内容正文:
西北师大附中
2025—2026学年第二学期第一次月考考试试题
高二物理
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项符合题目要求,每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对得5分,选对但不全的3分,有选错的得0分。
1. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 某同学自制收音机来收听广播时,其接收电台信号的过程称为调制
C. X射线的穿透本领比γ射线更强
D. 手机通信使用的是无线电波,其波长较长,更容易观察到明显的衍射现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,只有非均匀变化的场才能产生变化的场,故A错误;
B.发射信号时将待传递的信息加载到高频载波上的过程称为调制,收音机接收电台信号的选台过程为调谐,故B错误;
C.γ射线的频率高于X射线,穿透本领比X射线更强,故C错误;
D.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相差不多或小于波长,手机通信用的无线电波波长较长,更容易满足衍射条件,观察到明显衍射现象,故D正确。
故选D。
2. 如图1所示,abcd为100匝的正方形闭合金属线圈,边长为L,线圈整体处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图2是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像,则下列说法正确的是( )
A. 线圈产生的最大电动势为
B. 若线圈边长,则磁感应强度大小为
C. 时感应电动势最小
D. 时线圈中的电流改变方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.线圈产生的最大电动势为
故A错误;
B.若线圈边长,则由
解得
故B错误;
C.时磁通量变化率最小,所以感应电动势最小。故C正确;
D.时图像斜率正负值不变,所以线圈中的电流不改变方向。故D错误。
故选C。
3. 如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路,某时刻电路中正形成如图所示方向的电流,此时电容器的上极板带正电,下极板带负电,则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯,则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离,则发射电磁波的波长变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,电容器正在充电,则电流正在减小,即线圈中的磁场向上且正在减弱,A错误;
B. 电容器正在充电,则电容器中的电场向下且正在增强,B错误;
C.若在线圈中插入铁芯,则自感系数L变大,根据
可知,发射电磁波的频率变小,C错误;
D.若增大电容器极板间的距离,根据
可知C减小,根据
则发射电磁波的频率变大,波长变小,D正确。
故选D。
4. 如图所示,光滑圆弧轨道ABC竖直固定,与水平面相切于A点,B为圆弧上一点,C为圆弧最高点,弧长AC远小于半径。质量相等的小球甲、乙(两小球可以看成质点)分别从B、C位置由静止同时释放,则两球从开始运动到A点的过程中( )
A. 甲球比乙球运动的时间短 B. 两球可能在A点右侧相撞
C. 两球动量的改变量相等 D. 两球重力的冲量相等
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由于弧长AC远小于半径,可认为小球甲、乙在光滑圆弧轨道做简谐运动,根据单摆周期公式可得周期为
小球甲、乙从B、C位置由静止同时释放,两球从开始运动到A点运动时间均为
可知两球在A点相撞,故AB错误;
D.根据
由于两球质量相等,可知两球重力的冲量相等,故D正确。
C.根据动能定理可得
可得小球到达A点的速度大小为
则小球的动量变化量为
由于两球释放高度不同,所以两球动量的改变量不相等,故C错误。
故选D。
5. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示(光敏电阻的阻值随着光照增加而减少)。当S接a时,三个灯泡均发光。若( )
A. 电容C增大,L1灯泡变亮 B. 频率f增大,L2灯泡变亮
C. RG上光照增强,L3灯泡变暗 D. S接到b时,三个泡均变暗
【答案】A
【解析】
【详解】A.电容增大,对交流电的阻碍作用减小,则L1灯泡变亮,故A正确;
B.频率f增大,则电感的阻碍作用增大,则L2灯泡变暗,故B错误;
C.光敏电阻光照增强,阻值减小,由于各支路电压不变,则L3灯泡电流增大,变亮,故C错误;
D.S接到b时,根据变压比可知,副线圈电压增大,则三个泡均变亮,故D错误。
故选A。
6. 如图甲所示,将一劲度系数为k的轻弹簧压缩后锁定,在弹簧上放置一质量为m的小物块,小物块距离地面高度为。将弹簧的锁定解除后,小物块被弹起,其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示,其中到间的图像为直线,其余部分均为曲线,h3对应图像的最高点,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小物块上升至高度时,弹簧的弹力为零
B. 小物块上升至高度时,加速度为g
C. 解除锁定前,弹簧的弹性势能为
D. 小物块从高度h2上升到h4,弹簧的弹性势能减少了
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小物块上升至高度时,动能最大,速度最大,此时小物块加速度为零,弹簧的弹力等于重力,故A错误;
B.到间的图像为直线,可知小物块上升至高度时,小物块将离开弹簧做竖直上抛运动,加速度为g,故B正确;
C.小物块、弹簧组成的系统机械能守恒,小物块距离地面高度为、时动能均为零,可知解除锁定前,弹簧的弹性势能为
故C正确;
D.小物块从高度上升到,小物体动能的变化量为零,根据小物体和弹簧组成的系统机械能守恒可得,弹簧的弹性势能的减少等于小物体重力势能的增加。小物块上升到时,弹簧恢复原长,小物块的加速度为g,方向竖直向下,由于小物块做简谐运动,根据对称性可知,小物块上升到时,小物块的加速度为g,方向竖直向上,设此时弹簧的压缩量为,由牛顿第二定律得
解得
故小物块从高度上升到,弹簧的弹性势能减少了
故D错误。
故选BC。
7. 一简谐波沿x轴传播,图(a)为时刻的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点,M是平衡位置在处的质点,图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的说法是( )
A. 该简谐横波沿着x轴负方向运动
B. 在时,质点P的位移为5cm
C. 在到,质点P通过的路程为
D. 质点M简谐运动的表达式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.图(b)为质点Q的振动图像,则知在时,质点Q正从平衡位置向波峰运动,所以时,质点Q向y轴正方向运动,由同侧法可知该波沿x轴正方向传播,故A错误;
BC.由图乙可得
波速
设P质点简谐振动的表达式为
波形向右平移1m时,质点到达平衡位置,所用时间最短为
可知
解得
则质点简谐振动的表达式为
代入解得
质点从到第一次到达平衡位置的时间为0.025s,此过程路程为
再经过1s即的路程为
由对称性可知再经过0.025s的路程为
在到,质点P通过的路程为
故C正确,B错误;
D.由波的周期性可知时刻质点M向下振动,质点M简谐运动的表达式为
代入数据得
解得
则质点M简谐运动的表达式为
故D错误。
故选C。
8. 下列说法正确的是( )
A. 纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
B. 挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的频率
C. 单摆在空气中做阻尼振动,振动的能量逐渐转化为其他形式的能量,振幅和频率越来越小
D. 一质点做简谐运动,若、时刻的回复力相同,则、时刻的动能必相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.无论是纵波还是横波,传播过程中介质质点都只在自身平衡位置附近振动,都不会随波迁移,故A错误;
B.挑水时水荡出是因为走路的驱动力频率等于桶内水的固有频率,发生共振,振幅过大。加快或减慢走路频率,可以让驱动力频率远离水的固有频率,减小振幅,避免水荡出,故B正确;
C.单摆做阻尼振动时,能量逐渐转化为其他形式的能,振幅逐渐减小,但单摆的振动频率由自身性质(摆长、重力加速度)决定,与振幅无关,频率保持不变,故C错误;
D.简谐运动的回复力满足,回复力是矢量,若两时刻回复力相同,说明位移x(大小、方向)都相同,即质点位于同一位置;同一位置处质点速度大小一定相等,动能是标量,仅和速度大小有关,因此两时刻动能一定相同,故D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示,是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景,图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰,虚线表示波谷。M、P、Q、N、S的位置如图所示,其中M、P、Q三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是0.2s,则下列说法正确的是( )
A. 在两列波传播的过程中,P处质点的振动始终加强的
B. 在两列波传播的过程中,N处质点的振动始终减弱的
C. 此刻开始计时,S处质点经过0.1s会随水波传播到N处
D. 此刻开始计时,0.9s时M处质点的高度会和远处平静的湖面一致
【答案】AB
【解析】
【详解】A.M点是波峰和波峰叠加,Q点是波谷和波谷叠加,则MQ均为振动加强点,且始终振动加强,故P处质点的振动始终加强的,故A正确;
B.N点为波峰与波谷叠加,质点的振动始终减弱的,故B正确;
C.质点不会随着波迁移而迁移,故C错误;
D.M点为振动加强点,经过
此点位于波谷位置,高度低于远处平静的湖面,故D错误。
故选AB。
10. 一列简谐横波沿轴的正向传播,振幅为,周期为。已知在时刻波上相距的两质点、的位移都是,但运动方向相反,其中质点沿轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在时刻质点速度最大
B. 该列简谐横波波长可能为
C. 质点、质点的速度在某一时刻可以相同
D. 当质点的位移为时,质点的位移为负
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.质点的振动方程为
代入,可得
结合沿轴正向运动,解得
在时,质点的位移为
可知质点刚好位于平衡位置,速度最大,A正确;
B.质点的振动方程为
同理可得质点的振动方程为
则、两个质点的振动时间差为
、两个质点的距离为
可得波长为
当时,可得,B正确;
C.因为、两个质点的振动时间差为
可知当两质点分别位于平衡位置的上、下方且离平衡位置距离相等时,两质点的速度相同,C正确;
D.因为、两个质点的振动时间差为
当质点的位移为时,即质点位于波峰时,质点的位移为正,D错误。
故选ABC。
二、填空题:本题共2小题,共14分。
11. 某同学用图1所示装置测定当地重力加速度。
(1)关于器材选择及测量时的一些实验操作,下列说法正确的是 。
A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的
B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C. 为了使摆的周期大一些以方便测量,应使摆角大一些
(2)在某次实验中,测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t,则利用上述测量量可得重力加速度的表达式g=________。
(3)实验时改变摆长,测出几组摆长L和对应的周期T的数据,作出L-T2图像,如图2所示。
①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=__________。
②因摆球质量分布不均匀,小球的重心位于其几何中心的正下方。若只考虑摆长测量偏小造成的影响,则由①计算得到的重力加速度的测量值_______真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(4)关于摩擦力可以忽略的斜面上的单摆,某同学猜想单摆做小角度摆动时周期满足,如图3所示。为了检验猜想正确与否,他设计了如下实验:如图4所示,铁架台上装一根重垂线,在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下,将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上,调节摆线的长度,使摆杆与立柱垂直,摆杆可绕着立柱自由转动,且不计其间的摩擦。如图5所示,把铁架台底座的一侧垫高,立柱倾斜,静止时摆杆与重垂线的夹角为β,小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动。下列图像能直观地检验猜想是否正确的是 。
A. -sinβ图像 B. -cosβ图像 C. -tanβ图像
【答案】(1)AB (2)
(3) ①. ②. 等于
(4)B
【解析】
【小问1详解】
AB.为减小实验误差,摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的,摆球尽量选择密度大的,即质量大些、体积小些的,故AB正确;
C.应使摆角小于5°,才可看作理想单摆,故C错误;
故选AB。
【小问2详解】
在某次实验中,测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t,则周期为
根据单摆周期公式
解得
【小问3详解】
①[1]根据单摆周期公式
变形有
根据图像的斜率可知
解得
②[2]因摆球质量分布不均匀,小球的重心位于其几何中心的正下方。表达式变为
若只考虑摆长测量偏小造成的影响,则图像的斜率不变,测量值等于真实值;
【小问4详解】
根据题图可知等效重力加速度为重力加速度沿着垂直于立柱方向的分量,大小为
a=gcosβ
根据单摆周期公式
变形可知
则应作图像;
故选B。
12. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的实验电路。已知此压敏电阻的阻值与受压力大小的对应关系如图甲所示,压力在范围内时图线为直线。实验中,先利用如图乙所示的电路,测量时压敏电阻的阻值,再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。
实验器材有:
压敏电阻(时阻值在之间)
电源(电动势,内阻为)
电流表(量程,内阻)
电流表(量程,内阻约为)
定值电阻
滑动变阻器
开关及导线若干
实验要求尽量准确测量压敏电阻的阻值,请回答下列问题:
(1)按实验要求,导线端应与_____________(填“”或“”)点连接。
(2)滑动变阻器有两种规格,本实验中应选择_____________。
A.最大阻值为 B.最大阻值为
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,当电流表读数为时,电流表读数为,可知_____________。
(4)断开开关,继续调节滑动变阻器,使电流表达到满偏,满偏电流刻度处标记,此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为_____________,保持滑动变阻器阻值不变,当压力时,电流表示数为_____________。
【答案】 ①. b ②. B ③. 100 ④. 138 ⑤. 40
【解析】
【详解】(1)[1]导线c端应接b,G1和定值电阻R1串联可当成电压表测量压敏电阻R两端的电压,G2和G1的电流之差是通过压敏电阻R的电流,若接a,因G2的具体内阻未知,不能准确测量R两端的电压值;
(2)[2]F=0时,滑动变阻器R2若选择最大阻值为50Ω的,全部接入电路时,电路总电阻为
则干路电流约为
超过G2的量程,所以应选择最大阻值为250Ω的滑动变阻器,以确保安全;
(3)[3]闭合开关S1、S2,当两电流表G1、G2的示数分别为I1、I2时,有
(4)[4]断开开关S2,继续调节滑动变阻器R2,使电流表G2达到满偏,滑动变阻器接入电路的阻值为R2,有
可得
[5]R-F图像的斜率为
根据图甲,压敏电阻R与压力F的关系式
当压力F=60N时,R=160Ω,可得电流表G2示数为
三、计算题:本题共3小题,共43分,写出必要的文字说明和计算过程。
13. 如图所示,倾角为的足够长的光滑斜面固定在水平面上,斜面底端有一挡板,质量为m的木块甲紧靠挡板放置,轻质弹簧一端与木块甲相连,另一端与质量为m的木块乙相连,弹簧劲度系数为k。开始时两木块均静止,用沿斜面向下的力缓慢推物体乙,到某一位置后撤去该力。此后木块乙在斜面上做简谐运动,当乙第一次运动到最高点时木块甲恰要离开挡板。已知重力加速度为g。求:
(1)木块乙做简谐运动的振幅;
(2)撤去力时木块甲对挡板的压力大小。
【答案】(1);(2)2mg
【解析】
【详解】(1)设木块乙原来静止时,弹簧的压缩量为,对乙根据平衡条件有
运动到最高点时,弹簧的伸长量为,对甲根据平衡条件有
简谐运动振幅
则
(2)设撤去力时弹簧的形变量为,则
挡板对甲的支持力
解得
根据牛顿第三定律,甲对挡板的压力大小
14. 为了减少火电站中煤的燃烧对大气的污染,要大力发展水电站。现有一水力发电站的发电机组设计为:水以的速度流入水轮机后以的速度流出,已知流出水位比流入水位低,水流量,水轮机效率为,发电机效率为。然后利用如图所示的高压输电线路将发电机输出的电能输送给用户,变压器均为理想变压器,在输电线路上接入一个电流互感器,其原副线圈的匝数比为,电流表的示数,输电线的总电阻,用户两端的电压为。已知水的密度为,重力加速度为。求:
(1)该发电机组的输出电功率;
(2)升压变压器的输出电压:
(3)用户得到的功率及降压变压器的原副线圈匝数比。
【答案】(1)129kW;(2)3000V;(3)W,
【解析】
【详解】(1)经时间t,参与发电的水损失的机械能
①
该发电机组的输出电功率:
kW②
(2)输电线中的电流为I对电流互感器
解得
I=43A③
升压变压器的输出电压为U
V④
(3)输电线的损耗功率
W⑤
用户端功率
W⑥
降压变压器的输入电压为
V⑦
根据理想变压器的电压与线圈匝数关系有
⑧
15. 一列简谐横波在某介质中传播,在时刻的波形图如图中实线所示,此时质点离平衡位置的距离,从此刻起,经波形图如图中虚线所示。
(1)若波沿轴正方向传播,且振动周期,求波长和波的传播速度;
(2)若波的传播速度为,通过计算说明波的传播方向;
(3)若波的传播速度为,通过计算求解质点在内的路程。
【答案】(1),
(2)波沿负方向传播
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图可知该波的波长
振动周期,则有
得
波速
【小问2详解】
若波沿轴正方向传播,则时间内传播的距离
故波速
则有
解得(不符题意)
若波沿轴负方向传播,则时间内传播的距离
故波速
则有
解得
故该波沿负方向传播
【小问3详解】
若波速为,该波沿负方向传播,质点在时刻速度沿轴负方向,其周期
则角频率为
振幅为
设质点回到平衡位置用时,则
得
则剩余时间
由
得
质点在内的路程为
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2025—2026学年第二学期第一次月考考试试题
高二物理
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项符合题目要求,每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对得5分,选对但不全的3分,有选错的得0分。
1. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
B. 某同学自制收音机来收听广播时,其接收电台信号的过程称为调制
C. X射线的穿透本领比γ射线更强
D. 手机通信使用的是无线电波,其波长较长,更容易观察到明显的衍射现象
2. 如图1所示,abcd为100匝的正方形闭合金属线圈,边长为L,线圈整体处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴匀速转动。图2是在匀速转动过程中穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化的图像,则下列说法正确的是( )
A. 线圈产生的最大电动势为
B. 若线圈边长,则磁感应强度大小为
C. 时感应电动势最小
D. 时线圈中的电流改变方向
3. 如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路,某时刻电路中正形成如图所示方向的电流,此时电容器的上极板带正电,下极板带负电,则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯,则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离,则发射电磁波的波长变小
4. 如图所示,光滑圆弧轨道ABC竖直固定,与水平面相切于A点,B为圆弧上一点,C为圆弧最高点,弧长AC远小于半径。质量相等的小球甲、乙(两小球可以看成质点)分别从B、C位置由静止同时释放,则两球从开始运动到A点的过程中( )
A. 甲球比乙球运动的时间短 B. 两球可能在A点右侧相撞
C. 两球动量的改变量相等 D. 两球重力的冲量相等
5. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示(光敏电阻的阻值随着光照增加而减少)。当S接a时,三个灯泡均发光。若( )
A. 电容C增大,L1灯泡变亮 B. 频率f增大,L2灯泡变亮
C. RG上光照增强,L3灯泡变暗 D. S接到b时,三个泡均变暗
6. 如图甲所示,将一劲度系数为k的轻弹簧压缩后锁定,在弹簧上放置一质量为m的小物块,小物块距离地面高度为。将弹簧的锁定解除后,小物块被弹起,其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示,其中到间的图像为直线,其余部分均为曲线,h3对应图像的最高点,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小物块上升至高度时,弹簧的弹力为零
B. 小物块上升至高度时,加速度为g
C. 解除锁定前,弹簧的弹性势能为
D. 小物块从高度h2上升到h4,弹簧的弹性势能减少了
7. 一简谐波沿x轴传播,图(a)为时刻的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点,M是平衡位置在处的质点,图(b)为质点Q的振动图像,下列说法正确的说法是( )
A. 该简谐横波沿着x轴负方向运动
B. 在时,质点P的位移为5cm
C. 在到,质点P通过的路程为
D. 质点M简谐运动的表达式为
8. 下列说法正确的是( )
A. 纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能
B. 挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的频率
C. 单摆在空气中做阻尼振动,振动的能量逐渐转化为其他形式的能量,振幅和频率越来越小
D. 一质点做简谐运动,若、时刻的回复力相同,则、时刻的动能必相同
9. 如图甲所示,是一位同学在平静的湖面上做水波干涉实验的情景,图乙是某时刻水波的示意图。实线表示波峰,虚线表示波谷。M、P、Q、N、S的位置如图所示,其中M、P、Q三点始终在同一条直线上。若波源的振动周期是0.2s,则下列说法正确的是( )
A. 在两列波传播的过程中,P处质点的振动始终加强的
B. 在两列波传播的过程中,N处质点的振动始终减弱的
C. 此刻开始计时,S处质点经过0.1s会随水波传播到N处
D. 此刻开始计时,0.9s时M处质点的高度会和远处平静的湖面一致
10. 一列简谐横波沿轴的正向传播,振幅为,周期为。已知在时刻波上相距的两质点、的位移都是,但运动方向相反,其中质点沿轴负向运动,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在时刻质点速度最大
B. 该列简谐横波波长可能为
C. 质点、质点的速度在某一时刻可以相同
D. 当质点的位移为时,质点的位移为负
二、填空题:本题共2小题,共14分。
11. 某同学用图1所示装置测定当地重力加速度。
(1)关于器材选择及测量时的一些实验操作,下列说法正确的是 。
A. 摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的
B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C. 为了使摆的周期大一些以方便测量,应使摆角大一些
(2)在某次实验中,测得单摆摆长为L、单摆完成n次全振动的时间为t,则利用上述测量量可得重力加速度的表达式g=________。
(3)实验时改变摆长,测出几组摆长L和对应的周期T的数据,作出L-T2图像,如图2所示。
①利用A、B两点的坐标可得重力加速度的表达式g=__________。
②因摆球质量分布不均匀,小球的重心位于其几何中心的正下方。若只考虑摆长测量偏小造成的影响,则由①计算得到的重力加速度的测量值_______真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(4)关于摩擦力可以忽略的斜面上的单摆,某同学猜想单摆做小角度摆动时周期满足,如图3所示。为了检验猜想正确与否,他设计了如下实验:如图4所示,铁架台上装一根重垂线,在铁架台的立柱跟重垂线平行的情况下,将小球、摆线、摆杆组成的“杆线摆”装在立柱上,调节摆线的长度,使摆杆与立柱垂直,摆杆可绕着立柱自由转动,且不计其间的摩擦。如图5所示,把铁架台底座的一侧垫高,立柱倾斜,静止时摆杆与重垂线的夹角为β,小球实际上相当于是在一倾斜平面上运动。下列图像能直观地检验猜想是否正确的是 。
A. -sinβ图像 B. -cosβ图像 C. -tanβ图像
12. 传感器在现代生活中有着广泛的应用。某学习小组利用压力传感器设计了一个测量压力大小的实验电路。已知此压敏电阻的阻值与受压力大小的对应关系如图甲所示,压力在范围内时图线为直线。实验中,先利用如图乙所示的电路,测量时压敏电阻的阻值,再在电流表相应刻度处标记对应的压力值。
实验器材有:
压敏电阻(时阻值在之间)
电源(电动势,内阻为)
电流表(量程,内阻)
电流表(量程,内阻约为)
定值电阻
滑动变阻器
开关及导线若干
实验要求尽量准确测量压敏电阻的阻值,请回答下列问题:
(1)按实验要求,导线端应与_____________(填“”或“”)点连接。
(2)滑动变阻器有两种规格,本实验中应选择_____________。
A.最大阻值为 B.最大阻值为
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的阻值,当电流表读数为时,电流表读数为,可知_____________。
(4)断开开关,继续调节滑动变阻器,使电流表达到满偏,满偏电流刻度处标记,此时滑动变阻器接入电路部分的阻值和内阻之和为_____________,保持滑动变阻器阻值不变,当压力时,电流表示数为_____________。
三、计算题:本题共3小题,共43分,写出必要的文字说明和计算过程。
13. 如图所示,倾角为的足够长的光滑斜面固定在水平面上,斜面底端有一挡板,质量为m的木块甲紧靠挡板放置,轻质弹簧一端与木块甲相连,另一端与质量为m的木块乙相连,弹簧劲度系数为k。开始时两木块均静止,用沿斜面向下的力缓慢推物体乙,到某一位置后撤去该力。此后木块乙在斜面上做简谐运动,当乙第一次运动到最高点时木块甲恰要离开挡板。已知重力加速度为g。求:
(1)木块乙做简谐运动的振幅;
(2)撤去力时木块甲对挡板的压力大小。
14. 为了减少火电站中煤的燃烧对大气的污染,要大力发展水电站。现有一水力发电站的发电机组设计为:水以的速度流入水轮机后以的速度流出,已知流出水位比流入水位低,水流量,水轮机效率为,发电机效率为。然后利用如图所示的高压输电线路将发电机输出的电能输送给用户,变压器均为理想变压器,在输电线路上接入一个电流互感器,其原副线圈的匝数比为,电流表的示数,输电线的总电阻,用户两端的电压为。已知水的密度为,重力加速度为。求:
(1)该发电机组的输出电功率;
(2)升压变压器的输出电压:
(3)用户得到的功率及降压变压器的原副线圈匝数比。
15. 一列简谐横波在某介质中传播,在时刻的波形图如图中实线所示,此时质点离平衡位置的距离,从此刻起,经波形图如图中虚线所示。
(1)若波沿轴正方向传播,且振动周期,求波长和波的传播速度;
(2)若波的传播速度为,通过计算说明波的传播方向;
(3)若波的传播速度为,通过计算求解质点在内的路程。
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