精品解析：广东省清远市南阳中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题

2024-2025学年第二学期第1次月考高二级物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分。） 1. 如图所示，、、为一条弹性轻绳上的三点，且。时刻，波源开始起振，方向垂直于向上，振动规律为。此后，测得点开始振动的时刻为。下列说法正确的是（　 　） A. 波长为 B. 波传播速度为 C. 点开始振时方向向下 D. 时刻质点处平衡位置 2. 钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法正确的是（　　） A. 读数时应该让钳口保持张开 B. 通过钳型表的导线圈数加倍，所测得的电流将会减半 C. 钳型电流表的变压器是一个升压变压器 D. 可以用钳形电流表测量稳恒强电流 3. 如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式为，将线圈L与一定值电阻R相连，则（　　） A. 磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最小 B. 线圈L中感应电动势的有效值为44V C. 风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变一次 D. 若风叶的转速变大，则定值电阻R消耗的功率一定增大 4. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 5. 一列沿轴传播简谐横波，在时的波形如图甲，、是波上的两个质点，此时质点沿轴负方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 图乙可能为点的振动图像 C. 时，质点加速度方向向下 D. 该波的波速为 6. 图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 两线圈产生的电动势的有效值相等 B. 两线圈产生的交变电流频率相等 C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值 D. 两电阻消耗的电功率相等 7. 电磁感应式无线充电是目前手机无线充电较为常见的方式，无线充电器的送电线圈端连接电源，受电线圈与手机端相连，从而为手机充电，其原理可简化为如图所示，装置可等效为理想变压器，送电线圈与受电线圈匝数比为3∶1，下列说法正确的是（　　） A. 若送电线圈端连接恒定电流源可实现手机无线充电 B. 若送电线圈端所接电压为6V，受电线圈两端输出电压为18V C. 若送电线圈端所接交流电的频率为50Hz，受电线圈端输出的交流电频率为Hz D. 若送电线圈连接的正弦式交流电的表达式，受电线圈两端并联一电压表，电压表读数为10V 二、多选题（每题6分，漏选3分，共18分。） 8. 振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情境分析正确的是（ ） A. 图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B. 图乙在大山背面的人收听广播，波长越短的信号收听效果越好 C. 图丙某些动物会发出次声波，与人体内脏和身躯的固有频率接近，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适。 D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 9. “带操”是一项将运动与艺术完美结合的体育竞技项目，运动员通过舞棍带动彩带展示不同的形状，形成机械波。某时刻彩带的形状绘制成如图所示的波形图，波形图近似为正弦函数图像且波沿轴正向传播，取四个质点、、、、在轴，在波峰，与到轴距离相等，以下说法正确的是（　　） A. 正在向上振动且速度最大 B. 的加速度最大且方向向下 C 质点比先经过平衡位置 D. 运动员舞棍的频率越快，波的传播速度也越快 10. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展重要保证，如图为模拟远距离输电的部分测试电路，输入端接在的交流电源上，原、副线圈匝数之比。定值电阻和理想变压器相连，小灯泡和并联，。电压表和电流表均为理想交流电表，是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L电流的频率为100Hz B. 环境温度降低时，电流表A示数一定增大 C. 环境温度降低时，电压表V示数一定增大 D. 当时，电压表的读数为12V 三、实验题（每空2分，共20分。） 11. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的是______（填选项前字母）。 A. 保证摆动过程中摆长不变 B. 需要改变摆长时便于调节 C. 保证摆球在同一竖直平面内摆动 D. 可使周期测量得更加准确 （2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度，再用螺旋测微器测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径为______mm，单摆摆长为______m（该空结果保留六位有效数字）。 （3）下列振动图像真实地描述了该单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______（填字母代号）。（已知，） A. B. C. D. 12. （1）将一单摆a悬挂在力传感器的下面，让单摆小角度摆动，图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系，随后将这个单摆和其他两个单摆拴在同一张紧的水平绳上（c的摆长和a的摆长相等，b的摆长明显长于a的摆长），并让a先摆动起来。则单摆a的摆长为___________，单摆c的摆动周期___________（填“大于”“小于”或“等于”）单摆b的摆动周期。 现在用单摆a测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 （2）组装单摆时，应在下列器材中选用_____ A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为10cm左右的橡皮绳 C. 直径为1.5cm左右的塑料球 D. 直径为1.5cm左右的铁球 （3）下面测定单摆振动周期的方法正确的是_____。 A. 把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时 B. 以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则 C. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则 D. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次（全振动）经过摆球的最低位置时的时间t，则 （4）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应的周期T，再以T2为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图乙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=_____（用k表示）。 （5）甲同学正确完成实验操作后，整理器材时突然发现：实验中，他一直将摆线长度作为摆长l，利用T2-l图像能否消除摆长不准对实验结果的影响？_______ 四、解答题（3大题，共34分。） 13. 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一、有一条河流，水的流量为，落差，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为满足用电的需求，使用户获得的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取） （1）求输电线中的电流I； （2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果输送的电能供“220V，100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 14. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线按有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）线圈受到的磁场力随时间变化的关系式。 15. 图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以的转速绕轴匀速转动，求： （1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量； （3）外力对线圈做功的功率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第二学期第1次月考高二级物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分。） 1. 如图所示，、、为一条弹性轻绳上的三点，且。时刻，波源开始起振，方向垂直于向上，振动规律为。此后，测得点开始振动的时刻为。下列说法正确的是（　 　） A. 波长为 B. 波传播速度为 C. 点开始振时方向向下 D. 时刻质点处在平衡位置 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由于P点到N点的距离为2m，从P点传到N点的时间为2s，故该波的波速 根据振动方程可得其周期为 故波长为 A正确，B错误； C．点开始振动时方向与波源相同，故点开始振时方向向上，C错误； D．M点开始振动的时间 时刻质点振动的时间 结合振动方程可知，此时M点在最大位移处，而不平衡位置，D错误。 故选A。 2. 钳形电流表是一种用于测量高压输电线上电流大小的仪表。如图所示为钳形电流表的结构图和外形图，据图判断下列说法正确的是（　　） A. 读数时应该让钳口保持张开 B. 通过钳型表的导线圈数加倍，所测得的电流将会减半 C. 钳型电流表的变压器是一个升压变压器 D. 可以用钳形电流表测量稳恒强电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．若钳形部分铁芯没有完全闭合，载流导线中电流产生的磁场减弱，磁通量变化率减小，在内置线圈产生的感应电动势减小，感应电流减小，则测量出的电流将小于实际电流，故A错误； BC．钳形电流测量仪实质上是“降流”，根据 可知 由此可知，钳型电流表的变压器是一个升压变压器，若通过钳型表的导线圈数加倍，即n1加倍，因I1和n2不变，则所测得的电流I2将会加倍，故B错误，C正确； D．载流导线中的电流为周期性变化的电流，在铁芯中产生了周期性变化的磁场，所以不可以用钳形电流表测量稳恒强电流，故D错误。 故选C。 3. 如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式为，将线圈L与一定值电阻R相连，则（　　） A. 磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最小 B. 线圈L中感应电动势的有效值为44V C. 风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变一次 D. 若风叶的转速变大，则定值电阻R消耗的功率一定增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大，故A错误； B．线圈L中感应电动势的有效值为 故B错误； C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次，故C错误； D．电阻R上消耗的功率为 若风叶的转速变大，则感应电动势增大，电路电流增大，定值电阻R消耗的功率一定增大，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ） A. 原线圈两端电压的有效值为 B. 副线圈中电流的有效值为0.5A C. 原、副线圈匝数之比为1∶4 D. 原线圈的输入功率为12W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1 = PL = 3W 故D错误。 故选B。 5. 一列沿轴传播的简谐横波，在时的波形如图甲，、是波上的两个质点，此时质点沿轴负方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波沿轴负方向传播 B. 图乙可能为点的振动图像 C. 时，质点加速度方向向下 D. 该波的波速为 【答案】D 【解析】 【详解】A．此时质点沿轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿轴正方向传播，故A错误； B．由于该波沿轴正方向传播，可知时刻质点从平衡位置沿轴正方向运动，则图乙不可能为点的振动图像，故B错误； C．由图乙可知周期为，结合图甲可知，时，质点位于平衡位置，加速度为零，故C错误； D．由图甲可知波长为，则该波的波速为 故D正确。 故选D。 6. 图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（　　） A. 两线圈产生的电动势的有效值相等 B. 两线圈产生的交变电流频率相等 C. 两线圈产生的电动势同时达到最大值 D. 两电阻消耗的电功率相等 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误； B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确； C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。 故选B。 7. 电磁感应式无线充电是目前手机无线充电较为常见的方式，无线充电器的送电线圈端连接电源，受电线圈与手机端相连，从而为手机充电，其原理可简化为如图所示，装置可等效为理想变压器，送电线圈与受电线圈匝数比为3∶1，下列说法正确的是（　　） A. 若送电线圈端连接恒定电流源可实现手机无线充电 B. 若送电线圈端所接电压为6V，受电线圈两端输出电压为18V C. 若送电线圈端所接交流电的频率为50Hz，受电线圈端输出的交流电频率为Hz D. 若送电线圈连接的正弦式交流电的表达式，受电线圈两端并联一电压表，电压表读数为10V 【答案】D 【解析】 【详解】A．变压器的工作原理是互感，原线圈两端要连接变化的电流才可以工作，故A错误； B．原副线圈两端的电压之比等于匝数之比， 可知送电线圈两端电压为6V时，受电线圈两端输出电压应为2V，故B错误； C．变压器不改变原副线圈的频率，故C错误； D．电表读数为有效值，送电线圈两端电压有效值为V时，根据电压之比等于匝数之比，受电线圈两端的电压为10V，故电压表读数为10V，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，漏选3分，共18分。） 8. 振动和波存在于我们生活的方方面面，下列几幅图片描绘的情境分析正确的是（ ） A. 图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B. 图乙在大山背面的人收听广播，波长越短的信号收听效果越好 C. 图丙某些动物会发出次声波，与人体内脏和身躯的固有频率接近，可能引起头痛、恶心、呕吐、胸痛、心悸等身体不适。 D. 图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 【答案】AC 【解析】 【详解】A．据多普勒效应可知，甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率，B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率，则A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确； B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误； C．由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成伤害，故C正确； D．根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，故D错误。 故选AC。 9. “带操”是一项将运动与艺术完美结合的体育竞技项目，运动员通过舞棍带动彩带展示不同的形状，形成机械波。某时刻彩带的形状绘制成如图所示的波形图，波形图近似为正弦函数图像且波沿轴正向传播，取四个质点、、、、在轴，在波峰，与到轴距离相等，以下说法正确的是（　　） A. 正在向上振动且速度最大 B. 的加速度最大且方向向下 C. 质点比先经过平衡位置 D. 运动员舞棍的频率越快，波的传播速度也越快 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由题意可知传播方向沿x轴正方向，同侧法可知此时M的速度方向向上，由波形图可知此时M的位移为0，则加速度最小，速度最大时，故A正确； B．N点在波峰，位移最大，N点的回复力最大且向下，故此时N的加速度最大且方向也向下，故B正确； C．由波的传播方向，结合波形图，可知此时P、Q均正向着平衡位置运动，根据运动的对称性，可比较PQ回到平衡位置的时间相等，故C错误； D．介质的种类和温度决定波速，与波源振动频率无关，故D错误。 故选AB。 10. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离输电的部分测试电路，输入端接在的交流电源上，原、副线圈匝数之比。定值电阻和理想变压器相连，小灯泡和并联，。电压表和电流表均为理想交流电表，是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 流过灯泡L电流的频率为100Hz B. 环境温度降低时，电流表A示数一定增大 C. 环境温度降低时，电压表V示数一定增大 D. 当时，电压表的读数为12V 【答案】CD 【解析】 【详解】A.由知圆频率为 则流过灯泡L电流的频率为 故A错误； BC.根据理想变压器规律有， 设副线圈电路总电阻，则 联立解得 环境温度降低时，阻值变大，则变大，变小，变小，由知变大，变大，电压表V示数一定变大，故B错误，C正确； D.当时， 由知 由 解得 由 解得 即电压表的读数为12V，故D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共20分。） 11. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的是______（填选项前字母）。 A. 保证摆动过程中摆长不变 B. 需要改变摆长时便于调节 C. 保证摆球在同一竖直平面内摆动 D. 可使周期测量得更加准确 （2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度，再用螺旋测微器测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径为______mm，单摆摆长为______m（该空结果保留六位有效数字）。 （3）下列振动图像真实地描述了该单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______（填字母代号）。（已知，） A. B. C. D. 【答案】（1）AB （2） ①. 7.881##7.882##7.883##7.884 ②. 0.996058##0.996059##0.996060 （3）A 【解析】 【小问1详解】 在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长，故AB正确，故选AB。 【小问2详解】 [1]根据螺旋测微器读数规律 故填7.882； [2]根据题意，单摆摆长为 故填。 【小问3详解】 当摆角小于等于5°时，我们认为小球做简谐运动，所以振幅约为 当小球摆到最低点开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做30次全振动，求平均值，所以A合乎实验要求且误差最小。 故选A。 12. （1）将一单摆a悬挂在力传感器的下面，让单摆小角度摆动，图甲记录了力传感器示数F随时间t的变化关系，随后将这个单摆和其他两个单摆拴在同一张紧的水平绳上（c的摆长和a的摆长相等，b的摆长明显长于a的摆长），并让a先摆动起来。则单摆a的摆长为___________，单摆c的摆动周期___________（填“大于”“小于”或“等于”）单摆b的摆动周期。 现在用单摆a测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 （2）组装单摆时，应在下列器材中选用_____ A. 长度为1m左右的细线 B. 长度为10cm左右的橡皮绳 C. 直径为1.5cm左右的塑料球 D. 直径为1.5cm左右的铁球 （3）下面测定单摆振动周期的方法正确的是_____。 A. 把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动秒表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停秒表停止计时 B. 以单摆在最大位移处为计时基准位置，用秒表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则 C. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用秒表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则 D. 以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次（全振动）经过摆球的最低位置时的时间t，则 （4）为了提高实验精度，在实验中可改变摆长l并测出相应的周期T，再以T2为纵坐标、l为横坐标将所得数据连成直线，如图乙所示，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=_____（用k表示）。 （5）甲同学正确完成实验操作后，整理器材时突然发现：实验中，他一直将摆线长度作为摆长l，利用T2-l图像能否消除摆长不准对实验结果的影响？_______ 【答案】（1） ①. ②. 等于 （2）AD （3）D （4） （5）能 【解析】 【小问1详解】 [1]对单摆a受力分析可知，摆球经过最低点时拉力最大，摆球经过最高点时拉力最小，所以由图可知单摆a的振动周期为 又 解得 [2]受迫振动的周期等于驱动力的周期，因此有 即单摆c的摆动周期的等于单摆b的摆动周期。 【小问2详解】 为减小实验误差应选择长度约1m的细线做摆线；为减小空气阻力对实验的影响应选择质量大而体积小的球做摆球。 故选AD。 【小问3详解】 AB．在测量周期时，应在摆球经过最低点开始计时，测量多次全振动的周期，AB错误； CD．测周期时，应该以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则 C错误，D正确。 故选D。 【小问4详解】 根据 整理得 则斜率 解得 【小问5详解】 设摆线长为l，由单摆的周期公式 则 则做出的T2-l图像的斜率不变，则重力加速度的测量值不变，能消除摆长不准对实验结果的影响。 四、解答题（3大题，共34分。） 13. 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一、有一条河流，水的流量为，落差，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为满足用电的需求，使用户获得的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取） （1）求输电线中的电流I； （2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果输送的电能供“220V，100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 【答案】（1）；（2），；（3）564盏 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，由能量守恒可得，发电机输出功率 输电线上的电流用I表示，则电功率损失 联立解得 （2）根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压 副线圈两端的电压为 升压变压器原副线圈的匝数比为 输电线上的电压损失为 降压变压器原线圈两端的电压为 降压变压器副线圈两端的电压为 降压变压器原副线圈的匝数比为 （3）设正常发光的电灯的盏数为，则有 解得 盏 14. 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图。一个套在辐向永久磁铁槽中的半径为、匝数匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为，线圈的电阻为，它的引出线按有的小电珠。外力推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做简谐运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度随时间变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）。求： （1）电路中电流的最大值及电压表的示数； （2）线圈受到的磁场力随时间变化的关系式。 【答案】（1），3.8V；（2） 【解析】 【详解】（1）由丙图可知，线圈运动速度v随t变化关系式为 线圈产生的感应电动势为 （V） 电路中电流的最大值为 电压表测小电珠L两端电压的有效值，示数为 （2）电流 线圈受到的磁场力 15. 图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以的转速绕轴匀速转动，求： （1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势瞬时值表达式； （2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量； （3）外力对线圈做功的功率。 【答案】（1）；（2）；（3）0.9W 【解析】 【详解】（1）线圈产生的最大感应电动势为 又 线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为 （2）线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值 感应电流的平均值为 又 解得 （3）电动势的有效值为 电流的有效值为 电路的热功率为 由能量的转化关系，可知外力对线圈做功的功率为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$