江苏省苏州市2022-2023学年高二下学期期中调研物理试题
一、单选题
1．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度比在水中小
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，但不能发生偏振现象
D．不同电磁波具有不同的频率，但在同一介质中波速相同
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、根据麦克斯韦电磁场理论可知周期性变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波，A正确。
B、电磁波在真空中的传播速度比在水总的速度大，B错误。
C、电磁波是横波，既可以发生反射，折射，衍射和干涉，也可以发生偏振，C错误。
D、不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度不同，D错误。
故答案为：A
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论以及电磁波的波速，波长和频率之间的关系分析求解。
2．如图所示是用显微镜观察到的三颗炭粒运动时的位置连线，下列说法中不正确的是（ ）
A．炭粒越小，温度越高，无规则运动越明显
B．每段线段对应的是这段时间内炭粒运动的位移
C．炭粒的运动是由于液体分子撞击的不平衡造成的
D．炭粒的运动其实就是分子的热运动
【答案】D
【知识点】分子动理论的基本内容
【解析】【解答】A、根据布朗运动特点可知，颗粒越小，温度越高，无规则运动越明显，A正确。
B、位移是初位置指向末位置的一条有向线段，线段的两端正好对应炭粒的初末位置，B正确。
C、炭粒的运动是布朗运动，布朗运动是由于液体分子对固体颗粒的撞击造成的，C正确。
D、炭粒的运动是由于液体分子热运动导致的，但炭粒的运动并不是分子热运动。D错误。
故答案为：D
【分析】根据布朗运动和分子热运动的区别和联系进行分析求解。
3．体积都是1 L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0℃，另一个容器的温度是100℃。如图所示是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像。下列说法中正确的是（ ）
A．a线对应的温度是100℃
B．b线表示的氧气分子的平均动能更大
C．a线单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多
D．这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的
【答案】B
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、温度升高，极大值向速率增大的方向移动，A错误。
B、根据图像可知，b图线表示的温度更高，分子平均动能增大，B正确。
C、b线温度更高，分子平均动能增大，但体积不变，容器内气体压强较大，则单位时间内碰撞的分子数增多，C错误。
D、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，温度为100度比温度为0度速率大的分子所占百分比较多，D错误。
故选B。
【分析】根据分子平均动能与温度以及图像之间的关系分析求解
4．如图所示是正弦式交流发电机的示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．该发电机是旋转电枢式发电机
B．两磁极之间产生的磁场是辐向磁场
C．图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为零
D．逆时针转至图示位置时，线圈中感应电流的方向是
【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、由图可知，该发电机是旋转电枢式发电机，A正确。
B、两极之间产生的磁场可以看做匀强磁场，不是辐向磁场，B错误。
C、图示位置穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，正确。
D、逆时针转至图示位置时，根据右手定则可知，AB中产生的感应电流由B→A，CD中的感应电流由D→C，则线圈中的感应电流方向为DCBA，D错误。
故选A。
【分析】对线圈进行分析，根据法拉第电磁感应定律以及右手定则分析求解。
5．如图所示，把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成电路。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。下列说法中正确的是（ ）
A．电容器放电完毕时，电路中电流为零
B．在电场能转化为磁场能时，电路中的电流减小
C．电感L、电容C越大，电容器的充放电时间越长
D．振荡电路中能量逐渐减少，电磁振荡的周期也在减小
【答案】C
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A、电容器放电时，电路中电流在增大，该电流具有正弦交变电流变化规律，所以放电结束时电流最大，A错误。
B、在LC振荡电路中，当电场能转化为磁场能时时，LC振荡电路处于放电状态，电路中的电流增大，故B错误。
C、振荡电路的周期公式为：，可知电感L，电容C越大，则振荡电路的周期T越大，即充放电时间越长，C正确。
D、电磁振荡的周期与电路中能量多少无关，D错误。
故选C。
【分析】根据LC震荡电路的周期公式，以及充放电过程中的图像分析求解。
6．如图甲为手机及无线充电器，图乙为充电原理示意图。无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，成功实现无线充电。下列说法中正确的是（ ）
A．受电线圈的匝数一定比送电线圈的多
B．cd间输出的是直流电
C．cd间输出的功率等于ab间输入的功率
D．若图乙所示的磁感应强度在增大，c点的电势高于d点
【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、根据题意无法判断受电线圈匝数与送电线圈匝数之间的关系，A错误。
B、根据法拉第电磁感应定律可知，ab之间接入交流电，cd之间输出也是交流电，B错误。
C、理想状态下送电线圈与受电线圈之间五能量损失，但实际情况下cd的输出功率小于ab间的输入功率，C错误。
D、根据楞次定律和安培定则可知，c点的电势高于d点，D正确。
故答案为：D
【分析】根据变压器的特点和工作原理以及线圈工作时的能量损失和楞次定律进行判断。
7．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（ ）
A．为使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需静置较长时间
B．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离需要近一些
C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
【答案】B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】A、 配成的溶液需静置较长时间会导致酒精挥发，对实验结果造成误差，A错误。
B、油酸酒精溶液滴在水面上时，应使滴管竖直靠近水面，若离水面太高，可能无法形成油膜，B正确。
C、先在浅水盘中撒痱子粉，再用滴管滴一滴油酸酒精溶液在水面上，C错误。
D、当油酸完全散开形成稳定的油膜后描出其轮廓，不能用牙签把水面上的油膜拨弄成规则形状，D错误。
故答案为：B
【分析】根据实验原理掌握正确的实验操作，结合题目选项进行分析。
8．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．过程中，气体温度降低，体积增大
B．过程中，气体温度不变，体积变小
C．过程中，气体压强增大，体积不变
D．在c状态时，气体的体积最小
【答案】C
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、根据图像可知a→b过程中气体压强不变，温度降低，则体积减小，A错误。
B、b→c过程中，气体温度不变，压强减小，则体积增大，B错误。
C、c→a过程中气体体积不变，温度升高，压强不变，C正确。
D、由AB可知a→b→c过程中，气体体积先减小，后增大，则b状态时气体体积最小，D错误。
【分析】对气体进行分析，根据P-T图像以及理想气体状态方程分析求解。
9．如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（ ）
A．V1与A1示数乘积大于V2与A2示数乘积
B．由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗
C．当用户的用电器增加时，V1，V2，V3示数都不变
D．当用户的用电器增加时，A1，A2示数都增大
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A、由于变压器输入的功率和输出的功率相同，则 V1与A1示数乘积等于V2与A2示数乘积。A错误。
B、由于输入电压高于输出电压，则输入电流小于输出电流，所以原线圈所用的导线应当更细，B错误。
CD、由于输入电压和变压器匝数保持不变，则副线圈的输出电压也保持不变，所以V1，V2的示数保持不变，当用电器增加时，相当于R的阻值减小，电路中总电阻减小，根据欧姆定律可知电流增大，即A2示数增大，由于副线圈电流增大，电阻R0电压变大，又因为V2示数保持不变，所以V3示数变小，由于变压器的输入功率和输出功率相等，由于副线圈的电阻减小，输出的功率变大了，所以原线圈的输入功率也变大，由于输入电压不变，所以输入电流增大，即A1增大，C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】对电路进行分析，根据变压器原副线圈电压电流和电功率与匝数比之间的关系结合欧姆定律分析求解。
二、多选题
10．某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是（ ）
A．当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针向右偏转
B．电压表的示数与加速度的大小成正比
C．要提高该加速度计的测量范围，可以减小弹簧的劲度系数
D．要提高该加速度计的测量范围，可以减小电池的电压
【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A、当滑片在滑动变阻器中央时，P，Q两点的电势相等，电压表指向中央零点，电压表示数决定于中点到滑片位置的电阻两端的电压，当物体具有如图所示方向的加速度a时，由牛顿第二定律可知，滑块向左移动，滑动变阻器滑片移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，则P电势低于电阻中点处电势，即P点电势低于Q电势，指针想零点左侧偏转，A错误。
B、假如滑块右移动x，根据牛顿第二定律可知，此时电压表的示数为，联立解得，所以电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比，B正确。
CD、由可得，要提高该加速度计的测量范围，可以增大弹簧的劲度系数或者增大电池的电压，故CD错误。
故答案为：B
【分析】对电路进行分析，根据牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律分析求解。
三、实验题
11．高二物理实验课上，用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；（填字母）
A．滑动变阻器 B．学生电源 C．直流电压表 D．小灯泡
（2）某同学用同种规格的导线绕制成a、b两个线圈，并用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了a、b两个线圈的电阻值，指针分别对应图丙中的位置，由此可判断 线圈匝数多；
（3）在具体操作过程中，下列说法中正确的两项为___________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定后再选用适当的挡位
C．研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
D．实验中，必须在副线圈上接上用电器以形成闭合回路
（4）在实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压如图丁所示，则该电压值为 。
（5）某同学发现通电后，使很大的劲都不能把变压器铁芯B取出，断电后，就可以轻松取出，这是为什么？请简单述说原因 。
【答案】（1）B
（2）a
（3）B；C
（4）6.3/6.2/6.4
（5）电磁感应现象，通电后，铁芯B就相当于一个电磁铁，除了自身的重力外，还受到很大的磁场力作用。
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系需要的的实验器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，则B正确。
（2）根据图丙欧姆表指针示数可知，线圈a的电阻大于b的电阻，由于两线圈规格相同，因此线圈a的匝数多。
（3）A、为保证实验安全，实验中需要原线圈的匝数大于副线圈的匝数，防止因变压器升压后造成危险，A错误。
B、防止测量电压时超过电压档的量程，先用大量程试测，大致确定后在选用适当的量程，B正确。
C、研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，要采用控制变量法，保持原线圈匝数，电压不变，改变副线圈匝数，C正确。
D、根据变压器的原理可知，副线圈两端电压与副线圈是否形成闭合回路无关，D错误。
故答案为：BC
（4）由图可知10V电压档的分度值为0.2V，采用“半格估读法”，读数为6.3V。
（5）线圈通电后产生磁场，铁芯被磁化，线圈与铁芯之间存在相互作用的引力，因此tiexinB不容易取出来。
【分析】（1）根据实验原理和步骤选择实验器材
（2）根据电阻与导线长度之间的关系分析求解。
（3）根据变压器原副线圈电压与电流和匝数之间的关系分析求解。
（4）根据电压表的读数规则进行读数。
（5）根据变压器的工作原理可知铁芯B就相当于一个电磁铁，除了自身的重力外，还受到很大的磁场力作用。
四、解答题
12．导热性能良好的气缸内壁顶部有一固定卡环，气缸内壁光滑，卡环到气缸底部高度24 cm。一个质量为1 kg的活塞将气缸内气体封闭，活塞与气缸内壁气密性好，静止时，活塞到气缸底部高度18 cm。已知大气压强为 Pa，环境温度为300 K，当环境温度升高时，活塞向上移动。重力加速度取，活塞的截面积为，不计活塞的厚度。求：
（1）活塞刚好与卡环接触时环境的温度；
（2）当环境温度为450 K时，卡环对活塞的作用力大小。
【答案】（1）解：设活塞刚好与卡环接触时环境的温度为 ，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有
解得
（2）解：刚开始时，设气体压强为 ，对活塞受力分析
解得
当环境温度为450 K时，设气体压强为 ，根据理想气体状态方程有
解得
设卡环对活塞作用力大小为F
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对气缸中的气体进行分析，气缸中气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律分析求解。
（2）对活塞进行受力分析，根据平衡条件计算气体压强，再对缸中气体进行分析，根据理想气体状态方程计算缸中压强大小，最后根据平衡条件计算压强。
13．小明同学将开水灌入热水瓶中但未灌满，为了保温，用软木塞将瓶口盖紧，这样热水瓶中的上方空间就封闭了一定质量的气体。过了一会，听到“砰”的一声，发现软木塞跳了出来。小明对此现象建立如图所示的物理模型进行研究。已知外界大气压强为，温度为。设木塞塞住瓶口的瞬间封闭气体的压强、温度均与外界相同。封闭气体的体积为，木塞的质量为m，横截面积为S，塞入的深度为，木塞跳出后在最高点时其底面距离瓶口的高度为，木塞与瓶口间的最大静摩擦力为。假设木塞在冲出瓶口过程中瓶口密封性良好且摩擦力恒为。（重力加速度为g，忽略空气阻力）求：
（1）木塞刚开始松动时瓶内气体的温度T；
（2）气体在顶起木塞的过程中对木塞做的功W。
【答案】（1）解：取封闭气体为研究对象，初态压强为 ，温度为 ，顶起瓶塞前瞬间压强为p，温度为T。
其中
等容变化得
以上两式得
（2）解：气体在顶起木塞的过程中，需克服摩擦力、大气压力、自身重力而做功，克服摩擦力做功
克服大气压力做功
克服重力做功
气体顶起木塞做功
即
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对封闭气体进行分析，根据平衡条件和等容变化计算温度高低。
（2）对木塞进行分析，根据功能关系计算各个力做功与能量变化之间的关系。
14．如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为cm，cm。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在时间内R上消耗的电能；（取）
（4）从此位置开始计时，线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式（取垂直于纸面向里为安培力的正方向）。
【答案】（1）解：感应电动势的最大值
（2）解：平均感应电动势
平均电流
通过电阻R的电荷量
（3）解：感应电动势的有效值
感应电流的有效值
1 min内R上消耗的电能
（4）解：从此位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式
电流的瞬时值表达式
线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的最大值。
（2）根据法拉第电磁感应定律计算平均感应电动势大小，再由电荷量的定义式计算电荷量的大小。
（3）线框进行分析，根据法拉第电磁感应定律计算电动势瞬时值的表达式，由欧姆定律计算电流瞬时值的表达式，最后根据安培力的表达式推出安培力的瞬时值表达式。
15．某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器。
（1）若要求在输电线上损失的功率控制在发电机输出功率的4%。试求：
①输电线损失的电压；
②降压变压器原、副线圈的匝数比；
③升压变压器输出的电压；
（2）若因用户增加导致用户消耗功率达到141kW，且要求用户电压U4不变，可通过仅调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求。试求：
④调整后降压变压器原、副线圈的匝数比；
⑤发电机的输出功率。
【答案】（1）解：①发电机输出功率
则输电线上损失的功率
输电线电阻
设输电线损失电压为 ，则有
解得
②降压变压器的输入电流
降压变压器的输出电流
降压变压器原、副线圈的匝数比
③升压变压器的输出功率
输出电流
升压变压器输出的电压
（2）解：④用户增加后，消耗功率为
则降压变压器的输出电流为
设此时输电线电流为 ，则降压变压器的原副线圈匝数比
又
联立解得 ，
⑤此时发电机的输出功率
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】（1）对电路进行分析，根据变压器原副线圈电压、电流与匝数比之间的关系计算各个线圈的电压大小，再由欧姆定律和能量守恒定律计算输电线损失的电压以及匝数比和升压变压器的输出电压。
（2）用户增加后，根据功率与电压和电流之间的关系计算输电线电流的大小，再由原副线圈电压，电流与匝数比之间的关系以及电功率的关系分析求解。
江苏省苏州市2022-2023学年高二下学期期中调研物理试题
一、单选题
1．关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度比在水中小
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，但不能发生偏振现象
D．不同电磁波具有不同的频率，但在同一介质中波速相同
2．如图所示是用显微镜观察到的三颗炭粒运动时的位置连线，下列说法中不正确的是（ ）
A．炭粒越小，温度越高，无规则运动越明显
B．每段线段对应的是这段时间内炭粒运动的位移
C．炭粒的运动是由于液体分子撞击的不平衡造成的
D．炭粒的运动其实就是分子的热运动
3．体积都是1 L的两个容器，装着质量相等的氧气，其中一个容器内的温度是0℃，另一个容器的温度是100℃。如图所示是根据两种不同情况下的分子速率分布情况绘制出的图像。下列说法中正确的是（ ）
A．a线对应的温度是100℃
B．b线表示的氧气分子的平均动能更大
C．a线单位时间内与容器壁单位面积碰撞的分子数多
D．这两个温度下具有最大比例的速率区间是相同的
4．如图所示是正弦式交流发电机的示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．该发电机是旋转电枢式发电机
B．两磁极之间产生的磁场是辐向磁场
C．图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为零
D．逆时针转至图示位置时，线圈中感应电流的方向是
5．如图所示，把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成电路。先把开关置于电源一侧，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。下列说法中正确的是（ ）
A．电容器放电完毕时，电路中电流为零
B．在电场能转化为磁场能时，电路中的电流减小
C．电感L、电容C越大，电容器的充放电时间越长
D．振荡电路中能量逐渐减少，电磁振荡的周期也在减小
6．如图甲为手机及无线充电器，图乙为充电原理示意图。无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，成功实现无线充电。下列说法中正确的是（ ）
A．受电线圈的匝数一定比送电线圈的多
B．cd间输出的是直流电
C．cd间输出的功率等于ab间输入的功率
D．若图乙所示的磁感应强度在增大，c点的电势高于d点
7．为了减小“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验误差，下列方法可行的是（ ）
A．为使油酸和酒精充分混合，配成的溶液需静置较长时间
B．将油酸酒精溶液滴在水面上时，滴管距水面距离需要近一些
C．为清晰显示油膜的边界，滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D．用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成规则形状
8．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．过程中，气体温度降低，体积增大
B．过程中，气体温度不变，体积变小
C．过程中，气体压强增大，体积不变
D．在c状态时，气体的体积最小
9．如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，交流电表作为理想电表处理，下列说法中正确的是（ ）
A．V1与A1示数乘积大于V2与A2示数乘积
B．由于输入电压高于输出电压，所以原线圈所用的导线应当更粗
C．当用户的用电器增加时，V1，V2，V3示数都不变
D．当用户的用电器增加时，A1，A2示数都增大
二、多选题
10．某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置就是一个加速度传感器。两个电池E的电压相同，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。下列说法中正确的是（ ）
A．当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针向右偏转
B．电压表的示数与加速度的大小成正比
C．要提高该加速度计的测量范围，可以减小弹簧的劲度系数
D．要提高该加速度计的测量范围，可以减小电池的电压
三、实验题
11．高二物理实验课上，用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；（填字母）
A．滑动变阻器 B．学生电源 C．直流电压表 D．小灯泡
（2）某同学用同种规格的导线绕制成a、b两个线圈，并用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了a、b两个线圈的电阻值，指针分别对应图丙中的位置，由此可判断 线圈匝数多；
（3）在具体操作过程中，下列说法中正确的两项为___________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定后再选用适当的挡位
C．研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
D．实验中，必须在副线圈上接上用电器以形成闭合回路
（4）在实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压如图丁所示，则该电压值为 。
（5）某同学发现通电后，使很大的劲都不能把变压器铁芯B取出，断电后，就可以轻松取出，这是为什么？请简单述说原因 。
四、解答题
12．导热性能良好的气缸内壁顶部有一固定卡环，气缸内壁光滑，卡环到气缸底部高度24 cm。一个质量为1 kg的活塞将气缸内气体封闭，活塞与气缸内壁气密性好，静止时，活塞到气缸底部高度18 cm。已知大气压强为 Pa，环境温度为300 K，当环境温度升高时，活塞向上移动。重力加速度取，活塞的截面积为，不计活塞的厚度。求：
（1）活塞刚好与卡环接触时环境的温度；
（2）当环境温度为450 K时，卡环对活塞的作用力大小。
13．小明同学将开水灌入热水瓶中但未灌满，为了保温，用软木塞将瓶口盖紧，这样热水瓶中的上方空间就封闭了一定质量的气体。过了一会，听到“砰”的一声，发现软木塞跳了出来。小明对此现象建立如图所示的物理模型进行研究。已知外界大气压强为，温度为。设木塞塞住瓶口的瞬间封闭气体的压强、温度均与外界相同。封闭气体的体积为，木塞的质量为m，横截面积为S，塞入的深度为，木塞跳出后在最高点时其底面距离瓶口的高度为，木塞与瓶口间的最大静摩擦力为。假设木塞在冲出瓶口过程中瓶口密封性良好且摩擦力恒为。（重力加速度为g，忽略空气阻力）求：
（1）木塞刚开始松动时瓶内气体的温度T；
（2）气体在顶起木塞的过程中对木塞做的功W。
14．如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为cm，cm。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在时间内R上消耗的电能；（取）
（4）从此位置开始计时，线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式（取垂直于纸面向里为安培力的正方向）。
15．某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。假设两个变压器均是理想变压器。
（1）若要求在输电线上损失的功率控制在发电机输出功率的4%。试求：
①输电线损失的电压；
②降压变压器原、副线圈的匝数比；
③升压变压器输出的电压；
（2）若因用户增加导致用户消耗功率达到141kW，且要求用户电压U4不变，可通过仅调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求。试求：
④调整后降压变压器原、副线圈的匝数比；
⑤发电机的输出功率。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】A、根据麦克斯韦电磁场理论可知周期性变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了电磁波，A正确。
B、电磁波在真空中的传播速度比在水总的速度大，B错误。
C、电磁波是横波，既可以发生反射，折射，衍射和干涉，也可以发生偏振，C错误。
D、不同频率的电磁波在同一介质中的传播速度不同，D错误。
故答案为：A
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论以及电磁波的波速，波长和频率之间的关系分析求解。
2．【答案】D
【知识点】分子动理论的基本内容
【解析】【解答】A、根据布朗运动特点可知，颗粒越小，温度越高，无规则运动越明显，A正确。
B、位移是初位置指向末位置的一条有向线段，线段的两端正好对应炭粒的初末位置，B正确。
C、炭粒的运动是布朗运动，布朗运动是由于液体分子对固体颗粒的撞击造成的，C正确。
D、炭粒的运动是由于液体分子热运动导致的，但炭粒的运动并不是分子热运动。D错误。
故答案为：D
【分析】根据布朗运动和分子热运动的区别和联系进行分析求解。
3．【答案】B
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、温度升高，极大值向速率增大的方向移动，A错误。
B、根据图像可知，b图线表示的温度更高，分子平均动能增大，B正确。
C、b线温度更高，分子平均动能增大，但体积不变，容器内气体压强较大，则单位时间内碰撞的分子数增多，C错误。
D、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，温度为100度比温度为0度速率大的分子所占百分比较多，D错误。
故选B。
【分析】根据分子平均动能与温度以及图像之间的关系分析求解
4．【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、由图可知，该发电机是旋转电枢式发电机，A正确。
B、两极之间产生的磁场可以看做匀强磁场，不是辐向磁场，B错误。
C、图示位置穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，正确。
D、逆时针转至图示位置时，根据右手定则可知，AB中产生的感应电流由B→A，CD中的感应电流由D→C，则线圈中的感应电流方向为DCBA，D错误。
故选A。
【分析】对线圈进行分析，根据法拉第电磁感应定律以及右手定则分析求解。
5．【答案】C
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A、电容器放电时，电路中电流在增大，该电流具有正弦交变电流变化规律，所以放电结束时电流最大，A错误。
B、在LC振荡电路中，当电场能转化为磁场能时时，LC振荡电路处于放电状态，电路中的电流增大，故B错误。
C、振荡电路的周期公式为：，可知电感L，电容C越大，则振荡电路的周期T越大，即充放电时间越长，C正确。
D、电磁振荡的周期与电路中能量多少无关，D错误。
故选C。
【分析】根据LC震荡电路的周期公式，以及充放电过程中的图像分析求解。
6．【答案】D
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、根据题意无法判断受电线圈匝数与送电线圈匝数之间的关系，A错误。
B、根据法拉第电磁感应定律可知，ab之间接入交流电，cd之间输出也是交流电，B错误。
C、理想状态下送电线圈与受电线圈之间五能量损失，但实际情况下cd的输出功率小于ab间的输入功率，C错误。
D、根据楞次定律和安培定则可知，c点的电势高于d点，D正确。
故答案为：D
【分析】根据变压器的特点和工作原理以及线圈工作时的能量损失和楞次定律进行判断。
7．【答案】B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】A、 配成的溶液需静置较长时间会导致酒精挥发，对实验结果造成误差，A错误。
B、油酸酒精溶液滴在水面上时，应使滴管竖直靠近水面，若离水面太高，可能无法形成油膜，B正确。
C、先在浅水盘中撒痱子粉，再用滴管滴一滴油酸酒精溶液在水面上，C错误。
D、当油酸完全散开形成稳定的油膜后描出其轮廓，不能用牙签把水面上的油膜拨弄成规则形状，D错误。
故答案为：B
【分析】根据实验原理掌握正确的实验操作，结合题目选项进行分析。
8．【答案】C
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、根据图像可知a→b过程中气体压强不变，温度降低，则体积减小，A错误。
B、b→c过程中，气体温度不变，压强减小，则体积增大，B错误。
C、c→a过程中气体体积不变，温度升高，压强不变，C正确。
D、由AB可知a→b→c过程中，气体体积先减小，后增大，则b状态时气体体积最小，D错误。
【分析】对气体进行分析，根据P-T图像以及理想气体状态方程分析求解。
9．【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A、由于变压器输入的功率和输出的功率相同，则 V1与A1示数乘积等于V2与A2示数乘积。A错误。
B、由于输入电压高于输出电压，则输入电流小于输出电流，所以原线圈所用的导线应当更细，B错误。
CD、由于输入电压和变压器匝数保持不变，则副线圈的输出电压也保持不变，所以V1，V2的示数保持不变，当用电器增加时，相当于R的阻值减小，电路中总电阻减小，根据欧姆定律可知电流增大，即A2示数增大，由于副线圈电流增大，电阻R0电压变大，又因为V2示数保持不变，所以V3示数变小，由于变压器的输入功率和输出功率相等，由于副线圈的电阻减小，输出的功率变大了，所以原线圈的输入功率也变大，由于输入电压不变，所以输入电流增大，即A1增大，C错误，D正确。
故答案为：D
【分析】对电路进行分析，根据变压器原副线圈电压电流和电功率与匝数比之间的关系结合欧姆定律分析求解。
10．【答案】B
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A、当滑片在滑动变阻器中央时，P，Q两点的电势相等，电压表指向中央零点，电压表示数决定于中点到滑片位置的电阻两端的电压，当物体具有如图所示方向的加速度a时，由牛顿第二定律可知，滑块向左移动，滑动变阻器滑片移向中点左方，电阻中点到滑片位置的电流方向向左，则P电势低于电阻中点处电势，即P点电势低于Q电势，指针想零点左侧偏转，A错误。
B、假如滑块右移动x，根据牛顿第二定律可知，此时电压表的示数为，联立解得，所以电压表指针的偏转角度与加速度大小成正比，B正确。
CD、由可得，要提高该加速度计的测量范围，可以增大弹簧的劲度系数或者增大电池的电压，故CD错误。
故答案为：B
【分析】对电路进行分析，根据牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律分析求解。
11．【答案】（1）B
（2）a
（3）B；C
（4）6.3/6.2/6.4
（5）电磁感应现象，通电后，铁芯B就相当于一个电磁铁，除了自身的重力外，还受到很大的磁场力作用。
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系需要的的实验器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，则B正确。
（2）根据图丙欧姆表指针示数可知，线圈a的电阻大于b的电阻，由于两线圈规格相同，因此线圈a的匝数多。
（3）A、为保证实验安全，实验中需要原线圈的匝数大于副线圈的匝数，防止因变压器升压后造成危险，A错误。
B、防止测量电压时超过电压档的量程，先用大量程试测，大致确定后在选用适当的量程，B正确。
C、研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，要采用控制变量法，保持原线圈匝数，电压不变，改变副线圈匝数，C正确。
D、根据变压器的原理可知，副线圈两端电压与副线圈是否形成闭合回路无关，D错误。
故答案为：BC
（4）由图可知10V电压档的分度值为0.2V，采用“半格估读法”，读数为6.3V。
（5）线圈通电后产生磁场，铁芯被磁化，线圈与铁芯之间存在相互作用的引力，因此tiexinB不容易取出来。
【分析】（1）根据实验原理和步骤选择实验器材
（2）根据电阻与导线长度之间的关系分析求解。
（3）根据变压器原副线圈电压与电流和匝数之间的关系分析求解。
（4）根据电压表的读数规则进行读数。
（5）根据变压器的工作原理可知铁芯B就相当于一个电磁铁，除了自身的重力外，还受到很大的磁场力作用。
12．【答案】（1）解：设活塞刚好与卡环接触时环境的温度为 ，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有
解得
（2）解：刚开始时，设气体压强为 ，对活塞受力分析
解得
当环境温度为450 K时，设气体压强为 ，根据理想气体状态方程有
解得
设卡环对活塞作用力大小为F
解得
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对气缸中的气体进行分析，气缸中气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律分析求解。
（2）对活塞进行受力分析，根据平衡条件计算气体压强，再对缸中气体进行分析，根据理想气体状态方程计算缸中压强大小，最后根据平衡条件计算压强。
13．【答案】（1）解：取封闭气体为研究对象，初态压强为 ，温度为 ，顶起瓶塞前瞬间压强为p，温度为T。
其中
等容变化得
以上两式得
（2）解：气体在顶起木塞的过程中，需克服摩擦力、大气压力、自身重力而做功，克服摩擦力做功
克服大气压力做功
克服重力做功
气体顶起木塞做功
即
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）对封闭气体进行分析，根据平衡条件和等容变化计算温度高低。
（2）对木塞进行分析，根据功能关系计算各个力做功与能量变化之间的关系。
14．【答案】（1）解：感应电动势的最大值
（2）解：平均感应电动势
平均电流
通过电阻R的电荷量
（3）解：感应电动势的有效值
感应电流的有效值
1 min内R上消耗的电能
（4）解：从此位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式
电流的瞬时值表达式
线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律计算感应电动势的最大值。
（2）根据法拉第电磁感应定律计算平均感应电动势大小，再由电荷量的定义式计算电荷量的大小。
（3）线框进行分析，根据法拉第电磁感应定律计算电动势瞬时值的表达式，由欧姆定律计算电流瞬时值的表达式，最后根据安培力的表达式推出安培力的瞬时值表达式。
15．【答案】（1）解：①发电机输出功率
则输电线上损失的功率
输电线电阻
设输电线损失电压为 ，则有
解得
②降压变压器的输入电流
降压变压器的输出电流
降压变压器原、副线圈的匝数比
③升压变压器的输出功率
输出电流
升压变压器输出的电压
（2）解：④用户增加后，消耗功率为
则降压变压器的输出电流为
设此时输电线电流为 ，则降压变压器的原副线圈匝数比
又
联立解得 ，
⑤此时发电机的输出功率
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】（1）对电路进行分析，根据变压器原副线圈电压、电流与匝数比之间的关系计算各个线圈的电压大小，再由欧姆定律和能量守恒定律计算输电线损失的电压以及匝数比和升压变压器的输出电压。
（2）用户增加后，根据功率与电压和电流之间的关系计算输电线电流的大小，再由原副线圈电压，电流与匝数比之间的关系以及电功率的关系分析求解。
