精品解析:湖南岳阳市汨罗市第一中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题
2026-07-09
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 岳阳市 |
| 地区(区县) | 汨罗市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.24 MB |
| 发布时间 | 2026-07-09 |
| 更新时间 | 2026-07-09 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58729126.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026年7月高二物理期末考试试题
一、单选题(共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 两块打磨光滑的铅块挤压后不易分开,说明了分子间存在引力
C. 只有气体之间才能发生扩散现象,固体和液体无法发生扩散
D. 物体整体运动越快,其内部分子热运动的平均动能就越大
2. 理解物理原理需依托教材配图,下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 甲图中,干簧管是一种能够感知电场的传感器
B. 乙图中,如果把阻值调得更大些,就会在天更暗时才点亮路灯
C. 丙图中,发生霍尔效应时,导体板上、下侧面间的电势差
D. 丁图中,金属梁右侧固定,其上下表面分别固定两个完全相同的电阻应变片。当受力端受到一个竖直向下的外力作用时,金属梁发生微小形变,导致上表面应变片的电阻变小、下表面应变片的电阻变大
3. 以下对光现象的描述,说法正确的是( )
A. 我们在电影院里看3D电影需要佩戴特制眼镜,这是利用了光的偏振,说明光是横波
B. 牛顿环是一种衍射现象
C. “波光粼粼”常用来描述水对光的折射
D. 光通过小圆孔后在光屏上出现的圆形亮斑边缘模糊,这是由于小孔成像不清晰造成的
4. 如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈C中将有感应电流产生且被螺线管排斥( )
A. 向右做匀速运动 B. 向右做减速运动
C. 向左做减速运动 D. 向左做加速运动
5. 如图所示,两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内,导轨间距,导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源,整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒,导体棒从静止开始运动,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 开始运动瞬间,导体棒的加速度大小
B. 导体棒匀速运动的速度大小
C. 通过导体棒某一横截面的电荷量
D. 回路产生的焦耳热
6. 水平面内固定两根足够长的光滑导轨,导轨间距为,其左端连接一个电容量的电容器,初始电容器不带电。质量的金属棒垂直导轨放置,并与导轨良好接触,如图甲所示(俯视图),导轨处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。现用一水平力作用在金属棒上使其由静止开始向右做匀加速直线运动,运动的图像如图乙所示,不计导轨和金属棒电阻,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 拉力为恒力,大小为 B. 时拉力的功率为
C. 内通过金属棒截面的电荷量为 D. 内电容器储存的电能增加了
7. 如图1所示,半径为、横截面半径为、匝数为的圆环形螺线管通有电流,螺线管中电流正方向如图中箭头所示方向,管内产生磁感应强度(a为常量)的匀强磁场。管外磁场近似为0,小明用电阻为的一段漆包线缠绕螺线管一圈后,并成双股线再缠绕螺线管两圈,最后将两端头短接,形成特殊线圈A。若电流随时间变化的关系如图2所示,则( )
A. 时,线圈中感应电流方向与图中标识方向相反
B. 时,线圈的感应电动势
C. 在内,通过线圈的电荷量
D. 在内,线圈产生的焦耳热
二、多选题(每题5分,共15分)
8. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 图甲为黑体辐射曲线:温度越高,辐射强度最大值对应的波长越短
B. 图乙为氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布曲线,虚线对应100℃时的速率分布
C. 图丙为氢原子能级示意图,玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率是不连续的
D. 图丁为康普顿散射实验,散射光中出现波长变长的成分,说明光具有波动性
9. 如图所示,T为理想变压器,原、副线圈的匝数比11∶1,、为理想交流电流表,、为理想交流电压表,、为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),,,光敏电阻最大值为,原线圈两端电压,以下说法正确的是( )
A. 示数为
B. 示数为
C. 示数最小值为
D. 当光照增强时,电流表、示数同时增大
10. 如图所示,用厚度不计的绝缘板制作的中空三棱柱,其横截面为等边三角形,边长为;在的中点有一个大小可忽略的小孔,匀强磁场垂直该截面向里。质量为、带电荷量为()的粒子以初速度垂直边、垂直磁场进入该三角形区域(粒子大小、重力不计),并与三角形侧面发生弹性碰撞。要使粒子每次碰撞都垂直侧面、且恰好从小孔穿出,则磁感应强度可能为( )
A. B. C. D.
三、实验题(共20分)
11. 某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系,___________(填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积;
(2)实验过程中,下列说法正确的___________;
A. 推拉活塞时,不能用手握住注射器气体部分
B. 推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
C. 活塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)该同学在压缩气体时发生了漏气,则作出的的图线应为上图中的___________(选填“①”或“②”);
(4)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2,且T1>T2。在如图所示的四幅图中,能正确反映T1>T2的是___________。
A. B. C. D.
12. 利用电流和电压传感器,以及信息系统强大的数据处理能力和实时显示功能,可以为电学量的观察与测量带来便捷。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化关系。图甲中直流电源电动势,内阻忽略不计,实验前电容器不带电。
(1)先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。若计算机测得图乙中阴影面积,则电容器的电容为_____(结果保留两位有效数字),由甲、乙两图可判断阻值_____(选填“>”“<”或“=”);
(2)先使与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使与“3”端相连,此时,经过时间时,该电路中的磁场能为_________(选填“最大”或“最小”),再经过最短时间_________,回路中电流最大,若换用匝数更少的电感线圈,振荡电路的周期将_________(选填“变大”“变小”“不变”)。
四、解答题(共37分)
13. 足球的容积为,初始内有的气体,环境温度为。用打气筒向足球内充气,每次充入的气体压强为、体积为,忽略足球容积的变化。
(1)充气过程中足球内气体的温度始终与环境温度相等,停止充气时,足球内气体压强为,求充气次数为多少?
(2)将充气后的足球拿入温度为的体育器材保管室,一段时间后足球内气体温度与环境温度相等,此过程不漏气,求此时足球内气体的压强p2为多大?
14. 武汉作为中部国家中心城市、全国碳市场登记注册地,立足市域山地、丘陵风能资源,布局集中式山地风电场、分散式小型风电群组,发展低碳经济,在多个地区建造了风力发电群组,如图是输电网络供电的原理图。线圈匝数为、面积为的矩形线框在磁感应强度为的匀强磁场中,风力发电机带动转轴绕轴以的匀速转动,已知线框的总电阻为,输电线上的总电阻,输电线上消耗的功率占发电机输出功率的,升压变压器原线圈电流为,变压器均可视为理想变压器。求:
(1)求发电机产生的交流电的峰值及有效值
(2)升压变压器原副线圈的匝数比;
(3)若用户端电压,求降压变压器原副线圈的匝数比
15. 如图所示,一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,斜面内两水平且互相平行的虚线之间存在垂直斜面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,绕过定滑轮的绝缘轻质不可伸长细绳一端与物块A相连,另一端与正方形金属线框C相连,开始时线框C被锁定在斜面上,其上边框恰好处于磁场的下边界处。已知线框C的边长为L,电阻为2R,物块A和线框C的质量都为m,磁场区域的宽度为d(d>L),物块A离地面足够高,重力加速度为g。现解除锁定,物块A向下运动,且线框C恰能匀速通过磁场的上边界,求:
(1)线框C匀速通过磁场上边界的速度大小;
(2)线框C通过磁场下边界的过程中产生的焦耳热;
(3)从解除锁定到线框下底边刚好出磁场,线框运动的时间。
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2026年7月高二物理期末考试试题
一、单选题(共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 两块打磨光滑的铅块挤压后不易分开,说明了分子间存在引力
C. 只有气体之间才能发生扩散现象,固体和液体无法发生扩散
D. 物体整体运动越快,其内部分子热运动的平均动能就越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的间接反映,并非液体分子本身的运动,故A错误;
B.两块打磨光滑的铅块挤压后,接触面分子间距减小到分子引力的作用范围,分子间引力使铅块不易分开,直接证明了分子间存在引力,故B正确;
C.扩散现象是分子无规则运动的宏观表现,气体、液体、固体均能发生扩散现象,例如长期堆煤的墙角会渗入黑色,就是固体间的扩散,故C错误;
D.分子热运动的平均动能仅与物体的温度有关,与物体整体的宏观机械运动速度无关,宏观运动的动能属于机械能,和分子热运动动能是完全不同范畴的物理量,故D错误。
故选B。
2. 理解物理原理需依托教材配图,下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A. 甲图中,干簧管是一种能够感知电场的传感器
B. 乙图中,如果把阻值调得更大些,就会在天更暗时才点亮路灯
C. 丙图中,发生霍尔效应时,导体板上、下侧面间的电势差
D. 丁图中,金属梁右侧固定,其上下表面分别固定两个完全相同的电阻应变片。当受力端受到一个竖直向下的外力作用时,金属梁发生微小形变,导致上表面应变片的电阻变小、下表面应变片的电阻变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中干簧管是一种能够感知磁场的传感器,故A错误;
B.乙图中,如果把阻值调得更大些,光敏电阻两端电压降低,则当阻值更大(天更暗)时,光敏电阻两端电压才能等于原来的电压,即在天更暗时才点亮路灯,故B正确;
C.根据电流微观表达式有
又有,
整理可得,故C错误;
D.当受力端受到一个竖直向下的外力作用时,金属梁发生微小形变,导致上表面应变片长度变长,电阻变大、下表面应变片长度变小,电阻变小,故D错误。
故选B。
3. 以下对光现象的描述,说法正确的是( )
A. 我们在电影院里看3D电影需要佩戴特制眼镜,这是利用了光的偏振,说明光是横波
B. 牛顿环是一种衍射现象
C. “波光粼粼”常用来描述水对光的折射
D. 光通过小圆孔后在光屏上出现的圆形亮斑边缘模糊,这是由于小孔成像不清晰造成的
【答案】A
【解析】
【详解】A.3D电影的工作原理是光的偏振,偏振是横波特有的性质,该现象可证明光是横波,故A正确;
B.牛顿环是空气薄层上下表面的反射光叠加产生的干涉现象,故B错误;
C.“波光粼粼”是太阳光照射到起伏的水面上发生镜面反射形成的,故C错误;
D.光通过小圆孔后亮斑边缘模糊是光的衍射现象,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时,铜制线圈C中将有感应电流产生且被螺线管排斥( )
A. 向右做匀速运动 B. 向右做减速运动
C. 向左做减速运动 D. 向左做加速运动
【答案】D
【解析】
【详解】根据楞次定律,若铜制线圈C中有感应电流产生且被螺线管排斥,则螺线管产生的磁场必须要增强,即螺线管中的电流要增大,ab必须要加速运动。
故选D。
5. 如图所示,两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内,导轨间距,导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源,整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒,导体棒从静止开始运动,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中,下列说法正确的是( )
A. 开始运动瞬间,导体棒的加速度大小
B. 导体棒匀速运动的速度大小
C. 通过导体棒某一横截面的电荷量
D. 回路产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A.开始运动瞬间,导体棒速度为零,感应电动势为零,电路中电流为
由牛顿第二定律有
解得,故A错误;
B.导体棒匀速运动时,导体棒所受合力为零,电路中电流为零,则有感应电动势等于电源电动势,即
解得,故B错误;
C.根据题意,设导体棒极短时间内,速度变化,由动量定理有
两边求和可得
解得,故C正确;
D.根据题意可知,电源提供的能量转化为焦耳热和导体棒动能,则有
解得,故D错误。
故选C。
6. 水平面内固定两根足够长的光滑导轨,导轨间距为,其左端连接一个电容量的电容器,初始电容器不带电。质量的金属棒垂直导轨放置,并与导轨良好接触,如图甲所示(俯视图),导轨处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。现用一水平力作用在金属棒上使其由静止开始向右做匀加速直线运动,运动的图像如图乙所示,不计导轨和金属棒电阻,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A. 拉力为恒力,大小为 B. 时拉力的功率为
C. 内通过金属棒截面的电荷量为 D. 内电容器储存的电能增加了
【答案】D
【解析】
【详解】A.首先从图得金属棒的加速度
感应电动势
电容器电压,带电量
因此电流 代入数值得,恒定。
对金属棒受力分析
整理得
代入数值
是恒力,但大小为,故A错误;
B.时,拉力功率,故B错误;
C.内通过金属棒的电荷量,故C错误;
D.根据能量守恒:拉力做功转化为金属棒的动能和电容器的电能,即
位移
拉力做功
末动能
因此电能增加量,故D正确。
故选D。
7. 如图1所示,半径为、横截面半径为、匝数为的圆环形螺线管通有电流,螺线管中电流正方向如图中箭头所示方向,管内产生磁感应强度(a为常量)的匀强磁场。管外磁场近似为0,小明用电阻为的一段漆包线缠绕螺线管一圈后,并成双股线再缠绕螺线管两圈,最后将两端头短接,形成特殊线圈A。若电流随时间变化的关系如图2所示,则( )
A. 时,线圈中感应电流方向与图中标识方向相反
B. 时,线圈的感应电动势
C. 在内,通过线圈的电荷量
D. 在内,线圈产生的焦耳热
【答案】D
【解析】
【详解】A.时,由安培定则和楞次定律可知,线圈中感应电流方向与图中标识方向相同,故A错误;
B.线圈的有效匝数为1,则时,线圈的感应电动势,故B错误;
C.在内,通过线圈的电荷量,故C错误;
D.由图2可知,和电流变化率大小相等,线圈的感应电动势相等,感应电动势为,则线圈产生的焦耳热
时间内,电流不变,不产生感应电动势,不产生焦耳热,则在内,线圈产生的焦耳热,故D正确。
故选D。
二、多选题(每题5分,共15分)
8. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 图甲为黑体辐射曲线:温度越高,辐射强度最大值对应的波长越短
B. 图乙为氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布曲线,虚线对应100℃时的速率分布
C. 图丙为氢原子能级示意图,玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率是不连续的
D. 图丁为康普顿散射实验,散射光中出现波长变长的成分,说明光具有波动性
【答案】AC
【解析】
【详解】A.对黑体辐射的研究表明:随着温度的升高,辐射强度的最大值向波长较短的方向移动,A正确;
B.图乙为氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布曲线,实线“腰粗”,分子平均速率较大,则对应100℃时的速率分布,B错误;
C.图丙为氢原子能级示意图,玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率是不连续的,即原子发光为明线光谱,C正确;
D.图丁为康普顿散射实验,散射光中出现波长变长的成分,说明光子具有动量,说明光具有粒子性,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,T为理想变压器,原、副线圈的匝数比11∶1,、为理想交流电流表,、为理想交流电压表,、为定值电阻,为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),,,光敏电阻最大值为,原线圈两端电压,以下说法正确的是( )
A. 示数为
B. 示数为
C. 示数最小值为
D. 当光照增强时,电流表、示数同时增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.根据题意可知,原线圈输入电压为
则副线圈输出电压,即示数为,故A正确;
B.根据题意可知,由于接入电路的阻值未知,无法计算其两端的电压,即示数无法确定,故B错误;
C.根据题意可知,副线圈输出电压不变,当负载总电阻最大时,示数有最小值,负载总电阻为
由数学知识可知,当时,最大,此时
则示数最小值为,故C正确;
D.结合C分析可知,当光照增强时,接入阻值变小,则减小,增大,增大,即电流表、示数同时增大,故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示,用厚度不计的绝缘板制作的中空三棱柱,其横截面为等边三角形,边长为;在的中点有一个大小可忽略的小孔,匀强磁场垂直该截面向里。质量为、带电荷量为()的粒子以初速度垂直边、垂直磁场进入该三角形区域(粒子大小、重力不计),并与三角形侧面发生弹性碰撞。要使粒子每次碰撞都垂直侧面、且恰好从小孔穿出,则磁感应强度可能为( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
整理得轨道半径
粒子垂直AD入射,要求每次碰撞都垂直侧面,弹性碰撞后速度方向反向,轨迹为一段段圆弧。
E是AD中点,,要使粒子最终恰好回到E点穿出,根据等边三角形的角度和对称性,如图所示
可得几何关系 , 即
整理得
故选AC。
三、实验题(共20分)
11. 某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。
(1)实验时,为判断气体压强与体积的关系,___________(填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积;
(2)实验过程中,下列说法正确的___________;
A. 推拉活塞时,不能用手握住注射器气体部分
B. 推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
C. 活塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)该同学在压缩气体时发生了漏气,则作出的的图线应为上图中的___________(选填“①”或“②”);
(4)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2,且T1>T2。在如图所示的四幅图中,能正确反映T1>T2的是___________。
A. B. C. D.
【答案】(1)不需要 (2)A
(3)② (4)AC
【解析】
【小问1详解】
注射器横截面积恒定,气体体积,验证为常数等价于验证为常数,会被约去,因此不需要测量横截面积。
【小问2详解】
A.用手握住注射器会改变气体温度,因此不能握住气体部分,故A正确;
B.推拉活塞动作太快会导致气体温度变化,应该慢推,保证气体温度与环境一致,故B错误;
C.活塞移动后需要等待气体温度稳定、压强稳定后再读数,不能迅速读数,故C错误。
故选A。
【小问3详解】
等温条件下,由
可得,图线斜率为
压缩气体(增大)时漏气,气体质量不断减小(减小),即图线斜率减小,因此对应图线②。
【小问4详解】
AB.对图:等温线为双曲线,温度越高,相同体积对应压强越大,双曲线离原点越远,,因此的等温线在上方,故A正确,B错误;
CD.对图:,图线斜率,温度越高斜率越大,,因此斜率更大,C正确,D错误。
故选AC。
12. 利用电流和电压传感器,以及信息系统强大的数据处理能力和实时显示功能,可以为电学量的观察与测量带来便捷。电路中的电流传感器(相当于电流表)与计算机相连,可以显示电路中电流随时间的变化关系。图甲中直流电源电动势,内阻忽略不计,实验前电容器不带电。
(1)先使S与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使S与“2”端相连,直至放电完毕。计算机记录的电流随时间变化的曲线如图乙所示。若计算机测得图乙中阴影面积,则电容器的电容为_____(结果保留两位有效数字),由甲、乙两图可判断阻值_____(选填“>”“<”或“=”);
(2)先使与“1”端相连给电容器充电,充电结束后,使与“3”端相连,此时,经过时间时,该电路中的磁场能为_________(选填“最大”或“最小”),再经过最短时间_________,回路中电流最大,若换用匝数更少的电感线圈,振荡电路的周期将_________(选填“变大”“变小”“不变”)。
【答案】(1) ①. 0.20 ②. >
(2) ①. 最小 ②. ③. 变小
【解析】
【小问1详解】
[1]图乙中阴影面积表示电容器充电的总电荷量,即电容器充满电后的带电量
充电结束后电容器电压等于电源电动势
则电容器的电容为。
[2]由图乙可知,充电时的最大电流大于放电时的最大电流,则有。
【小问2详解】
[1][2]LC振荡电路的周期为
使与“3”端相连,电容器开始放电,经过,反向充电完成,电流为零,电场能最大,磁场能最小;再经过最短时间,反向放电完成,回路中电流最大。
[3]若换用匝数更少的电感线圈,电感线圈自感系数变小,振荡电路的周期将变小。
四、解答题(共37分)
13. 足球的容积为,初始内有的气体,环境温度为。用打气筒向足球内充气,每次充入的气体压强为、体积为,忽略足球容积的变化。
(1)充气过程中足球内气体的温度始终与环境温度相等,停止充气时,足球内气体压强为,求充气次数为多少?
(2)将充气后的足球拿入温度为的体育器材保管室,一段时间后足球内气体温度与环境温度相等,此过程不漏气,求此时足球内气体的压强p2为多大?
【答案】(1)
7次 (2)
【解析】
【小问1详解】
根据理想气体状态方程,在温度不变时有
解得
【小问2详解】
由等容变化
解得
14. 武汉作为中部国家中心城市、全国碳市场登记注册地,立足市域山地、丘陵风能资源,布局集中式山地风电场、分散式小型风电群组,发展低碳经济,在多个地区建造了风力发电群组,如图是输电网络供电的原理图。线圈匝数为、面积为的矩形线框在磁感应强度为的匀强磁场中,风力发电机带动转轴绕轴以的匀速转动,已知线框的总电阻为,输电线上的总电阻,输电线上消耗的功率占发电机输出功率的,升压变压器原线圈电流为,变压器均可视为理想变压器。求:
(1)求发电机产生的交流电的峰值及有效值
(2)升压变压器原副线圈的匝数比;
(3)若用户端电压,求降压变压器原副线圈的匝数比
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,,由公式可得
由公式有
可得,发电机产生的交流电的峰值
发电机产生的交流电的有效值
【小问2详解】
升压变压器输入电压
升压变压器输入功率
输电线上损耗的功率
输电线上的电流
升压变压器输出电压
升压变压器原副线圈的匝数比
【小问3详解】
降压变压器输入电压
降压变压器原副线圈的匝数比
15. 如图所示,一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,斜面内两水平且互相平行的虚线之间存在垂直斜面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,绕过定滑轮的绝缘轻质不可伸长细绳一端与物块A相连,另一端与正方形金属线框C相连,开始时线框C被锁定在斜面上,其上边框恰好处于磁场的下边界处。已知线框C的边长为L,电阻为2R,物块A和线框C的质量都为m,磁场区域的宽度为d(d>L),物块A离地面足够高,重力加速度为g。现解除锁定,物块A向下运动,且线框C恰能匀速通过磁场的上边界,求:
(1)线框C匀速通过磁场上边界的速度大小;
(2)线框C通过磁场下边界的过程中产生的焦耳热;
(3)从解除锁定到线框下底边刚好出磁场,线框运动的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
线框匀速运动时,对A受力分析
对C受力分析
感应电动势
感应电流
安培力
联立可得
【小问2详解】
线框通过磁场下边界即进入磁场的过程,仅该过程产生焦耳热;完全进入磁场后磁通量不变,无感应电流,无焦耳热。
从解除锁定到线框上边框到达磁场上边界(速度为),总位移为,由能量守恒
代入第一小问中的速度,可得
【小问3详解】
对全过程用动量定理,初动量为0,末动量为,总位移沿斜面向上为 ,
安培力的冲量
代入已知条件,可得
【点睛】
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