物理江苏省泰州市长城中学学年高二下学期期中考试试题解析版.docx
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物理江苏省泰州市长城中学学年高二下学期期中考试试题解析版
江苏省泰州市长城中学2016-2017学年高二下学期期中考试试题
一、选择题(每题4分,1-6题单选,7-12题是多选,共48分)
1.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图1所示,当磁场的磁感应强度B随时间如图2变化时,图3中正确表示线圈中感应电动势E变化的是()
A.
B.
C.
D.
2.远距离输送一定功率的交变电流,若输电电压提高到原来的n倍,则下列说法中正确的是()
A.输电线上的电流变为原来的n倍
B.输电线上的电压损失变为原来的1/n2
C.输电线上的电功率损失变为原来的1/n
D.若输电线上的电功率损失不变,输电线路长度可变为原来的n2倍
3.如图所示,从匀强磁场中把不发生形变的矩形线圈匀速拉出磁场区,如果两次拉出的速度之比为1∶2,则两次线圈所受外力大小之比F1∶F2、线圈发热之比Q1∶Q2、通过线圈截面的电量q1∶q2之比分别为()
A.F1∶F2=2∶1,Q1∶Q2=2∶1,q1∶q2=2∶1
B.F1∶F2=1∶2,Q1∶Q2=1∶2,q1∶q2=1∶1
C.F1∶F2=1∶2,Q1∶Q2=1∶2,q1∶q2=1∶2
D.F1∶F2=1∶1,Q1∶Q2=1∶1,q1∶q2=1∶1
4.如图所示,电阻R和线圈自感系数L的值都较大,电感线圈的电阻不计,A、B是两只完全相同的灯泡,当开关S闭合时,电路可能出现的情况是()
A.A、B一起亮,然后B熄灭B.A比B先亮,然后A熄灭
C.A、B一起亮,然后A熄灭D.B比A先亮,然后B熄灭
5.在以下说法中,正确的是()
A.热量不可能地从低温物体传到高温物体
B.质量、温度都相同的氢气和氧气,分子平均动能不同
C.液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性特点
D.干湿泡温度计的示数差别越大,空气相对湿度越大
6.如图为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示的I1方向的电流,则当I1增大时外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是()
A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心
B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外
C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心
D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外
7.若以M表示水的摩尔质量,V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿伏加德罗常数,m、V0表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式其中正确的是()
A.
B.
C.
D.
8.关于物体内能,下列说法正确的是()
A.相同质量的两种物体,升高相同温度,内能增量相同
B.一定量0℃的水结成0℃的冰,内能一定减少
C.一定质量的气体体积增大,既不吸热也不放热,内能减少
D.一定质量的气体吸热,而保持体积不变,内能一定增大
9.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列变化过程,ab、bc、cd和da这四个过程中在P-T图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab而cd平行于ab,由图可以判断()
A.ab过程中气体体积不变
B.bc过程中气体体积不断减小
C.cd过程中气体体积不断增大
D.da过程中气体体积不断减小
10.下列说法不符合分子动理论观点的是()
A.用气筒打气需外力做功,是因为分子间的后斥力作用
B.温度升高,布朗运动显著,说明悬浮颗粒的分子运动剧烈
C.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子势能先减小后增大
D.相距较远的两个分子相互靠近的过程中,分子间引力先增大后减小
11.如图所示为一理想变压器,K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则()
A.保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,I1将增大
B.保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,R消耗功率减小
C.保持U1不变,K合在a处,使P上滑,I1将增大
D.保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大
12.如图所示,平行金属导轨与水平面成θ角,导轨与固定电阻R1和R2相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面。
有一导体棒ab,质量为m,导体棒的电阻与固定电阻R1和R2的阻值均相等,与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒ab沿导轨向上滑动,当上滑的速度为v时,受到安培力的大小为F,此时()
A.电阻R1消耗的热功率为
Fv
B.电阻R2消耗的热功率为
Fv
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为μmgvcosθ
D.整个装置消耗的机械功率为(F+μmgcosθ)v
二、实验题
13.如图所示,A是长直密绕通电螺线管.小线圈B与电流表连接,并沿A的轴线Ox从O点自左向右匀速穿过螺线管A.能正确反映通过电流表中电流I随x变化规律的是(________)
14.用“油膜法”可以估测分子的大小.滴入盛水培养皿中的油酸溶液所含纯油酸的体积为4.0×10-6mL,将培养皿水平放在边长为1cm的方格纸上,水面上散开的油膜轮廓如图所示.
(1)这种粗测方法是将每个分子视为___________,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜面积可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油分子的直径。
(2)该油膜面积为:
S=__________cm2,由此可以估算油酸的分子直径约为d=_____m。
三、计算题
15.如图所示,重G1的活塞a和重G2的活塞b,将长为L的气室分成体积比为1﹕2的A、B两部分,温度是127℃,系统处于平衡状态,当温度缓慢地降到27℃时系统达到新的平衡,求活塞a、b移动的距离。
16.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m,bc=ad=0.2m,共50匝,线圈电阻r=1Ω,线圈在B=0.2T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO′以
r/s转速匀速转动,外接电9Ω,如图所示。
求:
(1)电压表读数;
(2)电阻R上电功率。
(3)线圈转过300时通过电阻的电荷量是多少?
17.如图所示,在与水平方向成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计。
空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上。
导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg、电阻r=5.0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m。
现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之沿轨道匀速向上运动。
在导体棒ab运动过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上。
g取10m/s2,求:
(1)导体棒cd受到的安培力大小;
(2)导体棒ab运动的速度大小;
(3)拉力对导体棒ab做功的功率。
18.如图所示,一个质量为m=0.01kg,边长L=0.1m,电阻R=0.4Ω的正方形导体线框abcd,从高h=0.8m的高处由静止自由下落,下落时线框平面始终在竖直平面内,且保持与水平磁场方向垂直,当线框下边bc刚一进入下方的有界匀强磁场时,恰好做匀速运动(g=10m/s
)
(1)磁场的磁感应强度B的大小
(2)如果线圈的下边bc通过磁场所经历的时间为t=0.125s,求bc边刚从磁场下边穿出时线框的加速度大小。
【参考答案】
一、选择题(每题4分,1-6题单选,7-12题是多选,共48分)
1.【答案】A
【解析】在0-1s内,根据法拉第电磁感应定律,
.根据楞次定律,感应电动势的方向与图示箭头方向相同,为正值;在1-3s内,磁感应强度不变,感应电动势为零;在3-5s内,根据法拉第电磁感应定律,
.根据楞次定律,感应电动势的方向与图示方向相反,为负值,故A正确.
2.【答案】D
【解析】试题分析:
根据P=UI得出输送电流的变化,结合△U=IR、
判断电压损失和功率损失的变化.
解:
根据P=UI知,输电电压提高到原来的n倍,则输送电流变为原来的
.故A错误.
根据电压损失△U=IR知,输送电流变为原来的
,则损失的电压变为原来的
.故B错误.
根据
知,输送电流变为原来的
,则损失的功率变为原来的
.故C错误.
因为输送电流变为原来的
,根据
知,要使功率损失不变,电阻变为原来的n2倍,根据R=
知,输电线路长度可变为原来的n2倍.故D正确.
故选:
D.
【点评】解决本题的关键知道输送功率与输送电压、电流的关系,知道电压损失△U=IR,功率损失
.
3.【答案】B
【解析】设线圈左右两边边长为l,上下两边边长为l′,整个线圈的电阻为R,磁场的磁感应强度为B.
拉出线圈时产生的感应电动势为:
E=Blv;感应电流为:
;线圈所受的安培力为:
F=BIl=
可知,F∝v,则得:
F1:
F2=1:
2.拉力做功为:
...
可知Q∝v,则得:
Q1:
Q2=1:
2.通过导线的电荷量为:
则q与线框移动速度无关,磁通量的变化量△Φ相同,所以通过导线横截面的电荷量q1:
q2=1:
1.故选B.
点睛:
通电导线在磁场中受到的安培力与运动速度有关,而且是唯一与速度有关的一个力.同时通过本题让学生掌握去寻找要求的量与已知量的关系,其他不变的量均可去除.
4.【答案】C
【解析】试题分析:
当s闭合时,L对电流有很大的阻碍作用,瞬间相当于断路,此时B与R并联再和A串联,所以AB同时亮。
当电路稳定后,L相当于导线,把A短路,故A、B一起亮,然后A熄灭
所以选C
考点:
考查了自感现象
点评:
本题比较容易出错,不好想到的地方在于L对电流有很大的阻碍作用,瞬间相当于断路,此时B与R并联再和A串联
5.【答案】C
【解析】热量也可能地从低温物体传到高温物体,但要引起其他的变化,选项A错误;温度是分子平均动能的标志,故温度相同的氢气和氧气,分子平均动能相同,选项B错误;液晶既具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性特点,选项C正确;干湿泡温度计的示数差别越大,空气越干燥,相对湿度越小,故D错误;故选C.
6.【答案】D
【解析】试题分析:
如图内线圈的电流方向为顺时针方向,由安培定则分析得知,外线圈中磁通量方向向里,当I1增大时,穿过外线圈的磁通量增大,根据楞次定律判断外线圈中的感应电流I2的方向为逆时针,外线圈所在处磁场方向向外,根据左手定则分析得到:
I2受到的安培力F方向是沿半径背离圆心向外.所以D正确。
考点:
楞次定律、左手定则
7.【答案】AC
8.【答案】BCD
【解析】相同质量的两种物体升高相同的温度,其内能的增量不一定相同,还与物体的比热有关,故A错误;一定量0℃的水结成0℃的冰,要放出热量,内能一定减少,选项B正确;气体体积增大时对外做功,W为负值,既不吸热也不放热,根据热力学第一定律△E=W+Q可知,内能一定减少.故C正确;一定质量的气体吸收热量而保持体积不变,不做功,根据热力学第一定律△E=W+Q可知,内能一定增加.故D正确.故选BCD.
点睛:
热力学第一定律和理想气体状态方程是热力学的重点知识,运用热力学第一定律时要掌握公式中的符合法则,知道凡能使内能增加的量都是正值,相反是负值.
9.【答案】ABC
【解析】由理想气体状态方程
整理得:
,在P-T图象中a到b过程斜率不变,
不变,则得气体的体积不变,故A正确;图象上的各点与坐标原点连线的斜率即为
,所以bc过程中气体体积不断减小,cd过程中气体体积不断增大,da过程中体积不断增大,故D错误,BC正确;故选ABC.
10.【答案】ABD
11.【答案】ABD
【解析】保持U1及P的位置不变,K由a合到b时,原线圈匝数变小,副线圈电压变大,所以副线圈功率变大,而原线圈功率等于副线圈功率,所以原线圈功率变大,根据
得I1将增大,故A正确;保持U1及P的位置不变,K由b合到a时,原线圈匝数变大,副线圈电压变小,根据
可知功率变小,故B正确;保持U1不变,K合在a处,使P上滑时,R增大,而电压不变,所以副线圈电流变小,根据
可知I1将减小,故C错误;保持P的位置不变,K合在a处,若U1增大,则副线圈电压增大,所以副线圈电流变大,根据
可知I1将增大,故D正确.故选ABD.
点睛:
本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解,注意电压表和电流表测量的是有效值.
12.【答案】BCD
【解析】设ab长度为L,磁感应强度为B,电阻R1=R2=R.电路中感应电动势E=BLv,ab中感应电流为:
,ab所受安培力为:
①
电阻R1消耗的热功率为:
②
由①②得,P1=
Fv,电阻R1和R2阻值相等,它们消耗的电功率相等,则P1=P2=
Fv,故B正确,A错误.整个装置因摩擦而消耗的热功率为:
Pf=fv=μmgcosα•v=μmgvcosα,故C正确;整个装置消耗的机械功率为:
P3=Fv+P2=(F+μmgcosα)v,故D错误.故选BC.
二、实验题
13.【答案】C
【解析】试题分析:
根据楞次定律,当小线圈B在螺线管内部运动时,由于穿过线圈的磁通量不变,无感应电流,因此选项AB错误;刚进入磁场和刚出离磁场时,电流方向相反,故根据电流的方向可知,选项D错误,故本题正确选项为C。
考点:
楞次定律
14.【答案】
(1)球形
(2)110---115(3)3.6×10-10
【解析】
(1)“油膜法”粗测方法是将每个分子视为球形;
(2)由图示可知,油膜所占坐标纸的格数为110个,则油膜的面积S=1cm×1cm×110=110cm2;
油分子的直径
;
三、计算题
15.【答案】
【解析】如图所示,设b向上移动y,a向上移动x,因为两个气室都做等压变化,所以由盖.吕萨克定律有:
...
对于A室系统:
对于B室系统:
解得:
x=L/12;y=L/4
16.【答案】
(1)102V
(2)1152W(3)0.04C
【解析】
(1)线圈产生的最大感应电动势Em=NBSω=NBS∙2πn=50×0.2×0.4×0.2×200V=160V
产生的感应电动势的有效值
,
回路中的电路
,
故电压表的示数
(2)电阻R上的功率
(3)从此位置旋转30°过程中,磁通量的变化量
产生的平均感应电动势
形成的平均感应电流
流过的电荷量
17.【答案】
(1)0.10N
(2)1.0m/s(3)0.20W
【解析】试题分析:
(1)cd静止,则cd受力平衡,则分析其受力情况,由平衡关系可得出安培力的大小;
(2)由安培力公式可求得电路中电流,则由闭合电路欧姆定律可得出电动势,再由E=BLV可求得cd的速度;
(3)ab棒受力平衡,则由共点力平衡关系可求是拉力的大小,由P=Fv可求得拉力的功率.
解:
(1)导体棒cd静止时受力平衡,设所受安培力为F安,
则F安=mgsinθ=2×10﹣2×10×0.5="0.10"N
(2)设导体棒ab的速度为v,产生的感应电动势为E,通过导体棒cd的感应电流为I,
则
,F安=BIl
解得
=
="1.0"m/s
(3)设对导体棒ab的拉力为F,导体棒ab受力平衡,则F=F安+mgsinθ="0.20"N...
拉力的功率P="Fv=0.10×2=0.20"W.
答:
(1)导体棒cd受到的安培力大小为0.10A;
(2)导体棒ab运动的速度大小为1.0m/s
(3)拉力对导体棒ab做功的功率为0.20W.
【点评】本题为电磁感应与力学的结合,在解题中要重点做好受力分析及运动情景分析,用好共点力的平衡关系及牛顿第二定律等基本规律.
18.【答案】
(1)1T
(2)2.5m/s2
【解析】
(1)线框先做自由落体,设下降高度为H,则线框进入磁场时的速度为:
①
产生的感应电动势为E=BLv②
感应电流:
③
线框所受的安培力大小为:
F=BLI④
刚进入时线框刚好做匀速运动则有:
F=mg⑤
由①②③④⑤得:
B=1T
(2)线框完全进入磁场前做匀速直线运动:
L=vt1,得t1=0.025s
则线框在磁场中以加速度g下落的时间为:
t2=0.125s-0.025s=0.1s
根据速度时间公式,线框bc边刚穿出磁场时的速度v′=v+gt2=5m/s
根据牛顿第二定律:
解得:
a=-2.5m/s2.
点睛:
挖掘”恰好匀速下落“意义是本题的突破口,本题在电磁感应中属于常规题,从力的角度研究电磁感应现象,根据受力情况分析线圈的运动情况,并运用运动学公式求解.
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