四川省绵阳南山名校2022-2023学年高二下学期期中物理试题
一、必考选择题。本题共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~9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. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 安培找到了判断感应电流方向的方法
B. 楞次发现磁场对通电导线有作用力
C. 法拉第发现了电磁感应现象并最早提出了“场”的概念
D. 麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.楞次找到了判断感应电流方向的方法,A错误;
B.安培发现磁场对通电导线有作用力,叫安培力,B错误;
C.法拉第发现了电磁感应现象并最早提出了“场”的概念,C正确;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,D错误。
故选C
2. 如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S时,A灯立即发光、B灯不亮
B. 闭合开关S足够长时间后,A灯熄灭、B灯比闭合瞬间更亮
C. 闭合开关S足够长时间后,A、B两灯达到相同的亮度
D. 闭合开关S足够长时间后再断开,流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.闭合开关S时,由于线圈自感系数很大,对电流阻碍作用很强,相当于断路,A、B两灯瞬间都亮,之后因线圈的直流电阻为零,电路稳定后,A灯被短路熄灭,B灯变得更亮,故AC错误,B正确;
D.闭合足够长时间后再断开开关,电容器与B灯形成回路,电容器要放电,放电电流逐渐减小直至零,但流过B灯的电流方向并没有反向,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,一个边长为、匝数(匝)的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动,磁感应强度为,线圈转动的角速度,闭合回路中两只灯泡均能发光。下列说法正确的是( )
A. 抽去电感器L的铁芯时,灯泡变暗
B. 增大电容器C两极板间的距离时,灯泡变亮
C. 增大线圈转动的角速度ω时,感应电动势的不变
D. 从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.抽去电感器L的铁芯时,线圈的自感系数减小,线圈的感抗减小,对交流电流的阻碍作用减小,灯泡的电流增大,灯泡变亮,A错误;
B.增大电容器C两极板间的距离时,由电容的决定式,可知电容器的电容减小,电容器的容抗增大,电容器对交流电流的阻碍作用增大,灯泡的电流减小,灯泡变暗,B错误;
C.增大线圈转动的角速度ω时,感应电动势的最大值随之增大,C错误;
D.感应电动势的最大值
则有从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为
D正确。
故选D。
4. 利用半导体二极管的单向导电性,可以对交变电流进行整流,将交变电流变为直流。一种简单的整流电路如图甲所示,a、b为交变电流信号输入端,D为半导体二极管,R为定值电阻。信号输入后,电阻R两端的电压如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为100Hz
B. R两端电压的有效值为V
C. 若电阻,则1min内R产生的热量为
D. 一个标有“95V,30μF”的电容器并联在电阻R两端,可以正常工作
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,该电压的周期为0.02s,可知交变电流的频率为
A错误;
B.由图乙可知,前周期内最大电压为100V,后周期内电压是零,由有效值的定义可得
解得R两端电压的有效值为
B错误;
C.若电阻,由焦耳定律,可得1min内R产生的热量为
C正确;
D.因电阻R两端的电压最大值为100V,大于95V,因此一个标有“95V,30μF”的电容器并联在电阻R两端,不可以正常工作,D错误。
故选C。
5. 航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通入直流电时,靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去,在闭合开关S瞬间,下列判断正确的是( )
A. 从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
B. 金属环的面积有收缩的趋势
C. 电池正负极调换后,金属环将不能向左弹射
D. 若将金属环放在线圈右侧再闭合开关S,环将向左运动
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据楞次定律,金属环中产生从左侧看顺时针方向的感应电流,故A错误;
B.根据楞次定律,线圈中磁场磁通量增大,有收缩面积阻止磁通量增大的趋势,故B正确;
C.当电池正负极调换后,通过“来拒去留”的方法判断,金属环也可以向左弹射,故C错误;
D.若将金属环放在线圈右侧,同理,环与线圈间也会产生排斥力,所以环将向右运动,故D错误。
故选B。
6. 如图所示为远距离输电的简易图,电源提供的输出电压不变,其中升压变压器M副线圈的匝数可通过滑动触头P调节,除升压变压器M副线圈与降压变压器N原线圈之间导线的电阻不能忽略外,其余部分的电阻均可忽略,其中灯泡a、b的电阻值不受温度的影响.保持滑动触头的位置不变,断开开关S,灯泡a发光.则下列说法正确的是
A. 保持滑动触头的位置不变,闭合开关,灯泡a的亮度变亮
B. 保持滑动触头的位置不变,闭合开关,输电线上损耗的功率增大
C. 保持开关闭合,将滑动触头向下滑动,输电线上损耗的功率减小
D. 保持开关闭合,将滑动触头向上滑动,电流表的读数增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.闭合开关,负载电阻减小,变压器N副线圈中的电流增大,根据变压器的工作原理可知,变压器N原线圈中的电流增大,即输电线上的电流增大,输电线上损失的电压增大,损失的功率增大,变压器N的输入电压减小,所以输出电压减小,即灯泡a两端的电压减小,则灯泡a的亮度变暗,A错误,B正确;
C.保持开关闭合,将滑动触头向下滑动,变压器M副线圈匝数增大,根据变压器的工作原理
可知,增大,所以变压器N的输入电压增大,输出电压增大,再结合欧姆定律的负载电流增大,整个电路中的电流增大,则输电线路上的损失功率增大,C错误;
D.保持开关闭合,将滑动触头向上滑动,同理可得输电线中的电流减小,电流表读数减小,D错误。
故选B。
7. 如图甲所示,正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向外,感应电流以逆时针为正方向,cd边所受安培力的方向以垂直cd边向下为正方向。下列关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】设正方形导线框边长为L,电阻为R,在0~2s,垂直纸面向外的磁场减弱,由楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针方向,为正方向,感应电流大小
电流是恒定值。
由左手定则可知,cd边所受安培力方向向下,为正方向,大小为
安培力与磁感应强度成正比,数值由
减小到零。
2s~3s内,垂直纸面向里的磁场增强,由楞次定律可知,感应电流的方向为逆时针方向,为正方向,感应电流大小
电流是恒定值。
由左手定则可知,cd边所受安培力方向向上,为负方向,大小为
安培力与磁感应强度成正比,由零增大到
3s 4s内垂直纸面向里的磁场减弱,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,为负方向,感应电流大小
电流是恒定值。
由左手定则可知,cd边所受安培力方向向下,为正方向,大小为
安培力与磁感应强度成正比,数值由
减小到零
4s~6s内垂直纸面向外的磁场增强,由楞次定律可知,感应电流的方向为顺时针方向,为负方向,感应电流大小
电流是恒定值。
由左手定则可知,cd边所受安培力方向向上,为负方向,大小为
安培力与磁感应强度成正比,数值由零增大到
由以上分析计算可得AC错误,BD正确。
故选BD。
8. 如图所示是法拉第圆盘发电机示意图:铜质圆盘安装在水平铜轴上,圆盘位于两磁极之间,圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD 平面与铜盘平面垂直。如果圆盘的半径为r,匀速转动的周期为T,圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。下列说法中正确的是( )
A. 电阻R中电流方向向上
B. 回路中有周期性变化的感应电流
C. 圆盘转动产生的感应电动势为
D. 若铜盘转速增大为原来的2倍,则R的电功率也将增大为原来的2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】A.圆盘转动时,根据右手定则可知,圆盘电流方向由圆心流向边缘,则电阻R中电流方向向上,故A正确;
B.圆盘转动时,产生的感应电动势大小、方向均不变,则回路中的感应电流恒定不变,故B错误;
C.圆盘转动产生的感应电动势为
故C正确;
D.根据
若铜盘转速增大为原来的2倍,可知角速度增大为原来的2倍,感应电动势增大为原来的2倍,感应电流增大为原来的2倍,则R的电功率也将增大为原来的4倍,故D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,为保证游乐园中过山车的进站安全,过山车安装了磁力刹车装置,磁性很强的钕磁铁安装在轨道上,正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。初速度为的线框abcd沿斜面加速下滑s后,bc边进入匀强磁场区域,此时线框开始减速,bc边出磁场区域时,线框恰好做匀速直线运动,已知线框边长为L、匝数为n、总电阻为r,斜面与水平面的夹角为。过山车的总质量为m,所受摩擦阻力大小恒为f,磁场区域上下边界间的距离为L,磁感应强度大小为B,方向垂直斜面向上,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 线框刚进入磁场时,bc端电压为
B. 线框刚进入磁场时,线框受到安培力大小为
C. 线框进入磁场的过程中,通过线框导线横截面的电荷量为
D. 线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.设线框刚进入磁场时的速度大小为v1,线框自由下滑过程中,根据动能定理可得
线框刚进入磁场时,产生的感应电动势为
E=nBlv1
联立可得
bc端电压为
故A错误;
B.线框刚进入磁场时,线框受到安培力大小为
根据闭合电路的欧姆定律可得
联立可得
故B错误;
C.线框进入磁场的过程中,通过线框导线横截面的电荷量为
其中
联立可得
故C正确;
D.线框离开磁场时的速度大小为v2,根据平衡条件可得
其中
根据功能关系可得线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为
联立解得
故D正确。
故选CD。
二、必考非选择题。本题共4小题,共42分
10. 如图所示,理想变压器原线圈接交流电,R为光敏电阻(阻值随着光照强度的增强而减小),电流表为理想交流电表。当电路工作时,灯泡L发光,保持滑片P不动,若照射R的光变强,则电流表示数_______(“减小”、“不变”、“增大”)。保持R上的光照强度不变,若滑片P向下滑动,则灯泡L_______(“变暗”、“不变”、“变亮”)。
【答案】 ①. 增大 ②. 变暗
【解析】
【详解】[1]设原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,由变压器原副线圈的电压与匝数的关系可得
保持滑片P不动,副线圈的匝数n2不变,则U2不变,若照射R的光变强,光敏电阻R的阻值减小,副线圈的总阻值减小,则总电流增大,由副线圈的电流决定原线圈的电流可知,原线圈的电流增大,则电流表示数增大。
[2]保持R上的光照强度不变,则光敏电阻R的阻值不变,若滑片P向下滑动,则副线圈的匝数n2减小,由
可知U2减小,灯泡L两端电压减小,则灯泡L的电流减小,灯泡L变暗。
11. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,在如下电路中,合上电键后可能出现的情况有:
(1)将A线圈中迅速插入铁芯时,灵敏电流计指针将向______(“左”或“右”)偏转。
(2)A线圈插入B线圈后,开关由闭合到断开时,灵敏电流计指针将向_______(“左”或“右”)偏转。
(3)A线圈插入B线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端,第一次快速滑动,第二次滑动较慢,两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是_______;通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是_______。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 ①. 右 ②. 左 ③. 大于 ④. 等于
【解析】
【详解】(1)[1]根据题意,当闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明B线圈中磁通量变大时,引起的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏;故将A线圈中迅速插入铁芯时,B线圈中磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转。
(2)[2]A线圈插入B线圈后,开关由闭合到断开时,B线圈中磁通量减小,灵敏电流计指针将向左偏转。
(3)[3][4]根据公式
在相同的情况下,第一次快速滑动,所用时间小,可得
根据公式
可知通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是
12. 如图所示,两根等高光滑的圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计。轨道上PP′分别与竖直方向成角,在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以速度向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处过程中,求:
(1)通过cd时的电流方向及金属棒产生的电动势的最大值;
(2)流过R的电荷量;
(3)电路中电动势有效值及R上产生的热量。
【答案】(1)电流方向为:c→d,;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)由右手定则可知,电流方向为:c→d,金属棒产生的最大电动势为
(2)由电磁感应定律可得
由闭合电路欧姆定律可得
流过R的电荷量为
(3)导体棒的电动势瞬时值为
则电动势有效值为
由焦耳定律可得
有
解得
13. 如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距;,是并联在导轨一端的两个电阻,质量的导体棒ab垂直跨在导轨上,电压传感器与这部分装置相连.导轨所在空间有磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场.从开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F,使其由静止开始沿导轨向左运动,电压传感器测出两端的电压随时间变化的图线如图乙所示,其中OA段是直线,AB段是曲线、BC段平行于时间轴.假设在从开始以后,外力F的功率保持不变.导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好.不计电压传感器对电路的影响()。求:
(1)导体棒ab做匀变速直线运动时的加速度及运动过程中最大速度的大小;
(2)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻的值.
(3)在的时间内,导体棒位移,求上产生的热量(结果保留两位有效数字)
【答案】(1),1m/s;(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)导体棒ab做匀加速运动有
解得
当时,导体棒速度已达最大值,有
解得
(2)当时,有
解得
有题图可知,前1.2s做匀加速运动,有
当时,有
解得
当时,导体棒做匀速直线运动,处于平衡状态,故
解得
(3)由能量守恒得
解得
由题意得
三、选考题(3-4)。本题共5小题,共32分。第14、15、16题每小题4分,给出的四个选项中只有一项符合题目要求。用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑
14. 下列说法正确的是( )
A. 一根竹竿水平放置并沿放置方向高速运动时,在地面的观察者来看,竹竿的长度会缩短
B. 手机通讯使用的电磁波的频率比红外线的频率大
C. 变化的电场周围一定产生变化的磁场
D. X射线的穿透性强于γ射线
【答案】A
【解析】
【详解】A.由尺缩效应可知,一根竹竿水平放置并沿放置方向高速运动时,在地面的观察者来看,竹竿的长度会缩短,A正确;
B.无线电波频率小于红外线的频率,因此手机通讯使用的电磁波的频率比红外线的频率小,B错误;
C.变化的电场周围不一定产生变化的磁场,如均匀变化的电场会产生稳定的磁场,C错误;
D.γ射线的穿透本领最强,因此X射线的穿透性弱于γ射线,D错误。
故选A。
15. 如图所示,a、b两束相互平行的单色光,以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面,经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c,从平行玻璃砖下表面射出。下列判断正确的是( )
A. a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度
B. 增大入射角,a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C. 用同一装置相同条件下分别做双缝干涉实验,b光条纹间距小
D. 用a光、b光分别照射同一条单缝,b光的中央亮纹较宽
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知a光折射率大于b光折射率,根据
在玻璃介质中,a光的传播速度小于b光的传播速度,故A错误;
B.因为光线是从玻璃砖的上表面经过一次折射到下表面的,增大入射角,a光在玻璃砖下表面不可能达到临界角,因此不可能发生全反射,故B错误;
C.由于a光折射率大于b光折射率,故a光波长小于b光波长,用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验,根据
可知a光条纹间距小,C错误;
D.不同频率的光子通过同一条单缝后形成的亮条纹宽度不同,光子频率越大亮条纹宽度越窄,光子频率越小亮条纹宽度越宽。由
可得,用a光、b光分别照射同一条单缝,b光的中央亮纹较宽,D正确。
故选D。
16. LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图,由图可知( )
A. 在时刻电路中的磁场能最大
B. 内,电路中的电流不断变小
C. 内,电容器不断充电
D. 在时刻电容器的电场能最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在时刻电容器极板上的电量q最大,说明电容器还没有放电,电路中无电流,则磁场能最小,A错误;
B.内,电容器极板上的电量q不断变小,说明电容器在放电,由于线圈的作用,电路中的电流逐渐增加,B错误;
C.内,电容器极板上的电量q不断增加,即电容器不断充电,C正确;
D.在时刻电容器上的电量q是零,即电容器放电完毕,则电容器电场能最小,D错误。
故选C。
17. 小明同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。
(1)此玻璃的折射率计算式为______(用图中的、表示);
(2)小明在画出上界面a后,不小心将玻璃向上平移了一些,导致下界面画到图中虚线位置,如图所示,则他测得的折射率______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
【答案】 ①. ②. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]根据折射率公式有
(2)[2]画出上界面a后,不小心将玻璃向上平移了一些,导致下界面画到图中虚线位置,即两界面比实际界面的间距小,做光路如图所示
实线为实际光路,虚线为测量光路,可知,测得的折射角偏小,则测得的折射率偏大。
18. 在“用双缝干涉测光波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,图中a为________缝,b为________缝。(均选填“双”或“单”)
(2)若取下红色滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中________;
A.观察不到干涉条纹 B.可观察到明暗相间的白条纹 C.可观察到彩色条纹
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中a、b位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2(x2>x1),则入射的单色光波长的计算表达式为________;分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示,其读数为________mm。
【答案】 ①. 单 ②. 双 ③. C ④. ⑤. 31.10
【解析】
【详解】(1)[1]如图1所示组装仪器时,a处应固定单缝,b为双缝;
(2)[2]若取下红色滤光片,白光干涉条纹为彩色的,故C正确,AB错误。
(3)[3]条纹间距为
根据
解得
[4]游标卡尺读数为3.1cm+0.05mm×2=3.110cm=31.10mm。
19. 如图所示为用某种透明材料制成一块柱体形棱镜的截面图,圆弧DF为半径为R的圆周,圆心为O,且.光线以入射角射AB面上的M点,进入棱镜后到达BF面上的O点并恰好不会从BF面射出。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)该棱镜材料的折射率n;(结果可用根式表示,下同)
(2)光线从AB面进入棱镜起,到光线第一次射出棱镜经历的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)光路如图所示
由折射率公式得
又有
在O点发生全反射,则有
联立解得
(2)由上式可知
由几何关系得
光传播的时间为
其中
光在介质中传播速度为
联立解得光在介质中传播时间为四川省绵阳南山名校2022-2023学年高二下学期期中物理试题
一、必考选择题。本题共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~9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. 关于物理学史,下列说法正确的是( )
A. 安培找到了判断感应电流方向的方法
B 楞次发现磁场对通电导线有作用力
C. 法拉第发现了电磁感应现象并最早提出了“场”的概念
D. 麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
2. 如图所示,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈,C是电容很大的电容器,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关S时,A灯立即发光、B灯不亮
B 闭合开关S足够长时间后,A灯熄灭、B灯比闭合瞬间更亮
C. 闭合开关S足够长时间后,A、B两灯达到相同的亮度
D. 闭合开关S足够长时间后再断开,流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零
3. 如图所示,一个边长为、匝数(匝)的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动,磁感应强度为,线圈转动的角速度,闭合回路中两只灯泡均能发光。下列说法正确的是( )
A. 抽去电感器L的铁芯时,灯泡变暗
B. 增大电容器C两极板间的距离时,灯泡变亮
C. 增大线圈转动的角速度ω时,感应电动势的不变
D. 从图中位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为
4. 利用半导体二极管的单向导电性,可以对交变电流进行整流,将交变电流变为直流。一种简单的整流电路如图甲所示,a、b为交变电流信号输入端,D为半导体二极管,R为定值电阻。信号输入后,电阻R两端的电压如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 交变电流的频率为100Hz
B. R两端电压的有效值为V
C. 若电阻,则1min内R产生的热量为
D. 一个标有“95V,30μF”的电容器并联在电阻R两端,可以正常工作
5. 航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通入直流电时,靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去,在闭合开关S瞬间,下列判断正确的是( )
A. 从左侧看环中感应电流沿逆时针方向
B. 金属环的面积有收缩的趋势
C. 电池正负极调换后,金属环将不能向左弹射
D. 若将金属环放在线圈右侧再闭合开关S,环将向左运动
6. 如图所示为远距离输电的简易图,电源提供的输出电压不变,其中升压变压器M副线圈的匝数可通过滑动触头P调节,除升压变压器M副线圈与降压变压器N原线圈之间导线的电阻不能忽略外,其余部分的电阻均可忽略,其中灯泡a、b的电阻值不受温度的影响.保持滑动触头的位置不变,断开开关S,灯泡a发光.则下列说法正确的是
A. 保持滑动触头的位置不变,闭合开关,灯泡a的亮度变亮
B. 保持滑动触头的位置不变,闭合开关,输电线上损耗的功率增大
C. 保持开关闭合,将滑动触头向下滑动,输电线上损耗的功率减小
D. 保持开关闭合,将滑动触头向上滑动,电流表的读数增大
7. 如图甲所示,正方形导线框abcd放在匀强磁场中静止不动,磁场方向与线框平面垂直,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度B的方向垂直纸面向外,感应电流以逆时针为正方向,cd边所受安培力的方向以垂直cd边向下为正方向。下列关于感应电流i和cd边所受安培力F随时间t变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图:铜质圆盘安装在水平铜轴上,圆盘位于两磁极之间,圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。从左往右看,铜盘沿顺时针方向匀速转动,CRD 平面与铜盘平面垂直。如果圆盘的半径为r,匀速转动的周期为T,圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。下列说法中正确的是( )
A. 电阻R中电流方向向上
B. 回路中有周期性变化的感应电流
C. 圆盘转动产生的感应电动势为
D. 若铜盘转速增大为原来的2倍,则R的电功率也将增大为原来的2倍
9. 如图甲所示,为保证游乐园中过山车的进站安全,过山车安装了磁力刹车装置,磁性很强的钕磁铁安装在轨道上,正方形金属线框安装在过山车底部。过山车返回站台前的运动情况可简化为图乙所示的模型。初速度为的线框abcd沿斜面加速下滑s后,bc边进入匀强磁场区域,此时线框开始减速,bc边出磁场区域时,线框恰好做匀速直线运动,已知线框边长为L、匝数为n、总电阻为r,斜面与水平面的夹角为。过山车的总质量为m,所受摩擦阻力大小恒为f,磁场区域上下边界间的距离为L,磁感应强度大小为B,方向垂直斜面向上,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 线框刚进入磁场时,bc端电压为
B. 线框刚进入磁场时,线框受到安培力大小为
C. 线框进入磁场的过程中,通过线框导线横截面的电荷量为
D. 线框穿过磁场过程中产生的焦耳热为
二、必考非选择题。本题共4小题,共42分
10. 如图所示,理想变压器原线圈接交流电,R为光敏电阻(阻值随着光照强度增强而减小),电流表为理想交流电表。当电路工作时,灯泡L发光,保持滑片P不动,若照射R的光变强,则电流表示数_______(“减小”、“不变”、“增大”)。保持R上的光照强度不变,若滑片P向下滑动,则灯泡L_______(“变暗”、“不变”、“变亮”)。
11. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,在如下电路中,合上电键后可能出现的情况有:
(1)将A线圈中迅速插入铁芯时,灵敏电流计指针将向______(“左”或“右”)偏转。
(2)A线圈插入B线圈后,开关由闭合到断开时,灵敏电流计指针将向_______(“左”或“右”)偏转。
(3)A线圈插入B线圈后,闭合开关,将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端,第一次快速滑动,第二次滑动较慢,两情况下线圈中产生感应电动势的大小关系是_______;通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是_______。(均填“大于”、“等于”或“小于”)
12. 如图所示,两根等高光滑的圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计。轨道上PP′分别与竖直方向成角,在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B。现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以速度向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处过程中,求:
(1)通过cd时的电流方向及金属棒产生的电动势的最大值;
(2)流过R的电荷量;
(3)电路中电动势有效值及R上产生的热量。
13. 如图甲所示,MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行粗糙长直导轨,间距;,是并联在导轨一端的两个电阻,质量的导体棒ab垂直跨在导轨上,电压传感器与这部分装置相连.导轨所在空间有磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场.从开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F,使其由静止开始沿导轨向左运动,电压传感器测出两端的电压随时间变化的图线如图乙所示,其中OA段是直线,AB段是曲线、BC段平行于时间轴.假设在从开始以后,外力F的功率保持不变.导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直,且接触良好.不计电压传感器对电路的影响()。求:
(1)导体棒ab做匀变速直线运动时的加速度及运动过程中最大速度的大小;
(2)导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻的值.
(3)在的时间内,导体棒位移,求上产生的热量(结果保留两位有效数字)
三、选考题(3-4)。本题共5小题,共32分。第14、15、16题每小题4分,给出的四个选项中只有一项符合题目要求。用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑
14. 下列说法正确的是( )
A. 一根竹竿水平放置并沿放置方向高速运动时,在地面的观察者来看,竹竿的长度会缩短
B. 手机通讯使用的电磁波的频率比红外线的频率大
C. 变化的电场周围一定产生变化的磁场
D. X射线的穿透性强于γ射线
15. 如图所示,a、b两束相互平行的单色光,以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面,经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c,从平行玻璃砖下表面射出。下列判断正确的是( )
A. a光在玻璃中的传播速度大于b光在玻璃中的传播速度
B. 增大入射角,a光在玻璃砖下表面可发生全反射
C. 用同一装置在相同条件下分别做双缝干涉实验,b光条纹间距小
D. 用a光、b光分别照射同一条单缝,b光的中央亮纹较宽
16. LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图,由图可知( )
A. 在时刻电路中的磁场能最大
B. 内,电路中的电流不断变小
C. 内,电容器不断充电
D. 在时刻电容器的电场能最大
17. 小明同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。
(1)此玻璃的折射率计算式为______(用图中的、表示);
(2)小明在画出上界面a后,不小心将玻璃向上平移了一些,导致下界面画到图中虚线位置,如图所示,则他测得的折射率______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
18. 在“用双缝干涉测光波长”的实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图1),并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知,毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作,发出白光。
(1)组装仪器时,图中a为________缝,b为________缝。(均选填“双”或“单”)
(2)若取下红色滤光片,其他实验条件不变,则在目镜中________;
A.观察不到干涉条纹 B.可观察到明暗相间的白条纹 C.可观察到彩色条纹
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示,毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中a、b位置时,游标卡尺的读数分别为x1、x2(x2>x1),则入射的单色光波长的计算表达式为________;分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示,其读数为________mm。
19. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的截面图,圆弧DF为半径为R的圆周,圆心为O,且.光线以入射角射AB面上的M点,进入棱镜后到达BF面上的O点并恰好不会从BF面射出。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)该棱镜材料的折射率n;(结果可用根式表示,下同)
(2)光线从AB面进入棱镜起,到光线第一次射出棱镜经历的时间。