精品解析:黑龙江省伊春市铁力市第一中学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷
2024-09-12
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内容正文:
2022级高二学年下学期期中考试试题
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B答笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修第一册第二、三章,选择性必修第二册第二、三章。
一、选择题(本题共10小题。共46分。在每小题给出的四个选项中。第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分。选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列关于波的说法,正确的是( )
A. 在干涉图样中,振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
B. 当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低
C. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
【答案】B
【解析】
【详解】A.在干涉图样中,振动加强区域的质点,其振幅最大,但位移不是始终保持最大;同理振动减弱区域的点,其振幅最小,但其位移不是始终保持最小;所以振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移,A错误;
B.由多普勒效应,当波源远离接收者时,接收者接受到的波的频率比波源频率低,B正确;
C.两列频率相同的波叠加时会出现稳定的干涉图样,两列频率不同的波叠加时不能形成稳定的干涉图样,C错误;
D.波发生明显衍射的条件是:障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多;但如果障碍物或孔的尺寸比波长大,就不能发生明显的衍射现象,D错误。
故选B。
2. 如图所示,电源的电动势为E,内阻可忽略。A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈且直流电阻不计.关于这个电路的以下说法正确的是( )
A. 开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A灯立刻亮,然后熄灭
B. 开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮
C. 开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过A灯
D. 开关由闭合到断开瞬间,A、B灯均逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于电源的电动势为E,内阻可忽略,开关闭合瞬间,灯泡A两端电压不变为E,故A灯立刻亮,且亮度不变,A错误;
B.开关闭合瞬间,自感线圈的阻碍作用很大,流过B灯的电流为零,随着电路中的电流趋于稳定,自感线圈对电流的阻碍作用越来越小,通过B灯的电流随之越来越大,其亮度逐渐变亮,当线圈对电流的电感阻碍作用消失时,灯泡亮度稳定,故B灯逐渐变亮,最后亮度稳定,B错误;
CD.在开关断开瞬间,线圈产生自感电动势提供瞬间电压给两灯泡供电,使通过B灯泡的电流从原来大小逐渐减小至0,因为开关闭合电路稳定时,A、B灯泡电流相等,因此断开后,两只灯电流大小相等且逐渐减小,故两只灯一同慢慢熄灭。断开开关,线圈是电源,因此流过B灯的电流自右向左,C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示的匀强磁场沿水平方向,矩形线框与磁场的夹角为,边与磁场垂直,已知磁感应强度大小为,,,线框的匝数为,线框的总电阻为。现使线框由图示位置绕边以恒定的角速度沿逆时针方向转动。则线框中产生的感应电流的瞬时值的表达式为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】线框中产生的感应电动势的最大值
感应电流的最大值
则线框中产生的感应电流的瞬时值的表达式为
故选A。
4. 如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子。转动摇把时。曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让弹簧振子自由振动,测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把的转速为240r/min,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的振幅与转速无关
B. 弹簧振子稳定振动时的频率是4Hz
C. 当转动摇把的转速增大时,弹簧振子的振幅增大
D. 当摇把转动的频率减小到接近2Hz时,弹簧振子的振幅减小
【答案】B
【解析】
【详解】AD.由题意可知,弹簧振子的固有频率为
驱动频率越接近固有频率,弹簧振子的振幅越大,故AD错误;
B.摇把匀速转动时的频率
当弹簧振子稳定振动时,它的振动频率与驱动力的频率相等,即弹簧振子稳定振动时的频率是4Hz,故B正确;
C.当转动摇把的转速增大时,弹簧振子的频率变大,远离固有频率,则弹簧振子的振幅减小,故C错误。
故选B。
5. 如图甲所示,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=10 cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=9Ω,磁感应强度B的B-t图像如图乙所示(以向右为正方向),则( )
A. 感应电动势为0.6 V
B. 感应电流为0.06 A
C. 电阻两端的电压为6 V
D. 0~1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律
A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律得感应电流为
B错误;
C.根据欧姆定律得电阻R两端的电压为
C错误;
D.根据楞次定律得0~1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点,D正确。
故选D。
6. 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波。如图所示是某一噪声信号传到耳膜的振动图像,声音在空气中的传播速度为340m/s。要想取得最好的降噪效果,关于抵消声波,下列说法错误的是( )
A. 抵消声波的振幅为A B. 抵消声波的频率为50Hz
C. 抵消声波的波长为6.8m D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动相位相同
【答案】D
【解析】
【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件,抵消声波与噪声的振幅、频率相同,相位相反,叠加后才能相互抵消来实现降噪的。
A.抵消声波与噪声的振幅相同,也为A,故A正确,不满足题意要求;
B.抵消声波与噪声的频率相同,由图可知
故B正确,不满足题意要求;
C.抵消声波与噪声的波速、频率相同,则波长也相同,为
故C正确,不满足题意要求;
D.抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动相位相反,故D错误,满足题意要求。
故选D。
7. 如图所示,水平面上放置光滑竖直圆弧轨道abc,b点为轨道最低点,弧abc对应的圆心角很小,第一次将小球放置在a点无初速度释放,小球到达最低点b所用时间为;然后在ab两点搭建光滑斜面,第二次将小球放置在a点无初速度释放,小球沿斜面到达最低点b所用时间为,小球可视为质点,则为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设圆弧轨道半径为R,小球在圆弧轨道运动等效成单摆振动,由于摆角很小,单摆周期
小球从a点到b点时间
ab两点搭建斜面,设斜面倾角为,即弦切角为,根据牛顿第二定律可得小球加速度
如图所示
由几何关系得弦
小球由a点到b点时间,有
解得
则有
故选B。
8. 如图所示,将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx,释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm,振子由 A到B 运动时间为0.1s,则下列说法正确的是( )
A. 振子的振幅为10 cm,周期为0.2s
B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg
C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx
D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm
【答案】AC
【解析】
【详解】A.振子在A、B间振动,已知
AB=20cm
则振幅为
A=10cm
故A正确;
BC.根据
F=-kx
可知振子在A、B两处受到的回复力大小都为kΔx,故B错误,C正确;
D.振子完成一次全振动经过的路程为
4A=40cm
故D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图甲中为NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 图乙交变电压u的表达式
B. 处温度升高时,电压表示数不变,电流表示数变大
C. 原、副线圈中交变电流的变化频率之比为4∶1
D. 处温度升高时,变压器原线圈的输入功率变大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由题图乙可知交变电压的最大值,周期,角速度
则可得交变电压的表达式
故A正确;
BD.处温度升高时,其阻值减小,副线圈中电流变大,电流表的示数变大,原线圈中电流变大,电压表的示数不变,故变压器输入功率变大,故BD正确;
C.原、副线圈电流的频率相同,故C错误。
故选ABD。
10. 如图所示,虚线MN右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场,质量、电阻、边长的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小的初速度向右运动并进入匀强磁场。已知线框的右边框与匀强磁场的边界MN平行,线框的左边框刚进入匀强磁场时的速度大小为,关于金属线框进入匀强磁场的过程,下列说法正确的是( )
A. 金属线框中有顺时针方向的感应电流 B. 金属线框的加速度大小保持不变
C. 金属线框中产生的焦耳热为0.2J D. 通过金属线框某横截面的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属线框进入匀强磁场过程中,穿过金属线框的磁通量向里增加,由楞次定律可知,金属线框中有逆时针方向的感应电流,故A错误;
B.金属线框进入匀强磁场过程中,由左手定则可知,安培力方向水平向左,故金属线框做减速运动,安培力大小为
由牛顿第二定律有
可知金属线框的加速度逐渐减小,故B错误;
C.根据能量守恒有
故C错误;
D.金属线框进入匀强磁场过程,取水平向右为正方向,根据动量定理有
其中
联立解得
则通过金属线框某横截面的电荷量为
故D正确。
故选D。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学做《用单摆测定重力加速度》实验的装置如图甲所示,请回答下面的问题:
(1)在实验中,为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是____________。(填正确答案标号)
A.为了便于测量周期,可适当缩短摆线,从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线,密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时,摆线应接好摆球,使摆球处于自然下垂状态,摆长是摆线长度和小球半径之和
D.测量周期时,当单摆经过平衡位置时开始计时,测量经过30~50次全振动的总时间算出周期
(2)如图乙所示,用游标卡尺测得小钢球的直径____________。
(3)除了已测摆球直径,还已知细线长,完成35次全振动的时间是,由这些数据计算得出重力加速度大小____________。(取3.14,结果保留三位有效数字)
【答案】 ①. BCD ②. 20.2 ③. 9.86
【解析】
【详解】(1)[1]A.由
可得
适当加长摆线,可增加单摆的周期,便于测量周期,从而减小测量周期的相对误差,故A错误;
B.为减小实验误差,组装单摆须选用轻且不易伸长的细线,为减小空气阻力对实验的影响,组装单摆需选用密度大而直径较小的摆球,故B正确;
C.测摆长时,摆线应接好摆球,使摆球处于自然下垂状态,否则,摆长的测量不准确,摆长是摆线长度和小球半径之和,故C正确;
D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过30~50次全振动后停止计时,求出平均周期,故D正确。
故选BCD。
(2)[2]用游标卡尺测得小钢球的直径
。
(3)[3]由单摆的周期公式
有
。
12. 某实验小组的同学在探究变压器原、副线圈的电压与匝数关系中。
(1)下列所给的实验器材中,没有必要的是______。
A. 2.0V的蓄电池 B. 直流电压表
C. 低压交流电源 D. 多用电表
E. 变压器和导线若干
(2)下列操作正确的是______。
A. 用电表测电压时,先用小量程粗测,再选用适当的量程
B. 在研究电压与原线圈匝数的关系时,应保证副线圈的匝数不变
C. 为了安全,应保证副线圈的匝数大于原线圈的匝数
(3)某次实验时,变压器原线圈两端所接电压为22V,副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时,读数如图所示,则副线圈的输出电压为______V;则原、副线圈的匝数比可能为______。
A. B. C. D.
【答案】(1)AB (2)B
(3) ①. 8.8 ②. A
【解析】
【小问1详解】
本实验必须用低压交流电源,C必须;需要用多用电表测量交流电压,D必须;本实验还需要变压器和导线,E必须;综上所述,没有必要的是A、B;
【小问2详解】
A.为了电表的安全,使用交流电压挡测电压时,应先用最大量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故A错误;
B.要研究原线圈匝数对副线圈电压的影响,应该保持原线圈的电压不变.副线圈匝数不变,改变原线圈的匝数,进而测得副线圈电压.找出相应关系,故B正确;
C.为确保实验安全.应该降低输出电压,实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数,故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1] 由图可知该多用电表的读数为8.8V,即副线圈的输出电压为8.8V;
[2] 若变压器为理想变压器,则原、副线圈的匝数比为
考虑到变压器有电能的损失,则变压器原副线圈的匝数比小于。
故选A。
三、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为,升压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器副线圈两端交变电压,降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,求:
(1)输电线上损失的功率;
(2)发电机输出电压的有效值。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)降压变压器的原、副线圈电压分别为得
由
得
(2)升压变压器原、副线圈电压为
由
得
14. 如图所示,以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子,波源S1和S2分别置于x=m和x=6m处,同时产生两列简谐横波甲和乙,分别沿x轴正方向和x轴负方向传播,t=0时刻,x=m和x=2m处的质点刚好开始振动,某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O,若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm,求:
(1)甲、乙两波的频率之比;
(2)乙波在右侧绳子中的传播速度大小;
(3)从t=0到t=7s,原点处的质点O经过的路程。
【答案】(1);(2)2m/s;(3)48cm
【解析】
【详解】(l)两列波同时传到O点,由,得出
根据题图可知
又
联立可得
(2)由题可得质点P向上运动,因此质点运动的路程3cm为先向上运动到波峰1cm在回到平衡位置走了2cm,因此可知P点当前的位移为1cm,则有
结合P点向上运动有,因此
可得
根据题图可知=4m,则乙波在右侧绳子中的传播速度大小为
=2m/s
(3)由上述分析可得=1m/s,则经过1s后两列波均刚好到达O点,且两列波在О点叠加后振动最强,故О点做振幅为4cm的振动,周期不变,从t=0到t=7s,原点处的质点O经过的路程为
s=3T=12A=48cm
15. 如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨倾斜地固定在绝缘水平面上,倾角为,两导轨之间的距离为,水平虚线1、2间的距离为,水平虚线1、2间以及水平虚线2、3间分别存在垂直导轨平面向上和垂直导轨平面向下的匀强磁场,且磁感应强度大小均为,两粗细相同的导体棒由同种材料制成,导体棒MN的长度为l,导体棒PQ的长度为2l,导体棒MN垂直导轨置于虚线2、3间,导体棒PQ由虚线1上方处垂直导轨静止释放,同时在导体棒MN上施加一平行导轨平面的外力F,导体棒MN始终保持静止。导体棒PQ刚越过虚线1时外力F刚好为零,且导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动,导体棒MN的电阻值为,重力加速度g取,金属导轨电阻不计。求:
(1)导体棒MN的质量m和导体棒PQ匀速时外力F的大小;
(2)导体棒PQ从释放到虚线2的过程,导体棒MN上产生的热量;
(3)导体棒PQ从释放到虚线2的过程,流过导体棒MN的电荷量。
【答案】(1)0.8kg,4N
(2)8.8J (3)3.5C
【解析】
【小问1详解】
设导体棒的质量为,则导体棒的质量为,导体棒从释放到虚线1的过程沿导轨向下做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得
解得
导体棒刚到达虚线1处的速度为
导体棒产生的感应电动势为
导体棒接入电路的电阻为,流过导体棒的电流为
由右手定则和左手定则可知导体棒所受安培力沿导轨向上,安培力大小为
导体棒静止,则由力的平衡条件得
解得
又由题意导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动,设导体棒PQ匀速的速度为,对导体棒PQ由力的平衡条件得
解得
此时导体棒所受的安培力沿导轨向上,大小为
对导体棒由力的平衡条件得
解得
【小问2详解】
导体棒从释放到虚线2的过程,由能量守恒定律得
解得
则导体棒上产生的热量为
【小问3详解】
导体棒由虚线1到虚线2的过程中,磁通量的变化量为
由法拉第电磁感应定律得
又
整理得
代人数据解得
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2022级高二学年下学期期中考试试题
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B答笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效。在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修第一册第二、三章,选择性必修第二册第二、三章。
一、选择题(本题共10小题。共46分。在每小题给出的四个选项中。第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得6分。选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列关于波的说法,正确的是( )
A. 在干涉图样中,振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
B. 当波源远离接收者时,观察者接收到的波的频率比波源频率低
C. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
2. 如图所示,电源的电动势为E,内阻可忽略。A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈且直流电阻不计.关于这个电路的以下说法正确的是( )
A. 开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A灯立刻亮,然后熄灭
B. 开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮
C. 开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过A灯
D. 开关由闭合到断开瞬间,A、B灯均逐渐熄灭
3. 如图所示的匀强磁场沿水平方向,矩形线框与磁场的夹角为,边与磁场垂直,已知磁感应强度大小为,,,线框的匝数为,线框的总电阻为。现使线框由图示位置绕边以恒定的角速度沿逆时针方向转动。则线框中产生的感应电流的瞬时值的表达式为( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子。转动摇把时。曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让弹簧振子自由振动,测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把的转速为240r/min,下列说法正确的是( )
A. 弹簧振子的振幅与转速无关
B. 弹簧振子稳定振动时的频率是4Hz
C. 当转动摇把的转速增大时,弹簧振子的振幅增大
D. 当摇把转动的频率减小到接近2Hz时,弹簧振子的振幅减小
5. 如图甲所示,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=10 cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=9Ω,磁感应强度B的B-t图像如图乙所示(以向右为正方向),则( )
A. 感应电动势为0.6 V
B. 感应电流为0.06 A
C. 电阻两端的电压为6 V
D. 0~1s内感应电流的方向为从C点通过R流向A点
6. 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波。如图所示是某一噪声信号传到耳膜的振动图像,声音在空气中的传播速度为340m/s。要想取得最好的降噪效果,关于抵消声波,下列说法错误的是( )
A. 抵消声波的振幅为A B. 抵消声波的频率为50Hz
C. 抵消声波的波长为6.8m D. 在耳膜中产生的振动与图中所示的振动相位相同
7. 如图所示,水平面上放置光滑竖直圆弧轨道abc,b点为轨道最低点,弧abc对应的圆心角很小,第一次将小球放置在a点无初速度释放,小球到达最低点b所用时间为;然后在ab两点搭建光滑斜面,第二次将小球放置在a点无初速度释放,小球沿斜面到达最低点b所用时间为,小球可视为质点,则为( )
A. 1 B. C. D.
8. 如图所示,将弹簧振子从平衡位置O拉下一段距离Δx,释放后振子在A、B间振动。设AB=20cm,振子由 A到B 运动时间为0.1s,则下列说法正确的是( )
A. 振子的振幅为10 cm,周期为0.2s
B. 振子在 A、B两处受到的回复力分别为kΔx+mg与kΔx-mg
C. 振子在A、B两处受到的回复力大小都是kΔx
D. 振子完成一次全振动通过的路程是 20cm
9. 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图甲中为NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),为定值电阻,下列说法正确的是( )
A. 图乙交变电压u的表达式
B. 处温度升高时,电压表示数不变,电流表示数变大
C. 原、副线圈中交变电流的变化频率之比为4∶1
D. 处温度升高时,变压器原线圈的输入功率变大
10. 如图所示,虚线MN右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场,质量、电阻、边长的正方形金属线框在光滑绝缘水平面上以大小的初速度向右运动并进入匀强磁场。已知线框的右边框与匀强磁场的边界MN平行,线框的左边框刚进入匀强磁场时的速度大小为,关于金属线框进入匀强磁场的过程,下列说法正确的是( )
A. 金属线框中有顺时针方向的感应电流 B. 金属线框的加速度大小保持不变
C. 金属线框中产生的焦耳热为0.2J D. 通过金属线框某横截面的电荷量为
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 某同学做《用单摆测定重力加速度》实验的装置如图甲所示,请回答下面的问题:
(1)在实验中,为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是____________。(填正确答案标号)
A.为了便于测量周期,可适当缩短摆线,从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线,密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时,摆线应接好摆球,使摆球处于自然下垂状态,摆长是摆线长度和小球半径之和
D.测量周期时,当单摆经过平衡位置时开始计时,测量经过30~50次全振动的总时间算出周期
(2)如图乙所示,用游标卡尺测得小钢球的直径____________。
(3)除了已测摆球直径,还已知细线长,完成35次全振动的时间是,由这些数据计算得出重力加速度大小____________。(取3.14,结果保留三位有效数字)
12. 某实验小组的同学在探究变压器原、副线圈的电压与匝数关系中。
(1)下列所给的实验器材中,没有必要的是______。
A. 2.0V的蓄电池 B. 直流电压表
C. 低压交流电源 D. 多用电表
E. 变压器和导线若干
(2)下列操作正确的是______。
A. 用电表测电压时,先用小量程粗测,再选用适当的量程
B. 在研究电压与原线圈匝数的关系时,应保证副线圈的匝数不变
C. 为了安全,应保证副线圈的匝数大于原线圈的匝数
(3)某次实验时,变压器原线圈两端所接电压为22V,副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时,读数如图所示,则副线圈的输出电压为______V;则原、副线圈的匝数比可能为______。
A. B. C. D.
三、计算题(本题共3小题,共计40分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为,升压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器的原、副线圈匝数之比为,降压变压器副线圈两端交变电压,降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,求:
(1)输电线上损失的功率;
(2)发电机输出电压的有效值。
14. 如图所示,以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子,波源S1和S2分别置于x=m和x=6m处,同时产生两列简谐横波甲和乙,分别沿x轴正方向和x轴负方向传播,t=0时刻,x=m和x=2m处的质点刚好开始振动,某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O,若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm,求:
(1)甲、乙两波的频率之比;
(2)乙波在右侧绳子中的传播速度大小;
(3)从t=0到t=7s,原点处的质点O经过的路程。
15. 如图所示,两根足够长光滑平行金属导轨倾斜地固定在绝缘水平面上,倾角为,两导轨之间的距离为,水平虚线1、2间的距离为,水平虚线1、2间以及水平虚线2、3间分别存在垂直导轨平面向上和垂直导轨平面向下的匀强磁场,且磁感应强度大小均为,两粗细相同的导体棒由同种材料制成,导体棒MN的长度为l,导体棒PQ的长度为2l,导体棒MN垂直导轨置于虚线2、3间,导体棒PQ由虚线1上方处垂直导轨静止释放,同时在导体棒MN上施加一平行导轨平面的外力F,导体棒MN始终保持静止。导体棒PQ刚越过虚线1时外力F刚好为零,且导体棒PQ到达虚线2前已做匀速直线运动,导体棒MN的电阻值为,重力加速度g取,金属导轨电阻不计。求:
(1)导体棒MN的质量m和导体棒PQ匀速时外力F的大小;
(2)导体棒PQ从释放到虚线2的过程,导体棒MN上产生的热量;
(3)导体棒PQ从释放到虚线2的过程,流过导体棒MN的电荷量。
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