2023暑期教改独立测试（二）

物理试题

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．

1．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是(　　)

 

 

 

 

 

 

2．让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，在此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合的过程中，在孔后的屏上将先后出现(遮住侧面光)(　　)

A．三角形光斑　倒立的烛焰　明暗相间的圆环

B．三角形光斑　圆形光斑　倒立的烛焰

C．倒立的烛焰　圆形光斑　明暗相间的圆环

D．三角形光斑　明暗相间的圆环　倒立的烛焰

3、图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是(　　)

A．电压表的示数为10 V

B．t＝0.01 s末，发电机线圈平面与磁场方向垂直

C．若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表示数将变小

D．若滑动触头P的位置不变、R不变，把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍

4.如图所示，一束复色光照射到水中的球形气泡以后，经折射后分成a、b两束单色光，下列说法正确的是(　　)

A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度

B．a光能发生偏振现象，b光不能发生偏振现象

C．a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置，b光的条纹间距更大

D．a、b两束光分别通过同一单缝衍射装置，a光的中央亮条纹较宽

5.演示自感现象的电路如图所示，L为电感线圈．闭合开关S，电路稳定时，两只完全相同的灯泡A₁、A₂亮度相同，下列说法正确的是(　　)

A．闭合开关S时，A₁、A₂同时变亮

B．若断开开关，通过A₂的电流从左向右

C．L的直流电阻与R的阻值相同

D．若断开开关，A₁逐渐变暗，A₂闪亮一下再逐渐变暗

6、束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射．已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是(　　)

A．光导纤维的折射率n＞1

B．光导纤维的折射率n＜1

C．光在光导纤维中传播的时间为

D．光在光导纤维中传播的时间为

7、某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L₁、L₂规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L₁正常发光，则(　　)

A．仅将滑片P上移，A的输入功率不变

B．仅将滑片P上移，L₁变暗

C．仅闭合S，L₁、L₂均正常发光

D．仅闭合S，A的输入功率不变

8、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是(　　)

A．原、副线圈匝数之比为9∶1

B．两灯泡的额定功率相等

C．此时a的电功率大于b的电功率

D．a和b两端电压的频率之比为1∶9

9、如图为某电磁流量计的示意图，圆管由非磁性材料制成，空间有垂直于侧壁向里的匀强磁场．当管中的带电液体向右流过磁场区域时，测出管壁上M、N两点间的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q(单位时间内流过管道横截面的液体体积)．若管的直径为d，磁感应强度为B，管中各处液体的流速相同．则(　　)

A．M点电势低于N点电势

B．保持B、d恒定，液体的流量Q越大，电势差U越小

班级：_________姓名:__________

C．保持Q、B恒定，管的直径d越大，电势差U越大

D．保持Q、d恒定，磁感应强度B越大，电势差U越大

10、如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好．现给铜棒a一个平行于导轨向右的初速度v₀，此后运动过程中两棒不发生碰撞，下列说法正确的是(　　)

A．最终a棒将停止运动，b棒在导轨上以某一速度匀速运动

B．最终两棒都静止在导轨上

C．回路中产生的总焦耳热为mv₀²

D．运动过程中b的最大加速度为

二、 非选择题：本题共 5 题，共 60 分．其中第 12～15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11．(15分)某同学用插针法测定一长方体玻璃砖的折射率．操作步骤如下：

①在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P₁、P₂；

②在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P₁的像被P₂的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P₃和P₄，使P₃挡住P₁和P₂的像，P₄挡住P₃和P₁、P₂的像；

③用铅笔环绕玻璃砖画出边界aa′和bb′；

④取下玻璃砖、大头针，在白纸上描出光线的径迹，量出入射角i和折射角r的值，计算出折射率；

⑤改变入射角，重复上述过程，求出多组折射率并取其平均值．

(1)以上步骤中有错误或不妥之处的是________(填步骤前序号)；

(2)为了减小实验误差，实验时应注意的是________．

A．入射角应尽量小些

B．玻璃砖的宽度宜小一些

C．大头针应垂直的插在纸面上

D．大头针P₁、P₂及P₃、P₄之间的距离应适当大些

(3)该同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测得折射率________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．

(4)若该同学没有量角器，在完成光路图后，以O点为圆心画圆，分别交线段OA于A点，交OO′连线延长线于B点，如图乙所示，请利用毫米刻度尺测量相关距离，并计算得出玻璃的折射率n＝__________(结果保留两位有效数字)．

12.(8分)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R＝15 Ω的灯泡相连．浮桶下部有内、外两密封圈构成，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数为N＝400的线圈所在辐射磁场的磁感应强度B＝0.2 T，线圈直径D＝0.4 m，电阻r＝1 Ω.取重力加速度g＝10 m/s²，π²＝10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v＝0.4πcos 2πt(m/s)．求：

(1)波浪发电产生的电流瞬时表达式；

(2)通过灯泡电流的有效值和灯泡的功率．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13、(8分)如图所示为半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，O为该横截面的圆心．与横截面在同一平面内的光线PQ沿着与AB成30°角的方向射入玻璃砖，入射点Q到圆心O的距离为R，光线恰好从弧AB的中点E射出，已知光在真空中的传播速度为c.

(1)求玻璃砖的折射率及光线从Q点传播到E点所用的时间；

(2)现使光线PQ向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出(不考虑经半圆柱内表面反射后射出的光)．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14、(14分)如图所示，为某小型发电站的远距离输电示意图，已知发电机线圈匝数N＝100匝、面积S＝0.36 m²、电阻r＝1 Ω.该线圈在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，绕垂直磁场的OO′轴匀速转动．已知输电线的总电阻R＝4 Ω，升压变压器原、副线圈的匝数比n₁∶n₂＝1∶8，降低变压器原、副线圈的匝数比n₃∶n₄＝10∶1.若用户区标有“220 V　20 W”的1 100只灯泡恰能同时正常发光(假设此时没有其他用电器工作，变压器均为理想变压器)．求：

(1)输电线的电流；

(2)发电机的输出功率；

(3)发电机线圈转动的角速度．

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15、(15分)波荡器是利用同步辐射产生电磁波的重要装置，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆．其装置简化模型如图所示，n 个互不重叠的圆形匀强磁场沿水平直线分布，半径均为 R，磁感应强度大小均相同，方向均垂直纸面，相邻磁场方向相反、间距相同，初始时磁感应强度为 B₀.一重力不计的带正电粒子，从靠近平行板电容器 P 板处由静止释放，P、Q 两极板间电压为 U，粒子经电场加速后平行于纸面从 A 点射入波荡器，射入时速度与水平直线的夹角为θ，θ在 0～30°范围内可调．

(1) 若粒子入射角θ＝0°，粒子恰好能从 O₁点正下方离开第一个磁场，求粒子的比荷 k；

(2) 若粒子入射角θ＝30°，调节 AO₁的距离 d、磁场的圆心间距 D 和磁感应强度的大小，可使粒子每次穿过水平线时速度与水平线的夹角均为 30°，最终通过同一水平线上的 F 点，A 点到 F 点的距离为 L＝2 nR，求 D 的大小和磁感应强度 B₁的大小；

(3) 在第(2)问的情况下，求粒子从 A 点运动到 F 点的时间．

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