精品解析：四川省广安加德学校2022-2023学年高二下学期第一次月考物理试题

广安加德学校2022~2023学年度下期高2021级第一次月考 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单选题：本题有8个小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。 1. 关于物理学史、物理方法以及原理，以下说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律 B. 质点、平均速度、点电荷、交流电的有效值等物理量的定义均用了等效替代的思想方法 C. 根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化 D. 线圈的磁通量和线圈中产生的感应电动势均与线圈的匝数有关 2. 如图所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半（即物体质量减少一半），此后振动系统的振幅的变化为（　　） A. 振幅不变 B. 振幅变大 C. 振幅变小 D. 条件不够，不能确定 3. 图中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e=5sin20t（V），则以下判断正确的是（） A. 此交流电的频率为Hz B. 当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5V C. 当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势为0V D. 线圈转动一周，感应电流的方向改变一次 4. 如图为长虹电视机电源部分的滤波电路，从输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，下列关于其工作原理及各电容和电感作用的说法，正确的是　　 A. 由于电容的“通直流、隔交流”的功能，电流中的交流成分被衰减 B. 线圈L有“通交流、阻直流”的功能，直流成分和一小部分交流通过L C. 由于电容的“通交流、隔直流”的功能，进一步滤除电流中残余的交流成分 D. 输出端输出较稳定的交流电，这个交流电供电视机内芯正常工作 5. 如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是 A. 向左平动进入磁场 B. 向右平动退出磁场 C. 沿竖直方向向上平动 D. 沿竖直方向向下平动 6. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直，阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。T=0时，将开关S由1掷到2，q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、导体棒中的电流、导体棒的速度和加速度。下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。下列说法错误的是（　　） A. 电阻的电功率为 B. 电阻的电功率为 C. 整个装置因摩擦而产生的热功率为 D. 整个装置消耗的机械功率为 二、多选题：本题有5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得零分。 9. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻的输电线远距离输电，要求远距离输电线上损失的电功率为发电机输出电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（　　） A. 输电线上损失的功率为3000W B. 升压变压器的匝数比为1∶100 C. 降压变压器原线圈中的电流为10A D. 降压变压器的输入电压为4970V 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R1＝66 Ω，R2＝33 Ω，电流表A1的示数为0.4 A．则下列判断中正确的是(　　) A. 原、副线圈的匝数比为1∶10 B. 原、副线圈的匝数比为5∶1 C. 电流表A2的示数为2 A D. 电流表A2的示数为0.4 A 11. 匝数为N匝总电阻为R的矩形金属线圈abcd，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 时刻线圈位于中性面 B. 时刻穿过线圈的磁通量为 C. 时间内通过线圈横截面的电荷量为 D. 时间内外力至少做功为 12. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。若外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，线框磁通量的变化率为，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 13. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直，接触良好，形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速率向下匀速运动。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. cd杆所受摩擦力为零 B. ab杆所受拉力F的大小为 C. cd杆中的电流为 D. 与大小的关系为 三、实验题：本题有1个小题，每空2分，共12分。 14. 用单摆测定当地重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______（选填选项前的字母）。 A. 长度为1.0m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）用毫米刻度尺测出摆线长l，用游标卡尺测出摆球的直径d，用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t，则当地重力加速度的表达式为______（用测出的物理量的符号表达）。 （3）下表是某同学记录的3组数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的周期______s和重力加速度______。 组次 1 2 3 摆长L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/ 9.74 9.73 （4）用多组实验数据作出图像，也能求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是______（选填选项前的字母） A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 （5）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度______（用、、、表示）。 四、计算题：本题有4个小题，共44分。解答本题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最终答案的不能得分。 15. 如图所示，有两个小球A、B的大小忽略不计，长为L的细线悬挂A球，现将小球A拉离平衡位置一个很小的角度，然后由静止释放，A摆至最低点P时，恰与静止在P处的B球发生正碰，碰后A继续向右摆动，B球以速度v沿光滑水平面向右运动，与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回，当B球重新回到位置P时恰与A再次相遇，求位置P与墙壁间的距离d． 16. 如图所示，一质量为、长、宽、电阻的矩形线圈，从的高处由静止开始下落，然后进入高度为（）的匀强磁场。矩形线圈的底边刚进入磁场时，线圈恰好能匀速下落。线圈的底边通过磁场所经历的时间。取。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求线圈的底边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度a的大小和方向； （3）在线圈的底边通过磁场的过程中，线圈中产生的焦耳热Q是多少？ 17. 一轻质弹簧直立在地面上，其劲度系数为，弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子内装物体B，B的上、下表面恰与盒子接触，如图所示。A和B的质量，g取，不计阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长后从静止释放，A和B一起沿竖直方向做简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小，问： （1）盒子的振幅A是多少？ （2）盒子的最大速率是多少？ （3）当盒子振动到最低点时，A对B的支持力多大？ 18. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问： （1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向； （2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广安加德学校2022~2023学年度下期高2021级第一次月考 物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单选题：本题有8个小题，每小题3分，共24分。每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。 1. 关于物理学史、物理方法以及原理，以下说法正确的是（　　） A. 奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律 B. 质点、平均速度、点电荷、交流电的有效值等物理量的定义均用了等效替代的思想方法 C. 根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的磁通量的变化 D. 线圈的磁通量和线圈中产生的感应电动势均与线圈的匝数有关 【答案】C 【解析】 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，电磁感应定律是法拉第总结得出的，故A错误； B．质点、点电荷采用的是理想化物理模型的思想方法，平均速度、交流电的有效值采用的是等效替代的思想方法，故B错误； C．楞次定律的核心内容为：感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，故C正确； D．磁通量是穿过单匝线圈对应面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与线圈匝数有关，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半（即物体质量减少一半），此后振动系统的振幅的变化为（　　） A. 振幅不变 B. 振幅变大 C. 振幅变小 D. 条件不够，不能确定 【答案】B 【解析】 【详解】设物体掉下前弹簧的劲度系数为k，质量为m，振幅为A，振子在平衡位置时有 振子到达最低点时，弹簧的形变量为 当物体掉下一半时，振子在平衡位置时有 振子掉下一半时，设振幅为，最低点的位置没有变化，弹簧的形变量没有变化 联立解得 故B正确,ACD错误。 故选B。 3. 图中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e=5sin20t（V），则以下判断正确的是（） A. 此交流电的频率为Hz B. 当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5V C. 当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势为0V D. 线圈转动一周，感应电流的方向改变一次 【答案】A 【解析】 【详解】A.由，可知此交流电的频率为，A正确； B.当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势的为0V，B错误； C.当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势的最大值为5V，C错误； D.线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，D错误。 故选A。 4. 如图为长虹电视机电源部分的滤波电路，从输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，下列关于其工作原理及各电容和电感作用的说法，正确的是　　 A. 由于电容的“通直流、隔交流”的功能，电流中的交流成分被衰减 B. 线圈L有“通交流、阻直流”的功能，直流成分和一小部分交流通过L C. 由于电容的“通交流、隔直流”的功能，进一步滤除电流中残余的交流成分 D. 输出端输出较稳定的交流电，这个交流电供电视机内芯正常工作 【答案】C 【解析】 【详解】C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流能到达下一级电路，叫隔直电容，故A错误；L在此的功能为通直流、阻交流，通低频，阻高频，将低频的交流成分送到下一级，叫低频扼流圈，自感系数很大，故B错误；C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使高频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容，因此输出端为直流，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误． 5. 如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若ab边受竖直向上的磁场力的作用，则可知线框的运动情况是 A. 向左平动进入磁场 B. 向右平动退出磁场 C. 沿竖直方向向上平动 D. 沿竖直方向向下平动 【答案】A 【解析】 【分析】ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出ab边中感应电流的方向，再根据右手定则判断线框的运动方向． 【详解】AB.ab边受竖直向上的磁场力的作用，根据左手守则判断出ab边中感应电流的方向是a→b，再根据右手定则判断线圈ad边向左平动切割磁感线；故A正确，B错误； CD.当线圈沿竖直方向向上或向下平动时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，ab边不受磁场力作用；故CD错误。 故选A。 6. 光滑的水平面上叠放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对整体，当最大振幅时有 得 隔离分析，当最大振幅时，两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力 得 故C正确，A、B、D错误。 故选C。 【点评】解决本题的关键会分析物体做简谐运动的回复力是什么力。知道该题中最大振幅时两木块间的摩擦力达到最大静摩擦力。 7. 如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨平面垂直，阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与导轨接触。T=0时，将开关S由1掷到2，q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、导体棒中的电流、导体棒的速度和加速度。下列图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】本题考查安培定律和电磁感应定律的问题，将开关S从1掷到2，电容器放电，电路中产生放电电流，根据左手定则，导体棒所受的安培力向右，在安培力的作用下，导体棒向右做加速运动，切割磁感线，产生感应电动势，电容器放电两端电压减小，棒产生的感应电动势增大，当电容器两端电压等于感应电动势时，感应电流减小到零，安培力减小到零，导体棒开始做匀速运动。 ，,， 对导体棒由动量定理可得 方程两边对时间累计积分，则有 则电容器放电过程的电荷量变化为 当导体棒做匀速运动时根据法拉第电磁感应定律可得 可以解得导体棒最终的速度为 , 则最终电容器所带的电荷量 故ABC错误； D．电容器放电后会在电路中产生电流，导体棒通有电流后会受到安培力的作用，会产生加速度而加速运动。导体棒切割磁感线，速度增大，感应电动势e=Blv，即增大，则通过电导体的电流减小，安培力逐渐减小，加速度逐渐减小。因导轨光滑，所以在有电流通过棒的过程中，棒是一直变加速运动，由于通过棒的电流是按指数递减的，那么棒受到的安培力也是按指数递减的，由牛顿第二定律知，它的加速度是按指数递减的，当电容器两端电压等于感应电动势时，感应电流减小到零，安培力减小到零，导体棒加速度减小为0，即导体棒的加速度指数递减，且最终为0，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与固定电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒ab，质量为m，导体棒的电阻与固定电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为F。下列说法错误的是（　　） A. 电阻的电功率为 B. 电阻的电功率为 C. 整个装置因摩擦而产生的热功率为 D. 整个装置消耗的机械功率为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设ab长度为L，磁感应强度为B，电阻均为R，电路中感应电动势为 R1、R2并联电阻大小为 ab中感应电流为 解得ab所受安培力为 电阻R1消耗的热功率为 电阻R2消耗的功率与R1消耗的功率相等，故A错误，B正确； C．整个装置因摩擦而消耗的热功率为 故C正确； D．整个装置消耗的机械功率为 故D正确。 本题选择错误选项，故选A。 二、多选题：本题有5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选或不选得零分。 9. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻的输电线远距离输电，要求远距离输电线上损失的电功率为发电机输出电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（　　） A. 输电线上损失的功率为3000W B. 升压变压器的匝数比为1∶100 C. 降压变压器原线圈中的电流为10A D. 降压变压器的输入电压为4970V 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知，输电线上损失的功率为，故A错误； BC．由题意可知，升压变压器原线圈电流 根据 解得输电线的电流为 则通过升压变压器副线圈电流为 通过降压变压器原线圈的电流为 根据 解得升压变压器的匝数比为，故B错误，C正确； D．降压变压器的输入功率为 则降压变压器的输入电压为，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R1＝66 Ω，R2＝33 Ω，电流表A1的示数为0.4 A．则下列判断中正确的是(　　) A. 原、副线圈的匝数比为1∶10 B. 原、副线圈的匝数比为5∶1 C. 电流表A2的示数为2 A D. 电流表A2的示数为0.4 A 【答案】BC 【解析】 【详解】CD.负载电阻R1＝66 Ω，R2＝33 Ω，并联后的电阻为R＝=22 Ω，变压器输入功率P1＝U1I1＝P2＝，所以电流表A2的示数为I2＝＝2 A，C正确，D错误； AB.原、副线圈的匝数比n1∶n2＝I2∶I1＝5∶1，A错误，B正确． 11. 匝数为N匝总电阻为R的矩形金属线圈abcd，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 时刻线圈位于中性面 B. 时刻穿过线圈的磁通量为 C. 时间内通过线圈横截面的电荷量为 D. 时间内外力至少做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．时刻感应电动势为零，线圈位于中性面，磁通量最大，线圈平面和磁场方向垂直，故A正确； B．时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故B错误； C．根据法拉第电磁感应定律得 时间内通过线圈横截面的电荷量为 其中，，， 联立，解得，故C正确； D．电动势的有效值为 时间内外力至少做功为，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，正方形金属框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时，在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。若外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，线框磁通量的变化率为，通过导体横截面的电荷量为q，则这些量随时间变化的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对线框受力分析，根据牛顿第二定律有 联立，可得 可知二者为一次函数关系，故A错误； B．根据能量关系，克服安培力做的功转化为电路的电功，线框中电功率的瞬时值为 可知为二次函数关系，故B正确； C．根据法拉第电磁感应定律，有 解得 故C错误； D．通过导体横截面的电荷量为 解得 故D正确。 故选BD。 13. 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直，接触良好，形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速率向下匀速运动。重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. cd杆所受摩擦力为零 B. ab杆所受拉力F的大小为 C. cd杆中的电流为 D. 与大小的关系为 【答案】BD 【解析】 【详解】C．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向感应电动势，导体cd向下匀速运动未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为 感应电流为，故C错误； B．导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得 解得，故B正确； AD．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有 与大小的关系为，故A错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：本题有1个小题，每空2分，共12分。 14. 用单摆测定当地重力加速度的实验装置如图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用______（选填选项前的字母）。 A. 长度为1.0m左右的细线 B. 长度为30cm左右的细线 C. 直径为1.8cm的塑料球 D. 直径为1.8cm的铁球 （2）用毫米刻度尺测出摆线长l，用游标卡尺测出摆球的直径d，用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t，则当地重力加速度的表达式为______（用测出的物理量的符号表达）。 （3）下表是某同学记录的3组数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的周期______s和重力加速度______。 组次 1 2 3 摆长L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/ 9.74 9.73 （4）用多组实验数据作出图像，也能求出重力加速度g。已知三位同学作出的图线如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是______（选填选项前的字母） A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值 （5）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度______（用、、、表示）。 【答案】（1）AD （2） （3） ①. 2.01 ②. 9.77 （4）B （5） 【解析】 【小问1详解】 在用单摆测定重力加速度的实验基本条件是摆线长度远大于小球直径，小球的密度越大越好；故摆线应选取长约1m左右的不可伸缩的细线，摆球应选取体积小而质量大的铁球，以减小因空气阻力造成的实验误差。 故选AD。 【小问2详解】 次全振动的时间为，则振动周期为 根据单摆周期公式 其中摆长为 解得 【小问3详解】 [1]50次全振动的时间为100.5s，则振动周期为 [2]根据 解得 【小问4详解】 根据 整理可得 C．图线的斜率为 由图可知，图线c对应的斜率小于图线b对应的斜率，则图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故C错误； A．根据可知，图线应为过坐标原点的直线，图线a和图线b平行，且在一定时，图线a对应的L小于图线b对应的L，因此出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，故A错误； B．实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故B正确。 故选B。 【小问5详解】 设A到铁锁重心的距离为，则第一次的实际摆长为，第二次的实际摆长为，由周期公式可得， 联立，解得 四、计算题：本题有4个小题，共44分。解答本题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最终答案的不能得分。 15. 如图所示，有两个小球A、B的大小忽略不计，长为L的细线悬挂A球，现将小球A拉离平衡位置一个很小的角度，然后由静止释放，A摆至最低点P时，恰与静止在P处的B球发生正碰，碰后A继续向右摆动，B球以速度v沿光滑水平面向右运动，与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回，当B球重新回到位置P时恰与A再次相遇，求位置P与墙壁间的距离d． 【答案】 【解析】 【分析】 【详解】摆球A做简谐运动，当其与B球发生碰撞后速度改变，但是摆动的周期不变。而B球做匀速直线运动，这样，再次相遇的条件为B球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍。 所以 16. 如图所示，一质量为、长、宽、电阻的矩形线圈，从的高处由静止开始下落，然后进入高度为（）的匀强磁场。矩形线圈的底边刚进入磁场时，线圈恰好能匀速下落。线圈的底边通过磁场所经历的时间。取。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求线圈的底边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度a的大小和方向； （3）在线圈的底边通过磁场的过程中，线圈中产生的焦耳热Q是多少？ 【答案】（1） （2），方向竖直向上 （3） 【解析】 【小问1详解】 设线圈刚进入磁场时的速度为，则 解得 此时产生的电动势为 线圈中的电流为 线圈所受安培力大小为 根据平衡条件可得 联立，解得 【小问2详解】 线圈的下边进入磁场后，做匀速运动所用的时间为 所以线圈做加速运动的时间为 线圈的下边刚离开磁场的瞬间的速度为 此时线圈产生的电动势为 线圈中的电流为 线圈所受安培力大小为 根据牛顿第二定律可得 联立，解得 方向与合力方向相同，竖直向上。 【小问3详解】 在线圈的底边通过磁场的过程中，根据能量守恒 17. 一轻质弹簧直立在地面上，其劲度系数为，弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子内装物体B，B的上、下表面恰与盒子接触，如图所示。A和B的质量，g取，不计阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长后从静止释放，A和B一起沿竖直方向做简谐运动。已知弹簧的弹性势能取决于弹簧的形变大小，问： （1）盒子的振幅A是多少？ （2）盒子的最大速率是多少？ （3）当盒子振动到最低点时，A对B的支持力多大？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 振子在平衡位置时，所受合力为零，设此时弹簧被压缩，根据平衡条件可得 解得 开始释放时振子处在最大位移处，故振幅为 【小问2详解】 由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量，故弹性势能相等。从开始到平衡位置，根据机械能守恒定律可得 解得 【小问3详解】 根据简谐运动的对称性可知，当盒子振动到最低点时，弹簧的压缩量为 此时弹簧的弹力大小为 对整体，根据牛顿第二定律可得 解得 对B，根据牛顿第二定律可得 解得 18. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L＝0.4m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1kg，电阻R1＝0.1Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑，然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4kg，电阻R2＝0.1Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑，cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab，cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10m/s2，问： （1）cd下滑的过程中，ab中的电流方向； （2）ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； （3）从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离x＝3.8m，此过程中ab上产生的热量Q是多少。 【答案】（1）由a流向b；（2）5m/s；（3）1.3J 【解析】 【详解】（1）由右手定则可知，cd下滑的过程中，ab中的电流方向：由a流向b； （2）开始放置ab刚好不下滑时，ab所受摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件得 ab刚好要上滑时，感应电动势 电路电流 ab受到的安培力 此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，由平衡条件得 代入数据解得 （3）cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得 ab上产生的热量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $