2020-2021学年黑龙江省哈尔滨162中高二(下)月考物理试卷(4月份)
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2020-2021学年黑龙江省哈尔滨162中高二(下)月考物理试卷(4月份)
1. 做布朗运动实验,得到某个观测记录如图。图中记录的是 ( )
A. 分子无规则运动的情况
B. 某个微粒做布朗运动的轨迹
C. 某个微粒做布朗运动的速度--时间图线
D. 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
2. 下列关于布朗运动的说法,正确的是( )
A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B. 花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动
C. 悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越不明显
D. 当物体温度达到0℃时,布朗运动就会停止
3. 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.
4. 下列说法正确的是( )
A. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应
B. 分子间距离越大,分子势能越大;分子间距离越小,分子势能也越小
C. 分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
D. 若某气体摩尔体积为V,阿伏加德罗常数用NA表示,则该气体的分子体积为VNA
5. 温度都是0℃的10克冰和10克水比较,它们的( )
A. 质量相同,温度相同,内能也相同
B. 就分子的平均动能而言,水分子较大
C. 冰的分子势能大
D. 分子数相同,分子无规则运动的平均动能也相同
6. 如图为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象,它由状态A经过等容过程到状态B,再经过等压过程到状态C.设A、B、C状态对应的温度分别为TA、TB、TC,则下列关系式中正确的是( )
A. TA
C. TA>TB,TB
7. 分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP=0)。下列说法正确的是( )
A. 甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B. 当r=r0时,分子势能为零
C. 随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大
D. 在r
A. 用电压表测该电源的电压,其示数为1102V
B. 将该电压加在110Ω的电阻两端,则该电阻消耗的电功率为110 W
C. 交流电的频率为60 Hz,电流方向每秒改变60次
D. 用电压表测该电源的电压,当t=0.1s时,电压表示数为0
9. 如图所示,理想变压器原,副线圈的匝数比为5:1,R1=R2=10Ω.两电表均为理想电表,其中电流表的示数为0.4A.则( )
A. 电阻R1中通过的电流的有效值为1A
B. 电压表V的示数为20V
C. 原线圈的输人功率为40W
D. 穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为5:1
10. 空调在制冷过程中,室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水,经排水管排走,空气中水分越来越少,人会感觉干燥。某空调工作一段时间后,排出液化水的体积为V,水的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为NA,则液化水中分子的总数N和水分子的直径d分别为( )
A. N=MρVNA d=36MπρNA B. N=ρVNAM d=3πρNA6M
C. N=ρVNAM d=36MπρNA D. N=MρVNA d=3πρNA6M
11. 下列事实中能说明分子间存在斥力的是( )
A. 气体可以充满整个空间
B. 给自行车车胎打气,最后气体很难被压缩
C. 给热水瓶灌水时,瓶中水也很难被压缩
D. 万吨水压机可使钢锭变形,但很难缩小其体积
12. 一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生的感应电流如图所示。由该图可得出的正确判断是( )
A. t=0.01s时,线圈平面处于中性面位置
B. t=0.02s时,线圈平面的磁通量变化率最大
C. 该交流电的频率为100Hz
D. 1s内电流的方向变化100次
13. 下列说法正确的是( )
A. 目前实验室内所能达到的最低温度为−273.15℃,即绝对零度
B. 温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大
C. 热平衡定律为:当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时,则A物体与B物体之间也会处于热平衡状态
D. 扩散现象说明分子之间存在空隙,同时也说明分子在永不停息地做无规则运动
14. 特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的的电功率为△P,到达B处时电压下降了△U.在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为△P′,到达B处时电压下降了△U′.不考虑其他因素的影响,则( )
A. △P′=14△P B. △P′=12△P C. △U′=14△U D. △U′=12△U
15. 设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置间的距离,现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动到无限远,则( )
A. 乙分子的加速度先减小,后增大
B. 乙分子到达r0处时速度最大
C. 分子力对乙一直做正功,分子势能减小
D. 分子动能和势能之和在整个过程中不变
16. 某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m0和v0,则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A. NA=Vv0 B. NA=ρVm0 C. NA=Mm0 D. NA=Mρv0
17. 一自耦变压器如图所示,其a、b端接到一电压有效值不变的交变电源两端,在c、d间接有一定值电阻R1和滑动变阻器R0。电压表均可视为理想交流电压表,输电导线的电阻均可忽略不计。则下列说法正确的是( )
A. 保持滑动触头位置不变,将滑动变阻器滑片P下滑时,三个电压表的示数均减小
B. 保持滑动触头位置不变,将滑动变阻器滑片P下滑时,V1、V2的示数不变,而V3的示数减小
C. 保持滑动变阻器滑片P不动时,将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,三个电压表的示数均减小
D. 保持滑动变阻器滑片P不动时,将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,V1示数不变,而V2、V3示数均减小
18. 在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A. 所用交流电的频率为50Hz B. 电压表的示数为100V
C. 电流表的示数为1.0A D. 变压器传输的电功率为15.0W
19. 如图所示为正弦交流电经过整流器处理后的电压波形,其电压的有效值是______。
20. 如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框从中性面开始转过π2的过程中,通过导线横截面的电荷量q=______.
21. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中:
(1)关于油膜面积的测量方法,下列做法正确的是______。(填入选项前字母)
A.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量油膜的面积
B.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再用刻度尺去量没有油膜的面积
C.油酸酒精溶液滴入水中后,应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上,再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.油酸酒精溶液滴入水中后,应让油膜尽可能地散开,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,然后用坐标纸去计算油膜的面积
(2)实验中,将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液,又测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴,现将1滴该溶液滴到水面上,水面上形成0.2m2的单分子薄层,由此可估算1滴油酸酒精溶液中油酸的体积______m3,油酸分子的直径d=______m。
22. 某发电机的输出功率为100kW,输出电压为250V,从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω,要使输电线上的功率损失为5%,而此时用户得到的电压正好为220V。
(1)画出全过程的线路示意图;(输电线电阻用表示)
(2)升压变压器原、副线圈匝数比是多少?
(3)降压变压器原、副线圈匝数比是多少?
23. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=2πT.为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220V11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图。求:
(1)发电机的输出电压为多少?
(2)变压器原副线圈的匝数比为多少?
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?
24. 如图,上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体,横截面积分别为S1=1cm2、S2=2cm2,细管内水银长度为h1=4cm,封闭气体长度为L=6cm.大气压强为p0=76cmHg,气体初始温度为T1=288K,上管足够长.
(1)缓慢升高气体温度,求水银刚好全部进入粗管内时的温度T2;
(2)气体温度保持T2不变,为使封闭气体长度变为8cm,需向开口端注入的水银柱的体积为多少?
25. 如图(a)所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10−3m2、质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa.现将气缸竖直放置,如图(b)所示,取g=10m/s2.求:
(1)活塞与气缸底部之间的距离;
(2)加热到675K时封闭气体的压强.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】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,而非分子的运动,故A项错误。
B、布朗运动既然是无规则运动,所以微粒没有固定的运动轨迹,故B项错误。
C、对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的,所以无法确定其在某一个时刻的速度,故也就无法描绘其速度-时间图线,故C项错误。
D、任意两点间的位置的连线,故D对。
故选:D。
布朗运动是固体微粒的无规则运动,在任意时刻微粒的位置,而不是运动轨迹,而只是按时间间隔依次记录位置的连线。
本题主要考查对布朗运动的理解,属于基础题。
2.【答案】C
【解析】
【分析】布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则的撞击引起的.小颗粒并不是分子,小颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹.分子运动永不停息.
本题关键要理解布朗运动形成的原因,知道布朗运动既不颗粒分子的运动,也不是液体分子的运动,而是液体分子无规则运动的反映.
【解答】A、布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动,不是液体分子的无规则运动,而是液体分子无规则运动的反映。故A错误。
B、由于花粉颗粒是由大量分子组成,所以布朗运动不能反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动,故B错误。
C、悬浮颗粒越大,同一时刻与它碰撞的液体分子越多,液体分子对悬浮微粒撞击的冲力平衡,所以大颗粒的布朗运动不明显。故C正确。
D、液体分子永不停息地做无规则运动,所以布朗运动也永不停息。故D错误。
故选:C。
3.【答案】A
【解析】解:由理想变压器的原副线圈的电流之比可知,电流与匝数成反比。则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上。同时一次绕组匝数很少,且串在需要测量的电流的线路中。故A正确;
故选:A。
电流互感器原理是依据电磁感应原理的.电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成.它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的2次回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路.
电流互感器的接线应遵守串联原则;按被测电流大小,选择合适的变化,否则误差将增大.
4.【答案】C
【解析】解:A、扩散现象是分子运动造成的一种物理现象,故A错误;
B、分子间作用力为引力时,分子间距离越大,分子势能越大;分子间作用力为斥力时,分子间距离越大,分子势能越小,故B错误;
C、分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小,故C正确;
D、若某气体摩尔体积为V,阿伏加德罗常数用NA表示,则每个气体分子平均所占据的空间体积为VNA,分子的体积则小于VNA,故D错误。
故选:C。
扩散现象说明分子在运动;根据分子力与分子间距的变化规律判断即可;气体分子平均所占据的空间体积为VNA,比气体分子本身大。
本题要注意气体分子体积要比气体分子平均所占据的空间体积要小。
5.【答案】D
【解析】解:A、0℃的10克冰和10克水,温度相同,平均动能相同,但冰吸热融化为水,故内能不相同,故A错误。
B、温度是平均动能的标志,温度相同,分子无规则运动的平均动能也相同,故B错误。
C、冰融化过程中吸热,温度不变,平均动能不变,从外界吸收的热量转化为分子势能,所以水的分子势能比冰大,故C错误。
D、10克冰和10克水,分子数相同,又温度相同,分子无规则运动的平均动能也相同,故D正确。
故选:D。
0℃的10克冰融化为0℃10克水,需要从外界吸收热量,但温度不变,分子的平均动能不变,吸收的热量转化为分子势能。
本题考查了温度是分子平均动能的标志、分子势能等知识点。这种题型知识点广,多以基础为主,只要平时多加积累,难度不大。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
由图象求出A、B、C三状态的压强与体积,然后由理想气体的状态方程求出各状态的温度,然后比较温度大小.
本题考查了比较气体的温度高低,由图象求出气体的压强与体积、应用理想气体压强公式即可正确解题.
【解答】
A与B状态的体积相同,则:pATA=pBTB,得:TATB=pApB>1,TA>TB;
B与C的压强相同,则:VBTB=VCTC得:TBTC=VBVC<1,TB
7.【答案】D
【解析】解:AB、当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,但不为零。乙图为分子势能与分子间距离的关系图线,甲图是分子力与分子距离的图像,故A、B错误。
C、根据甲图线分子力与分子间距离的关系图线知,当r>r0时,随着分子间距离的增大,分子力先增大后减小,故C错误。
D、根据乙图为分子势能与分子间距离的关系图线知,在r
当r=r0时,分子力为零,分子势能有最小值,但不为零,根据这些性质可以判断区分F−r和Ep−r图象;根据F−r和Ep−r图象判断分子力和分子势能的变化。
本题考查了分子力、分子势能等知识点。利用F−r和Ep−r图象时解决本题的关键点,同学们要熟记图象。
8.【答案】B
【解析】解:A、由表达式为u=1102sin120πt(V)可知正弦交变电压的最大值为1102V,所以有效值为110V,电压表显示的是有效值为110V,故A错误;
B、将该电压加在110Ω的电阻两端,则该电阻消耗的电功率为:P=U2R=1102110W=110W,故B正确;
C、交流电的频率为60Hz,矩形线圈在匀强磁场中每转一圈,电流方向改变两次,故电流方向每秒改变120次,故C错误;
D、当t=0.1s时,瞬时电压为u=0,但电压表示数为有效值,故电压示数仍为110V,故D错误。
故选:B。
根据电压瞬时值表达式中各物理量的含义去分析周期、有效值瞬时值,由功率公式计算消耗的电功率,电压表的读数是有效值。
本题考查了交流电瞬时值的表达式,要在掌握各物理量含义的基础上逐项分析。
9.【答案】B
【解析】解:A、根据原副线圈的电流关系:I1I2=n2n1,有I2=n1n2I1=51×0.4A=2A,故A错误。
B、电压表的读数为R2的电压,UR2=I2R2=2×10V=20V,故B正确。
C、负载功率P2=I22(R1+R2)=22×20W=80W,原副线圈功率相等,有P1=P2=80W,故C错误。
D、理想变压器穿过原、副线圈的磁通量的变化率相等,故D错误。
故选:B。
根据原副线圈的电流关系,可以求出电阻R中通过的电流的有效值;电压表的读数为R2的电压,根据欧姆定律可以求出R2的电压;原副线圈的功率相等,根据P2=I22(R1+R2)可以求出其功率;理想变压器穿过原、副线圈的磁通量的变化率相等。
本题考查了变压器的构造和原理、电功、电功率等知识点。掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,本题即可得到解决。
10.【答案】C
【解析】解:水的摩尔体积Vmol=Mρ,所以水分子的总数N=VVmolNA=ρVNAM,
将水分子看成球形,由VmolNA=16πd3,解得水分子直径为d=36MπρNA,故C正确,ABD错误。
故选:C。
要算水分子的总数N先算摩尔数,而水的摩尔数由体积除以摩尔体积。摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到一个水分子的体积,即可求解水分子的直径。
本题的解题关键是建立物理模型,抓住阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁,也可以将水分子看成立方体形。
11.【答案】CD
【解析】解:固体液体难被压缩,是由于分子间存在斥力,气体难被压缩,是气体压强造成。故A、B错误,C、D正确。
故选:CD。
固体液体难被压缩,是由于分子间存在斥力,气体分子间的距离较大,分子力很小甚至分子力为0,不存在斥力作用,难被压缩,是气体压强造成.
解决本题的关键搞清楚固液气难被压缩的原因:固体液体难被压缩,是由于分子间存在斥力,气体难被压缩,是气体压强造成.
12.【答案】AD
【解析】解:A、由图象可知,0.01s时,感应电流为零,则感应电动势为零,磁通量最大,线圈平面处于中性面位置,故A正确;
B、由图象可知,0.02s时,感应电流为零,则感应电动势为零,线圈平面的磁通量变化率最小为0,磁通量最大,线圈平面处于中性面位置,故B错误;
C、由图象可知,该交流电的周期T=0.02s,则频率f=1T=50Hz,故C错误;
D、该交流电的频率为50Hz,一个周期内电流方向改变两次。故1s内电流的方向变化50×2=100次,故D正确;
故选:AD。
从图象得出电流最大值对应的时间、周期,从而算出频率;磁通量最大时感应电动势为零,磁通量为零时感应电动势最大,一个周期内电流方向改变两次。
本题考查了对交流电图象的认识,要具备从图象中获得有用信息的能力。另外熟记对于正弦交流电规律:当线圈平面处于中性面位置,磁通量最大,线圈平面的磁通量变化率最小,感应电动势和感应电流为零;当线圈平面与磁场平行时,磁通量最小,线圈平面的磁通量变化率最大,感应电动势和感应电流最大。
13.【答案】CD
【解析】解:A、绝对零度是宇宙温度的下限,是理论上所能达到的最低温度,在实验室内是达不到的,故A错误;
B、温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,但并不是每个分子的动能都增大,故B错误;
C、热平衡定律为:当两个物体都与另一物体达到热平衡时,则这两个物体之间也会处于热平衡状态,故C正确;
D、扩散现象说明分子之间存在空隙,也说明分子在永不停息地做无规则运动,故D正确。
故选:CD。
理论上达到的最低温度−273.15℃为绝对零度,实验室内达不到;温度是分子平均动能的标志,温度升高,并不是每个分子的动能都增大;结合热平衡定律判断即可;根据扩散现象的性质判断即可。
本题中要注意绝对零度是理论上达到的最低温度,而非现实能达到的最低温度。
14.【答案】AD
【解析】
【分析】
远距离输电时,在线路上损失的功率为△P=P2RU2,与电压的平方成反比;电压降△U=PUR与电压成反比;
本题的关键是掌握远距离输电线路上损失的功率为△P及电压降△U与电压的关系。
【解答】
AB、远距离输电时,线路上的电流I=PU;则在线路上损失的功率为△P=I2R=P2RU2;根据损失的功率公式可知,损失的功率与电压的平方成反比;假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,若改用1100kV特高压输电,电压变成原来的2倍,则输电线上损耗的电功率变为原来的14,即△P′=14ΔP;故A正确,B错误;
CD、线路上的电流I=PU,到达B处时电压下降了△U=IR=PUR,下降电压与电压成反比,则若电压变成原来的2倍,△U变为原来的12,故△U′=12△U,故C错误,D正确;
故选:AD。
15.【答案】BD
【解析】解:A.分子间距离在0∼r0内,分子力表现为斥力,且斥力随距离的增大而减小,当分子间距离在r0∼10r0时,分子力表现为引力,且引力先增大后减小,当分子间距离大于10r0时,分子力忽略不计,故乙分子的加速度先减小,后增大再减小直至到零,故A错误;
B.在0∼r0内,分子力表现为斥力,乙分子先加速,当乙分子到达r0处时,分子力为零,乙分子速度最大,之后分子力为引力,乙分子减速,故B正确;
C.斥力时分子力对乙做正功,分子势能减小,引力时分子力做负功,分子势能增大,故C错误;
D.只有分子力做功,分子动能和势能之和在整个过程中不变,故D正确。
故选:BD。
分子间距离在0∼r0内,分子力表现为斥力,在r0∼10r0时,分子力表现为引力,大于10r0时,分子力忽略不计,根据分子力的变化情况即可判断加速度变化情况、乙分子运动情况,根据分子力的做功情况即可判断分子势能的变化情况。
考查了分子间的相互作用力以及在分子力作用下分子的运动情况和做功情况,熟练掌握相关知识点是解决本题的关键。
16.【答案】BC
【解析】解:
A、气体分子间有间距,所以分子的体积并不是所占空间的体积,故A错误。
B、ρV为气体的摩尔质量M,再除以每个分子的质量m为NA,故B正确。
C、气体的摩尔质量M,再除以每个分子的质量m0为NA,故C正确。
D、ρV0不是每个分子的质量,故D错误。
故选:BC。
气体分子间有间距,所以分子的体积并不是所占空间的体积,但是每摩尔任何物质都含有NA分子。
本题主要考查气体阿伏伽德罗常数的计算,重点明确分子的体积并不是所占空间的体积。属于基础题目。
17.【答案】BD
【解析】解:AB、电压表V1测量的是输入电压的有效值,不会随滑片的滑动而变化;保持滑动触头位置不变,根据变压器原、副线圈的电压值比等于线圈的匝数之比,故电压表V2的示数不变,当滑动变阻器滑片P下滑时R0的阻值变小,则副线圈上的电流增大,R1两端的电压增大,根据串并联电路的特点可知,V3示数减小,故A错误,B正确;
CD、保持滑动变阻器滑片P不动,将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,副线圈的匝数减小,根据变压器原、副线圈的电压值比等于线圈的匝数之比可知副线圈两端的电压减小,由于输入电压不变,故V1不变,在副线圈中根据电路的串并联特点可知V2、V3示数均减小,故C错误,D正确
故选:BD。
变压器原副线圈中的电压与线圈的匝数成正比,当线圈匝数、输入电压不变时,输出电压不变,然后结合串并联电路的特点即可判断。
本题主要考查了变压器的原理,明确变压器的特点电压与匝数成正比,明确串并联电路中电压与电阻的关系即可判断。
18.【答案】AD
【解析】解:A、分析图(b)可知,交流电的周期为0.02s,则频率为50Hz,故A正确;
BC、分析副线圈电路,两电阻并联,电流之比等于电阻的反比,通过电阻R2的电流有效值为22A=1A,则通过电阻R3的电流为0.5A,电流表示数为0.5A,副线圈输出电流:I2=1.5A,根据变流比可知,原线圈输入电流:I1=n2n1I2=0.15A,变压器的输出功率:P2=IR22R2+IR32R3=10W+5W=15W,则输入功率:P1=15W,分析原线圈电路,根据能量守恒可知,总功率:UI1=P1+I12R1,解得电阻R1=800Ω,则电压表示数:UR1=I1R1=120V,故BC错误;
D、根据上述分析可知,变压器传输的电功率为15W,故D正确。
故选:AD。
根据周期确定频率。分析副线圈电路,得到流过电阻R3的电流,根据变流比确定原线圈输入电流。根据能量守恒,得到电压表示数和变压器传输电功率。
此题考查了变压器的构造和原理,明确变压比、变流比是解题的关键,对于原线圈串联电阻的电路,需要从电流入手分析。
19.【答案】1.5V
【解析】解:设交流电电压的有效值为U,周期为T,电阻为R,根据有效值的定义得:
U2RT=(22Um)2R⋅T2
解得:U=12Um=12×3V=1.5V
故答案为:1.5V。
根据有效值的定义求解:取一个周期时间,将交流电与恒定电流分别通过相同阻值的电阻,若产生的热量相同,恒定电流的电压即为此交流电电压的有效值。
对于非正弦交流电的有效值,往往根据电流的热效应,由有效值的定义求解。
20.【答案】BSR
【解析】解:由法拉第电磁感应定律,则有:E−=△⌀△t,
闭合电路欧姆定律,则有:I−=E−R,
则电量表达式:q=I−⋅△t
得到电量为:q=△⌀R=BSR
故答案为:BSR.
由题可知,线圈中产生正弦式电流,根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求出电量.
对于交变电流,直流电路的规律,比如欧姆定律同样适用,只不过要注意对应关系.
21.【答案】D1×10−10 5×10−10
【解析】解:(1)液滴入水中后,应让油膜尽可能散开,形成单分子油膜,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,然后用坐标纸计算油膜的面积,由于油膜不规则,无法用刻度尺去量油膜的面积.故ABC错误,D正确.
故选:D
(2)一滴油酸的体积为:V=1200×150cm3=1×10−4cm3=1×10−10m3
油酸分子的直径为:d=VS=1×10−30.2m=5.0×10−10m
故答案为:(1)D;(2)1×10−10,5×10−10
(1)明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理:认为油酸分子是紧密排列的,而且形成的油膜为单分子油膜,然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径.液滴入水中后,应让油膜尽可能散开,再把油膜的轮廓画在玻璃板上,然后用坐标纸计算油膜的面积.
(2)在油膜法估测分子大小的实验中,让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜,估算出油膜面积,从而求出分子直径.
本题理解并掌握实验原理,建立模型:油酸分子呈球型分布在水面上,且一个靠着一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度.
22.【答案】解:(1)高压输电线路图如图所示:
(2)设升压变压器原线圈电流为I1,电压为U1,则U1=250V,
原线圈的电流I1=PU1=100×103250A=400A
升压变压器副线圈电流为I2,当输电线上损失功率为输送功率的5%时,
有
解得输电电流I2=25A
因此升压变压器的匝数比n1n2=I2I1=25400=116;
(3)降压变压器的输入电压为
所以,降压变压器匝数比n3n4=U3U4=3800220=19011。
答:(1)全过程的线路示意图见解析;
(2)升压变压器原、副线圈匝数比为116;
(3)降压变压器原、副线圈匝数比是19011。
【解析】(1)根据输电原理画出高压输电线路图;
(2)求出原、副线圈的电流,根据变压器原理求解升压变压器的匝数比;
(3)求出降压变压器的输入电压,根据匝数之比等于电压之比求解降压变压器匝数比。
本题考查了电功率、电能的输送、变压器的构造和原理等知识点,算出线路上的电流、损耗功率和电压是本题的关键,解题时一定要围绕这几个量来思考。
23.【答案】解:(1)线圈转动产生的电动势最大值为:Em=NBSω=11002V
由于线圈内阻不计,则输出电压就等于电动势,
得输出电压的有效值为U1=Em2=1100V
(2)由于电动机的额定电压为220V,所以变压器的匝数比由变压器的电压关系得:U1U2=n1n2
得n1n2=51
(3)根据
再根据 I1
解得 I1=2×110001100=20A
答:(1)发电机的输出电压为1100V;
(2)变压器原副线圈的匝数比为5:1;
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为20A。
【解析】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时,导致副线圈的磁通量发生变化,从而导致副线圈中产生感应电动势。而副线圈中的感应电流的变化,又导致在原线圈中产生感应电动势。变压器的电流比与电压比均是有效值,电表测量值也是有效值。
理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象。同时当电路中有变压器时,只要将变压器的有效值求出,则就相当于一个新的恒定电源,其值就是刚才的有效值。
24.【答案】解:(1)初状态:P1=P0+Ph1,V1=LS1
末状态:P2=P0+Ph2,V2=(L+h1)S1
又有:S1h1=S2h2
根据PVT=C
由以上各式并代入数据解得:T2=468K
(2)气体等温变化有:
P2 V2=P3 V3(1分)
解得P3=97.5cmHg,设此时水银柱的液面高度差为有:
h3=97.5−76=21.5cm
注入的水银柱体积为:
答:(1)缓慢升高气体温度,水银刚好全部进入粗管内时的温度468K;
(2)气体温度保持T2不变,为使封闭气体长度变为8cm,需向开口端注入的水银柱的体积为37cm3
【解析】(1)根据几何关系求出水银的体积,从状态1到状态2由理想气体状态方程求解
(2)从状态2到状态3经历等温过程,列出等式求解
找出各个状态下的参量是正确解题的关键,熟练应用理想气体状态方程即可正确解题
25.【答案】解:由题意是
(1)气缸水平放置时,封闭气体的压强:p1=p0=1×105(pa),温度:T1=300K,体积:V1=24cm×S
当气缸竖直放置时,封闭气体的压强:p2=p0+mgs=1.2×105pa,温度T2=T1=300K,体积:V2=HS.
根据理想气体状态方程有:P1V1T1=P2V2T2
代入数据可得H=20cm
(2)假设活塞能到达卡环,由题意有:
T3=675KV3=36cm×S根据理想气体状态方程有:
P1V1T1=P3V3T3
代入数据可得:p3=1.5×105pa,故假设成立,活塞能达到卡环,气体压强为p3=1.5×105pa
答:(1)活塞与气缸底部之间的距离为20cm;
(2)加热到675K时封闭气体的压强1.5×105pa.
【解析】气缸水平放置时,封闭气体的压强等于大气压强,当气缸竖直放置时,封闭气体的压强等于大气压强加活塞重力产生的压强,由于两种情况下气体的温度保持不变,根据等温变化求出此时气体的体积,根据气体的体积可以求出活塞与气缸底部之间的距离;气缸竖直放置后,加温到675K时,如果活塞不能到达卡环,则气体压强仍为大气压强加活塞重力产生的压强,若活塞能到达卡环,则根据到达卡环后气体做等容变化,根据理想气体状态方程可以求出此时封闭气体的压强.
正确使用气体状态方程,并根据题目给出的条件求出气体状态参量,根据状态方程求解即可.注意要判断第三种情况下气体是否可以到达卡环.
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