精品解析：广西南宁市第二中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

南宁二中2023-2024学年度下学期高二期中考试 物理 （时间75分钟共100分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在毎个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，选对得4分；第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选锴或不选的得0分。） 1. 在物理学的发展过程中，许多科学家做出了杰出的贡献。头于物理学发展史，下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流间的相互作用规律 B. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了麦克斯韦的这个预言 D. 法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 2. 如图所示，将一根牙签搁在玻璃杯甲的杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中。下列说法中正确的是（　　） A. 波的衍射是该现象发生的主要原因 B. 玻璃杯甲共振是该现象发生的主要原因 C. 若换用两只不同的玻璃杯，也能发生这样的现象 D. 若在乙杯中注入一定量的水，也能发生这样的现象 3. 声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（　　） A. 不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B. 高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C. 不同频率声波在空气中相遇时频率均会发生改变 D. 相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 4. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为，外接一只阻值为的电阻，不计电路的其它电阻，则（　　） A. 电流表示数为0.31A B. 0.02s时线圈平面与磁场方向垂直 C. 线圈转动的角速度为 D. 在线圈转动一周过程中，线圈电流方向改变50次 5. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，螺线管的轴线垂直穿过圆环的圆心。在螺线管中通入如图乙所示的电流，且电流从螺线管端流入为正。以下说法正确的是（　　） A. 内圆环对桌面的压力大于圆环的重力 B. 内圆环面积有收缩的趋势 C. 时圆环中的感应电流为0 D. 从上往下看，内圆环中感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 6. 如图所示，在边长为的正三角形区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为的菱形单匝金属线框的底边与在同一直线上，菱形线框的。使线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。以边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与时间的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。已知滑动变阻器的总阻值小于，下列说法正确的是（　　） A. 若滑片P向上滑动，则消耗的功率变大 B. 若滑片P向上滑动，电压表的示数变大，电流表的示数变小 C. 若滑片P向下滑动，则R消耗的功率变小 D. 若滑片P向下滑动，则电压表的示数变化和电流表的示数变化的比值变小 8. 平衡位置位于坐标原点的波源沿轴方向做周期为的简谐运动，产生的简谐波沿轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是（　　） A. 由波源振动产生的简谐波与声波一样都是横波 B. 时刻质点正沿轴负向运动 C. 在时刻，质点偏离平衡位置的位移为，且沿轴正向运动 D. 从时刻开始，经过质点位于波峰 9. 如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，轨道上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（细线与导轨平行）经定滑轮与质量为M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。金属棒由静止释放到匀速运动前，电阻R产生的焦耳热总共为1.552J，金属棒与导轨接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，则下列说法正确的（　　） A. 金属棒ab匀速运动时的速度大小为0.6m/s B. 金属棒ab沿导轨运动过程中，电阻R上的最大电功率为0.36W C. 金属棒从开始运动到最大速度沿导轨运动的距离2m D. 从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，流过电阻R的总电荷量为2C 10. 如图所示，一根不计质量弹簧竖直悬吊一个质量为的铁块，在其下方吸附着一块质量为的磁铁。已知弹簧的劲度系数为，磁铁与铁块间的吸引力大小等于，不计磁铁与其它物体间的作用并忽略阻力。已知磁铁与铁块在弹簧的作用下，恰好能够一起沿竖直方向作简谐运动，那么（　　） A. 磁铁与铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量为 B. 弹簧弹性势能最大时，铁块加速度大小为 C. 磁铁与铁块运动到最高点时，弹簧弹力的大小等于 D. 磁铁与铁块作简谐运动的振福为 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中 （1）如图甲所示，当磁铁从线圈上方向下插入线图时，发现电流表指针偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须先弄清___________________和_________________。 （2）为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应选用多用电表的__________________挡（选填“欧姆”、“直流电流"、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流计进行测试。由实验可知，当电流从正接线柱流入电流计时，指针向右摆动。 （3）若线图绕向如图乙所示，实验中该同学将条形磁铁报朝下从线眝上方向下插入线圈，则在以上过程中，电流计的指针向__________________（选填“左”或“右”）摆动。 12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中 （1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材___________； A．长度为10cm左右的细绳    B．长度为100cm左右的细绳 C．直径为1.8cm的钢球   D．直径为1.8cm的木球   E．最小刻度为1mm的米尺  F．秒表、铁架台 （2）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图1所示，则摆球直径d=___________cm； （3）摆球摆动稳定后，当它到达 ___________（填“最低点”或“最高点”）时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3…），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如图2所示，其读数为 ___________s； （4）计算重力加速度测量值，如果测量值小于真实值，可能原因是 ___________； A．将摆球经过最低点的次数n计少了  B．计时开始时，秒表启动稍晚 C．将摆线长当成了摆长        D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长 （5）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，在把摆球悬挂好后。用米尺量出悬点到小球上端的绳长L；然后开始做之后的一系列的操作，并作出L-T2的图像，其他操作测量都无误，则作出的图线是图3中的___________（选填“1”、“2”或者“3”）。如果图线斜率都为k，截距如图中标注，则当地的重力加速度g=___________。 三、计算题（本题共3小题，共40分。） 13. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，发电机线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴’匀速转动。已知发电机线图的匝数为，面积为，线圈匀速转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度大小为。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。已知输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为。若用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号） （2）输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。 14. 粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在截面积较大的装有水的杯中，如图甲所示。把木筷向下缩慢按压（未碰到杯底）后放手，木筷就在水中上下振动，测得其振动周期。以木筷静止时其下端所在位置为原点，竖直向上为正方向建立一维坐标系。若水筷受到的阻力可忽略不计，从某时刻开始计时，其振动图像（偏离平衡位置的位移随时间变化的图像）如图乙所示。 （1）请证明木筷的振动为简谐运动； （2）写出木筷偏离平衡位置的位移随时间变化的关系式。（要求写出推理过程） 15. 如图所示，两根足够长且光滑的金属导轨由四分之一圆弧部分A1B1、A2B2与水平部分B1C1、B2C2构成，弧形部分半径为r、导体间距为L。导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。弹性导体棒a、b的长度也为L，质量均为，电阻均为，最初导体棒垂直于导轨静止在水平导轨中某位置，现将导体棒a垂直于导轨从圆弧顶端A1A2处由静止释放。整个运动过程中导体棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。 （1）求导体棒a刚滑入水平导轨时，导体棒b的加速度大小； （2）若导体棒不会发生碰撞，求两棒运动全过程通过回路的电荷量，及导体棒a产生的焦耳热； （3）若初始时导体棒b距B1B2为，已知B＝1T，L＝0.5m，R＝1Ω，r＝5cm，m＝1kg，重力加速度g取10m/s2，求最后a棒速度稳定时两导体棒间距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南宁二中2023-2024学年度下学期高二期中考试 物理 （时间75分钟共100分） 一、选择题（本题共10小题，共46分。在毎个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，选对得4分；第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选锴或不选的得0分。） 1. 在物理学的发展过程中，许多科学家做出了杰出的贡献。头于物理学发展史，下列说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流间的相互作用规律 B. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了麦克斯韦的这个预言 D. 法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，安培发现了电流间的相互作用规律，故A错误； B．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了光是一种电磁波，故C正确； D．法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线图中，不会出现感应电流，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，将一根牙签搁在玻璃杯甲杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中。下列说法中正确的是（　　） A. 波的衍射是该现象发生的主要原因 B. 玻璃杯甲共振是该现象发生的主要原因 C. 若换用两只不同的玻璃杯，也能发生这样的现象 D. 若在乙杯中注入一定量的水，也能发生这样的现象 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将一根牙签搁在玻璃杯甲的杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中，是因为两只杯子的固有频率相同产生了共振，故B正确，A错误； CD．换用两只不同的玻璃杯或在乙杯中注入一定量的水，两只杯子的固有频率不同，则不会发生共振现象，不能发生题干中的现象，故CD错误。 故选B。 3. 声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是（　　） A. 不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B. 高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C. 不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变 D. 相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．不同频率的声波在空气中相遇时也能叠加，只是不能产生干涉，故A错误； B．高频声波和低频声波相遇时因频率不同，不能发生干涉现象，故B错误； C．不同频率的声波在空气中相遇时频率不会发生改变，故C错误； D．相同条件下，低频声波比高频声波波长较大，更容易发生衍射现象，故D正确。 故选D。 4. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为，外接一只阻值为的电阻，不计电路的其它电阻，则（　　） A. 电流表的示数为0.31A B. 0.02s时线圈平面与磁场方向垂直 C. 线圈转动的角速度为 D. 在线圈转动一周过程中，线圈电流方向改变50次 【答案】B 【解析】 【详解】A．电动势的有效值为 电流表示数为干路电流，则有 故A错误； B．根据图乙可知，0.02s时刻，感应电动势的瞬时值为0，表明0.02s时刻，线圈处于中性面，此时线圈平面与磁场方向垂直，故B正确； C．线圈转动的角速度为 故C错误； D．线圈每经过中性面一次，电流改变一次，可知，在线圈转动一周过程中，线圈电流方向改变2次，故D错误。 故选B 5. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，螺线管的轴线垂直穿过圆环的圆心。在螺线管中通入如图乙所示的电流，且电流从螺线管端流入为正。以下说法正确的是（　　） A. 内圆环对桌面的压力大于圆环的重力 B. 内圆环面积有收缩的趋势 C. 时圆环中的感应电流为0 D. 从上往下看，内圆环中感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙知，0～1s内螺线管中正向电流增大，产生竖直向上的磁场增大，螺旋管下端为S极，根据楞次定律，在金属圆环中感应电流将产生竖直向下的磁场，把圆环等效看成小磁针，则小圆环上端为S极，根据同名磁极相互排斥，可知螺线管对圆环的磁场力向下，则圆环对桌面的压力大于圆环的重力，故A正确； B．由图乙知，1~2s内螺线管中的正向电流减小，则使得穿过圆环的磁通量也减小，根据楞次定律－“增缩减扩”可知，圆环面积有扩张的趋势，故B错误； C．在t=2s时，虽然螺线管中的电流为零，穿过圆环的磁通量为零，但穿过圆环中的磁通量的变化率不为零，根据法拉第电磁感应定律可知，在闭合圆环中产生的感应电流不为零，故C错误； D．0～1s螺线管中电流增大，产生竖直向上的磁场增大，金属环中磁通量增大，根据楞次定律－“增反减同”可知，从上往下看，0～ls内圆环中的感应电流沿顺时针方向；1s～2s线圈中电流减小，产生竖直向上的磁场减弱，金属环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下看，1～2s内圆环中的感应电流沿逆时针方向，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，在边长为的正三角形区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为的菱形单匝金属线框的底边与在同一直线上，菱形线框的。使线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。以边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与时间的关系图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框进入磁场时，根据楞次定律可以判断出感应电流的方向为顺时针，所以感应电流为正值，由于边与边平行，所以边进入磁场后线框切割磁感线的有效长度一直为 根据 可知，有效切割长度不变，电流都不变。 线框全部进入磁场后，由几何关系可知，a点即将从AC边穿出，在穿出磁场过程中根据楞次定律，可判断出感应电流方向为逆时针，所以电流为负值。 线框在穿出磁场的过程中有效切割长度从0开始增大到后又逐渐减小到0， 根据 可知，电流先增大后减小。 故选B。 7. 如图所示，理想变压器原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。已知滑动变阻器的总阻值小于，下列说法正确的是（　　） A. 若滑片P向上滑动，则消耗的功率变大 B. 若滑片P向上滑动，电压表的示数变大，电流表的示数变小 C. 若滑片P向下滑动，则R消耗的功率变小 D. 若滑片P向下滑动，则电压表的示数变化和电流表的示数变化的比值变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．若滑片P向上滑动，接入副线圈回路中的电阻增大，则副线圈回路中的电流减小，因此定值电阻消耗的功率 减小，故A错误； B．根据原副线圈两端电压与匝数的关系 可知滑片P是否滑动，并不影响原副线圈两端的电压，因此电压表的示数不变，而滑片P向上滑动，副线圈所在回路中的电阻增大，则副线圈回路中的电流减小，根据原副线圈中电流与匝数的关系 可知，原线圈中的电流也减小，则电流表的示数变小，因此可知，若滑片P向上滑动，电压表的示数不变，电流表的示数变小，故B错误； C．若滑片P向下滑动，则接入副线圈回路中的电阻减小，从而使副线圈所在回路中的电流增大，原线圈所在回路中的电流增大，则根据原副线圈输入与输出功率之间的关系有 其中 则有 运用数学方法，上式可变为 显然当 时，滑动变阻器功率有最大值，即当时滑动变阻器功率有最大值，而根据题意，滑动变阻器的总阻值小于，即滑动变阻器阻值越接近功率越大，相反，原理功率越小，因此，当滑片P向下滑动，R消耗的功率变小，故C正确； D．若滑片P向下滑动，电压表的示数变化和电流表的示数变化的比值为零，故D错误。 故选C。 8. 平衡位置位于坐标原点的波源沿轴方向做周期为的简谐运动，产生的简谐波沿轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是（　　） A. 由波源振动产生的简谐波与声波一样都是横波 B. 时刻质点正沿轴负向运动 C. 在时刻，质点偏离平衡位置的位移为，且沿轴正向运动 D. 从时刻开始，经过质点位于波峰 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．简谐波的振动方向和传播方向垂直，表示此波为横波，而声波是纵波，故A错误； B．根据“同侧法”可知， 时刻质点P正在向下振动，故B正确； C．简谐波的圆频率为 轴负半轴的波向左传播，时刻质点P在平衡位置向下振动，则质点P的振动方程为 质点偏离平衡位置的位移为 即质点的位移为正，则经过沿轴正向运动，故C正确； D．简谐波的波速为 从时刻开始，质点Q经过时间 达到波峰位置，故D正确。 故选BCD。 9. 如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，底部接有一阻值R=2Ω的定值电阻，轨道上端开口，间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.2kg的金属棒ab置于导轨上，通过细线（细线与导轨平行）经定滑轮与质量为M=0.2kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω，导轨电阻不计。金属棒由静止释放到匀速运动前，电阻R产生的焦耳热总共为1.552J，金属棒与导轨接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，则下列说法正确的（　　） A. 金属棒ab匀速运动时的速度大小为0.6m/s B. 金属棒ab沿导轨运动过程中，电阻R上的最大电功率为0.36W C. 金属棒从开始运动到最大速度沿导轨运动的距离2m D. 从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，流过电阻R的总电荷量为2C 【答案】AD 【解析】 【详解】A．金属棒ab匀速运动时，感应电流为 金属棒处于平衡状态，对金属棒与小物块整体进行分析有 解得 故A正确； B．金属棒ab匀速运动时速度最大，此时电阻上的电功率也最大，则有 结合上述解得 故B错误； C．金属棒从开始运动到最大速度过程，根据动能定理有 根据电热分配有 解得 故C错误； D．从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，感应电动势的平均值 感应电流的平均值 解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊一个质量为的铁块，在其下方吸附着一块质量为的磁铁。已知弹簧的劲度系数为，磁铁与铁块间的吸引力大小等于，不计磁铁与其它物体间的作用并忽略阻力。已知磁铁与铁块在弹簧的作用下，恰好能够一起沿竖直方向作简谐运动，那么（　　） A. 磁铁与铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量为 B. 弹簧弹性势能最大时，铁块加速度大小为 C. 磁铁与铁块运动到最高点时，弹簧弹力的大小等于 D. 磁铁与铁块作简谐运动的振福为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．它处于平衡位置时 即弹簧的伸长量为 选项A正确； B．弹簧运动到最低点时，弹性势能最大，形变量最大，磁铁和铁块间达到最大吸引力3mg，对磁铁由牛顿第二定律可得 3mg-mg=mam 联立解得铁块加速度的最大值为 am=2g 故B错误； C．由对称性可知，磁铁和铁块运动到最高点时，整体的加速度向下为2g，则对整体 (M+m)g+F弹=(M+m)am 解得 F弹=(M+m)g 选项C正确； D．弹簧运动到最低点时，弹性势能最大，形变量最大，对整体由牛顿第二定律可得 kxm-(M+m)g=(M+m)am 即 kxm=3(M+m)g 该弹簧振子的振幅为 故D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中 （1）如图甲所示，当磁铁从线圈上方向下插入线图时，发现电流表指针偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须先弄清___________________和_________________。 （2）为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应选用多用电表的__________________挡（选填“欧姆”、“直流电流"、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）对灵敏电流计进行测试。由实验可知，当电流从正接线柱流入电流计时，指针向右摆动。 （3）若线图绕向如图乙所示，实验中该同学将条形磁铁报朝下从线眝上方向下插入线圈，则在以上过程中，电流计的指针向__________________（选填“左”或“右”）摆动。 【答案】（1） ①. 电流表指针摆动方向与电流方向间的关系 ②. 线圈的绕向 （2）欧姆 （3）右 【解析】 【小问1详解】 [1][2]电流表没有电流通过时，指针指向中央，要探究线圈中电流的方向，必须先知道电流从正(负)接线柱流入时，指针的摆动方向以及线圈的绕向。 【小问2详解】 多用电表作为欧姆表使用时，内部有电源，故应该选择欧姆挡。 【小问3详解】 将条形磁铁N极朝下从线圈上方向下插入线圈过程中，线圈中磁场方向向下，且磁通量增加，根据楞次定律判断出电流为逆时针方向(俯视)，即从正接线柱流入电流计，指针向右摆动。 12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中 （1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材___________； A．长度为10cm左右的细绳    B．长度为100cm左右的细绳 C．直径为1.8cm钢球   D．直径为1.8cm的木球   E．最小刻度为1mm的米尺  F．秒表、铁架台 （2）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图1所示，则摆球直径d=___________cm； （3）摆球摆动稳定后，当它到达 ___________（填“最低点”或“最高点”）时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n（n=1、2、3…），当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如图2所示，其读数为 ___________s； （4）计算重力加速度测量值，如果测量值小于真实值，可能原因是 ___________； A．将摆球经过最低点的次数n计少了  B．计时开始时，秒表启动稍晚 C．将摆线长当成了摆长        D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长 （5）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，在把摆球悬挂好后。用米尺量出悬点到小球上端的绳长L；然后开始做之后的一系列的操作，并作出L-T2的图像，其他操作测量都无误，则作出的图线是图3中的___________（选填“1”、“2”或者“3”）。如果图线斜率都为k，截距如图中标注，则当地的重力加速度g=___________。 【答案】 ①. BCEF ②. 1.84 ③. 最低点 ④. 67.4 ⑤. AC##CA ⑥. 3 ⑦. 【解析】 【详解】（1）[1]AB．摆线的长度大致1m左右，A错误，B正确； CD．摆球应选择质量较大的金属球，D错误，C正确； EF．刻度尺用来测量摆长，秒表用来测量周期，铁架台是必不可少的，EF正确。 故选BCEF。 （2）[2]摆球直径 （3）[3]测量周期时要从平衡位置开始计时，即摆球摆动稳定后，当它到达最低时启动秒表开始计时。 [4]秒表小圈读数为60s，大圈读数为7.4s，总时间为67.4s。 （4）[5]由单摆周期公式 重力加速度 A．少计了摆球经过最低点的次数，则周期测量值偏大，则重力加速度测量值偏小，A正确； B．开始计时，启动秒表滞后，则周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大，B错误； C．将摆线长当成了摆长，所测摆长偏小，所测重力加速度g偏小，C正确； D．测量摆线长和球的直径之和作为摆长，则摆长测量值偏大，则重力加速度测量值偏大，D错误。 故选AC。 （5）[6]设小球的半径为r，则单摆摆长 由单摆周期公式 得 g与r都是常数，则L-T2图线是一条倾斜额直线，纵轴截距 故图乙中的图线3是正确的 [7]图像的斜率 解得重力加速度 三、计算题（本题共3小题，共40分。） 13. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，发电机线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴’匀速转动。已知发电机线图的匝数为，面积为，线圈匀速转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度大小为。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。已知输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为。若用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号） （2）输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。 【答案】（1）；（2）160W；（3）280V 【解析】 【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值 （2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则 根据理想变压器的变流规律有 得 输电线路上损耗的电功率 （3）根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 根据理想变压器的变压规律有 得 14. 粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在截面积较大的装有水的杯中，如图甲所示。把木筷向下缩慢按压（未碰到杯底）后放手，木筷就在水中上下振动，测得其振动周期。以木筷静止时其下端所在位置为原点，竖直向上为正方向建立一维坐标系。若水筷受到的阻力可忽略不计，从某时刻开始计时，其振动图像（偏离平衡位置的位移随时间变化的图像）如图乙所示。 （1）请证明木筷的振动为简谐运动； （2）写出木筷偏离平衡位置的位移随时间变化的关系式。（要求写出推理过程） 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示 取向下为正方向，将木筷往下按之前，有 按下后 木筷做简谐运动的回复力为 令，则 所以木筷在水中的运动为简谐运动。 （2）在时刻，初相满足 结合时刻玻璃管振动的方向向下，可知 ，，， 则玻璃管的位移满足函数关系式为 15. 如图所示，两根足够长且光滑的金属导轨由四分之一圆弧部分A1B1、A2B2与水平部分B1C1、B2C2构成，弧形部分半径为r、导体间距为L。导轨的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。弹性导体棒a、b的长度也为L，质量均为，电阻均为，最初导体棒垂直于导轨静止在水平导轨中某位置，现将导体棒a垂直于导轨从圆弧顶端A1A2处由静止释放。整个运动过程中导体棒与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。 （1）求导体棒a刚滑入水平导轨时，导体棒b的加速度大小； （2）若导体棒不会发生碰撞，求两棒运动全过程通过回路的电荷量，及导体棒a产生的焦耳热； （3）若初始时导体棒b距B1B2为，已知B＝1T，L＝0.5m，R＝1Ω，r＝5cm，m＝1kg，重力加速度g取10m/s2，求最后a棒速度稳定时两导体棒间的距离。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒a由静止运动到B1B2时，由动能定理有 对导体棒b，有 解得 （2）在水平轨道上a、b棒系统动量守恒，有 对b棒，有 即 BLq＝mv 解得 由能量守恒定律有 解得 （3）对a棒，由动量定理有 其中 可得 若Δx＝3m，可得 可得 对b棒，由动量定理有 可得 a、b棒发生弹性碰撞，有 解得 a、b棒交换速度，随后运动过程中系统动量守恒，直到共速，对a、b棒，由动量守恒定律有 对b棒，由动量定理有 又 解得 Δx′＝1m 即最终两棒相距1m。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$