到的安培力方向仍然向左,仍起到缓冲作用,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 如图,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子从O点沿纸面以与Oc成角的方向射入正方形内,经过时间刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成角的方向,以不同的速率射入正方形内,粒子重力不计。下列说法中正确的是( )
A. 若该带电粒子从ad边射出,它经历的时间可能为
B. 若该带电粒子从ab边射出,它经历的时间可能为
C. 若该带电粒子从bc边射出,它经历的时间可能为
D. 若该带电粒子从cd边射出,它经历的时间可能为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.设边长为L,一个带正电的粒子从O点沿纸面以与Oc成角的方向射入正方形内,经过时间刚好从c点射出磁场,根据几何关系可知,速度偏转角为60°,即轨迹半径为
且
周期
当粒子沿纸面以与Od成30°角的方向射入正方形内时,如图所示
作出从边射出的临界轨迹④。由图可知,当轨迹④与相切时为带电粒子从边射出的临界值,根据几何关系可知,此时转过的圆心角为60°,则
则该带电粒子从边射出经历的时间一定不大于,可能为,故A正确;
B.作出从ab边射出的临界轨迹①。由图可知,当轨迹①与ab相切时为带电粒子从ab边射出的临界值,根据几何关系
结合A选项分析可知,则该带电粒子从ab边射出经历的时间大于小于,故B正确;
C.作出从边射出的临界轨迹②。由图可知,当轨迹②与相切时为带电粒子从边射出的临界值,根据几何关系
结合B选项分析,则该带电粒子从边射出经历的时间大于小于,故C正确;
D.作出从cd边射出的临界轨迹③。由带电粒子运动轨迹的对称性可知,该带电粒子从cd边射出经历的时间一定是,故D错误。
故选ABC。
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程
14. “探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验:
(1)在图中所给的器材中,本实验除导线外需要用到的是_________(填代号)。
A. 电池 B. 学生电源
C. 直流电压表 D. 多用电表
E. 可拆变压器
(2)用图中所示的可拆变压器进行实际实验时,将电源接在原线圈的0和800两个接线柱上,用电表测得副线圈0和400两个接线柱间的电压为,由于不是理想变压器,则原线圈的输入电压可能_________6.0 V(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】(1)BDE (2)>
【解析】
【小问1详解】
AB.变压器的工作原理是电磁感应,原线圈中必须通入交变电流,才能在副线圈中产生感应电动势,因此电源不能选用直流电源(电池),应选用学生电源的交流输出端,故A错误,B正确;
CD.实验需要测量原、副线圈的交流电压,直流电压表无法测量交流电压,多用电表可以选择交流电压挡进行测量,故C错误,D正确;
E.实验核心器材是可拆变压器,故E正确。
故选BDE。
【小问2详解】
由题可知,副线圈测得的电压为
原线圈接在0和800接线柱上,匝数
副线圈接在0和400接线柱上,匝数
若是理想变压器,根据电压与匝数成正比的关系
可得输入电压
但在实际实验中,变压器不是理想变压器,存在漏磁现象以及线圈电阻发热等能量损耗,导致副线圈获得的能量减少。为了在副线圈得到的电压,原线圈的输入电压必须大于理想情况下的计算值,以补偿能量损耗,所以原线圈的输入电压应大于。
15. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,可知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积______;将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上,如图。油酸分子的直径________m。(结果均保留两位有效数字)
(2)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有_______。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
【答案】(1) ①. ②. (2)A
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题图可知,油酸酒精溶液浓度为,一滴溶液体积为,则一滴溶液中纯油酸体积
数出油膜所占方格数约为60个,每个方格边长为,面积,则油膜面积
油酸分子直径。
【小问2详解】
A.根据,水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,导致测得的面积偏小,计算出的直径偏大,故A正确;
B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理,导致面积计数偏大,计算出的直径偏小,故B错误;
C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多,导致溶液浓度变大,一滴溶液中纯油酸实际体积变大,形成的油膜面积变大,而计算时仍按原浓度计算,导致计算出的直径偏小,故C错误。
故选A。
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少计了5滴
16. 某小组同学利用压敏电阻和电流计做一个测力计。
(1)利用图甲电路测量压敏电阻的阻值。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于__________端(填“”或“”);已知电流表内阻为,某次测量中电压表示数为、电流表示数为,则压敏电阻__________(用所给物理量符号表示);
(2)改变作用在压敏电阻上的压力大小,测出不同压力下压敏电阻的阻值,可得到图乙所示的图像;
(3)将该压敏电阻连入图丙电路中,电源电动势,内阻,电流表量程,内阻,如果压力时,电流表刚好满偏,电阻箱的阻值应调整为__________;
(4)在图丙电路中,保持不变,将该电流表改装为压力计,则压力与电流的关系式为__________(代入(3)中各已知量的数值,表达式中只有电流未知)
【答案】 ①. ②. ③. 10 ④.
【解析】
【详解】[1]闭合开关前,滑动变阻器应调到接入阻值最大处保护电路,由图甲的接法可知,滑片位于端时接入电阻最大,故填。
[2]甲图中电压表测量压敏电阻和电流表的总电压,由欧姆定律得
整理得压敏电阻
[3]由图乙的图像可得与的关系
当时,, 此时电流表达到满偏电流
根据闭合电路欧姆定律
解得
[4]保持不变,总电阻满足
代入已知数值得,整理得
结合
整理得
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图,水平放置的金属导轨M、N平行置于匀强磁场中,间距为,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向与导轨平面夹角为,质量为的金属棒ab放在导轨上,与导轨垂直且接触良好。金属棒与导轨间的动摩擦因数为,电源电动势为,内阻为,定值电阻,其余部分电阻不计,已知,,重力加速度,当开关闭合瞬间,求:
(1)通过金属棒ab的电流大小;
(2)金属棒ab的加速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律,电路中电流大小为
【小问2详解】
金属棒受到的安培力大小
根据左手定则,电流方向由a流向b,安培力方向垂直于磁场方向斜向左下方,与竖直方向夹角为。将安培力正交分解,水平向左分力
竖直向下分力
竖直方向受力平衡,导轨对棒的支持力
棒的滑动摩擦力
因为,所以金属棒保持静止,加速度。
18. 如图所示,带电平行金属板之间的距离为,两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。建立坐标系,轴平行于金属板,与金属板中心线重合, 轴垂直于金属板。在的区域存在两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,边界均平行 轴,两区域磁场的磁感应强度大小均为,区域Ⅰ内的磁场垂直于平面向外,区域Ⅱ内的磁场垂直于平面向里。一带正电的粒子沿着轴正向以速度射入平行板之间,在平行板间恰好沿着轴正向做直线运动,并先后通过区域Ⅰ和Ⅱ。已知粒子电量为,质量为 ,区域Ⅰ、Ⅱ沿轴方向宽度均为。不计粒子重力。求:
(1)两金属板之间电势差;
(2)粒子在区域Ⅰ运动的时间;
(3)撤除区域Ⅰ中的磁场而在其中加上沿轴方向的匀强电场,使得该粒子刚好不能从区域Ⅱ的右边界飞出,求匀强电场的电场强度。
【答案】(1)
(2)
(3),方向沿x轴负方向
【解析】
【小问1详解】
粒子在平行板间做直线运动,电场力与洛伦兹力平衡
即
所以
【小问2详解】
如图所示
粒子进入区域I做匀速圆周运动,向下偏转,洛伦兹力提供向心力
所以
区域I的宽度为
偏转角正弦值为
所以
粒子运动周期
粒子在区域Ⅰ运动的时间
【小问3详解】
粒子刚好不能从区域II的右边界飞出,说明粒子在区域II中做匀速圆周运动的轨迹恰好与区域II的右边界相切,圆半径恰好与区域II宽度相同。设电子进入区域II时的速度为 ,则
在区域Ⅰ中
其中
解得,方向沿x轴负方向。
19. 如图,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距,导轨的两端分别与电源(串联有一滑动变阻器)、电阻为的定值电阻、电容为且不带电的电容器和开关相连。整个空间充满了磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场。一质量为 、电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上,金属棒始终垂直导轨且保持良好接触。已知电源电动势为、内阻为,不计导轨的电阻,重力加速度为 。
(1)将S接1,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,求滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)将S接2,金属棒ab从静止释放,沿导轨滑行距离时达到稳定速度,求金属棒在该过程的滑行时间;
(3)将S接3,金属棒ab由静止释放开始计时,求时刻电容器所带电荷量。(电容器始终未被击穿)
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒ab静止,受力平衡,重力与安培力大小相等,即
安培力
根据闭合电路欧姆定律,
联立解得滑动变阻器接入电路的阻值
【小问2详解】
金属棒达到稳定速度时做匀速运动,受力平衡,有
解得
在金属棒加速下滑过程中,根据动量定理,取向下为正方向,有
其中为通过金属棒的电荷量,
联立解得
【小问3详解】
设金属棒下滑加速度为,时刻速度为
电容器两端电压等于金属棒产生的感应电动势,即
电容器带电量
回路电流
对金属棒应用牛顿第二定律,
解得加速度
可知金属棒做匀加速直线运动。时刻电容器所带电荷量
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琼海市嘉积中学2025—2026学年度第二学期高二年级随堂练习(三)
物理科试题
时间:90分钟 满分:100分
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 设分子间的距离为时,分子间作用力为零。则下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是( )
A. 分子间距离时,分子间作用力表现为引力
B. 分子间距离时,分子热运动速率为零
C. 分子间距离由减小时,分子间作用力减小
D. 分子间距离由增大时,分子间作用力先增大后减小
2. 回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
A. 增大匀强电场间的加速电压
B. 减小磁场的磁感应强度
C. 减小狭缝间的距离
D. 增大D形金属盒的半径
3. 如图所示,交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是( )
A. 该交流电的频率为
B. 线圈转到图示位置时,产生的电动势为零
C. 线圈转到图示位置时,磁通量变化率最大
D. 仅线圈转速加倍,电动势的峰值不变
4. 如图所示的电路中,a、b是两个完全相同的灯泡,为电源,为定值电阻,为自感线圈,线圈直流电阻,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S,a、b均立即亮,稳定时a更亮
B. 闭合开关S,b立即亮,a逐渐亮,稳定时b更亮
C. 稳定后断开开关S,b立即熄灭,a逐渐熄灭
D. 稳定后断开开关S,b闪亮一下,a、b同时逐渐熄灭
5. 某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0,则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A. NA= B. NA=
C. NA= D. NA=
6. 某图书馆的书籍防盗系统利用振荡电路原理,在出口处的地毯下埋有线圈与电容器构成的振荡电路,如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时,线圈的自感系数增大,导致振荡频率变化,从而触发警报。若该振荡电路中电流随时间变化的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时刻,电容器的电场能为最大
B. 时刻,线圈的自感电动势为零
C. 时间内,电容器的电量逐渐减小
D. 时间内,未消磁的书籍标签正在远离线圈
7. 如图1所示,大功率家用电器的插头常配备漏电保护装置,工作原理如图2所示,其中“零序电流互感器”可视为闭合铁芯。正常用电时,火线和零线的电流等大反向;出现漏电时,快速响应电路能够在毫秒级的时间内检测到漏电并触发断路器,使触头弹起从而自动切断电源。下列说法中正确的是( )
A. “零序电流互感器”的原理是电流的磁效应
B. 图2中零线应该置于互感器的外面,否则无法正常使用
C. 出现漏电时,和两点之间没有电压
D. 正常用电时,和两点之间没有电压
8. 如图,竖直面内固定一光滑绝缘大圆环,半径为R,AB为竖直直径,CD为水平直径,一轻弹簧的一端固定在A点,另一端与穿在圆环上的带正电小球相连,空间有垂直圆环平面向外的匀强磁场(图中未画出),已知小球在B、D两点时弹簧的形变量大小相等,在E点时弹簧正好恢复原长,重力加速度为 。现将小球由D点静止释放,下列说法正确的是( )
A. 小球在D点的加速度大小为
B. 小球不可以到达C点
C. 小球到达E点时的动能最大
D. 小球到达B点时速率为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 电磁波既可以传递信息,又可以传递能量
C. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
D. 不同频率的电磁波在真空中的传播速率不同
10. 下列选项正确的是( )
A. 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B. 布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动
C. 液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈
D. 当分子间距增大时,分子间的引力和斥力都减小
11. 如图为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 升压变压器副线圈两端电压
B. 配电设施的输出功率
C. 通过输电线上的电流
D. 输电线的总电阻
12. 为防止意外发生,游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置,如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图:带有光滑轨道的机械主体,能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场,边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时,被瞬间强制制动,机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速,对缓冲过程,下列说法正确的是( )
A. 线圈bc段受到向右的安培力
B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势
C. 线圈ab段中电流方向为由a到b
D. 若磁场反向,则装置仍然能起到缓冲作用
13. 如图,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点。一个带正电的粒子从O点沿纸面以与Oc成角的方向射入正方形内,经过时间刚好从c点射出磁场。现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成角的方向,以不同的速率射入正方形内,粒子重力不计。下列说法中正确的是( )
A. 若该带电粒子从ad边射出,它经历的时间可能为
B. 若该带电粒子从ab边射出,它经历的时间可能为
C. 若该带电粒子从bc边射出,它经历的时间可能为
D. 若该带电粒子从cd边射出,它经历的时间可能为
三、实验题:本题共2小题,共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处,不要求写出演算过程
14. “探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验:
(1)在图中所给的器材中,本实验除导线外需要用到的是_________(填代号)。
A. 电池 B. 学生电源
C. 直流电压表 D. 多用电表
E. 可拆变压器
(2)用图中所示的可拆变压器进行实际实验时,将电源接在原线圈的0和800两个接线柱上,用电表测得副线圈0和400两个接线柱间的电压为,由于不是理想变压器,则原线圈的输入电压可能_________6.0 V(选填“>”、“=”或“<”)。
15. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,可知一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积______;将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上,如图。油酸分子的直径________m。(结果均保留两位有效数字)
(2)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有_______。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少计了5滴
16. 某小组同学利用压敏电阻和电流计做一个测力计。
(1)利用图甲电路测量压敏电阻的阻值。闭合开关前,滑动变阻器的滑片应位于__________端(填“”或“”);已知电流表内阻为,某次测量中电压表示数为、电流表示数为,则压敏电阻__________(用所给物理量符号表示);
(2)改变作用在压敏电阻上的压力大小,测出不同压力下压敏电阻的阻值,可得到图乙所示的图像;
(3)将该压敏电阻连入图丙电路中,电源电动势,内阻,电流表量程,内阻,如果压力时,电流表刚好满偏,电阻箱的阻值应调整为__________;
(4)在图丙电路中,保持不变,将该电流表改装为压力计,则压力与电流的关系式为__________(代入(3)中各已知量的数值,表达式中只有电流未知)
四、计算题:本题共3小题,共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处,要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
17. 如图,水平放置的金属导轨M、N平行置于匀强磁场中,间距为,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向与导轨平面夹角为,质量为的金属棒ab放在导轨上,与导轨垂直且接触良好。金属棒与导轨间的动摩擦因数为,电源电动势为,内阻为,定值电阻,其余部分电阻不计,已知,,重力加速度,当开关闭合瞬间,求:
(1)通过金属棒ab的电流大小;
(2)金属棒ab的加速度大小。
18. 如图所示,带电平行金属板之间的距离为,两金属板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。建立坐标系,轴平行于金属板,与金属板中心线重合, 轴垂直于金属板。在的区域存在两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ,边界均平行 轴,两区域磁场的磁感应强度大小均为,区域Ⅰ内的磁场垂直于平面向外,区域Ⅱ内的磁场垂直于平面向里。一带正电的粒子沿着轴正向以速度射入平行板之间,在平行板间恰好沿着轴正向做直线运动,并先后通过区域Ⅰ和Ⅱ。已知粒子电量为,质量为 ,区域Ⅰ、Ⅱ沿轴方向宽度均为。不计粒子重力。求:
(1)两金属板之间电势差;
(2)粒子在区域Ⅰ运动的时间;
(3)撤除区域Ⅰ中的磁场而在其中加上沿轴方向的匀强电场,使得该粒子刚好不能从区域Ⅱ的右边界飞出,求匀强电场的电场强度。
19. 如图,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距,导轨的两端分别与电源(串联有一滑动变阻器)、电阻为的定值电阻、电容为且不带电的电容器和开关相连。整个空间充满了磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向外的匀强磁场。一质量为 、电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上,金属棒始终垂直导轨且保持良好接触。已知电源电动势为、内阻为,不计导轨的电阻,重力加速度为 。
(1)将S接1,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,求滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)将S接2,金属棒ab从静止释放,沿导轨滑行距离时达到稳定速度,求金属棒在该过程的滑行时间;
(3)将S接3,金属棒ab由静止释放开始计时,求时刻电容器所带电荷量。(电容器始终未被击穿)
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