精品解析：四川省德阳市绵竹中学2024-2025学年高二下学期期中质量检测物理试题

绵竹中学2023级高二下期中质量检测 物 理 考试时间：75 分钟 满分：100分 注意事项： 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。 1、答题前，务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5、考试结束后，只将答题卡交回。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列有关波的说法正确的是（　　） A. 对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点始终处于静止状态 B. 绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状 C. 当障碍物的尺寸比波长大或者差不多时，能观察到明显衍射现象 D. 向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速 2. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小 匝数N=100，面积为S=10cm²，电阻为r=2Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以转速 n=10r/s匀速转动，线圈通过电刷与 R=8Ω的定值电阻相连，电流表为理想交流电流表，则（　　） A. 电流方向每秒改变10次 B. 电流表的示数为0.4A C. 图示位置线圈ABCD上的电流方向为 D. 线圈转速加倍，线圈转一周，电阻R产生焦耳热变为原来的4倍 3. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管当D左端电势高于右端电势时，其电阻无穷大，反之，电阻非常小，则下列说法正确的有（　　） A. 当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮 B. 当S闭合时，立即变亮，一直不亮 C. S闭合稳定后，S断开时，立即熄灭 D. S闭合稳定后，S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 4. 两个匀强磁场，磁感应强度均为B，宽度均为a。矩形线框abcd的ab边与y轴重合，ad边长为a，从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，线框平面始终保持与磁场垂直，以逆时针电流为正，线框中感应电流i与线框移动距离x 的关系图象是（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，两完全相同的导体棒、均垂直于导轨静止放置，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现使导体棒以某一初速度向右运动，两棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，则从开始运动到稳定过程中，则（　　） A. 导体棒所受安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 B. 导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 C. 导体棒克服安培力做的功小于导体棒动能的减少量 D. 导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热与导体棒的动能增加量之和 6. 如图（a），螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框 abcd相连，abcd内有一柔软的正方形金属环L，L与abcd共面，当B随时间t按图（b）所示规律变化时（　　） A. 内，导线框中有逆时针方向的感应电流 B. 内，金属环L有收缩趋势 C. 内，a点电势高于d点电势 D. 内，金属环L中有逆时针方向的感应电流 7. 如图所示，等腰三角形 abc为一棱镜的横截面，，一平行于 bc边的细光束从 ab边射入棱镜，在bc边反射后从 ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的频率比乙光的高 B. 在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的小 C. 该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D. 在棱镜内 bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲，位于坐标原点O的波源从时刻开始振动，形成了沿x轴正方向传播的简谐横波。时，平衡位置位于处的质点A第一次到达波峰，质点B的平衡位置位于处，波源O的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 质点A的起振方向沿y轴正方向 B. 该波的波速为10m/s C. 从到的过程中，质点A运动的路程为12cm D. 时，质点B的加速度与速度同向 9. 如图所示为测量储罐中不导电液体高度的电路，与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器C可通过开关S与电感L或电源相连．当开关从a拨到b时，由电感L与电容器C构成的回路中产生振荡电流，某时刻电路中的电流方向如图所示，电容器C右极板带负电，则（　　） A. 该时刻电容器正充电 B. 该时刻电流正在增大 C. 该时刻磁场能正转化为电场能 D. 当罐中液面下降时，振荡电流的频率增大 10. 如图，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框 abcd，线框以速度v进入一个直线边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到原来的，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中做匀减速直线运动 B. 线框不能全部穿出磁场 C. 线框进入磁场过程中与离开磁场过程中产生的热量之比为8：1 D. 线框进入磁场过程中与离开磁场过程中通过线框某截面的电荷量之比为1：1 第II卷 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定 P3位置的方法正确的是 ； A. 透过玻璃砖，P3挡住P₂的像 B. 先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C. 透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2； （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为________（计算结果保留三位有效数字）； （4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； 12. 在“单摆测重力加速度”的实验中，某同学想到利用手机传感器、小铁球、小磁粒进行以下实验： ①如图1（a）所示将小磁粒吸附在小铁球正下方使小磁粒轴线与摆线共线，用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，组装完成的实验装置如图1（b）所示； ②用刻度尺测量摆线长度为l，没有测量小铁球直径和小磁粒的厚度； ③将手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，利用磁传感器测量磁感应强度随时间的变化； ④将带有小磁粒的铁球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图2所示。 试回答以下问题： （1）由图2可知，单摆的周期为______； （2）改变摆线长度l，重复步骤②③④的操作，可以得到多组周期T和摆线长度l的值，以______（选填“”“”或者“”）为纵坐标，l为横坐标，描点作图。若得到的图像如图3所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为______； （3）使用上述数据处理方法，在不考虑其他测量误差的情况下，步骤②的操作对重力加速度的测量值______（选填“有”或“无”）影响。 四、计算题：本题共3小题，共41分。解答应当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。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位 13. 如图所示，三角形ABC为三棱镜的横截面，真空中一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射，改变入射角i，当AC侧面的折射光线与BC边平行时，恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜，已知，且， ， 真空中的光速为c，结果可以使用分数表示，求： （1）该棱镜对该单色光的折射率； （2）该单色光从D点入射经AB面反射后再从BC面射出在棱镜中传播的时间。 14. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度 ，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，输电导线的总电阻为R=10Ω，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。发电机线圈abcd电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生电动势的最大值； （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，求交流发电机线圈abcd电阻上的热功率。 15. 如图所示，一矩形闭合线圈的质量为m=3kg，匝数为n=20匝，电阻为R=0.5Ω，ab边的边长为L=40cm，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上，虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场，运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行，不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。 （1）求线圈中产生的最大感应电动势的大小Emax； （2）某时刻线圈的加速度大小为a=4m/s2，求线圈从进入磁场到该时刻产生的焦耳热Q； （3）若使线圈完全进入磁场前停下来，求线圈bc边长度的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绵竹中学2023级高二下期中质量检测 物 理 考试时间：75 分钟 满分：100分 注意事项： 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。 1、答题前，务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2、答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。 3、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 4、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 5、考试结束后，只将答题卡交回。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列有关波的说法正确的是（　　） A. 对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点始终处于静止状态 B. 绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后不能保持叠加前的形状 C. 当障碍物的尺寸比波长大或者差不多时，能观察到明显衍射现象 D. 向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，由此可以测出车速 【答案】D 【解析】 【详解】A．对于波的稳定干涉图样，减弱区的质点振动较弱，即振幅最小，但不一定始终处于静止状态，A错误； B．绳波的叠加满足运动的独立性原理，但叠加分开后仍能保持叠加前的形状，B错误； C．当障碍物的尺寸比波长小或者差不多时，能观察到明显衍射现象，C错误； D．向行进中的汽车发射频率已知的超声波，反射回来后接收到的超声波频率会发生变化，即根据多普勒效应可以测出车速，D正确。 故选D。 2. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小 匝数N=100，面积为S=10cm²，电阻为r=2Ω的矩形线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以转速 n=10r/s匀速转动，线圈通过电刷与 R=8Ω的定值电阻相连，电流表为理想交流电流表，则（　　） A. 电流方向每秒改变10次 B. 电流表的示数为0.4A C. 图示位置线圈ABCD上的电流方向为 D. 线圈转速加倍，线圈转一周，电阻R产生焦耳热变为原来的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可得，一个周期内电流方向改变两次，所以每秒改变20次，故A错误； B．感应电动势的最大值为 根据闭合电路欧姆定律可得，故B正确； C．根据楞次定律可知，图示位置线圈ABCD上的电流方向为A→D→C→B→A，故C错误； D．若线圈转速加倍，则感应电动势加倍，感应电流加倍，线圈转一周的时间减半，根据焦耳定律可得，电阻R产生的焦耳热变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 3. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管当D左端电势高于右端电势时，其电阻无穷大，反之，电阻非常小，则下列说法正确的有（　　） A. 当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮 B. 当S闭合时，立即变亮，一直不亮 C. S闭合稳定后，S断开时，立即熄灭 D. S闭合稳定后，S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当S闭合时， 因二极管加上了反向电压，故二极管截止，故不亮；而由于此时通过线圈的电流增大，由于自感电动势阻碍电流的变化，故  的亮度逐渐变亮，故AB错误； CD．当S断开时，由于线圈中的电流减小，故其中产生自感电动势阻碍电流减小，故电流反向流过，故变亮，之后，两灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 4. 两个匀强磁场，磁感应强度均为B，宽度均为a。矩形线框abcd的ab边与y轴重合，ad边长为a，从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，线框平面始终保持与磁场垂直，以逆时针电流为正，线框中感应电流i与线框移动距离x 的关系图象是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中，感应电动势为 感应电流 根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正； 在的过程中，感应电动势为 感应电流 根据右手定则，可知电流的方向为顺时针方向，为负； 在的过程中，感应电动势为 感应电流 根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正。 故选C。 5. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定于水平绝缘平台上，两完全相同的导体棒、均垂直于导轨静止放置，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．现使导体棒以某一初速度向右运动，两棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，则从开始运动到稳定过程中，则（　　） A. 导体棒所受安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 B. 导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热 C. 导体棒克服安培力做的功小于导体棒动能的减少量 D. 导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热与导体棒的动能增加量之和 【答案】D 【解析】 【详解】BD．根据功能关系可知导体棒克服安培力做的功转化为回路的电能，回路的电能一部分因电流的热效应转化成焦耳热，另一部分驱使导体棒b运动，转化成b的动能，所以导体棒克服安培力做的功等于整个回路产生的焦耳热与导体棒的动能增加量之和，故B错误，D正确； AC．根据动能定理，导体棒所受安培力做的功等于导体棒的动能增加量，导体棒克服安培力做的功等于导体棒动能的减少量，故AC错误。 故选D。 6. 如图（a），螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框 abcd相连，abcd内有一柔软的正方形金属环L，L与abcd共面，当B随时间t按图（b）所示规律变化时（　　） A. 内，导线框中有逆时针方向的感应电流 B. 内，金属环L有收缩趋势 C. 内，a点电势高于d点电势 D. 内，金属环L中有逆时针方向的感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】AB．在0～t1时间内，穿过圆环的磁通量向上均匀增大，由楞次定律可以确定螺线管产生的感应电流为dcba方向，即顺时针方向，由安培定则可知，L内的磁场的方向向里；由于穿过螺线管的磁通量均匀增加，所以螺线管产生的感应电动势不变，感应电流也不变，则穿过L的磁通量不变，L中无感应电流，也无收缩趋势，故AB错误； C．在t1-t2时间内，穿过圆环的磁通量向上减小，由楞次定律可以确定螺线管产生的感应电流为逆时针方向，则a点电势高于d点电势，之后是向下增大的，由楞次定律可以确定螺线管产生的感应电流为逆时针方向，则a点电势高于d点电势，故C正确； D．在t2-t3时间内，向下的磁通量减小，由于减小的速率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，螺线管产生的感应电流也逐渐减小，则穿过L的磁通量减小，根据右手螺旋定则，穿过圆环L的磁通量向里减小，则根据楞次定律，L有顺时针感应电流，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，等腰三角形 abc为一棱镜的横截面，，一平行于 bc边的细光束从 ab边射入棱镜，在bc边反射后从 ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，不考虑多次反射。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的频率比乙光的高 B. 在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的小 C. 该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率 D. 在棱镜内 bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大 【答案】D 【解析】 【详解】AC．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示： 由图可知，乙光在棱镜中偏转的折射角较小，根据折射定律可知乙光的折射率大于甲光的折射率，则乙光的频率高于甲光的频率，故AC错误； B．根据折射率与速度的关系式 变形得 由于，所以在棱镜中的传播速度，甲光比乙光的大，故B错误； D．根据上面图象的几何关系可知光在棱镜内bc边反射时的入射角，甲光比乙光的大，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图甲，位于坐标原点O的波源从时刻开始振动，形成了沿x轴正方向传播的简谐横波。时，平衡位置位于处的质点A第一次到达波峰，质点B的平衡位置位于处，波源O的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　） A. 质点A的起振方向沿y轴正方向 B. 该波的波速为10m/s C. 从到的过程中，质点A运动的路程为12cm D. 时，质点B的加速度与速度同向 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图b可知，波源O的起振方向沿y轴负方向，所以质点A起振方向沿y轴负方向，故A错误； B．由图b可知，周期为2s，则 解得该波的波速为 故B正确； C．质点A经过1.5s开始起振，所以3s内，质点实际振动的时间为1.5s，即四分之三个周期，所以质点A运动的路程为 故C错误； D．波传到质点B的时间为 则3.75s时，质点B的在y轴负半轴向平衡位置运动，所以速度沿y轴正方向，加速度沿y轴正方向，所以加速度与速度同向，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示为测量储罐中不导电液体高度的电路，与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器C可通过开关S与电感L或电源相连．当开关从a拨到b时，由电感L与电容器C构成的回路中产生振荡电流，某时刻电路中的电流方向如图所示，电容器C右极板带负电，则（　　） A. 该时刻电容器正充电 B. 该时刻电流正在增大 C. 该时刻磁场能正转化为电场能 D. 当罐中液面下降时，振荡电流的频率增大 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．由图可知，电容左极板带正电，右极板带负电，电流方向由正极板流向负极板，说明电容正在放电，电流逐渐增大，电场能正不断转化为磁场能，故AC错误，B正确； D．当储罐内的液面高度下降时，两板间充入的电介质减少，根据电容的决定式可知，电容减少，根据LC振荡周期 可知，回路的振荡周期减小，故振荡频率增大，故D正确。 故选BD。 10. 如图，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框 abcd，线框以速度v进入一个直线边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到原来的，下列说法正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中做匀减速直线运动 B. 线框不能全部穿出磁场 C. 线框进入磁场过程中与离开磁场过程中产生的热量之比为8：1 D. 线框进入磁场过程中与离开磁场过程中通过线框某截面的电荷量之比为1：1 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框进入磁场时与离开磁场时受安培力大小为 随着速度减小，安培力逐渐减小，加速度减小，所以线框进入磁场时与离开磁场时做加速度减小的直线运动，而不是匀减速直线运动，故A错误； BD．假设线圈能全部穿出磁场，线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为v'，线圈进入磁场的过程，取向右为正方向，安培力的冲量等于物体动量变化，由动量定理得： 根据电流的定义式可得通过线圈的电荷量 线圈离开磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得 通过线圈的电荷量 联立解得 所以线圈不能全部穿出磁场，则v'=0，代入上式可知 故B正确，D错误； C．线圈进入磁场的过程，根据能量守恒定律有产生的热量等于动能减少量即 线圈离开磁场的过程，产生的热量等于动能减少量即 解得，故C正确； 故选BC。 第II卷 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针P1、P2，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上P3和P4大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定 P3位置的方法正确的是 ； A. 透过玻璃砖，P3挡住P₂的像 B. 先插上P4大头针，在靠近玻璃砖一侧P3挡住P4的位置 C. 透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像 （2）在图甲中作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角θ2； （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为________（计算结果保留三位有效数字）； （4）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； 【答案】（1）C （2） （3）1.50 （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 确定 P3位置的方法正确的是透过玻璃砖观察，使P3挡住P1、P2的像。 故选C。 【小问2详解】 P1、P2所在直线为入射光线，P3、P4所在直线为出射光线，光路图如图所示 【小问3详解】 由图乙根据折射定律，可得玻璃砖的折射率为 【小问4详解】 若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则P4、P3的连线与bb′的交点偏右，则测得的折射角θ2偏大，根据折射定律可知，测出来的折射率偏小。 12. 在“单摆测重力加速度”的实验中，某同学想到利用手机传感器、小铁球、小磁粒进行以下实验： ①如图1（a）所示将小磁粒吸附在小铁球正下方使小磁粒轴线与摆线共线，用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，组装完成的实验装置如图1（b）所示； ②用刻度尺测量摆线长度为l，没有测量小铁球直径和小磁粒的厚度； ③将手机磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，利用磁传感器测量磁感应强度随时间的变化； ④将带有小磁粒的铁球由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行手机软件记录磁感应强度的变化曲线如图2所示。 试回答以下问题： （1）由图2可知，单摆的周期为______； （2）改变摆线长度l，重复步骤②③④的操作，可以得到多组周期T和摆线长度l的值，以______（选填“”“”或者“”）为纵坐标，l为横坐标，描点作图。若得到的图像如图3所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为______； （3）使用上述数据处理方法，在不考虑其他测量误差的情况下，步骤②的操作对重力加速度的测量值______（选填“有”或“无”）影响。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）无 【解析】 【小问1详解】 根据单摆的运动规律可知，一个周期内应该有两个电磁感应的最大值；由图2可知，单摆的周期为 【小问2详解】 [1][2]设摆线下端与小铁球和小磁粒整体的重心距离为，根据单摆周期公式可得 可得 则以为纵坐标，l为横坐标，描点作图；若得到的图像如图3所示，图像的斜率为k，则有 可得重力加速度的测量值为 【小问3详解】 使用上述数据处理方法，在不考虑其他测量误差的情况下，步骤②的操作不影响图像的斜率，所以对重力加速度的测量值无影响。 四、计算题：本题共3小题，共41分。解答应当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。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位 13. 如图所示，三角形ABC为三棱镜的横截面，真空中一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射，改变入射角i，当AC侧面的折射光线与BC边平行时，恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜，已知，且， ， 真空中的光速为c，结果可以使用分数表示，求： （1）该棱镜对该单色光的折射率； （2）该单色光从D点入射经AB面反射后再从BC面射出在棱镜中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意画出该单色光在三棱镜中的光路图如图所示 单色光在AB边恰好发生全反射，由几何关系可得全反射临界角为 根据全反射临界角公式可得 可得该棱镜对该单色光的折射率为 【小问2详解】 由几何关系可得单色光的三棱镜中的传播距离为 单色光的三棱镜中的传播速度为 单色光的三棱镜中的传播时间为 14. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度 ，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，输电导线的总电阻为R=10Ω，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。发电机线圈abcd电阻不可忽略。求： （1）交流发电机产生电动势的最大值； （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，求交流发电机线圈abcd电阻上的热功率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 交流发电机产生的感应电动势的最大值为 【小问2详解】 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，则有 根据理想变压器的变流规律有 可得 则输电线路上损耗的电功率为 【小问3详解】 若升压变压器原、副线圈匝数比为，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， 可得， 设线圈abcd电阻为，根据闭合电路欧姆定律可得 其中 解得 则交流发电机线圈abcd电阻上的热功率为 15. 如图所示，一矩形闭合线圈的质量为m=3kg，匝数为n=20匝，电阻为R=0.5Ω，ab边的边长为L=40cm，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上，虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T。现使线圈以初速度v0=0.5m/s向右运动进入磁场，运动过程中线圈的左右边始终与磁场边界平行，不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。 （1）求线圈中产生的最大感应电动势的大小Emax； （2）某时刻线圈的加速度大小为a=4m/s2，求线圈从进入磁场到该时刻产生的焦耳热Q； （3）若使线圈完全进入磁场前停下来，求线圈bc边长度的最小值。 【答案】（1）2V；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当线圈ab边进入磁场时，感应电动势最大，1匝产生的电动势为 匝产生的电动势 解得 （2）当加速度大小为4m/s2时，设线圈的速度大小为v，电动势大小为 电流大小 安培力大小 由牛顿第二定律得 由能量守恒定律得 解得 （3）假设ab边进入磁场后，经过时间∆t，cd边恰好进入磁场，且线圈停下来，线圈bc边的边长为d，电荷量 平均电流 解得 平均安培力 由动量定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $