2021-2022學(xué)年四川省成都市東部新區(qū)高二下學(xué)期期中考試物理試題（解析版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

東部新區(qū)2021-2022學(xué)年度高二下期半期考試物理試卷本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分 100 分，考試時間 90 分鐘。注意事項(xiàng)： 1. 答題前務(wù)必將自己的姓名、考籍號填寫在答題卡規(guī)定的位置上。 2. 答選擇題時，必須使用 2B 鉛筆將答題卡上對應(yīng)題目的標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。3. 答非選擇題時，必須使用 0.5 毫米黑色簽字筆，將答案書寫在答題卡規(guī)定的位置上。4. 所有題目必須在答題卡上作答，在試題卷上答題無效。5. 考試結(jié)束后，只將答題卡交回。第 I 卷（選擇題，共 44 分）一、單項(xiàng)選擇題（本題包括 8 小題，每小題 3 分，共 24 分，每小題只有一個選項(xiàng)符合題意）1. 在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類社會的進(jìn)步，人類社會的進(jìn)步又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展，下列敘述中錯誤的是（　?。?/span>A. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) B. 庫侖發(fā)現(xiàn)了電荷間的相互作用規(guī)律C. 洛侖茲提出了分子電流假說 D. 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，A正確不符合題意；B．庫侖發(fā)現(xiàn)了電荷間的相互作用規(guī)律，B正確不符合題意； C．安培提出了分子電流假說，C錯誤符合題意；D．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，D正確不符合題意；故選C。2. 下列說法中不正確的是（　 ?。?/span>A. 傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)化為電信號的主要工具B. 話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號C. 干簧管是一種磁敏感元件D. 電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷【答案】B【解析】【分析】傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成．然后結(jié)合各種傳感器的特點(diǎn)與用途解答即可．【詳解】傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具．故A說法正確；干簧管是一種磁敏感元件，能夠?qū)⒋诵盘栟D(zhuǎn)化為電信號，故C說法正確；話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，故B說法錯誤；電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是控制電路的通斷．故D說法正確．所以選B．【點(diǎn)睛】傳感器能滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)．3. 某彈簧振子如圖所示，其中A、B均為振子偏離平衡位置的最大位移處，O為平衡位置。在振子由O向A運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 振子偏離平衡位置的位移方向向左 B. 振子的加速度逐漸減小C. 振子的速度正在減小 D. 彈簧的彈性勢能正在減小【答案】C【解析】【詳解】AB．在振子O向A運(yùn)動中，偏離平衡位置的位移方向向右，且在增大，由回復(fù)力特點(diǎn)，可知振子受回復(fù)力增大，由牛頓第二定律可知，振子的加速度逐漸增大，AB錯誤；CD．在振子由O向A運(yùn)動中，彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧的彈性勢能正在增大，由機(jī)械能守恒定律可知，振子的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，動能減小，速度減小，C正確，D錯誤。故選C。4. 一列簡諧橫波從左向右以v=2m/s的速度傳播，某時刻的波形圖如圖所示，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 該波遇到寬度為15m的障礙物時能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象B. A處的質(zhì)點(diǎn)在經(jīng)過將傳播到C點(diǎn)C. B處的質(zhì)點(diǎn)正在向下運(yùn)動D. C處的質(zhì)點(diǎn)在經(jīng)過將到達(dá)波峰【答案】D【解析】【詳解】A．由圖可知波長該波遇到寬度為15m的障礙物時不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故A錯誤；B．A處的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置振動，不會傳播到C點(diǎn)，故B錯誤；C．根據(jù)同側(cè)法可知，B處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動，故C錯誤；D．根據(jù)同側(cè)法可知，此時C處質(zhì)點(diǎn)向下振動，因此經(jīng)過將到達(dá)波峰，故D正確。故選D5. 如圖所示，A、B是完全相同的兩只小燈泡，L為自感系數(shù)很大、直流電阻不計的線圈，下列說法正確的是A. 閉合電鍵S瞬間，A燈逐漸變亮，B燈立即亮B. 電鍵閉合一段時間后，A燈不亮，B燈亮C. 斷開電鍵S的瞬間，A、B燈同時熄滅D. 斷開電鍵S的瞬間，A、B燈都閃亮一下后再熄滅【答案】B【解析】【詳解】開關(guān)S閉合的瞬間，兩燈同時獲得電壓，所以A、B同時發(fā)光．由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，流過A燈的電流逐漸減小，A燈逐漸變暗，直至熄滅，而流過B的電流增大，所以B燈變亮．故A錯誤，B正確；斷開開關(guān)S的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅；流過線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動勢，相當(dāng)電源，維持L中的電流逐漸減小，所以A燈突然閃亮一下再熄滅，故C D錯誤．6. 在勻強(qiáng)磁場中，一個閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間變化規(guī)律如圖所示。則（）A. t=0時，線圈平面與中性面平行B. t=1s時，線圈中的電流改變方向C. t=2s時，線圈中磁通量的變化率為零D. 在1.5s~2s內(nèi)，線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢逐漸增大【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)圖象可知，在時穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，與中性面垂直，故A錯誤；B．圖象的斜率為，即表示磁通量的變化率，在0.5s～1.5s之間，“斜率方向”不變，表示的感應(yīng)電動勢方向不變，則電流強(qiáng)度方向不變，故B錯誤；C．時圖象的斜率最大，故磁通量的變化率最大，故C錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢在1.5s~2s內(nèi)，圖象的斜率逐漸增大，所以在1.5s~2s內(nèi)，線圈內(nèi)感應(yīng)電動勢逐漸增大，故D正確。故選D。 7. 如圖所示，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減?。硐胱儔浩髟?、副線圈的匝數(shù)比為 10︰1，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1? 220sin100πt (V)，則( )A. 電壓表的示數(shù)為 22VB. 副線圈中交流電的頻率為 100 HzC. 在天逐漸變黑的過程中，電流表 A2 的示數(shù)變小D. 在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變大【答案】C【解析】【詳解】A.根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，原線圈的電壓的最大值為220V，根據(jù)電壓之比等于線圈匝數(shù)之比可知，副線圈的電壓的最大值為22V，電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以示數(shù)為：U=22V，故A錯誤；B.根據(jù)瞬時針表達(dá)式可得100π=2πf，所以副線圈中交流電的頻率為：f=50Hz，故B錯誤；C.在天變黑的過程中，光照變?nèi)酰?/span>R阻值增大；電路的總電阻減大，由于電壓是由變壓器決定的，輸出的電壓不變，所以電流變小，電流表A2的示數(shù)變小，故C正確；D.由于變壓器的輸入和輸出的功率是相等的，副線圈的電流減小，電壓不變，所以由P=UI可知，輸出的功率要減小，故輸入的功率也要減小，因輸入電壓不變，故輸入功率變小，故D錯誤．8. 如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab、cd，與導(dǎo)軌一起構(gòu)成閉合回路。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m，長度均為L，電阻均為R，其余部分的電阻不計。在整個導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。開始時，兩導(dǎo)體棒均在導(dǎo)軌上靜止不動，某時刻給導(dǎo)體棒ab以水平向右的初速度v0，則（　?。?/span>A. 導(dǎo)體棒ab剛獲得速度v0時受到的安培力大小為B. 導(dǎo)體棒ab、cd速度會減為0C. 兩導(dǎo)體棒運(yùn)動的整個過程中產(chǎn)生的熱量為mv02D. 當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度變?yōu)?/span>v0時，導(dǎo)體棒cd的加速度大小為【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．導(dǎo)體棒ab剛獲得速度v0時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢感應(yīng)電流為安培力為聯(lián)立可得故A錯誤；B．運(yùn)動過程中，兩導(dǎo)體棒系統(tǒng)動量守恒，有可得最終兩棒速度為故B錯誤；C．兩導(dǎo)體棒運(yùn)動的整個過程中產(chǎn)生的熱量為機(jī)械能的損失故C正確；D．由動量守恒可得解得導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的電動勢為導(dǎo)體棒cd產(chǎn)生的電動勢為兩電動勢反向，則總電動勢為感應(yīng)電流為安培力為聯(lián)立可得則導(dǎo)體棒cd的加速度大小為故D錯誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題（本題包括 5小題，每小題 4 分，共 20 分。每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得 4 分，選對但不全的得 2 分，有選錯的得 0 分。）9. 下列說法中正確的是（　?。?/span>A. 回復(fù)力與位移滿足F=-kx這個方程的機(jī)械振動就是簡諧運(yùn)動，其中 k是指彈簧勁度系數(shù)B. 做受迫振動時，驅(qū)動力的頻率越大，受迫振動的振幅越大C. 圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音是聲波的干涉現(xiàn)象D. 若“天眼”接收到來自遙遠(yuǎn)星體的電磁波頻率變小，則該星體正在遠(yuǎn)離我們【答案】CD【解析】【詳解】A．回復(fù)力與位移滿足F=-kx這個方程的機(jī)械振動就是簡諧運(yùn)動，對于彈簧振子k是指彈簧勁度系，對于單擺k不是指彈簧勁度系，故A錯誤；B．做受迫振動時，驅(qū)動力的頻率與固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，故B錯誤；C．圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音是聲波的干涉現(xiàn)象，故C正確；D．根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，若“天眼”接收到來自遙遠(yuǎn)星體的電磁波頻率變小，則該星體正在遠(yuǎn)離我們，故D正確。故選CD。10. 圖甲為沿x軸方向傳播的簡諧橫波在時的波形圖，圖乙為處的質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像，已知圖甲中質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置為。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 這列波的周期為6s B. 這列波沿x軸正方向傳播C. 時，Q質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置 D. 時刻，O質(zhì)點(diǎn)向y軸負(fù)方向振動【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．由乙圖知，波的周期A錯誤；B．時，P質(zhì)點(diǎn)才經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運(yùn)動，在甲圖中由同側(cè)法可知，則波沿x軸正方向傳播，B正確；C．時，波向右傳播1.5m，則Q點(diǎn)處于平衡位置，C正確；D．時刻，將甲圖向左平移2m，O質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動，D錯誤。故選BC。11. 如圖1所示，輕彈簧上端固定，下端懸吊一個鋼球，把鋼球從平衡位置向下拉下一段距離A，由靜止釋放。以鋼球的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，豎直向上為正方向建立軸，當(dāng)鋼球在振動過程中某一次經(jīng)過平衡位置時開始計時，鋼球運(yùn)動的位移—時間圖像如圖2所示。已知鋼球振動過程中彈簧始終處于拉伸狀態(tài)，則（　?。?/span>A. 時刻鋼球處于超重狀態(tài)B. 時刻鋼球的速度方向向上C. 時間內(nèi)鋼球的動能逐漸增大D. 時間內(nèi)鋼球的機(jī)械能逐漸減小【答案】D【解析】【詳解】A．從圖中可知時刻鋼球正向下向平衡位置運(yùn)動，即向下做加速運(yùn)動，加速度向下，所以處于失重狀態(tài)，A錯誤；B．從圖中可知時刻正遠(yuǎn)離平衡位置，所以速度向下，B錯誤；C．時間內(nèi)小球先向平衡位置運(yùn)動，然后再遠(yuǎn)離平衡位置，故速度先增大后減小，即動能先增大后減小，C錯誤；D．時間內(nèi)小球一直向下運(yùn)動，拉力恒向上，做負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減小，D正確。故選D。12. 如圖所示，豎直平面（紙面）兩水平線間存在寬度為d的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為m、邊長也為d的正方形線圈從磁場上方某處自由落下，時刻線圈的下邊進(jìn)入磁場，時刻線圈的上邊進(jìn)入磁場，時刻線圈上邊離開磁場。已知線圈平面在下落過程中始終與磁場方向垂直，且線圈上、下邊始終與磁場邊界平行，不計空氣阻力，則線圈下落過程中的圖像可能正確的是（　?。?/span> A. B. C. D. 【答案】AB【解析】【詳解】B．0-t1時間內(nèi)，線框做自由落體運(yùn)動，根據(jù)速度公式得v=gt得t1時間內(nèi)線框做勻加速運(yùn)動，到達(dá)t1時速度達(dá)到最大，t3以后，線框做自由落體運(yùn)動，再做勻加速運(yùn)動。
t1-t3時間內(nèi)，線框在磁場中運(yùn)動，下邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，線框受安培力和重力作用，開始進(jìn)入時，如果有牛頓第二定律得加速度方向向上，速度向下，線框做減速運(yùn)動，隨著速度減小，加速度在減小，加速度減小到零時，速度達(dá)到最小，故B正確；
CD．開始進(jìn)入時，如果：有牛頓第二定律得加速度方向向下，速度向下，線框做加速運(yùn)動，隨著速度的增大加速度在減小，加速度減小到零時，速度達(dá)到最大，保持勻速，直至出磁場后做勻加速運(yùn)動，故CD錯誤；
A．開始進(jìn)入時，如果線框做勻速運(yùn)動，直至出磁場后做勻加速運(yùn)動，故A正確；
故選AB。13. 如圖甲所示，兩固定平行且光滑的金屬軌道MN、PQ與水平面的夾角=37°，M、P之間接電阻箱，電阻箱的阻值范圍為0~9.9Ω，導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.5T。質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其接入電路的電阻值為r?，F(xiàn)從靜止釋放桿ab，測得最大速度為vm，改變電阻箱的阻值R，得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示。已知軌道間距為L=2m，重力加速度，軌道足夠長且電阻不計（sin37°=0.6，cos37°=0.8），則（　?。?/span>A. 金屬桿接入電路的電阻r=2ΩB. 金屬桿的質(zhì)量m=0.5kgC. 當(dāng)R=2Ω時，桿ab勻速下滑過程中R兩端的電壓為4VD. 當(dāng)R=1Ω時，桿ab從剛開始下滑至達(dá)到最大速度的過程中下降的高度是3m，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為2J【答案】AC【解析】【詳解】AB．當(dāng)金屬桿ab勻速運(yùn)動時速度最大，設(shè)最大運(yùn)動速度為，則金屬桿ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為根據(jù)閉合回路歐姆定律得當(dāng)金屬桿ab勻速運(yùn)動時，根據(jù)力的平衡可得聯(lián)立解得根據(jù)圖乙可知，圖像的斜率為k=2，縱截距為v0=4m/s，根據(jù)一次函數(shù)關(guān)系可得=k=2= v0=4解得，故A正確，B錯誤；C．當(dāng)R=2Ω時，8m/s，勻速下滑的速度即為最大速度，解得R兩端的電壓為故C正確；D．當(dāng)R=1Ω時，6m/s，桿ab從剛開始下滑至達(dá)到最大速度的過程中下降的高度，根據(jù)能量關(guān)系可得根據(jù)焦耳熱公式可得故D錯誤。故選AC。第 II 卷（非選擇題，共 56 分）三、實(shí)驗(yàn)探究題（本題共 2 小題，共 12 分）14. 圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整；______(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有：①將小線圈迅速插入大線圈時，靈敏電流計指針將向______ (填“左”或“右”)偏一下；②小線圈插入大線圈后，將滑動變阻器阻值調(diào)大時，靈敏電流計指針將向______ (填“左”或“右”)偏一下。【答案】 ①. ②. 右 ③. 左【解析】【詳解】（1）[1] 將電源、電鍵、小螺線管、滑動變阻器串聯(lián)成一個回路，再將電流計與大螺線管串聯(lián)成另一個回路，電路圖如圖所示（2）[2] 閉合開關(guān)，穿過副線圈的磁通量增大，靈敏電流表的指針向右偏；將原線圈迅速插入副線圈時，磁場方向不變，穿過副線圈的磁通量增大，靈敏電流計指針將向右偏轉(zhuǎn)。[3] 閉合開關(guān)，穿過副線圈的磁通量增大，靈敏電流表的指針向右偏；原線圈插入副線圈后，由電路圖可知，將滑動變阻器觸頭迅速向左拉時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，原線圈電流變小，穿過副線圈的磁場方向不變，但磁通量變小，靈敏電流計指針將左偏轉(zhuǎn)。15. 某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。（1）如圖甲，擺球的直徑d=________cm；讓刻度尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，測得細(xì)線長度為l；擺球經(jīng)過平衡位置開始計時（此時記為第0次），測出了擺球n次經(jīng)過平衡位置的時間為t，則重力加速度表達(dá)式為g=___________（相關(guān)數(shù)據(jù)用l、d、t、n表示）；（2）若用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則此單擺的周期為________________；（3）測出不同擺長對應(yīng)的周期T，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出T2-L圖像，也可以求出重力加速度g。已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線如下圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點(diǎn)，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b，下列分析正確的是________（選填選項(xiàng)前的字母）。A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長LB．出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將51次全振動記為50次C．圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值【答案】 ①. 1.64 ②. ③. 4t0 ④. A【解析】【詳解】（1）[1]擺球的直徑為d=16mm+4×0.1mm=16.4mm=1.64cm[2]單擺的周期公式為其中，聯(lián)立解得（2）[3]單擺每隔半個周期到達(dá)最低點(diǎn)時，拉力F會達(dá)到最大，所以T=4t0（3）[4]A．由題圖可知，對圖線a，當(dāng)L為零時T2不為零，所測擺長偏小，可能是把擺線長度作為擺長，即把懸點(diǎn)到擺球上端的距離作為擺長，A正確；B．根據(jù)單擺的周期公式可得根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，T2?L圖像的斜率若實(shí)驗(yàn)中誤將51次全振動記為50次，則周期的測量值偏大，導(dǎo)致重力加速度的測量值偏小，圖線的斜率k偏大，B錯誤；C．圖線c對應(yīng)的斜率小于圖線b對應(yīng)的斜率，由可知，圖線c對應(yīng)的g值大于圖線b對應(yīng)的g值，C錯誤。故選A。四、計算題（本題共 4 小題，共44分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。有數(shù)值運(yùn)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）16. 如圖所示為一列簡諧橫波在時刻的圖象此時質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿軸負(fù)方向，且當(dāng)時質(zhì)點(diǎn)P恰好第4次到達(dá)y軸正方向最大位移處.問:(1)該簡諧橫波的波速的大小和方向如何.(2)從至，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程是多少·【答案】（1） 1m/s，波沿x軸負(fù)向傳播；（2） 60cm【解析】【分析】【詳解】（1）質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向，所以此波沿x軸負(fù)向傳播，在t=1.5s時，質(zhì)點(diǎn)P恰好第4次到達(dá)y正方向最大位移處，則有解得由圖像可得簡諧波的波長為則波速（2）從t=0至t=1.2s，質(zhì)點(diǎn)Q恰經(jīng)過了3個周期，即質(zhì)點(diǎn)P回到始點(diǎn)，由于振幅A=5cm，所以質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動的路程為17. 如圖所示為交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abcd的邊長ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝數(shù)n=100，線圈的總電阻r=0.2Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸OO’勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=100πrad/s，線圈兩端通過電刷E、F與阻值R=4.8Ω的定值電阻連接，計算時取π=3。（1）從線圈經(jīng)過中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式；（2）求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；（3）求從線圈經(jīng)過中性面開始計時，經(jīng)過周期時間通過電阻R的電荷量。【答案】（1）；（2）；（3）0.1C【解析】【詳解】（1）線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值因從中性面開始計時的，感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達(dá)式為（2）根據(jù)歐姆定律，線圈中產(chǎn)生電流的有效值為發(fā)電機(jī)的輸出功率（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，通過電阻R的電荷量為 18. 水力發(fā)電的基本原理就是將水流的機(jī)械能（主要指重力勢能）轉(zhuǎn)化為電能。某小型水力發(fā)電站水流量為Q=5m3/s（流量是指流體在單位時間內(nèi)流過某一橫截面的體積），落差為h=10cm，發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻不計）的輸出電壓為U1=250V，輸電線總電阻為r=4Ω，為了減小損耗采用了高壓輸電。在發(fā)電機(jī)處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器，其中n3:n4=190:11，用戶獲得電壓U4=220V，用戶獲得的功率P4=1.9×105W，若不計變壓器損失的能量，已知水的密度、重力加速度g=10m/s2。求：（1）高壓輸電線中的電流強(qiáng)度I2；（2）升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2；（3）該電站將水能轉(zhuǎn)化為電能的效率η有多大？【答案】（1）50A；（2）；（3）40%【解析】【詳解】（1）根據(jù)理想變壓器規(guī)律得解得根據(jù)理想變壓器無能量損失，知再根據(jù)解得（2）高壓輸電線電阻損失電壓因此因此（3）高壓輸電線電阻損失電功率故發(fā)電機(jī)輸出電功率單位時間內(nèi)水的機(jī)械能故水能轉(zhuǎn)化為電能的效率19. 如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌AA1和CC1與水平地面之間的夾角均為θ，兩導(dǎo)軌間距為L， A 、C兩點(diǎn)間連接有阻值為R的電阻，一根質(zhì)量為m電阻為r直導(dǎo)體棒EF跨在導(dǎo)軌上，兩端與導(dǎo)軌接觸良好。在邊界ab和cd之間存在垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B， ab和 cd與導(dǎo)軌垂直。將導(dǎo)體棒EF從圖示位置由靜止釋放，EF進(jìn)入磁場就開始勻速運(yùn)動，穿過磁場過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為Q。整個運(yùn)動過程中，導(dǎo)體棒EF與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。除R和r之外，其余電阻不計，取重力加速度為g。（1）求導(dǎo)體棒EF剛進(jìn)入磁場時的速率；（2）求磁場區(qū)域的寬度s；（3）將磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?/span> ，仍讓導(dǎo)體棒EF從圖示位置由靜止釋放，若導(dǎo)體棒EF剛到達(dá)cd時和剛離開cd時的加速度大小之比為1:2，求導(dǎo)體棒通過磁場的時間。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)EF剛進(jìn)磁場時的速率為，EF進(jìn)入磁場就開始勻速運(yùn)動，得由閉合電路歐姆定律得導(dǎo)體棒切割磁場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢聯(lián)立解得（2）對導(dǎo)體棒穿過磁場的過程由能量守恒得根據(jù)電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系得聯(lián)立解得（3）設(shè)導(dǎo)體棒穿出磁場時的速度為，導(dǎo)體棒通過磁場的時間為t，離開磁場前瞬間離開磁場后瞬間導(dǎo)體棒穿過磁場過程，由動量定理得其中聯(lián)立求解得

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