陕西省西安市2023-2024学年高二下学期4月期中检测物理模拟试题(附答案)
展开一、单选题(本大题共5小题)
1.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度。1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料,利用超导材料零电阻的性质,可实现无损耗输电。现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kW,电压为800V。如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( )
A.1kWB.1.6×103kW
C.1.6kWD.10kW
2.如图所示,A、B是两个完全相同的灯泡,是自感系数较大的线圈,其直流电阻忽略不计。当开关S闭合时,下列说法正确的是( )
A.A和B一起亮,然后A熄灭
B.A和B一起亮,然后A逐渐熄灭
C.A比B先亮,然后A熄灭
D.B比A先亮,然后A逐渐变亮
3.如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好处于原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中(已知重力加速度大小为g)( )
A.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B.物体在最低点时的加速度大小应为
C.物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为D.弹簧的最大弹性势能等于
4.如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在正弦交流电源上.变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,其阻值随温度的升高而减小.电流表为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是 ( )
A.的示数不变,的示数增大
B.的示数减小,的示数增大
C.的示数不变,的示数增大
D.的示数不变,的示数减小
5.在波的传播方向上有A、B两点,相距1.8 m,它们的振动图象如图所示,则波的传播速度大小可能为
A.1.8 m/sB.0.9 m/s
C.7.2 m/sD.9 m/s
二、多选题(本大题共1小题)
6.关于机械波的波长,下列说法正确的是( )
A.平衡位置相距一个波长的两个质点运动情况总是相同
B.运动情况总是相同的两个质点相距一个波长
C.在横波中,两个相邻的波峰间的距离等于一个波长
D.机械振动在一个周期内传播的距离为一个波长
三、单选题(本大题共4小题)
7.三个相同的电阻,分别通过如图a、b、c所示的变化电流,三个图中的I0和周期T相同。下列说法中正确的是( )
A.在相同时间内三个电阻发热量相等
B.在相同时间内,a、b发热量相等,是c发热量的2倍
C.在相同时间内,a、c发热量相等,是b发热量的
D.在相同时间内,b发热量最大,a次之,c的发热量最小
8.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如图所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是( )
A.B.
C.D.
9.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现象的是( )
A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用
B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用
C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用
D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用
10.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦式交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.2A。下列判断正确的是( )
A.原线圈和副线圈的匝数比为2:1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5:1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.电流表A2的示数为0.4A
四、多选题(本大题共6小题)
11.远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,当k由2改接为1时,下列说法正确的是( )
A.电压表读数增大
B.电流表读数增大
C.电流表读数减小
D.输电线上损失的功率减小
12.一列简谐横波沿x轴正方向传播,波源在坐标原点,波速v=10m/s,已知在t=0时刻的波形如图所示,此时波刚好传播到x=5m处.下列说法中正确的是
A.这列波的振幅为10cm
B.这列波的周期为4s
C.这列波的波长为4m
D.0.2s后,质点a运动到质点b现在所处的位置
13.如图所示是单摆做阻尼振动的振动图象,下列说法正确的是( )
A.摆球时刻的动能等于时刻的动能
B.摆球时刻的势能等于时刻的势能
C.摆球时刻的机械能等于时刻的机械能
D.摆球时刻的机械能大于时刻的机械能
14.如图,一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由、和三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后( )
A.流经的电流减小到原来的
B.两端的电压增加到原来的2倍
C.两端的电压减小到原来的
D.电阻上总的热功率减小到原来的
15.一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生交变电流的电动势为e=220sin(100πt)V,对于这个交变电流的说法错误的是( )
A.此交变电流的频率为100 Hz,周期为0.01 s
B.此交变电流电动势的有效值为220 V
C.耐压值为220 V的电容器能够在该交变电路中使用
D.t=0时,线圈平面与中性面垂直,此时磁通量为零
16.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时波的图象如图所示,此刻A、B两质点的位移相同,此后A和B分别经过最短时间0.2 s和0.8 s回到平衡位置,则该简谐横波( )
A.沿x轴正方向传播,波速为2 m/sB.沿x轴负方向传播,波速为2 m/s
C.当t=1.6 s时,B回到平衡位置D.当t=3.2 s时,A回到平衡位置
五、解答题(本大题共4小题)
17.如图甲所示,两相互平行的光滑金属导轨水平放置,导轨间距L=0.5 m,左端接有电阻R=3 Ω,竖直向下的磁场磁感应强度大小随坐标x的变化关系如图乙所示.开始导体棒CD静止在导轨上的x=0处,现给导体棒一水平向右的拉力,使导体棒1 m/s2的加速度沿x轴匀加速运动,已知导体棒质量为2 kg,电阻为2 Ω,导体棒与导轨接触良好,其余电阻不计,求:
(1)拉力随时间变化的关系式;
(2)当导体棒运动到x=4.5 m处时撤掉拉力,此时导体棒两端的电压,此后电阻R上产生的热量.
18.如图所示,平行光滑金属导轨abcd水平放置,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计,已知金属杆MN倾斜放置,与导轨的夹角,单位长度的电阻为r。保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。求:
(1)金属杆所受安培力的大小;
(2)金属杆的热功率。
19.已知一列简谐横波在t=0时刻的波形图象如图所示,波沿x轴正方向传播,再经过2.2 s,P点第3次出现波峰.求:
(1)波速v为多少?
(2)由图示时刻起,Q点再经过多长时间第一次出现波峰?
(3)从图示时刻开始计时,试写出坐标为x=3 m的质点的位移与时间的关系式.
20.如图所示,光滑固定的平行金属导轨平面与水平面的夹角,导轨间距为,上端接有的电阻,一垂直轨道平面向上、磁感应强度大小为的磁场区域宽度为。放在轨道上的一质量为、电阻为金属杆,从距磁场上边缘处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度。当金属杆运动至磁场中央之后可匀速穿过磁场,两轨道的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度取,求:
(1)金属杆距磁场上边缘的距离s;
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻上产生的焦耳热。
答案
1.【正确答案】A
【详解】当输电导线总电阻为0.4Ω时,由P=UI,得I=,输电线上损失的功率=1kW,BCD错误,A正确。选A。
2.【正确答案】D
【详解】当开关S闭合时,线圈产生较大的自感电动势阻碍电流的增加,使A灯中电流逐渐变大,而B灯中电流立即变大,因此B灯先亮,然后A灯逐渐变亮,ABC错误,D正确。选D。
3.【正确答案】D
【详解】A.由能量守恒知,弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变,A错误;
B.当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,物体只受重力,加速度为g,方向竖直向下;根据简谐运动的对称性可知,物体在最低点时的加速度大小也为g,方向竖直向上,B错误;
C.物体在最低点时,由牛顿第二定律知,,解得弹力大小,C错误;
D.从最高点到最低点,动能变化为0,重力势能减小,则弹性势能增加,而初位置弹性势能为0,则在最低点弹性势能最大,大小为,D正确。选D。
4.【正确答案】D
【思路点拨】电路的动态变化的分析,总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.
【详解】当传感器R2所在处出现火情时,R2的电阻减小,导致电路的总的电阻减小,所以电路中的总电流将会增加,A1测量的是原线圈中的总的电流,由于副线圈的电流增大了,所以原线圈的电流A1示数也要增加;由于电源的电压不变,匝数比不变,原副线圈的电压也不变,所以V1的示数不变,由于副线圈中电流增大,R3的电压变大,所以V2的示数要减小,即R1的电压也要减小,所以A2的示数要减小,所以ABC错误,D正确.故选D.
5.【正确答案】B
【详解】由振动图象可知,两点间的振动情况相反,所以两点间距离:1.8=(2n+1),即:λ= (n=0,1,2,…)由图象知:T=4s,所以波速v=;当n=0时,v=0.9m/s;当n=1时,v=0.3m/s;当n=2时,v=0.18m/s;故B正确,ACD错误.
6.【正确答案】ACD
【详解】A.平衡位置相距一个波长的两个质点位移总是相同,加速度也总是相同,速度也总是相同,A正确;
B.运动情况总是相同的两个质点可能相距一个波长,也可能相距多个波长,B错误;
C.在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于一个波长,C正确;
D.机械振动在一个周期内传播的距离为一个波长,D正确。选ACD。
7.【正确答案】C
【详解】图a中为正弦式交变电流,有效值,根据焦耳定律可知,一个周期内发热量,图b中,一个周期内感应电流电流大小相等,其发热量,图c中,只有前半个周期有电流,其发热量,所以在相同时间内,a、c发热量相等,是b发热量的,所以ABD错误,C正确。选C。
8.【正确答案】A
【详解】电流互感器应串联在需要测量的电流的线路中,且连电流表的线圈电流小,由=知,电流小的线圈匝数多。选A。
9.【正确答案】B
【详解】发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光,而阳光本身是自然光,在反射时发生了偏振,当偏振片的方向与光的偏振方向平行时,通过的光最强,而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时,通过的光最弱,因此镜片起到检偏器的作用。选B。
10.【正确答案】B
【详解】由变压器的输出功率等于输入功率可得,可解得,原线圈和副线圈的匝数比,选B。
11.【正确答案】ACD
【思路点拨】对于远距离输电问题,一定要明确整个过程中的功率、电压关系,尤其注意导线上损失的电压和功率与哪些因素有关.
【详解】k接到1后,升压变压器副线圈匝数增多,所以输电电压U2升高(U1:U2=n1:n2,n2增多),因输出功率不变.所以输电线电流减小,电流表的示数减小,输电线上的电压减小,所以最终降压变压器的输出电压变大,电压表测路端电压,示数变大,则AC正确,B错误;电流表示数减小,输电线损失功率减小,D正确.
12.【正确答案】AC
【详解】AC.由简谐波图象中波峰或者波谷纵坐标的绝对值表示振幅,波峰与波峰或者波谷与波谷之间的横坐标差表示波长,据此和题中图像可知,该列简谐波振幅为10cm,波长为4m,AC正确;
B.由波速与波长及周期的关系式:得:,B错误;
D.从波形图可知这列机械波为横波,质点只在自己的平衡位置附近振动,不会沿x轴运动,不能到达b点,D错误.
13.【正确答案】BD
【详解】因为单摆做阻尼振动,因为要不断克服空气阻力做功,振幅逐渐减小,使得机械能逐渐转化为其他形式的能,机械能不断减小,由于、两时刻单摆的位移相同,位置一样,所以势能相等,因为机械能减小,所以动能减小,BD正确.
14.【正确答案】CD
【详解】设变压器初级电压为U,则该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后,根据可知,次级电压由变为,即次级电压变为原来的,可知R1两端的电压变为原来的,则流经R1的电流减小到原来的,选项A错误; R2两端的电压为,则两端的电压减小到原来的,选项B错误;同理R3两端的电压为,则两端的电压减小到原来的,选项C正确;因次级电压变为原来的,根据可知,次级电阻上总的热功率减小到原来的,选项D正确.
15.【正确答案】ACD
【详解】A.此交变电流的频率为,周期为,A错误;
B.此交变电流电动势的有效值为,B正确;
C.交变电压的最大值为V,所以耐压值为220 V的电容器不能在该交变电路中使用,C错误;
D.t=0时,感应电动势为0,线圈平面位于中性面,此时磁通量最大,D错误。本题选择错误选项;选ACD。
16.【正确答案】BD
【详解】A、B项:根据分析可知,A点先回到图示位置,说明A正向上振动,B正向下振动,则根据波形的平移法可知沿x轴负方向传播,根据图象可知,波长,,波速,A错误,B正确;
C项:由题可知B经过0.8s回到平衡位置,由振动的对称性可知,时,B质点不在平衡位置,C错误.
D项:由题可知A经过0.2s回到平衡位置,再经过,质点A在平衡位置,D正确.
17.【正确答案】(1) (2) ;
【详解】(1)设经过时间导体棒的速度为,位移,产生的感应电动势,根据乙图可知,产生的感应电流,根据牛顿第二定律有,整理得
(2)当导体棒运动到x=4.5m处时导体棒两端的电压为,则有磁感应强度,感应电动势,,撤去力F后动能全部转化为焦耳热即,电阻R上面产生的焦耳热
18.【正确答案】(1);(2)。
【详解】(1)由题意知电路中感应电动势的大小,金属杆的电阻,电路中的感应电流的大小为,所以金属杆所受安培力
(2)金属杆的热功率
19.【正确答案】 (1)v="5" m/s;(2)由图示时刻起,Q点再经过0.8s时间第一次出现波峰;(3)从图示时刻开始计时,坐标为x=3m的质点的位移与时间的关系式为
【详解】试题分析:(1)由传播方向判断,此时P点的振动方向是向下,经过t3=2T,P点第三次到达波峰位置,即2T=2.2s,T=0.8s,从题中波形图上可以看出,波长λ=4m,所以波速v==5 m/s
(2)由图上可以看出波向右传播,t=0时,离A点最近的波峰在x=2 m处,该点距Q点距离为s=4 m,因此再经过t1时间,Q点第一次出现波峰,t1==0.8s
(3)坐标为x=3 m的质点的位移与时间的关系式为.
考点:此题考查机械波的传播和质点的振动.
20.【正确答案】(1)0.1m;(2)0.16C;(3)0.12J
【详解】(1)由能量守恒定律得,金属杆距磁场上边缘的距离
(2)由法拉第电磁感应定律,由闭合电路欧姆定律,金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量
(3)设金属杆穿过磁场区域时速度为,则有,解得,则由动能定理可得,则有,则电阻上产生的焦耳热
陕西省西安市2023-2024学年高一上册1月期末物理模拟试题(附答案): 这是一份陕西省西安市2023-2024学年高一上册1月期末物理模拟试题(附答案),共7页。
陕西省西安市2023-2024学年高二上册1月期末物理模拟试题(附答案): 这是一份陕西省西安市2023-2024学年高二上册1月期末物理模拟试题(附答案),共9页。试卷主要包含了下图是某绳波形成过程的示意图等内容,欢迎下载使用。
2023-2024学年陕西省西安市鄠邑区高二上册期中学情检测物理学情检测模拟试题(附答案): 这是一份2023-2024学年陕西省西安市鄠邑区高二上册期中学情检测物理学情检测模拟试题(附答案),共6页。试卷主要包含了2 s内有0,1 AB.0等内容,欢迎下载使用。