内容正文:
建平中学2025学年第二学期期中教学质量检测
高二物理(B)试卷
注意:
1、考试时间:60分钟。满分:100分;
2、请将答案填在答题卷上。
一、光之绚影(2+2+2+3+2+6=17分)
光有诸多的性质,例如折射、衍射、干涉等,展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用,为我们生活的方方面面服务。与普通光源相比,激光有着显著不同的特征。
1. 下列现象中,属于光的衍射现象的是( )
A. 雨后天空出现彩虹
B. 通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹
C. 海市蜃楼现象
D. 日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
2. 如图所示,两束单色光和从水中射向水面的点,它们进入空气后的光合成一束光,根据这一现象可知,对于、两束光( )
A. 光在空气中频率较高 B. 光在水中的传播速度较大
C. 水对光的折射率较大 D. 从水射向空气时,光全反射的临界角较小
3. 如图所示,一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中,现向薄玻璃杯内注入清水,保持观察方向不变,可能观察到的现象是( )
A. B.
C. D.
4. (多选)如图所示,将激光对准瓶上的喷水口水平照射,在偏右位置形成光斑。激光束沿水流方向发生了弯曲,光被完全限制在水流内,出现了“水流导光”现象。为更容易发生“水流导光”现象,可( )
A. 增大喷出的水流速度 B. 减小喷出的水流速度
C. 改用折射率大的液体 D. 改用折射率小的液体
5. 在进行光学实验时,用光传感器测量光屏不同位置的光照强度,可以更好地研究光的传播规律。、两束单色光分别经过同一双缝干涉装置、同一单缝衍射装置后,利用光传感器得到如图光屏上不同位置的光照强度分布图像。已知两束光的波长关系为,每幅图像中相邻两虚线之间的距离相同,则光通过双缝干涉装置后得到的光照强度与位置关系的图像为( )
A. B.
C. D.
6. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线,如图甲所示,并在入射光线上插上大头针,现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针,便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)若光线的入射角和折射角分别为、,经过多次测量作出的图像如图乙,玻璃砖的折射率为__________。
(2)若该同学在确定位置时,被旁边同学碰了一下,不小心把位置画的偏左了一些,则测出来的折射率( )
A、偏大 B、偏小 C、不变 D、无法确定
(3)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验,两者的面是平行放置的,插针的连线垂直于面,若操作无误,则在图丙中右边的插针应该是( )
A、 B、 C、 D、
二、物态凝思(3+2+2+6+2+6=21分)
通常所见的物质有三态:气态、液态、固态,三种形态的物质所表现出来的宏观特性都可通过分子的热运动和分子间的相互作用来解释。
7. (多选)下列说法中正确的有( )
A. 悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动
B. 金属铁有固定的熔点
C. 液晶的光学性质具有各向异性
D. 由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力
8. 一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内,气体压强为一个大气压。当气体温度由升高到时,分子热运动速率的统计分布情况如图所示,其中对应的曲线为( )
A. ① B. ②
9. 若将不同材料制作的甲、乙细管竖直插入水中,如图所示,甲管内水面低于管外水面,乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是( )
A. 水与甲管的现象叫做浸润,水与乙管的现象叫做不浸润
B. 与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为引力
C. 只有乙图现象才是毛细现象
D. 用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好
10. 一定质量的理想气体,从图示状态开始,经历了状态,最后到状态。
(1)状态变化到状态温度升高,体积( )
A、变大 B、变小 C、不变
(2)状态到状态,内能( )
A、变大 B、变小 C、不变
(3)状态到状态,( )
A、吸热 B、放热 C、既不吸热也不放热
11. 如图所示,左边的体积是右边的4倍,两边充以同种气体,温度分别为和,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将( )
A. 向左移动 B. 向右移动 C. 静止不动 D. 条件不足,无法判断
12. 两根直径相同的、粗细均匀且导热性良好的玻璃管,用橡皮管相连接,中间灌有水银,左边玻璃管长,上端封闭20 cm长的空气柱。右管上端开口,如图,大气压强为75 cmHg,起初两边液面等高,现在固定左管,慢慢改变右管的高度,使左管的空气柱长变为30 cm。
(1)此时左管中气体的压强为__________;
(2)右管应在竖直方向__________(选择“A、向上”或“B、向下”)移动;
(3)如果这时处的橡皮管和左边的玻璃管脱开,左面玻璃管中的水银__________(选择“A、会”或“B、不会”)向外泄漏。
三、波动心弦(2+4+2+8=16分)
机械振动和机械波是自然界广泛存在的形式。机械波具有反射、折射、干涉、衍射等特性,在声学检测、地震勘探、医学超声等领域应用广泛。理解机械波规律,对分析波动现象、设计相关设备具有重要意义。
13. 关于机械振动和机械波的关系,应是( )
A. 有机械振动,就一定有机械波产生
B. 没有机械振动,就一定没有机械波产生
C. 有机械波不一定有机械振动
D. 在机械波的传播过程中,介质中各振动质点会随波迁移
14. 如图,以频率上下振动的振针沿水平方向移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形。
(1)由图可知振针向__________移动(选择“A、左”或“B、右”);
(2)如果处的观察者水平向右移动,接收到的水波频率( )
A、小于 B、大于 C、等于 D、都有可能
15. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,甲波的速度为,乙波的速度为,质点的平衡位置为。则下列说法正确的是( )
A. 这两列波会发生干涉现象,且平衡位置处的质点振动减弱
B. 由图示时刻开始,再经过甲波周期,将位于波峰
C. 甲波的速度与乙波的速度一样大
D. 振动减弱处的质点振幅为0
16. 某简谐波沿轴传播,图甲为时的波动图像,图乙为质点的振动图像。此时、两质点的位移均为。
(1)这列波沿__________(选择“A正”或者“B、负”)方向传播。
(2)这列波的传播速度为__________。
(3)该时刻、两质点速度大小及方向关系是( )
A、大小相同,方向相同 B、大小相同,方向不同
C、大小不同,方向相同 D、大小不同,方向不同
(4)A质点的振动方程为__________________。
四、电磁谐振(6+8+8+6=28分)
世界首条1000千伏特高压交流工程——皖电东送已正式投运,标志着我国特高压建设取得了新成果。其优点是输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少,最终实现远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。远距离输电及原理图如下所示。
17. 交流电的产生
(1)如图为交流发电机原理示意图,图中线框边感应电流的方向应标为( )
A B、
(2)若匝方形线框的面积为,在磁感应强度为的匀强磁场中,绕中心轴以角速度为匀速转动,当线框转至和中性面重合时,穿过线框的磁通量为( )
A. B、 C、 D、
(3)接上题,当线框转至和中性面垂直时,此时线框中的感应电动势为( )
A B、 C、 D、
18. 交流电的输送
(1)如题图所示,左边的变压器的原、副线圈的匝数分别为、,则它们的大小关系是( )
A、大于 B、小于 C、等于 D、无法确定
(2)发电机电压不变,华灯初上,用户增多(均为并联),则远距离输电线电阻消耗的功率将( )
A、增大 B、不变 C、减小 D、无法确定
(3)接上题,则发电机的输出功率将( )
A、增大 B、不变 C、减小 D、可能增大,可能减小
(4)如题图右方的理想变压器的副线圈匝数,其输入电压为。为了使副线圈得到输出电压,原线圈匝数应为( )
A、5 B、20 C、28880 D、200000
19. 家庭用电
(1)经低压变电所及家用变压器后得到如图所示的正弦交流电,此交流电的频率是( )
A、 B、 C、 D、
(2)上述的正弦交流电经整流,可将其轴下方的电流全部滤掉,则整流后电压的有效值是__________;
(3)若题图右方的理想变压器原线圈输入功率为,原、副线圈匝数比为,其副线圈两端接一内阻为的电动机,此电动机以速度匀速向上提升质量的重物,已知重力加速度,则变压器原线圈两端的电压为多大?_________
20. LC振荡回路
(1)(多选)如图所示的LC振荡电路中,通过点的电流随时间变化的图线如图(b)所示,若把通过点向右的电流规定为轴的正方向,则( )
A、0至内,电容器C正在充电
B、至内,电容器上极板带正电荷
C、至内,点比点电势高
D、至内磁场能在减少
(2)(多选)实际的LC电磁振荡回路如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅是逐渐减小的,下述各种情况中造成振幅减小原因的是( )
A、线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B、电路中的电阻对电流的阻碍作用
C、线圈铁芯中涡流产生的电热
D、向周围空间辐射电磁波
五、电磁交响(2+4+3+3+6=18分)
我校科技兴趣小组设计了一个模拟电磁弹射和电磁阻尼系统,其简易原理图如图所示。两条间距为的导轨平行置于水平面上,导轨中间有一绝缘区域将左右两边平滑连接且左右两部分导轨均足够长。左侧导轨接一电动势为的电源(内阻不计),右侧有一单刀双掷开关、电容为的电容器和阻值为的电阻。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,不计摩擦,不考虑电流产生的磁场的影响。在左侧导轨放一电阻为、质量为的导体棒:
21. 导体棒上的电流方向为______________(选择“A、从上向下”或“B、从下向上”)。
22. 导体棒在左侧时能够达到的最大速度是__________________,在左侧运动期间通过导体棒最大的电荷量是__________________。
23. 导体棒进入右侧前,若开关接1(电阻),则导体棒在右侧运动过程中,电阻上产生的焦耳热为( )
A. B. C. D.
24. 导体棒进入右侧前,若开关接1(电阻),导体棒在右侧最大位移为( )
A. B. C. D.
25. 导体棒进入右侧前,若开关接2(电容),求导体棒在右侧稳定的速度。
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建平中学2025学年第二学期期中教学质量检测
高二物理(B)试卷
注意:
1、考试时间:60分钟。满分:100分;
2、请将答案填在答题卷上。
一、光之绚影(2+2+2+3+2+6=17分)
光有诸多的性质,例如折射、衍射、干涉等,展现出很多奇特的现象。不同种类的光又有不同的作用,为我们生活的方方面面服务。与普通光源相比,激光有着显著不同的特征。
1. 下列现象中,属于光的衍射现象的是( )
A. 雨后天空出现彩虹
B. 通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹
C. 海市蜃楼现象
D. 日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
2. 如图所示,两束单色光和从水中射向水面的点,它们进入空气后的光合成一束光,根据这一现象可知,对于、两束光( )
A. 光在空气中频率较高 B. 光在水中的传播速度较大
C. 水对光的折射率较大 D. 从水射向空气时,光全反射的临界角较小
3. 如图所示,一根筷子竖直放置于圆柱形薄玻璃杯中,现向薄玻璃杯内注入清水,保持观察方向不变,可能观察到的现象是( )
A. B.
C. D.
4. (多选)如图所示,将激光对准瓶上的喷水口水平照射,在偏右位置形成光斑。激光束沿水流方向发生了弯曲,光被完全限制在水流内,出现了“水流导光”现象。为更容易发生“水流导光”现象,可( )
A. 增大喷出的水流速度 B. 减小喷出的水流速度
C. 改用折射率大的液体 D. 改用折射率小的液体
5. 在进行光学实验时,用光传感器测量光屏不同位置的光照强度,可以更好地研究光的传播规律。、两束单色光分别经过同一双缝干涉装置、同一单缝衍射装置后,利用光传感器得到如图光屏上不同位置的光照强度分布图像。已知两束光的波长关系为,每幅图像中相邻两虚线之间的距离相同,则光通过双缝干涉装置后得到的光照强度与位置关系的图像为( )
A. B.
C. D.
6. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线,如图甲所示,并在入射光线上插上大头针,现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针,便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
(1)若光线的入射角和折射角分别为、,经过多次测量作出的图像如图乙,玻璃砖的折射率为__________。
(2)若该同学在确定位置时,被旁边同学碰了一下,不小心把位置画的偏左了一些,则测出来的折射率( )
A、偏大 B、偏小 C、不变 D、无法确定
(3)该同学突发奇想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验,两者的面是平行放置的,插针的连线垂直于面,若操作无误,则在图丙中右边的插针应该是( )
A、 B、 C、 D、
【答案】1. B 2. B 3. A 4. AC 5. A
6. ①. ②. B ③. C
【解析】
【1题详解】
A.雨后天空出现彩虹,是太阳光经过悬浮在空气中的小水滴发生折射、反射和色散形成的,不属于光的衍射现象,故A不符合;
B.通过一个狭缝观察日光灯时,可以看到彩色条纹,这是典型的单缝衍射现象,当狭缝宽度接近光的波长时,光会绕过狭缝边缘传播,在屏上形成明暗相间的彩色条纹,故B符合;
C.海市蜃楼现象是由于大气中不同高度空气层的密度不同,导致光线发生折射甚至全反射而形成的虚像,属于光的折射现象,故C不符合;
D.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹,是光在肥皂膜前后表面反射后发生干涉的结果,属于薄膜干涉现象,故D不符合。
故选B。
【2题详解】
A C.根据,两光折射角相等,光在水中入射角大于光,则光折射率较小;对于同一种介质,频率越高的光,其折射率也越大,则光在空气中频率较低,故AC错误;
B.由可知,在水中传播速度与折射率成反比,则光在水中的传播速度较大,故B正确;
D.根据可知,光折射率较小,则从水射向空气时,光全反射的临界角较大,故D错误。
故选B。
【3题详解】
图为筷子在盛水后玻璃杯内的俯视图
处为筷子,根据折射定律可知,表示由筷子发出穿过玻璃杯壁的一条光线,是通过光线逆向看到的像,相对筷子往右偏离了一定距离,故BCD错误、A正确。
故选A。
【4题详解】
A B.如果增大水流喷出的速度,水流由于惯性会保持更直的水平状态,弯曲的程度会变小(即水流的曲率半径变大),当水流更平缓时,光线射到水流内表面的入射角会增大,更容易大于临界角,从而更容易发生全反射,从而更容易发生“水流导光”现象;反之减小水流速度,从而更不容易发生“水流导光”现象,故B错误、A正确;
C D.根据临界角公式,液体的折射率越大,临界角越小,意味着光线只需要较小的入射角就能发生全反射,这使得“水流导光”现象更容易发生,故D错误、C正确。
故选AC。
【5题详解】
A B.双缝干涉的特点是等间距、相邻亮纹宽度和亮度近似相等,双缝干涉的条纹间距公式为
同一双缝装置中,L(缝屏间距)和d(双缝间距)固定,波长越大,相邻亮纹的间距越大,因此光的干涉条纹间距更大、条纹更稀疏,且光照强度为渐变过程,即亮条纹为极大值,暗条纹为极小值,故B不符合、A符合;
C D.单缝衍射的特点是中央亮纹最宽最亮,两侧亮纹宽度、亮度逐渐减小,由图可知CD项均为单缝衍射条纹,故CD不符合。
故选A。
【6题详解】
[1] 根据可知,图像的斜率表示折射率,由题图乙可知玻璃砖的折射率为
[2] 如图所示
若该同学在确定位置时,被旁边同学碰了一下,不小心把位置画的偏左了一些,则的连线与的交点偏右,测得的折射角偏大,则根据,可知,测出来的折射率偏小,故ACD错误、B正确。
故选B。
[3] 光路图如图所示
根据光路图可知,经过的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏折,然后射入右侧玻璃砖后平行射出,所以在图中右边的插针应该是、,故ABD错误、C正确。
故选C。
二、物态凝思(3+2+2+6+2+6=21分)
通常所见的物质有三态:气态、液态、固态,三种形态的物质所表现出来的宏观特性都可通过分子的热运动和分子间的相互作用来解释。
7. (多选)下列说法中正确的有( )
A. 悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动叫做布朗运动
B. 金属铁有固定的熔点
C. 液晶的光学性质具有各向异性
D. 由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离,故液体表面存在表面张力
8. 一定质量的气体充入密闭坚硬的容器内,气体压强为一个大气压。当气体温度由升高到时,分子热运动速率的统计分布情况如图所示,其中对应的曲线为( )
A. ① B. ②
9. 若将不同材料制作的甲、乙细管竖直插入水中,如图所示,甲管内水面低于管外水面,乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是( )
A. 水与甲管的现象叫做浸润,水与乙管的现象叫做不浸润
B. 与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为引力
C. 只有乙图现象才是毛细现象
D. 用乙管材料制作防水衣防水效果比甲管材料好
10. 一定质量的理想气体,从图示状态开始,经历了状态,最后到状态。
(1)状态变化到状态温度升高,体积( )
A、变大 B、变小 C、不变
(2)状态到状态,内能( )
A、变大 B、变小 C、不变
(3)状态到状态,( )
A、吸热 B、放热 C、既不吸热也不放热
11. 如图所示,左边的体积是右边的4倍,两边充以同种气体,温度分别为和,此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止,如果容器两边的气体温度各升高,忽略水银柱及容器的膨胀,则水银柱将( )
A. 向左移动 B. 向右移动 C. 静止不动 D. 条件不足,无法判断
12. 两根直径相同的、粗细均匀且导热性良好的玻璃管,用橡皮管相连接,中间灌有水银,左边玻璃管长,上端封闭20 cm长的空气柱。右管上端开口,如图,大气压强为75 cmHg,起初两边液面等高,现在固定左管,慢慢改变右管的高度,使左管的空气柱长变为30 cm。
(1)此时左管中气体的压强为__________;
(2)右管应在竖直方向__________(选择“A、向上”或“B、向下”)移动;
(3)如果这时处的橡皮管和左边的玻璃管脱开,左面玻璃管中的水银__________(选择“A、会”或“B、不会”)向外泄漏。
【答案】7. BC 8. B 9. B
10. ①. B ②. C ③. A 11. A
12. ①. 50 ②. B ③. B
【解析】
【7题详解】
A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,不是固体分子的运动,固体分子本身也在做无规则热运动,但不是布朗运动,故A错误;
B.金属铁是晶体,晶体具有固定的熔点,所以金属铁有固定的熔点,故B正确;
C.液晶既有液体的流动性,又有晶体的光学各向异性的特点,故C正确;
D.液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,分子间作用力表现为引力,所以液体表面存在表面张力,故D错误。
故选BC。
【8题详解】
当温度升高时,大多数分子的速率变大,图像的峰值往右移动,故②为温度为时的曲线,故A错误、B正确。
故选B。
【9题详解】
A.水与甲管的现象叫做不浸润,水与乙管的现象叫做浸润,故A错误;
B.水不会润湿甲材料,与甲管接触附着层内的水分子之间的作用表现为引力,故B正确;
C.浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,称为毛细现象,两图现象均是毛细现象,故C错误;
D.水会润湿乙管材料并附着在其表面上,不适合制作防水衣,故D错误。
故选B。
【10题详解】
[1] 图像横轴中温度的单位是,不是开尔文K,所以状态A到状态B的过程虽然是一条过原点的直线,但不是等容变化。0K的点在横轴的负半轴,根据理想气体状态方程,可知,从状态A到状态B变化的过程中与0K的点连线斜率在增大,所以体积V在减小,故AC错误、B正确。
故选B。
[2] 一定质量的理想气体内能只与温度有关,从状态C到状态D的过程中,温度不变,所以内能不变,故AB错误、C正确。
故选C。
[3] 从状态C到状态D的过程是等温变化,由玻意耳定律可知
所以压强减小过程中,体积在增大,气体对外界做功,即
根据热力学第一定律
可知,气体吸收热量,故BC错误、A正确。
故选A。
【11题详解】
假定两个容器的体积不变,即、不变,所装气体温度分别为293K和283K,当温度升高时,左边的压强由增至,,右边的压强由增至,
由查理定律得,
因为,所以,即水银柱应向左移动,故BCD错误、A正确。
故选A。
【12题详解】
[1] 左管气体初态,
左管气体初态,
根据玻意耳定律有
联立解得
[2] 初始两边液面相平,左管气体压强等于大气压强。后来左管气体压强变为(大气压强)。为了达到平衡,右管水银面要低于左管水银面,所以右管应在竖直方向向下移动,故A错误、B正确。
故选B。
[3] 题意可知,左边的玻璃管脱开后,左管气体和液体对管底部产生的压强为
故左面玻璃管中的水银不会向外泄漏,故A错误、B正确。
故选B。
三、波动心弦(2+4+2+8=16分)
机械振动和机械波是自然界广泛存在的形式。机械波具有反射、折射、干涉、衍射等特性,在声学检测、地震勘探、医学超声等领域应用广泛。理解机械波规律,对分析波动现象、设计相关设备具有重要意义。
13. 关于机械振动和机械波的关系,应是( )
A. 有机械振动,就一定有机械波产生
B. 没有机械振动,就一定没有机械波产生
C. 有机械波不一定有机械振动
D. 在机械波的传播过程中,介质中各振动质点会随波迁移
14. 如图,以频率上下振动的振针沿水平方向移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形。
(1)由图可知振针向__________移动(选择“A、左”或“B、右”);
(2)如果处的观察者水平向右移动,接收到的水波频率( )
A、小于 B、大于 C、等于 D、都有可能
15. 如图所示为两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,甲波的速度为,乙波的速度为,质点的平衡位置为。则下列说法正确的是( )
A. 这两列波会发生干涉现象,且平衡位置处的质点振动减弱
B. 由图示时刻开始,再经过甲波周期,将位于波峰
C. 甲波的速度与乙波的速度一样大
D. 振动减弱处的质点振幅为0
16. 某简谐波沿轴传播,图甲为时的波动图像,图乙为质点的振动图像。此时、两质点的位移均为。
(1)这列波沿__________(选择“A正”或者“B、负”)方向传播。
(2)这列波的传播速度为__________。
(3)该时刻、两质点速度大小及方向关系是( )
A、大小相同,方向相同 B、大小相同,方向不同
C、大小不同,方向相同 D、大小不同,方向不同
(4)A质点的振动方程为__________________。
【答案】13. B 14. ①. B ②. D 15. C
16. ①. B ②. ③. B ④.
【解析】
【13题详解】
A B C.机械波产生需要波源(即机械振动)和介质,有机械波则一定有机械振动,故AC错误、B正确;
D.在机械波的传播过程中,介质中各质点在各自平衡位置附近振动,不会随波迁移,故D错误。
故选B。
【14题详解】
[1] 振针前进方向上的水波变得密集,在其移动反方向水波变得稀疏,由图可知振针向右移动,故A错误、B正确。
故选B。
[2] 如果A处的观察者水平向右移动,当观察者的运动速度小于振针的运动速度时,波源依然远离观察者,观察者接收到的水波频率小于f;当观察者的运动速度等于振针的运动速度时,观察者接收到的水波频率等于f;当观察者的运动速度大于振针的运动速度时,波源靠近观察者,观察者接收到的水波频率大于f,故ABC错误、D正确。
故选D。
【15题详解】
AC.由图可知,两波的波长相等,在同一绳上传播时波速相等,则频率相等,所以这两列波可以发生干涉,且两列波使处的质点振动方向相同,该质点为振动加强点,故A错误、C正确;
B.根据同侧法可知,在该时刻,M点的振动方向沿轴负方向,此时处于平衡位置,所以由图示时刻开始,再经过甲波周期,两列波在M点的振动均到达波谷,可知M将位于波谷,故B错误;
D.因两列波的振幅不同,可知振动减弱处的质点振幅为不为零,故D错误。
故选C。
【16题详解】
[1] 因时质点A在平衡位置向下振动,根据同侧法可知这列波沿负方向传播,故A错误、B正确。
故选B。
[2]传播速度
[3] 因PQ两质点位移相同,可知速度大小相同,P沿y轴负向振动,Q沿y轴正向振动,速度方向相反,故ACD错误、B正确。
故选B。
[4] A质点的振动方程为
四、电磁谐振(6+8+8+6=28分)
世界首条1000千伏特高压交流工程——皖电东送已正式投运,标志着我国特高压建设取得了新成果。其优点是输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少,最终实现远距离的电力系统互联,建成联合电力系统。远距离输电及原理图如下所示。
17. 交流电的产生
(1)如图为交流发电机原理示意图,图中线框边感应电流的方向应标为( )
A B、
(2)若匝方形线框的面积为,在磁感应强度为的匀强磁场中,绕中心轴以角速度为匀速转动,当线框转至和中性面重合时,穿过线框的磁通量为( )
A. B、 C、 D、
(3)接上题,当线框转至和中性面垂直时,此时线框中的感应电动势为( )
A B、 C、 D、
18. 交流电的输送
(1)如题图所示,左边的变压器的原、副线圈的匝数分别为、,则它们的大小关系是( )
A、大于 B、小于 C、等于 D、无法确定
(2)发电机电压不变,华灯初上,用户增多(均为并联),则远距离输电线电阻消耗的功率将( )
A、增大 B、不变 C、减小 D、无法确定
(3)接上题,则发电机的输出功率将( )
A、增大 B、不变 C、减小 D、可能增大,可能减小
(4)如题图右方的理想变压器的副线圈匝数,其输入电压为。为了使副线圈得到输出电压,原线圈匝数应为( )
A、5 B、20 C、28880 D、200000
19. 家庭用电
(1)经低压变电所及家用变压器后得到如图所示的正弦交流电,此交流电的频率是( )
A、 B、 C、 D、
(2)上述的正弦交流电经整流,可将其轴下方的电流全部滤掉,则整流后电压的有效值是__________;
(3)若题图右方的理想变压器原线圈输入功率为,原、副线圈匝数比为,其副线圈两端接一内阻为的电动机,此电动机以速度匀速向上提升质量的重物,已知重力加速度,则变压器原线圈两端的电压为多大?_________
20. LC振荡回路
(1)(多选)如图所示的LC振荡电路中,通过点的电流随时间变化的图线如图(b)所示,若把通过点向右的电流规定为轴的正方向,则( )
A、0至内,电容器C正在充电
B、至内,电容器上极板带正电荷
C、至内,点比点电势高
D、至内磁场能在减少
(2)(多选)实际的LC电磁振荡回路如果没有外界能量的适时补充,振荡电流的振幅是逐渐减小的,下述各种情况中造成振幅减小原因的是( )
A、线圈自感电动势对电流的阻碍作用
B、电路中的电阻对电流的阻碍作用
C、线圈铁芯中涡流产生的电热
D、向周围空间辐射电磁波
【答案】17. ①. B ②. B ③. A
18. ①. B ②. A ③. A ④. D
19. ①. A ②. ③. 240V
20. ①. CD ②. BCD
【解析】
【17题详解】
[1]根据右手定则,线框顺时针旋转,边向下切割磁感线,产生垂直纸面向外的电流,即为黑点,故A错误、B正确。
故选B。
[2]当线框转至和中性面重合时,穿过线框的磁通量为,故ACD错误、B正确。
故选B。
[3]线框在转动过程中,从线框与中性面垂直时开始计时,则穿过线框的磁通量
根据法拉第电磁感应定律感应电动势有,则当线框转至和中性面垂直时,即,线框中的感应电动势为,故BCD错误、A正确。
故选A。
【18题详解】
[1]由左侧变压器为升压变压器,又,则,故ACD错误、B正确。
故选B。
[2]用户增加,增大,由,可得增大,则输电线电阻消耗的功率增大,故BCD错误、A正确。
故选A。
[3]根据上述分析增大,可知增大,由可知,增大,发电机的输出功率增大,故BCD错误、A正确。
故选A。
[4]电压与匝数关系
代入数据可得原线圈匝数,故ABC错误、D正确。
故选D。
【19题详解】
[1]交流电经过变压器频率不变,故交流电的频率仍为,故BCD错误、A正确。
故选A。
[2]设周期为T,电压有效值为U,根据电流热效应有(其中)
代入数据解得电压有效值
[3] 理想变压器输入功率等于输出功率,故副线圈输出功率
电动机匀速提升重物的机械功率
电动机的热功率
由
得副线圈电流
根据理想变压器电流与匝数的关系
代入数据解得
由
解得原线圈两端电压
【20题详解】
[1] A.由题图可知0至0.5ms内在增大,电容器正在放电,故A错误;
B.0.5ms至1ms内,电流在减小,为充电过程,电流方向不变,电容器上极板带负电,故B错误;
C.在1ms至1.5ms内,为放电过程,电流方向改变,即电流由Q流向P,则Q点比P点电势高,故C正确;
D.1.5ms至2ms内,为充电过程,电流减小,磁场能在减少,故D正确。
故选CD。
[2] A.线圈自感对电流有阻碍作用,能把电流的能量转化为磁场能,不会造成振荡能量的损失,故振幅不会减小,故A错误;
B.电路中电阻对电流的阻碍作用将部分电能转化为内能,从而造成振荡能量的损失,使振幅减小,故B正确;
C.线圈铁芯上涡流产生的电热,也是由振荡能量转化来的,也会引起振荡能量的损失,使振幅减小,故C正确;
D.向周围空间辐射电磁波,使振荡能量以电磁波的形式散发出去,造成振荡能量的损失,使振幅减小,故D正确。
故选BCD。
五、电磁交响(2+4+3+3+6=18分)
我校科技兴趣小组设计了一个模拟电磁弹射和电磁阻尼系统,其简易原理图如图所示。两条间距为的导轨平行置于水平面上,导轨中间有一绝缘区域将左右两边平滑连接且左右两部分导轨均足够长。左侧导轨接一电动势为的电源(内阻不计),右侧有一单刀双掷开关、电容为的电容器和阻值为的电阻。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,不计摩擦,不考虑电流产生的磁场的影响。在左侧导轨放一电阻为、质量为的导体棒:
21. 导体棒上的电流方向为______________(选择“A、从上向下”或“B、从下向上”)。
22. 导体棒在左侧时能够达到的最大速度是__________________,在左侧运动期间通过导体棒最大的电荷量是__________________。
23. 导体棒进入右侧前,若开关接1(电阻),则导体棒在右侧运动过程中,电阻上产生的焦耳热为( )
A. B. C. D.
24. 导体棒进入右侧前,若开关接1(电阻),导体棒在右侧最大位移为( )
A. B. C. D.
25. 导体棒进入右侧前,若开关接2(电容),求导体棒在右侧稳定的速度。
【答案】21. A 22. ①. ②. 23. D 24. D
25.
【解析】
【21题详解】
电源正极在上,负极在下,电流从电源正极流出,沿上导轨向右,经过导体棒流向下导轨,回到负极,因此导体棒上的电流方向为从上向下,故A正确。
故选A。
【22题详解】
[1]导体棒在安培力作用下加速运动,当感应电动势等于电源电动势时,电流为零,加速度为零,速度达到最大。
由
得最大速度
[2]对导体棒动量定理有,即
解得
【23题详解】
由能量守恒,回路产生的总焦耳热等于动能减少量
由于两电阻串联且阻值相等,电阻R上产生的热量,故ABC错误、D正确。
故选D。
【24题详解】
导体棒以进入右侧,回路总电阻为,导体棒受安培力减速至停止。
由动量定理,即
又
联立解得,故ABC错误、D正确。
故选D。
【25题详解】
导体棒进入右侧后切割磁感线给电容充电,同时受安培力减速。当电路稳定时,电流为零,电容电压等于感应电动势,即
充电电荷量
对导体棒应用动量定理,即
联立解得
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