精品解析：福建省永春第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷

永春一中高二年级期中考试物理科试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 与下列物理知识相关的说法中正确的是（ ） A. 机械波频率越高，传播速度越快 B. 可见光比红外线更容易发生明显的衍射现象 C. 紫外线有杀菌作用，人类适当晒太阳还可以促进钙吸收 D. 变化的电场在周围空间一定产生恒定的磁场 2. 如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=1s时的完整波形如图所示，此时平衡位置为x=2m的质点M处于波峰位置，质点N处于平衡位置x=6m处。t=2s时，N点第一次到达波峰，则（　　） A. 该波的波长为 B. 该波的波速为6m/s C. 波源的起振方向沿y轴向上 D. 质点M的振动方程为 4. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U为正弦式交流电压，R为滑动变阻器，、是两个定值电阻。A、V分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（　　） A. 仅闭合开关S，电流表示数变大、电压表示数变大 B. 仅闭合开关S，电流表示数变小、电压表示数变大 C. 开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小 D. 开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 关于图的所示四种情景中，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变高后变低 B. 图乙，若将孔AB的宽度变大，则CD下方会观察到更明显的衍射现象 C. 图丙，手掌摩擦鱼洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D. 丁图为摩托车消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差可以等于该声波波长的一半 6. 如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，R1为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，灯泡A立即变亮后逐渐变暗至熄灭 B. 闭合开关S，灯泡B逐渐变亮后亮度不变 C. 断开开关S，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D. 断开开关S，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 7. 如图所示，两列频率相同、相向传播的机械横波。某时刻分别传到了坐标为0.2cm的P点和0.8cm的Q点，已知两列波的传播速度均为12cm/s，则下列说法正确的是（　　） A. 经过，质点P沿x轴正方向移动了0.3cm B. 该机械横波的振动频率为30Hz C. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个振动减弱点 D. 两列波叠加达到稳定后，M点为减弱点 8. 如图甲所示，一个质量为的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为的轻弹簧将板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长，一质量为的物块（可视为质点）从木板左端以初速度滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端。通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的图像，如图乙所示，其中为物块的图线，为木板的图线，物块与木板间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为。则（ ） A. 木板的长度小于 B. 物块与木板间的滑动摩擦因数为 C. 增大大小为时，木板与弹簧组成的系统获得的机械能最大 D. 增大大小为时，木板与弹簧组成的系统获得的机械能最大 三、填空题（每空2分，共8分） 9. 如图，边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈abcd处于磁感应强度为、水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕轴匀速转动，外接电阻值为，则当线圈处于图示位置时电流方向为正方向，此时线圈产生的电流为_______A；交流电压表的示数为_______V（保留位有效数字）；此位置开始计时，电流沿abcda方向为正方向，线圈产生的电动势瞬时值表达式为_______V。 10. 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘。当导线中的电流突然增大时，线框中的感应电流方向_______（选填“顺时针”或“逆时针”）。 11. 如图所示，水平地面上固定一足够长光滑平行金属导轨，导轨间距为，导轨与一电动势为E的直流电源连接，电源内阻为r，导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。一金属杆静止放置在导轨上，金属杆的电阻和导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨垂直且良好接触，现闭合开关S，金属杆稳定时的速度大小v=________m/s。 四、实验题（每空2分，共16分） 12. 某同学利用可拆变压器探究“变压器电压与线圈匝数的关系”，实验装置如图所示，原线圈接低压交流电源，副线圈可通过抽头选择不同匝数，铁芯可自由拆卸。 （1）实验过程中，若误将原线圈接到10 V恒定直流电源上，副线圈两端的电压为_______V； （2）某同学在实验中，固定螺丝没有拧紧，将8 V的电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为_______。 A. 3.3 V B. 4.1 V C. 5.5 V D. 16 V （3）图乙为一可变电阻与该变压器的副线圈连接，定值电阻与原线圈串联，原、副线圈的匝数分别为（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当_______时，获得的功率最大。 13. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）一同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且计数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________mm。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，他们的测量结果与实际值相比将________（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 （2）另一同学经测量得到组摆长和对应的周期，画出图线，斜率。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径，这样重力加速度的测量值与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 五、解答题（14题9分，15题11分，16题16分） 14. 一条小船（可视为质点）漂在海面上x=20m处，船员测得小船在1min内完成了30次全振动，t=0时刻海浪的波形图如图所示，此时小船处于平衡位置，沿y轴正方向运动。求： （1）海浪传播的速度方向和大小； （2）从t=0时刻开始计时，经过1min内小船通过的路程。 15. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率P=200kW，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，假设两个变压器均是理想变压器，求： （1）发电机输出电流； （2）升压变压器输出电压； （3）升压变压器与降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？（结果用分式表示） 16. 如图所示，绝缘矩形平面ABCD与水平面夹角为，底边BC水平，分界线PQ、EF、GH均与BC平行，PQ与EF、EF与GH间距均为，分界线GH以上平面光滑，只有EF与PQ间的区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感强度大小为。将一质量为、总电阻为、边长为的正方形闭合金属框abcd放于斜面上，cd边与GH平行且与其距离为，金属框各边与GH以下斜面间的动摩擦因数，无初速释放金属框后，金属框全程紧贴斜面运动，设重力加速度为。 （1）金属框进入磁场区域过程中流过其导线横截面的电荷量大小； （2）若金属框的cd边刚越过EF边界瞬间速度大小为，求此时金属框的加速度大小； （3）求金属框的cd边刚越过EF边界瞬间速度大小与间的关系； （4）为了使金属框的cd边能够离开磁场，且金属框最终能够静止在斜面上，求的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永春一中高二年级期中考试物理科试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 与下列物理知识相关的说法中正确的是（ ） A. 机械波频率越高，传播速度越快 B. 可见光比红外线更容易发生明显的衍射现象 C. 紫外线有杀菌作用，人类适当晒太阳还可以促进钙吸收 D. 变化的电场在周围空间一定产生恒定的磁场 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．机械波的传播速度仅由传播介质决定，与频率无关，A错误； B．发生明显衍射的条件是障碍物或狭缝尺寸与波长相近或小于波长，红外线波长比可见光更长，因此红外线比可见光更容易发生明显衍射，B错误； C．紫外线具有杀菌消毒的功效，适当照射紫外线可促进人体合成维生素D，帮助钙吸收，C正确； D．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生磁场，均匀变化的电场会产生恒定的磁场，非均匀变化的电场会产生变化的磁场，D错误。 故选C。 【点睛】 2. 如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】令该交变电流通过一电阻，它在前半周期内通过该电阻产生的热量 它在后半周期内产生的热量 故在一个周期内产生的热量 设某一恒定电流在相同的时间内通过该电阻产生的热量为，由有效值的定义知 解得 故选。 3. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=1s时的完整波形如图所示，此时平衡位置为x=2m的质点M处于波峰位置，质点N处于平衡位置x=6m处。t=2s时，N点第一次到达波峰，则（　　） A. 该波的波长为 B. 该波的波速为6m/s C. 波源的起振方向沿y轴向上 D. 质点M的振动方程为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，M、N点平衡位置间的距离等于四分之三个波长，即 解得，故A正确； BC．t=1s时波刚好传到N点，根据“上下坡”法可知，N点的起振方向沿y轴负方向，即波源的起振方向沿y轴负方向，t=2s时，N点第一次到达波峰，则 所以 所以波速为，故BC错误； D．由图可知，振幅为2cm，所以质点M的振动方程为 t=1s时，质点M处于波峰，则 解得 所以，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U为正弦式交流电压，R为滑动变阻器，、是两个定值电阻。A、V分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（　　） A. 仅闭合开关S，电流表示数变大、电压表示数变大 B. 仅闭合开关S，电流表示数变小、电压表示数变大 C. 开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小 D. 开关S闭合时，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据理想变压器电压关系有 副线圈有 则原线圈可以等效为一个电阻​ 闭合S后，副线圈并联电阻增多，副线圈总负载电阻减小，因此等效电阻减小。原线圈侧总电阻为，总电压不变，因此原线圈电流（电流表示数）增大； 原线圈电压 减小，因此减小，副线圈电压也减小（电压表示数减小）， 故AB错误； CD．滑动变阻器滑片向左移动，接入电路的电阻增大，原侧总电阻增大，总电压不变，因此原线圈电流（电流表示数）减小； 原线圈电压​ 增大，因此减小，副线圈电压也减小（电压表示数减小），因此电流表、电压表示数均变小，故C正确，D错误。 故选C。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 5. 关于图的所示四种情景中，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变高后变低 B. 图乙，若将孔AB的宽度变大，则CD下方会观察到更明显的衍射现象 C. 图丙，手掌摩擦鱼洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D. 丁图为摩托车消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差可以等于该声波波长的一半 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据多普勒效应，火车靠近静止的工作人员时，工作人员接收到的声波频率升高，音调变高；火车远离工作人员时，接收到的声波频率降低，音调变低。因此火车经过工作人员的过程中，听到的笛声音调先变高后变低，故A正确； B．观察到明显衍射的条件是：孔/缝的尺寸和波长相近，或比波长更小。若孔宽度变大，孔的尺寸远大于声波波长，衍射现象会更不明显，故B错误； C．“鱼洗”水花飞溅是共振现象：手掌摩擦盆耳时，驱动力频率接近鱼洗盆的固有频率，发生共振、振幅大幅增大，使水花飞溅，并非因为摩擦力大，故C错误； D．摩托车消声器利用波的干涉相消原理消声，干涉相消要求两列波相遇时路程差为半波长的奇数倍，目的是抵消噪声，路程差等于半个波长满足相消条件，故D正确。 故选AD。 6. 如图所示，电路中有相同的灯泡A、B，线圈L的直流电阻不计，R1为定值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，灯泡A立即变亮后逐渐变暗至熄灭 B. 闭合开关S，灯泡B逐渐变亮后亮度不变 C. 断开开关S，灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 D. 断开开关S，灯泡B逐渐变暗最后熄灭 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．闭合开关S后，灯泡A与线圈L并联，电流瞬间通过灯泡A，因此灯泡A会立即变亮，随后线圈L的阻碍作用减小，电流逐渐增大，灯泡A逐渐变暗，最终被线圈L短路而熄灭，故A正确； B．闭合开关S后，因灯泡A与线圈L部分的总电流逐渐变大，而灯泡B与定值电阻并联，因此灯泡B立即变亮且逐渐变得更亮，最后亮度不变，故B正确； C．断开开关S后，线圈L的自感会阻碍电流减小，与灯泡A形成闭合回路，线圈L中的电流瞬间通过灯泡A，使灯泡A闪亮一下，随后电流逐渐减小灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，故C正确； D．断开开关S后，灯泡B所在支路的电流瞬间消失，灯泡B立即熄灭，故D错误。 故选ABC。 7. 如图所示，两列频率相同、相向传播的机械横波。某时刻分别传到了坐标为0.2cm的P点和0.8cm的Q点，已知两列波的传播速度均为12cm/s，则下列说法正确的是（　　） A. 经过，质点P沿x轴正方向移动了0.3cm B. 该机械横波的振动频率为30Hz C. 两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个振动减弱点 D. 两列波叠加达到稳定后，M点为减弱点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．质点只能在自己平衡位置附近振动，但不随波迁移，故A错误； B．由图可知，波长为0.4cm，所以振动频率为，故B正确； C．设距离P点x处为减弱点，则（n=0，±1，±2，±3……） 由于 解得， 所以， 即两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有2个振动减弱点，故C正确； D．两列波到达点M时，振动方向相同，可知M点为振动加强点，故D错误。 故选BC。 8. 如图甲所示，一个质量为的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为的轻弹簧将板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长，一质量为的物块（可视为质点）从木板左端以初速度滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端。通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的图像，如图乙所示，其中为物块的图线，为木板的图线，物块与木板间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为。则（ ） A. 木板的长度小于 B. 物块与木板间的滑动摩擦因数为 C. 增大大小为时，木板与弹簧组成的系统获得的机械能最大 D. 增大大小为时，木板与弹簧组成的系统获得的机械能最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．v-t图像的面积表示位移，物块的位移为A图线的面积 木板的v-t图线上下面积对称，总位移 最终物块恰好停在木板右端，因此木板长度等于相对位移​，故A错误； B．物块仅受滑动摩擦力，加速度大小 由牛顿第二定律，得，故B正确； CD．木板与弹簧系统机械能最大的条件是：物块刚好在木板到达最大位移处（，此时木板位移最大，弹性势能最大）滑出木板； 滑动摩擦力，恒力作用下木板做简谐运动，平衡位置 时木板位移 物块位移 相对位移等于木板长度，即 ​ 整理得，故C正确，D错误。 故选BC。 三、填空题（每空2分，共8分） 9. 如图，边长为、绕线匝、总电阻为的正方形线圈abcd处于磁感应强度为、水平向右的匀强磁场中，线圈以角速度绕轴匀速转动，外接电阻值为，则当线圈处于图示位置时电流方向为正方向，此时线圈产生的电流为_______A；交流电压表的示数为_______V（保留位有效数字）；此位置开始计时，电流沿abcda方向为正方向，线圈产生的电动势瞬时值表达式为_______V。 【答案】 ①. 0.4 ②. 1.13（皆可） ③. 【解析】 【详解】[1]此时，线圈产生的感应电动势最大，线圈中的电流也最大，感应电动势的最大值为，根据闭合电路欧姆定律有 解得 [2]由前面分析知，线圈产生的感应电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律 有，根据欧姆定律 解得交流电压表的示数 [3]从垂直中性面开始，电流沿abcda方向为正方向，线圈产生的电动势瞬时值表达式 解得 10. 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线左边，两者彼此绝缘。当导线中的电流突然增大时，线框中的感应电流方向_______（选填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】顺时针 【解析】 【详解】金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量大于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况，当导线中电流增大时，穿过线框abcd的磁通量增大，磁感应强度方向垂直纸面向外，根据楞次定律可知，线框abcd产生感应电流方向为顺时针。 11. 如图所示，水平地面上固定一足够长光滑平行金属导轨，导轨间距为，导轨与一电动势为E的直流电源连接，电源内阻为r，导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。一金属杆静止放置在导轨上，金属杆的电阻和导轨的电阻不计，金属杆始终与导轨垂直且良好接触，现闭合开关S，金属杆稳定时的速度大小v=________m/s。 【答案】 【解析】 【详解】开关闭合，电流通过金属杆，金属杆受安培力作用先向右做加速运动，同时导体棒自身会产生与电源反向的动生电动势，回路中的电流为 由此可知，电流逐渐减小，稳定时，电流为零，金属杆做匀速直线运动，则 所以 四、实验题（每空2分，共16分） 12. 某同学利用可拆变压器探究“变压器电压与线圈匝数的关系”，实验装置如图所示，原线圈接低压交流电源，副线圈可通过抽头选择不同匝数，铁芯可自由拆卸。 （1）实验过程中，若误将原线圈接到10 V恒定直流电源上，副线圈两端的电压为_______V； （2）某同学在实验中，固定螺丝没有拧紧，将8 V的电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为_______。 A. 3.3 V B. 4.1 V C. 5.5 V D. 16 V （3）图乙为一可变电阻与该变压器的副线圈连接，定值电阻与原线圈串联，原、副线圈的匝数分别为（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当_______时，获得的功率最大。 【答案】（1）0 （2）A （3）18 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感现象，依赖磁通量的变化产生感应电动势。当原线圈通入恒定直流时，原线圈电流恒定，穿过副线圈的磁通量不发生变化，副线圈无法产生感应电动势，因此副线圈两端电压为。 【小问2详解】 理想变压器满足电压关系 由题图可知原线圈接线柱对应匝数匝，副线圈对应匝数匝，即 代入，得理想情况下。 由题固定螺丝没有拧紧，铁芯不闭合，存在漏磁，副线圈磁通量变化量小于理想情况，感应电动势小于理想值，即。 故选A。 【小问3详解】 利用等效电阻法，将副线圈的可变电阻等效到原线圈侧，等效电阻满足 代入，得 原侧电路中相当于等效电源的内阻，的功率等于等效电阻的功率，根据电源输出功率规律当外电阻等于内阻时，输出功率最大，因此有  得 13. 某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）一同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且计数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为（读数如图乙所示）。 ①从图乙可知，摆球的直径为________mm。 ②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，他们的测量结果与实际值相比将________（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 （2）另一同学经测量得到组摆长和对应的周期，画出图线，斜率。若取，利用图线的斜率，求得当地重力加速度大小________。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度加上小球直径，这样重力加速度的测量值与真实值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。 【答案】（1） ①. 5.980##5.979##5.981 ②. 偏大 （2） ①. 9.82 ②. 不影响 【解析】 【小问1详解】 [1]摆球直径 [2]从最低点开始计数为1，到第次经过最低点时，实际全振动次数为，真实周期 该同学认为单摆周期为，比实际周期更小；根据单摆的周期公式可知重力加速度的测量值偏大。 【小问2详解】 [1]由单摆周期公式 变形得 因此图线的斜率 整理得 [2]若计算摆长时，误将摆长记为摆线长+摆球直径，相当于所有摆长测量值都多了一个常数，只会改变图线的截距，不会改变图线的斜率，而重力加速度由斜率计算得到，因此测量值与真实值相比不影响。 五、解答题（14题9分，15题11分，16题16分） 14. 一条小船（可视为质点）漂在海面上x=20m处，船员测得小船在1min内完成了30次全振动，t=0时刻海浪的波形图如图所示，此时小船处于平衡位置，沿y轴正方向运动。求： （1）海浪传播的速度方向和大小； （2）从t=0时刻开始计时，经过1min内小船通过的路程。 【答案】（1）沿x轴负方向，10m/s （2）12m 【解析】 【小问1详解】 t=0时，小船处于平衡位置，且沿y轴正方向运动，根据“上下坡”法可知，海浪传播速度方向沿x轴负方向，小船的振动周期为 海浪机械波的波长 则海浪传播速度大小 【小问2详解】 由题图可知，海浪机械波的振幅 小船从t=0时刻开始，经过一个周期振动的路程为4A，故1min内小船通过的路程为 15. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率P=200kW，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，假设两个变压器均是理想变压器，求： （1）发电机输出电流； （2）升压变压器输出电压； （3）升压变压器与降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？（结果用分式表示） 【答案】（1）800A （2）5000V （3）1：20，240：11 【解析】 【小问1详解】 发电机输出电流 【小问2详解】 输电线上损失的功率为 代入题中数据，解得 升压变压器输出电压 【小问3详解】 升压变压器原副线圈匝数比为 降压变压器原副线圈匝数比为 16. 如图所示，绝缘矩形平面ABCD与水平面夹角为，底边BC水平，分界线PQ、EF、GH均与BC平行，PQ与EF、EF与GH间距均为，分界线GH以上平面光滑，只有EF与PQ间的区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感强度大小为。将一质量为、总电阻为、边长为的正方形闭合金属框abcd放于斜面上，cd边与GH平行且与其距离为，金属框各边与GH以下斜面间的动摩擦因数，无初速释放金属框后，金属框全程紧贴斜面运动，设重力加速度为。 （1）金属框进入磁场区域过程中流过其导线横截面的电荷量大小； （2）若金属框的cd边刚越过EF边界瞬间速度大小为，求此时金属框的加速度大小； （3）求金属框的cd边刚越过EF边界瞬间速度大小与间的关系； （4）为了使金属框的cd边能够离开磁场，且金属框最终能够静止在斜面上，求的取值范围。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据感应电荷量公式 根据闭合电路欧姆定律 法拉第电磁感应定律 得 磁通量变化 因此 【小问2详解】 cd边刚越过EF边界瞬间速度大小为时的感应电动势为 则有安培力 根据牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 金属框从开始到穿过EF边界，摩擦力做功为，设cd边越过GH长度为，利用微元法，由数学知识则有 故 由动能定理 解得 【小问4详解】 金属框的cd边能够离开磁场，即cd边过PQ时速度大于零，由动量定理得 代入解得 且金属框最终能够静止在斜面上即ab边不能穿过PQ，否则它将匀速运动下去，则由动量定理得 代入解得 综上所述金属框的cd边能够离开磁场，且金属框最终能够静止在斜面上，的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $