精品解析：内蒙古自治区乌兰察布市集宁区北京师范大学乌兰察布集宁附属中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

北师大集宁附中2024--- 2025学年第二学期高二物理第 一 次月考试卷 出题人：李菲 考生注意： 1.本试卷分第I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分。考试时间75分 钟 。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考查内容：选择性必修第二册第 I 卷(选择题共46分) 一 、选择题(1-7为单选，每题4分；8-10为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有错选的得0分；本题共46分。) 1. 新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　） A. 射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高 B. 光也是电磁波，电磁波是横波 C. 电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 D. 无线电波在发射信号前要对信号调频，调频的方法包括调幅与调制 2. 如图所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的电压的有效值是（　　） A. B. 5V C. D. 3V 3. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路中的磁场方向如图所示，且电流正在增大，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电，电荷量增加 B. 电容器下板带正电 C. 从上往下看，线圈中的电流沿顺时针方向 D. 电场能正在转化为磁场能 4. 如图所示，均匀带负电的圆环a绕过圆心与圆环所在平面垂直的轴O顺时针旋转，闭合金属小圆环b与圆环a在同一平面内，且与a同心，则（　　） A. 若圆环a匀速转动，小圆环b内有顺时针方向的感应电流 B. 圆环a匀速转动的角速度越大，穿过小圆环b的磁通量越大 C. 圆环a做匀速转动的角速度越大，小圆环b内的感应电流越大 D. 圆环a加速转动时，小圆环b内有逆时针方向的感应电流 5. 一理想变压器原线圈接入正弦交流电源，副线圈匝数可以通过滑动触头Q调节，副线圈所接电路如图所示，其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头，V为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电压表的示数变小 B. 保持P的位置不动，将Q向下滑动时，R0上的功率变大 C. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电压表的示数变小 D. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，R0上的功率变大 6. 如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒转动过程中A点电势始终高于B点 B. 金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为 C. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为 D. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热 7. 边长为a的闭合金属正三角形轻质框架，右边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉进磁场，如图所示，则下图四个选项的图像规律与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 8. 图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t=0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n=50，线圈的电阻r=5Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R=45Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是（　　） A. 线圈转动的周期为6.28s B. t=0时刻线圈平面与磁感线平行 C. 线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100V D. 电压表的示数为45V 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为U和I，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是（　　） A. 向下调节的滑片，电压表示数减小 B. C. 当滑动变阻器阻值调到时，电流表示数I为55A D. 当滑动变阻器滑片在中央时，变压器输出功率最大 10. 如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧有竖直向下、磁感应强度为B匀强磁场。a、b是两根粗细均匀的金属棒，质量均为m，电阻分别为R和2R。b棒静止于水平导轨上，初始时与MN相距s。a棒由静止从距水平面高度为h的倾斜轨道下滑，运动过程中与b棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. a棒刚进入磁场时，回路中感应电流大小为 B. b棒的最大速度为 C. 整个过程中，b棒上产生的焦耳热为 D. 稳定后，a、b棒间的距离为 第Ⅱ卷 (非选择题共54分) 二 、实验题(共15分。11题5分，12题10分，把答案填在答题卡中的横线上。) 11. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下： （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L =________mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示，由图可知其直径D =________mm； （3）用多用电表的电阻“×100”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_________Ω； （4）该同学用伏安法较精确地测量出圆柱体电阻为R时，电压和电流分别是U和I，则该圆柱体材料的电阻率ρ= ________；（不要求计算，用题中所给字母表示） 12. 小王同学用如图1所示的装置，不仅测出了电阻的阻值，还测出了电流表的内阻，可供选择的器材如下： A．电流表（量程，内阻约） B．电压表（量程，内阻） C．待测电阻（阻值约为） D．电阻箱（最大阻值为） E．定值电阻（阻值为） F．滑动变阻器（最大阻值、额定电流） G．电源（电动势为，内阻较小） H．开关、导线若干（其中、两点间的导线为，和滑动变阻器左侧间的导线为） 实验步骤如下， （1）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合开关，电压表和电流表的示数均不为0，可能的原因是______________。 A．导线a断路 B．导线b断路 （2）故障排除后，向右移动滑动变阻器的滑片，使得电压表和电流表都有较大偏转，记下此时电压表和电流表的读数。 （3）闭合开关，调节电阻箱的阻值，使得开关闭合前后，电流表的示数相同，此时点电势和点电势的关系为__________（选填“>”“=”或“<”）。 （4）读出电流表的示数为，电阻箱的示数为，电压表的示数如图2所示，则电压为__________，待测电阻为_________，电流表的内阻为___________。（结果均保留两位小数） 三 、计算题(共39分：13题11分，14题13分，15题15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. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 14. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=2000，横截面积S=50cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。 （1）求螺线管中产生的感应电动势大小； （2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率； （3）电路中的电流稳定后，断开S，求流经R2的电荷量。 15. 某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距，倾角，导轨上端接一个的电阻。在导轨间长的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。质量的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距。一位健身者用的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。已知，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求： （1）CD棒进入磁场前的加速度a和进入磁场时速度v的大小； （2）通过数据计算，说明CD棒进入磁场后的运动情况； （3）某健身者的恒定拉力不是80N，若测出CD棒每次到达磁场上边缘时的速度为2m/s，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热。则这位健身者拉力多大？ （4）若某位健身者的力气比较大，使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果，是否一定要对装置做出改进或调节？给出理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北师大集宁附中2024--- 2025学年第二学期高二物理第 一 次月考试卷 出题人：李菲 考生注意： 1.本试卷分第I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分。考试时间75分 钟 。 2.请将各题答案填写在答题卡上。 3.本试卷主要考查内容：选择性必修第二册第 I 卷(选择题共46分) 一 、选择题(1-7为单选，每题4分；8-10为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有错选的得0分；本题共46分。) 1. 新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线都是电磁波，下列关于电磁波的说法不正确的是（　　） A. 射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高 B. 光也是电磁波，电磁波是横波 C. 电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是无线电波 D. 无线电波在发射信号前要对信号调频，调频的方法包括调幅与调制 【答案】D 【解析】 【详解】A．射线是波长最短的电磁波，它比射线的频率还要高。故A正确，与题意不符； B．电磁波包括可见光，电磁波是横波。故B正确，与题意不符； C．电磁波中无线电波波长最长，最易发生干涉、衍射现象。故C正确，与题意不符； D．无线电波发射时，使电磁波随着信号而改变就称为调制，分为调频和调幅两种，调频是使高频振荡的频率随信号而改变，调幅是使高频振荡的振幅随信号而改变。故D错误，与题意相符。 本题选不正确的，故选D。 2. 如图所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的电压的有效值是（　　） A. B. 5V C. D. 3V 【答案】C 【解析】 【详解】此交变电流的电压的有效值是 解得 故选C。 3. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路中的磁场方向如图所示，且电流正在增大，则下列说法正确的是（　　） A. 电容器正在充电，电荷量增加 B. 电容器下板带正电 C. 从上往下看，线圈中的电流沿顺时针方向 D. 电场能正在转化为磁场能 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流正在增大，则电容器正在放电，电荷量减少，A错误； BC．根据安培定则可知，从上往下看，线圈中的电流沿逆时针方向，则上极板带正电，下极板带负电，BC错误； D．电流正在增大，则电容器正在放电，电场能正在转化为磁场能，D正确； 故选D。 4. 如图所示，均匀带负电的圆环a绕过圆心与圆环所在平面垂直的轴O顺时针旋转，闭合金属小圆环b与圆环a在同一平面内，且与a同心，则（　　） A. 若圆环a匀速转动，小圆环b内有顺时针方向的感应电流 B. 圆环a匀速转动的角速度越大，穿过小圆环b的磁通量越大 C. 圆环a做匀速转动的角速度越大，小圆环b内的感应电流越大 D. 圆环a加速转动时，小圆环b内有逆时针方向的感应电流 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AC．圆环a匀速转动，激发稳定磁场，b内磁通量没有变化，不会产生感应电流。故AC错误； B．根据电流定义式，有 可知，圆环a匀速转动的角速度越大，圆环a中电流越大，则穿过小圆环b的磁通量越大。故B正确； D．圆环a加速转动时，激发的磁场变强，小圆环b内磁通量增加，根据楞次定律可知，有顺时针方向的感应电流。故D错误。 故选B。 5. 一理想变压器原线圈接入正弦交流电源，副线圈匝数可以通过滑动触头Q调节，副线圈所接电路如图所示，其中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑动触头，V为理想电压表。则下列说法正确的是（　　） A. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电压表的示数变小 B. 保持P的位置不动，将Q向下滑动时，R0上的功率变大 C. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电压表的示数变小 D. 保持Q的位置不动，将P向下滑动时，R0上的功率变大 【答案】D 【解析】 【详解】A. 保持P位置不变，将Q向上滑动，副线圈匝数增大，输出电压增大，由于R0为定值电阻，则滑动变阻器R上的电压增大，电压表的示数变大，故A错误； B. 保持P位置不变，将Q向下滑动，副线圈匝数减小，输出电压减小，定值电阻R0上的电压减小，R0上的消耗的功率变小，故B错误； C. 保持Q的位置不动，副线圈输出电压不变，将P向上滑动时，滑动变阻器进入电路的电阻变大，电压表的示数将变大，故C错误； D. 保持Q位置不动，副线圈输出电压不变，将P向下滑动时，滑动变阻器进入电路的电阻变小，定值电阻R0上获得的电压变大，R0上消耗的功率变大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（　　） A. 金属棒转动过程中A点电势始终高于B点 B. 金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为 C. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为 D. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属棒转动过程中，切割磁感线逆时针转动，根据右手定则，可以判断出A点电势始终低于B点，A错误； B．金属棒第一次转到竖直位置时，转动的角速度为，则电动势 此时AB两端的电压为路端电压，则有 B错误； C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为 C正确； D．根据能量守恒可知，减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热和金属棒的动能之和，故D错误。 故选C。 7. 边长为a的闭合金属正三角形轻质框架，右边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉进磁场，如图所示，则下图四个选项的图像规律与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图所示，当框架进入磁场x距离后，线框切割磁感线的有效长度为L，根据几何知识可得 则感应电动势为 可知，E随着x的增大而均匀减小，A错误； B．感应电流为 可知，I随着x的增大而均匀减小，B正确； C．框架受到的安培力为 可知，F与x是非线性关系，C错误； D．外力F的功率为 可知是开口向上的抛物线（左支），该图错误，D错误。 故选B。 8. 图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t=0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n=50，线圈的电阻r=5Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R=45Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是（　　） A. 线圈转动的周期为6.28s B. t=0时刻线圈平面与磁感线平行 C. 线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100V D. 电压表的示数为45V 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由乙图可知，线圈转动的周期为，A错误； B．由乙可知，时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，B正确； C．线圈中的最大电动势 C错误； D．感应电动势有郊值有 电压表的示数为 D正确。 故选BD。 9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为U和I，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是（　　） A. 向下调节的滑片，电压表示数减小 B. C. 当滑动变阻器阻值调到时，电流表示数I为55A D. 当滑动变阻器滑片在中央时，变压器输出功率最大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．对该电路使用等效电阻法，可将副线圈和电阻等效为，向下调节的滑片，变小，分压减小，故电压表示数减小，A正确； B．对该电路使用等效电源法，等效后的电源电压 等效内阻 由为电源内阻，故 B正确； C．当滑动变阻器阻值调到时，由闭合电路欧姆定律 C错误； D．当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，此时 D错误。 故选AB 10. 如图所示，间距均为L的光滑平行倾斜导轨与足够长的光滑平行水平导轨在M、N处平滑连接，虚线MN右侧有竖直向下、磁感应强度为B匀强磁场。a、b是两根粗细均匀的金属棒，质量均为m，电阻分别为R和2R。b棒静止于水平导轨上，初始时与MN相距s。a棒由静止从距水平面高度为h的倾斜轨道下滑，运动过程中与b棒始终没有接触，且两棒始终垂直于导轨。不计导轨的电阻，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. a棒刚进入磁场时，回路中感应电流大小为 B. b棒的最大速度为 C. 整个过程中，b棒上产生的焦耳热为 D. 稳定后，a、b棒间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设棒下落到底端刚进入磁场瞬间的速度大小为，由机械能守恒定律可得 解得 则a棒刚进入磁场时产生的感应电动势的大小为 由欧姆定律知，回路中感应电流大小为 故A正确； B．由右手定则和左手定则可知棒所受安培力水平向右，棒从静止开始向右做加速运动，棒受到安培力水平向左，a棒进入磁场后以初速度做减速运动，直到、棒最终达到共速，之后一起做匀速直线运动，b棒的速度达到最大，由、棒组成的系统动量守恒可知 解得b棒的最大速度为 故B错误； C．在运动过程中由能量守恒可得 又 联立解得 而、棒串联，则产生的焦耳热等于电阻之比，由此可得棒上产生的焦耳热为 故C错误； D．棒从静止开始向右做加速运动的过程中，由动量定理有 又 联立解得 故稳定后，a、b棒间的距离为，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 (非选择题共54分) 二 、实验题(共15分。11题5分，12题10分，把答案填在答题卡中的横线上。) 11. 某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ，步骤如下： （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲所示，由图可知其长度L =________mm； （2）用螺旋测微器测量其直径如上图乙所示，由图可知其直径D =________mm； （3）用多用电表的电阻“×100”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图丙，则该电阻的阻值约为_________Ω； （4）该同学用伏安法较精确地测量出圆柱体电阻为R时，电压和电流分别是U和I，则该圆柱体材料的电阻率ρ= ________；（不要求计算，用题中所给字母表示） 【答案】 ①. 50.15 ②. 4.700 ③. 2200 ④. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]长度为 (2)[2]直径为 (3)[3]电阻的阻值约为 (4)[4]根据欧姆定律，有 根据电阻定律，有 联立，可得 12. 小王同学用如图1所示的装置，不仅测出了电阻的阻值，还测出了电流表的内阻，可供选择的器材如下： A．电流表（量程，内阻约） B．电压表（量程，内阻） C．待测电阻（阻值约为） D．电阻箱（最大阻值为） E．定值电阻（阻值为） F．滑动变阻器（最大阻值、额定电流） G．电源（电动势为，内阻较小） H．开关、导线若干（其中、两点间的导线为，和滑动变阻器左侧间的导线为） 实验步骤如下， （1）将滑动变阻器滑片滑到最左端，闭合开关，电压表和电流表的示数均不为0，可能的原因是______________。 A．导线a断路 B．导线b断路 （2）故障排除后，向右移动滑动变阻器的滑片，使得电压表和电流表都有较大偏转，记下此时电压表和电流表的读数。 （3）闭合开关，调节电阻箱的阻值，使得开关闭合前后，电流表的示数相同，此时点电势和点电势的关系为__________（选填“>”“=”或“<”）。 （4）读出电流表的示数为，电阻箱的示数为，电压表的示数如图2所示，则电压为__________，待测电阻为_________，电流表的内阻为___________。（结果均保留两位小数） 【答案】 ①. B ②. = ③. 2.20 ④. 14.67 ⑤. 0.55 【解析】 【详解】（1）[1]导线断路后，滑动变阻器接成了限流式，滑动变阻器滑到最左端，闭合开关，电压表和电流表的示数不为0。 故选B。 （3）[2]闭合开关前后，电流表的示数不变，则为电桥平衡，此时点电势和点电势的关系为 （4）[3]电压表的分度值为，图中电压表的示数为 [4]由于电桥平衡，故加在上的准确电压即为，根据欧姆定律可得 [5]因为 则有 解得 三 、计算题(共39分：13题11分，14题13分，15题15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. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 【答案】（1）5A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 由 解得 【小问2详解】 高压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 【小问3详解】 需要的基站个数 个 每个基站一天耗电量约为 总耗电量约为 14. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=2000，横截面积S=50cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。 （1）求螺线管中产生的感应电动势大小； （2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率； （3）电路中的电流稳定后，断开S，求流经R2的电荷量。 【答案】（1）E=4V；（2）P=0.64W；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律得 解得 E=4V （2）根据闭合电路欧姆定律得 电阻R1的电功率 解得 P=0.64W （3）S断开后，流经R2的电荷量等于S闭合时电容器极板上所带的电荷量 S断开前，电容器两端的电压 流经R2的电荷量 15. 某同学设计了电磁健身器，简化装置如图所示。两根平行金属导轨相距，倾角，导轨上端接一个的电阻。在导轨间长的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度。质量的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与轻的拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距。一位健身者用的恒力沿绳拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时健身者松手，触发恢复装置使CD棒回到初始位置。已知，不计其它电阻、摩擦力，以及拉杆和绳索的质量。求： （1）CD棒进入磁场前的加速度a和进入磁场时速度v的大小； （2）通过数据计算，说明CD棒进入磁场后的运动情况； （3）某健身者的恒定拉力不是80N，若测出CD棒每次到达磁场上边缘时的速度为2m/s，CD棒每次上升过程中，电阻产生的焦耳热。则这位健身者拉力多大？ （4）若某位健身者的力气比较大，使用这套健身器材为了能达到较好的锻炼效果，是否一定要对装置做出改进或调节？给出理由。 【答案】（1）12m/s2，；（2）匀速运动；（3）；（4）可以不用做出调节；因为拉力增大，棒进入磁场时的速度增大，安培力也随之增大，如果维持棒在磁场中匀速运动，仍然需要较大的拉力，可以满足锻炼的要求 【解析】 【详解】（1）棒进入磁场前，由牛顿第二定律得 解得 由匀变速公式 解得 （2）棒刚进入磁场时，感应电动势 感应电流 安培力 重力分力为 因拉力，合力为零，故棒进入磁场后，应为匀速运动。 （3）上升过程，对棒，由动能定理，有 其中表示克服安培力做的功，有 代入数据可得 （4）略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $