精品解析：天津市一百中学咸水沽第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中联考物理试题

2024-2025学年度第二学期期中联考 高二物理 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 具有主动降噪功能的耳机内设有两个麦克风，如图所示，一个麦克风收集周围环境中的噪声信号，这样耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波；另一个麦克风检测合成后的噪声是否变小，使得处理器优化抵消声波以降低合成后的噪声音量。主动降噪技术利用了声波的（　　） A. 反射 B. 折射 C. 干涉 D. 衍射 2. 在学习自感的课堂上，老师引入了一个有趣的小实验：四位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示的方式连接，实验过程中人会有触电的感觉，已知人体的电阻比线圈的电阻大得多。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关后，流过人的电流会逐渐变大直至不变 B. 当电路稳定时，流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关的瞬间，流过人体的电流方向由A到B D. 断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大 3. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大 C. 若线圈不闭合，线圈中没有感应电动势 D. 若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 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为交流电流表，电阻R大小为5Ω。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电阻R的热功率为1000W B. 1s内电流方向改变50次 C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向平行 D. t=0.005s时，穿过线圈的磁通量变化最快 5. 直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A. 图中“500kV”指交流电的峰值 B. 直流输电线损失的电压为100kV C. 当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D. 当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 6. 小明在一次科技实践活动中，使用手摇交流发电机连接一个微型电动小风扇。已知手摇交流发电机的输出电压瞬时值表达式为，微型电动小风扇的内阻，当小明以稳定的速度摇动手摇发电机时，小风扇正常工作，通过小风扇的电流。则下列说法正确的是（　　） A. 该手摇交流发电机输出电压的有效值为 B. 该手摇交流发电机的输出频率为 C. 小风扇正常工作时的发热功率为 D. 小风扇正常工作时的输入功率为 7. 如图所示，把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，弹簧中心轴线与细杆平行，弹簧与细杆间无接触，小球沿杆在水平方向做简谐运动，小球在A、B间振动，O为平衡位置，如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 小球振动的振幅等于A、B间的距离 B. 小球在A、B位置时，动能和加速度都零 C. 小球从B到O的过程中，弹簧振子振动的机械能保持不变 D. 小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能减小 8. 位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，t=0.5s时的波形如图所示，此时x=0处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A 波源起振时，向y轴正方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 从到时，处的质点经过的路程为16cm D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 9. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（　　） A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 B. 图乙中摇动手柄使磁铁旋转，铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动 C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的 D. 图丁中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属 10. 一单摆如图1所示，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，该单摆的振动图像如图2所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 该单摆的摆长为1m B. t=1s时，摆球的加速度为零 C. 从到s时间内单摆的回复力先减小后增大 D. 时，摆球的速度与位移方向相反 11. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距的两个质点，此时质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰未画出，且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波的波长在至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波传播速度为 C. 质点Q的振动方程为 D. 若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸可能为60cm 12. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终刚好完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 线框进磁场的过程中电流方向为逆时针方向 B. 线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量之比为3：1 C. 线框进入磁场和穿出磁场的过程中所用的时间相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 三、填空题（本题共1小题，每空2分，共12分） 13. 某同学在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验中，采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×10”的匝数。 （1）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的有________； A. 变压器的铁芯可以用整块金属 B. 本实验采用了等效替代法 C. 测量副线圈电压时应当用交流电压表 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“0”、“14”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为________； A. 21.0V B. 12.0V C. 5.0V D. 3.0V 14. 某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是________ A. 摆球的选择有钢质实心小球和玻璃实心小球两种，选用玻璃实心小球 B. 图乙中摆线上端的三种悬挂方式，选C方式更好 C. 当单摆摆球经过最高点时开始计时，便于看清摆球的位置 （2）若游标卡尺测量摆球的直径d如图丙所示，读数为________mm。 （3）若某次实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l，则当地的重力加速度g=________（用题中物理量的符号表示）。 （4）如果该同学测得的重力加速度的值偏大，可能的原因是 A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表按下稍早 C. 实验中将51次全振动误记为50次 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 四、计算题（本题共3小题，其中第14题12分，第15题13分，第16题15分，共40分。解答题应写出必要的文字说明和方程式，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） 15. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈匝数N=22匝，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U=160V，电流表示数为I=6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势瞬时值e的表达式； （2）求线框中磁通量的最大值； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 16. 如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值的电阻，质量、电阻的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，g取（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求： （1）金属棒两端a、b的电势高低； （2）磁感应强度B的大小； （3）在金属棒ab开始运动的1.7s内，电阻R上产生的热量。 17. 某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。 （1）当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求： ①定值电阻R两端的电压U； ②轻绳拉力的功率P； （2）电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。 ①求金属杆的最大速度的大小； ②金属杆从静止加速到最大速度的过程中，电路产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度第二学期期中联考 高二物理 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 具有主动降噪功能的耳机内设有两个麦克风，如图所示，一个麦克风收集周围环境中的噪声信号，这样耳机的处理器能够预测下一时刻噪声的情况，并产生相应的抵消声波；另一个麦克风检测合成后的噪声是否变小，使得处理器优化抵消声波以降低合成后的噪声音量。主动降噪技术利用了声波的（　　） A. 反射 B. 折射 C. 干涉 D. 衍射 【答案】C 【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。 故选C。 2. 在学习自感的课堂上，老师引入了一个有趣的小实验：四位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示的方式连接，实验过程中人会有触电的感觉，已知人体的电阻比线圈的电阻大得多。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关后，流过人的电流会逐渐变大直至不变 B. 当电路稳定时，流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关的瞬间，流过人体的电流方向由A到B D. 断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关后，由于人体的电阻很大，此时可以忽略干电池的内阻，故人两端的电压一直不变，流过人的电流会一直不变，故A错误； B．因为人体的电阻大于线圈的电阻，根据并联电路的知识可知，流过人体的电流小于流过线圈的电流，故B错误； C．断开开关的瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈原有电流变小，因此产生的感应电流与原电流方向相同，自左向右，断开开关时线圈与人体组成新的闭合回路，因此流过人体的电流方向由B到A，故C错误； D．断开开关后，流过线圈的电流会从稳定时流过线圈的电流值开始减小，从而导致断开开关的瞬间，流过人体的电流会突然增大，故D正确。 故选D。 3. 空间某区域内磁场的磁感线分布如图所示，磁感线穿过大小不变的闭合圆形金属线圈。线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中（　　） A. 线圈有扩张的趋势 B. 穿过线圈的磁通量变大 C. 若线圈不闭合，线圈中没有感应电动势 D. 若线圈匀速移动，线圈中没有感应电流 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律中“增缩减扩”的原理可知，线圈由位置I水平向右平移到位置II的过程中，磁通量减小，线圈有扩张的趋势，故A正确，B错误； C．线圈不闭合，穿过线圈的磁通量依然发生改变，根据楞次定律可知，线圈中会产生感应电动势，但由于不是闭合回路，线圈中没有感应电流，故C错误； D．若线圈匀速移动，线圈的磁通量会发生改变，根据楞次定律可知，线圈中产生感应电动势，线圈是闭合的回路，有感应电流，故D错误。 故选A。 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为交流电流表，电阻R大小为5Ω。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 电阻R的热功率为1000W B. 1s内电流方向改变50次 C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向平行 D. t=0.005s时，穿过线圈磁通量变化最快 【答案】C 【解析】 【详解】A．电阻R的热功率为 选项A错误； B．交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，在一个周期内电流方向改变2次，则1s内电流方向改变100次，选项B错误； C．t=0.01s时，线圈中的电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C正确； D．t=0.005s时，感应电流为零，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量变化率为零，变化最慢，选项D错误。 故选C。 5. 直流特高压输电技术已成为我国“西电东送”战略技术基础，其输电示意图如图所示。若变压器、均为理想变压器，的匝数之比，直流输电线的总电阻等效为整流及逆变过程的能量损失不计，交流电的有效值不变。则（　　） A. 图中“500kV”指交流电的峰值 B. 直流输电线损失的电压为100kV C. 当用户负载增加时，输电线上损失的电压会减小 D. 当用户负载增加时，用户端增加的功率等于输出端增加的功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．图中“500kV”指交流电的有效值，故A错误； B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得kV 直流输电线损失的电压为kV 故B正确； C．当用户负载增加时，电流增大，输电线上的电流也增大，根据U=IR可知，输电线上损失的电压增大，故C错误； D．当用户负载增加时，输出端增加的功率等于用户端增加的功率与输电线上增加的损失功率之和，故用户端增加的功率小于输出端增加的功率，故D错误。 故选B。 6. 小明在一次科技实践活动中，使用手摇交流发电机连接一个微型电动小风扇。已知手摇交流发电机的输出电压瞬时值表达式为，微型电动小风扇的内阻，当小明以稳定的速度摇动手摇发电机时，小风扇正常工作，通过小风扇的电流。则下列说法正确的是（　　） A. 该手摇交流发电机输出电压的有效值为 B. 该手摇交流发电机的输出频率为 C. 小风扇正常工作时的发热功率为 D. 小风扇正常工作时的输入功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据输出电压瞬时值表达式 则电压有效值 故A错误； B．根据 可知 根据 可得 故B错误； C．小风扇正常工作时的发热功率 故C正确； D．小风扇正常工作时的输入功率 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，弹簧中心轴线与细杆平行，弹簧与细杆间无接触，小球沿杆在水平方向做简谐运动，小球在A、B间振动，O为平衡位置，如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 小球振动的振幅等于A、B间的距离 B. 小球在A、B位置时，动能和加速度都为零 C. 小球从B到O过程中，弹簧振子振动的机械能保持不变 D. 小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球振动的振幅等于A、O间的距离，故A错误； B．在A、B位置时，速度为零，动能最小，位移最大，回复力最大，加速度最大，故B错误； C．振子的动能和弹簧的势能相互转化，且总量保持不变，即弹簧振子振动的机械能保持不变，故C正确； D．小球从O到B的过程中，回复力做负功，弹簧弹性势能增加，故D错误。 故选C。 8. 位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，t=0.5s时的波形如图所示，此时x=0处的质点位于波峰位置。下列说法中正确的是（　　） A. 波源起振时，向y轴正方向运动 B. 时，处的质点位于波谷 C. 从到时，处的质点经过的路程为16cm D. 若波源的振动频率增加，则波长也增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．由“同侧法”可知，波源起振时，向y轴正方向运动，故A正确； B．由图像可知，s 故时，处的质点振动了个周期，位于波峰，故B错误； C．波在0.5s时传到处，则从到时，处的质点经过的路程为cm 故C错误； D．介质不变波速不变，由可知，若波源的振动频率增加，则波长减小，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 9. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（　　） A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 B 图乙中摇动手柄使磁铁旋转，铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动 C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的 D. 图丁中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动，故A错误； B．图乙中摇动手柄使磁铁旋转，铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动，故B正确； C．图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生的磁场来进行探测的，故C错误。 D．图丁中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故D正确。 故选BD。 10. 一单摆如图1所示，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，该单摆的振动图像如图2所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 该单摆的摆长为1m B. t=1s时，摆球的加速度为零 C. 从到s时间内单摆的回复力先减小后增大 D. 时，摆球的速度与位移方向相反 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图2可知单摆的周期为T=2s，根据单摆周期公式 解得m 故A正确； B．由图2可知，t=1s时刻，摆球位于O点，摆球做圆周运动，加速度不为0，故B错误； C．由图2可知从到s的过程中，摆球靠近平衡位置，受到的回复力减小，从s到s的过程中，摆球远离平衡位置，受到的回复力增大，故C正确； D．由图可知时，摆球的速度与位移都为负，故D错误。 故选AC。 11. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距的两个质点，此时质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰未画出，且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波的波长在至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为 C. 质点Q的振动方程为 D. 若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸可能为60cm 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据图丙可知，时刻，质点P沿y轴正方向振动，根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．因为P点比Q点先振动，所以Q点在P点右侧，根据题意可知 整理得 又因为该波波长在至1m之间，所以 该波传播速度为 故B错误； C．圆频率为 因此点Q的振动方程为 故C正确； D．根据明显衍射的条件可知，当障碍物的尺寸小于波长或与波长接近时，该波将发生明显衍射，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终刚好完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 线框进磁场的过程中电流方向为逆时针方向 B. 线框进入磁场和穿出磁场的过程中产生的热量之比为3：1 C. 线框进入磁场和穿出磁场的过程中所用的时间相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．线框进磁场的过程中由楞次定律和安培定则知电流方向为逆时针方向，故A正确； B．设线框初速度，完全进入磁场速度，线框进磁场的过程中 其中 出磁场过程中 且 联立得 线框进入磁场过程中产生的热量 穿出磁场的过程中产生的热量 则 故B正确； C．线框在进和出磁场的两过程中，安培力做负功，线框做减速运动，则线框在进磁场的过程中的平均速度大于线框在出磁场的过程中的平均速度，线框在进和出磁场的两过程中所用时间不相等，故C错误； D．线框在进和出的两过程中线框内磁通量变化量相等，根据可知，线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等，故D正确。 故选ABD。 三、填空题（本题共1小题，每空2分，共12分） 13. 某同学在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×10”的匝数。 （1）关于实验器材和实验过程，下列说法正确的有________； A. 变压器的铁芯可以用整块金属 B. 本实验采用了等效替代法 C. 测量副线圈电压时应当用交流电压表 D. 因为实验原线圈的输入电压较低，在通电情况下可用手接触裸露的接线柱 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“0”、“14”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为________； A. 21.0V B. 12.0V C. 5.0V D. 3.0V 【答案】（1）C （2）A 【解析】 【小问1详解】 A．为了降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯是用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成，故A错误； B．为便于探究，可以采用控制变量法，故B错误； C．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用交流电压表，故C正确； D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 变压器为理想变压器，则有 解得原线圈电压为V 故选A。 14. 某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）关于实验操作，下列说法正确的是________ A. 摆球的选择有钢质实心小球和玻璃实心小球两种，选用玻璃实心小球 B. 图乙中摆线上端的三种悬挂方式，选C方式更好 C. 当单摆的摆球经过最高点时开始计时，便于看清摆球的位置 （2）若游标卡尺测量摆球的直径d如图丙所示，读数为________mm。 （3）若某次实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l，则当地的重力加速度g=________（用题中物理量的符号表示）。 （4）如果该同学测得的重力加速度的值偏大，可能的原因是 A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 开始计时时，秒表按下稍早 C. 实验中将51次全振动误记为50次 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】（1）B （2）10.60 （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 A．摆球应选择钢质实心小球，有利于减少空气阻力，故A错误； B．三种悬挂方式，C方式悬点确定，摆长不变，故B正确； C．当单摆经过平衡位置开始计时，更能减小误差，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 由图示游标卡尺可知，小球直径 【小问3详解】 单摆摆长 单摆的周期 由单摆周期公式 解得 【小问4详解】 A．由单摆周期公式 解得 测摆线长时摆线拉得过紧，使得摆长的测量值偏大，则测得的重力加速度偏大，故A正确； B．实验中开始计时，秒表按下稍早，则测得周期偏大，所以测得的重力加速度偏小，故B错误； C．实验中将51次全振动误记为50次，测得周期偏大，则测得的重力速度偏小，故C错误； D．摆动后出现松动，知摆长的测量值偏小，则测得的重力加速度偏小，故D错误。 故选A。 四、计算题（本题共3小题，其中第14题12分，第15题13分，第16题15分，共40分。解答题应写出必要的文字说明和方程式，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） 15. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈匝数N=22匝，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U=160V，电流表示数为I=6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势瞬时值e的表达式； （2）求线框中磁通量的最大值； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，线框转至中性面时开始计时，即可知初相位为0；由角速度ω=50πrad/s，结合峰值，初相位为0，即可得到感应电动势的瞬时值表达式 代入数据解得 【小问2详解】 由法拉第电磁感应定律 结合磁通量的公式 即可得到磁通量的最大值为 【小问3详解】 由原副线圈匝数比与电压比、电流比的关系 可得U2=40V，I2=24A 在副线圈电路中，根据闭合电路欧姆定律 解得 根据副线圈的电压值和电流值，可得电阻消耗的功率 解得P=960W 16. 如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值的电阻，质量、电阻的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，g取（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求： （1）金属棒两端a、b的电势高低； （2）磁感应强度B的大小； （3）在金属棒ab开始运动的1.7s内，电阻R上产生的热量。 【答案】（1）a端电势低，b端电势高 （2）0.1T （3）0.26J 【解析】 【小问1详解】 由右手定则可知，中的感应电流由流向相当于电源，则端电势高，端电势低。 【小问2详解】 由图像，得时金属棒的速度 金属棒匀速运动时所受的安培力大小， 联立得 根据平衡条件，可得 则有 代入数据解得 【小问3详解】 金属棒ab在开始运动的1.7s内，金属棒的重力势能减小，转化为金属棒的动能和电路的内能。设电路中产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律，可得 代入数据解得 故R产生的热量 17. 某同学为运动员设计了一款能够模拟室外风阻的训练装置，如图甲所示。两间距为L的平行光滑导轨水平固定，导轨间连接一阻值为R的定值电阻。电阻为2R、质量为m的细直金属杆垂直导轨放置，与导轨等宽并接触良好。运动员通过轻绳与金属杆连接，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直导轨平面向下。每次训练前，调节导轨高度，使其与绑在运动员身上的轻绳处于同一水平面上，且轻绳与导轨平行，导轨电阻忽略不计。 （1）当运动员在某一段时间内以速度v做匀速直线运动时，求： ①定值电阻R两端的电压U； ②轻绳拉力的功率P； （2）电路图中仅更换一个器材，其工作原理就完全不同。若将甲电路图中的电阻更换为电源，如图乙所示，电源电动势为E，电源内阻不计。金属杆由静止开始运动。 ①求金属杆的最大速度的大小； ②金属杆从静止加速到最大速度的过程中，电路产生的焦耳热Q。 【答案】（1）①；② （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 ①根据法拉第电磁感应定律有 根据欧姆定律有 解得 ②匀速直线运动时有 根据功率的计算公式可知 根据欧姆定律有 解得 【小问2详解】 ①根据法拉第电磁感应定律有 解得 ②电源产生的电能转化为焦耳热能和动能，有 根据电流的定义式有 根据动量定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$