1．（3分）下列說法中正確的是（ ）
A．在真空中紅外線、可見光、紫外線的波長依次變短，速度依次變小
B．飛機場用X射線對旅客的行李箱進行安全檢查
C．電磁波在真空中傳播時的電場強度E與磁感應強度B互相平行
D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線
2．（3分）物理學家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學認知，推動物理學的發(fā)展，下列說法符合事實的是（ ）
A．玻爾將量子觀念引入原子領域，解釋了氫原子光譜的分立特征
B．盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)原子核是由質子和中子組成
C．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子具有核式結構
D．赫茲預言了電磁波的存在，麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在
3．（3分）2024年4月19日起，日本開始排放第五批福島核污染水，預計排放19天。核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”，該核素可在生物體內(nèi)富集，導致內(nèi)照射，從而損害生物體的健康。已知氚的衰變方程為，半衰期約為12年，下列說法正確的是（ ）
A．1000個氚核12年后一定還剩下500個
B．氚核發(fā)生的是α衰變
C．衰變產(chǎn)物X來自氚的核外電子
D．雖然海水將污染水進行了稀釋，但氚的半衰期不變
4．（3分）某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的關系為x＝Asinωt，振動圖像如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．簡諧運動的圓頻率是
B．任意2s內(nèi)振子經(jīng)過的路程均為A
C．從第1s末到第3s末，振子的位移方向不變
D．彈簧振子在第3s末與第5s末的加速度相同
5．（3分）在如圖所示的電路中，A、B為兩個完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)很大的線圈、R為定值電阻。假設電源的內(nèi)阻和線圈的直流電阻可忽略不計，下列說法正確的是（ ）
A．閉合開關S的瞬間，燈泡A、B同時亮
B．閉合開關S，待穩(wěn)定后，燈泡A、B亮度相同
C．閉合開關S，待電路穩(wěn)定后再斷開開關S瞬間，燈泡A、B中的電流大小不同
D．閉合開關S，待電路穩(wěn)定后再斷開開關S瞬間，燈泡B中的電流方向為從右向左
6．（3分）如圖所示，在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，需要將輸電線上熱耗功率增大至16ΔP，設輸電功率和輸電線電阻不變，則除冰時需將（ ）
A．輸電電壓變?yōu)锽．輸電電壓變?yōu)?U
C．輸電電流變?yōu)?6ID．輸電電流變?yōu)?br>7．（3分）如圖所示為半圓柱體玻璃磚的橫截面，OD為直徑，一束由a光和b光組成的復色光沿AO方向由真空從OD面射入玻璃，之后分成兩束分別從B、C兩點射出（不考慮光在玻璃磚中的反射），其中從B點射出的為a光，從C點射出的為b光。已知頻率大的光在玻璃內(nèi)的折射率也大。則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)光和b光在玻璃磚中的傳播速度相等
B．從C點射出玻璃磚的b光的頻率較大
C．若從水中向空氣中入射，b光更容易發(fā)生全反射
D．將a、b光通過相同的雙縫干涉裝置，b光的干涉條紋間距較大
8．（3分）如圖甲所示為某電動牙刷的無線充電示意圖，送電線圈以由a到b為電流的正方向，當送電線圈通過如圖乙所示的電流時，在0～t1時間內(nèi)（ ）
A．受電線圖中產(chǎn)生的感應電流增大且方向由d到c
B．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流減小且方向由d到c
C．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流增大且方向由c到d
D．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流減小且方向由c到d
二、不定項選擇題（本題共4小題；每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中都有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）
（多選）9．（4分）關于光學實驗或現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）
A．圖甲中，彎曲的水流可以導光，是由于光的折射現(xiàn)象
B．圖乙中，觀看3D電影時，感受到立體的影像，是由于光的衍射現(xiàn)象
C．圖丙中，陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色，是由于光的干涉現(xiàn)象
D．圖丁中，有機玻璃可以導光和傳遞信息，是由于光的全反射現(xiàn)象
（多選）10．（4分）如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關于這些光下列說法正確的是（ ）
A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的
B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的
C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光
D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應
（多選）11．（4分）在如圖所示的電路中，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，電流表、電壓表均為理想交流電表，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，單刀雙置開關S開始接在1端，則下列判斷正確的是（ ）
A．將滑動變阻器的滑片P向下移，電流表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)變小
B．將滑動變阻器的滑片P向下移，電流表的示數(shù)變小、電壓表的示數(shù)不變
C．將開關S由1合向2，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小
D．將開關S由1合向2，電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小
（多選）12．（4分）如圖所示，甲圖是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝2s時的波形，乙圖是該波傳播方向上介質中x1＝6m處的質點從t＝0時刻起的振動圖像，a、b是介質中平衡位置為x2＝3m和x3＝5m的兩個質點。下列說法正確的是（ ）
A．該波的波速是2m/s
B．2.5s時刻，a質點位于平衡位置
C．x＝200m處的觀察者沿x軸負方向運動時，接收到該波的頻率一定為0.25Hz
D．從t＝2s開始，質點b比質點a先回到平衡位置
三、填空題（本題共2小題，共14分。把答案填寫在答題卡上的相應位置。）
13．（6分）在“測量玻璃的折射率”實驗中：如圖甲所示，甲同學先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線AO與aa′的交點。在直線AO上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。
（1）甲同學接下來要完成的必要步驟有 ；
A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像
B．插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像
C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3
D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像
（2）下列哪些措施能夠減小實驗誤差 ；
A．入射角應該適當大一些
B．選用粗的大頭針完成實驗
C．P1、P2及P3、P4之間的距離適當大些
D．若有幾塊厚度不同的玻璃磚，應選用厚度較小的
（3）乙同學在畫界面時，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，若其他操作正確，則他測得的折射率與真實值相比 （選填“偏大、偏小”或“相同”）；
14．（8分）在“用單擺測重力加速度”的實驗中
（1）下列器材和操作最合理的是 ；（圖中的球均較小）
A．
B．
C．
D．
（2）實驗過程中，下列做法正確的是 ；
A．用刻度尺量出從懸點到擺球間細線長的距離，作為單擺擺長
B．用秒表測量單擺完成一次全振動所用時間并作為單擺的周期
C．單擺偏離平衡位置的角度越大越好
D．為了減小誤差，應該在擺球經(jīng)過最低點時開始計時
（3）實驗測得的重力加速度數(shù)值小于當?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原因可能是 。（選填字母序號）。
A．開始擺動時振幅較小，其他操作與計算均正確
B．小球的質量m較大，其他操作與計算均正確
C．開始計時時，過早按下秒表，其他操作與計算均正確
D．測量周期時，誤將擺球n次全振動的時間記為（n+1）次全振動的時間，其他操作與計算均正確
（4）某同學為了提高實驗精度，多次改變擺線長（記為l）并測出相應的周期T，他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出的l﹣T2圖線如圖所示則當?shù)氐闹亓铀俣萭＝ 。（用a和b及π表示）
四、計算題（本題共3小題，共46分。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）
15．（14分）如圖甲所示，一單匝正方形線框的質量為m＝0.04kg，邊長為L＝1m，總電阻為r＝1Ω，用一輕質細線將其吊在天花板上，線框處于豎直靜止狀態(tài)，且上下兩邊水平。在線框的中間位置以下區(qū)域分布有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間變化關系如圖乙所示，g＝10m/s2。求：
（1）線框的電功率P；
（2）在t＝4s時細線的拉力大小F。
16．（14分）如圖所示，一小型交流發(fā)電機中勻強磁場的磁感應強度，線圈ABCD匝數(shù)n＝100匝，面積S＝0.022m2，總電阻r＝10Ω，線圈以角速度ω＝100rad/s繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉動。線圈通過滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈與電阻相接，電表均為理想交流電表，電壓表示數(shù)為U＝180V。從線框轉至中性面位置開始計時。
（1）求線框中感應電動勢的瞬時值表達式；
（2）求電流表的示數(shù)I；
（3）已知原、副線圈匝數(shù)比為3：1，求電阻R的阻值及消耗的電功率P。
17．（18分）如圖所示，兩足夠長平行光滑金屬導軌MN、PQ間距L＝1.0m，豎直固定在均勻分布的磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度B＝1.0T。M、P間接有一阻值R＝0.5Ω的電阻，質量m＝0.2kg的金屬桿垂直于導軌水平放置。t＝0時刻將金屬桿由距導軌頂端h0＝0.5m處靜止釋放，運動中金屬始終水平且與導軌接觸良好。不計導軌和金屬桿的電阻，重力加速度g取10m/s2。
（1）求金屬桿沿導軌下滑的最大速度vm大?。?br>（2）從靜止釋放到金屬桿達到最大速度vm的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝0.5J，求該過程中通過金屬桿橫截面的電荷量q；
（3）若讓磁場的磁感應強度隨時間按某規(guī)律變化，可使金屬桿在t＝0時刻由靜止釋放后做自由落體運動。已知t＝0時磁感應強度B0＝1.0T。請推導出磁感應強度Bt隨時間t變化的關系式。
2023-2024學年天津市四校聯(lián)考高二（下）期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項選擇題（本題共8小題；每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的。）
1．（3分）下列說法中正確的是（ ）
A．在真空中紅外線、可見光、紫外線的波長依次變短，速度依次變小
B．飛機場用X射線對旅客的行李箱進行安全檢查
C．電磁波在真空中傳播時的電場強度E與磁感應強度B互相平行
D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線
【答案】B
【點評】本題考查電磁波譜和電磁波的相關知識，考查的知識點多，在平時的學習中多加積累即可。
2．（3分）物理學家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學認知，推動物理學的發(fā)展，下列說法符合事實的是（ ）
A．玻爾將量子觀念引入原子領域，解釋了氫原子光譜的分立特征
B．盧瑟福通過α粒子散射實驗，發(fā)現(xiàn)原子核是由質子和中子組成
C．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子具有核式結構
D．赫茲預言了電磁波的存在，麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在
【答案】A
【點評】本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，記住著名物理學家的主要貢獻。
3．（3分）2024年4月19日起，日本開始排放第五批福島核污染水，預計排放19天。核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”，該核素可在生物體內(nèi)富集，導致內(nèi)照射，從而損害生物體的健康。已知氚的衰變方程為，半衰期約為12年，下列說法正確的是（ ）
A．1000個氚核12年后一定還剩下500個
B．氚核發(fā)生的是α衰變
C．衰變產(chǎn)物X來自氚的核外電子
D．雖然海水將污染水進行了稀釋，但氚的半衰期不變
【答案】D
【點評】本題關鍵掌握衰變的特點、規(guī)律和核反應遵循的規(guī)律。
4．（3分）某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的關系為x＝Asinωt，振動圖像如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．簡諧運動的圓頻率是
B．任意2s內(nèi)振子經(jīng)過的路程均為A
C．從第1s末到第3s末，振子的位移方向不變
D．彈簧振子在第3s末與第5s末的加速度相同
【答案】C
【點評】根據(jù)振動圖像可直接讀出周期、位移方向、速度方向和加速度方向，確定質點運動的路程時，要注意計時起點。
5．（3分）在如圖所示的電路中，A、B為兩個完全相同的燈泡，L為自感系數(shù)很大的線圈、R為定值電阻。假設電源的內(nèi)阻和線圈的直流電阻可忽略不計，下列說法正確的是（ ）
A．閉合開關S的瞬間，燈泡A、B同時亮
B．閉合開關S，待穩(wěn)定后，燈泡A、B亮度相同
C．閉合開關S，待電路穩(wěn)定后再斷開開關S瞬間，燈泡A、B中的電流大小不同
D．閉合開關S，待電路穩(wěn)定后再斷開開關S瞬間，燈泡B中的電流方向為從右向左
【答案】D
【點評】對于自感現(xiàn)象，是特殊的電磁感應現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律和法拉第電磁感應定律進行理解。
6．（3分）如圖所示，在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，電流為I，熱耗功率為ΔP；除冰時，需要將輸電線上熱耗功率增大至16ΔP，設輸電功率和輸電線電阻不變，則除冰時需將（ ）
A．輸電電壓變?yōu)锽．輸電電壓變?yōu)?U
C．輸電電流變?yōu)?6ID．輸電電流變?yōu)?br>【答案】A
【點評】本題主要考查遠距離輸電中的能量損失及功率公式的應用。
7．（3分）如圖所示為半圓柱體玻璃磚的橫截面，OD為直徑，一束由a光和b光組成的復色光沿AO方向由真空從OD面射入玻璃，之后分成兩束分別從B、C兩點射出（不考慮光在玻璃磚中的反射），其中從B點射出的為a光，從C點射出的為b光。已知頻率大的光在玻璃內(nèi)的折射率也大。則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)光和b光在玻璃磚中的傳播速度相等
B．從C點射出玻璃磚的b光的頻率較大
C．若從水中向空氣中入射，b光更容易發(fā)生全反射
D．將a、b光通過相同的雙縫干涉裝置，b光的干涉條紋間距較大
【答案】D
【點評】本題關鍵掌握光的全反射和折射現(xiàn)象規(guī)律、條紋間距公式。
8．（3分）如圖甲所示為某電動牙刷的無線充電示意圖，送電線圈以由a到b為電流的正方向，當送電線圈通過如圖乙所示的電流時，在0～t1時間內(nèi)（ ）
A．受電線圖中產(chǎn)生的感應電流增大且方向由d到c
B．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流減小且方向由d到c
C．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流增大且方向由c到d
D．受電線圈中產(chǎn)生的感應電流減小且方向由c到d
【答案】A
【點評】本題考查了電磁感應中的圖像問題，解題的關鍵是熟練掌握楞次定律，原磁場增加，則感應電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，原磁場減少，則感應電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相同。
二、不定項選擇題（本題共4小題；每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中都有多個選項正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）
（多選）9．（4分）關于光學實驗或現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）
A．圖甲中，彎曲的水流可以導光，是由于光的折射現(xiàn)象
B．圖乙中，觀看3D電影時，感受到立體的影像，是由于光的衍射現(xiàn)象
C．圖丙中，陽光下的肥皂薄膜呈現(xiàn)彩色，是由于光的干涉現(xiàn)象
D．圖丁中，有機玻璃可以導光和傳遞信息，是由于光的全反射現(xiàn)象
【答案】CD
【點評】本題考查各種光現(xiàn)象及其應用，關鍵要知道全反射的條件是光從光密介質進入光疏介質，入射角大于等于臨界角，要明確光導纖維的原理和應用。
（多選）10．（4分）如圖為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關于這些光下列說法正確的是（ ）
A．最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n＝4能級躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的
B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的
C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光
D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應
【答案】AD
【點評】解決本題的關鍵知道光子能量與能極差的關系，即Em﹣En＝hv，以及知道光電效應產(chǎn)生的條件．
（多選）11．（4分）在如圖所示的電路中，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，電流表、電壓表均為理想交流電表，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，單刀雙置開關S開始接在1端，則下列判斷正確的是（ ）
A．將滑動變阻器的滑片P向下移，電流表的示數(shù)不變，電壓表的示數(shù)變小
B．將滑動變阻器的滑片P向下移，電流表的示數(shù)變小、電壓表的示數(shù)不變
C．將開關S由1合向2，電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小
D．將開關S由1合向2，電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小
【答案】BD
【點評】本題考查學生對電壓比等于匝數(shù)比、電流比等于匝數(shù)反比、閉合電路歐姆定律的應用，是一道中等難度題。
（多選）12．（4分）如圖所示，甲圖是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝2s時的波形，乙圖是該波傳播方向上介質中x1＝6m處的質點從t＝0時刻起的振動圖像，a、b是介質中平衡位置為x2＝3m和x3＝5m的兩個質點。下列說法正確的是（ ）
A．該波的波速是2m/s
B．2.5s時刻，a質點位于平衡位置
C．x＝200m處的觀察者沿x軸負方向運動時，接收到該波的頻率一定為0.25Hz
D．從t＝2s開始，質點b比質點a先回到平衡位置
【答案】AB
【點評】本題主要考查波長、波速和周期的關系以及多普勒效應等，解題關鍵是掌握波速公式和同側法判定質點的速度方向，以及多普勒效應等基礎知識。
三、填空題（本題共2小題，共14分。把答案填寫在答題卡上的相應位置。）
13．（6分）在“測量玻璃的折射率”實驗中：如圖甲所示，甲同學先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′。O為直線AO與aa′的交點。在直線AO上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。
（1）甲同學接下來要完成的必要步驟有 BD ；
A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像
B．插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像
C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3
D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像
（2）下列哪些措施能夠減小實驗誤差 AC ；
A．入射角應該適當大一些
B．選用粗的大頭針完成實驗
C．P1、P2及P3、P4之間的距離適當大些
D．若有幾塊厚度不同的玻璃磚，應選用厚度較小的
（3）乙同學在畫界面時，不小心將兩界面aa′、bb′間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖乙所示，若其他操作正確，則他測得的折射率與真實值相比 偏小 （選填“偏大、偏小”或“相同”）；
【答案】（1）BD；（2）AC；（3）偏小。
【點評】本題關鍵掌握實驗中減小測量角度誤差和確定光線方向誤差的方法，熟悉光路作圖方法。
14．（8分）在“用單擺測重力加速度”的實驗中
（1）下列器材和操作最合理的是 D ；（圖中的球均較小）
A．
B．
C．
D．
（2）實驗過程中，下列做法正確的是 D ；
A．用刻度尺量出從懸點到擺球間細線長的距離，作為單擺擺長
B．用秒表測量單擺完成一次全振動所用時間并作為單擺的周期
C．單擺偏離平衡位置的角度越大越好
D．為了減小誤差，應該在擺球經(jīng)過最低點時開始計時
（3）實驗測得的重力加速度數(shù)值小于當?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原因可能是 C 。（選填字母序號）。
A．開始擺動時振幅較小，其他操作與計算均正確
B．小球的質量m較大，其他操作與計算均正確
C．開始計時時，過早按下秒表，其他操作與計算均正確
D．測量周期時，誤將擺球n次全振動的時間記為（n+1）次全振動的時間，其他操作與計算均正確
（4）某同學為了提高實驗精度，多次改變擺線長（記為l）并測出相應的周期T，他根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出的l﹣T2圖線如圖所示則當?shù)氐闹亓铀俣萭＝ 。（用a和b及π表示）
【答案】（1）D；（2）D；（3）C；（4）。
【點評】本題關鍵掌握“用單擺測重力加速度”的實驗原理和數(shù)據(jù)處理方法。
四、計算題（本題共3小題，共46分。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）
15．（14分）如圖甲所示，一單匝正方形線框的質量為m＝0.04kg，邊長為L＝1m，總電阻為r＝1Ω，用一輕質細線將其吊在天花板上，線框處于豎直靜止狀態(tài)，且上下兩邊水平。在線框的中間位置以下區(qū)域分布有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小隨時間變化關系如圖乙所示，g＝10m/s2。求：
（1）線框的電功率P；
（2）在t＝4s時細線的拉力大小F。
【答案】（1）線框的電功率P為2.5×10﹣3W；
（2）在t＝4s時細線的拉力大小F為0.37N。
【點評】本題主要考查楞次定律、法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律的應用，能夠根據(jù)法拉第電磁感應定律求解感應電動勢，掌握安培力方向的判斷方法。
16．（14分）如圖所示，一小型交流發(fā)電機中勻強磁場的磁感應強度，線圈ABCD匝數(shù)n＝100匝，面積S＝0.022m2，總電阻r＝10Ω，線圈以角速度ω＝100rad/s繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉動。線圈通過滑環(huán)與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈與電阻相接，電表均為理想交流電表，電壓表示數(shù)為U＝180V。從線框轉至中性面位置開始計時。
（1）求線框中感應電動勢的瞬時值表達式；
（2）求電流表的示數(shù)I；
（3）已知原、副線圈匝數(shù)比為3：1，求電阻R的阻值及消耗的電功率P。
【答案】（1）線框中感應電動勢的瞬時值表達式為；
（2）電流表的示數(shù)I為1A；
（3）電阻R的阻值為5Ω，消耗的電功率P為720W。
【點評】此題考查交流電的產(chǎn)生和變壓器的工作原理，關鍵要掌握理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關系，掌握感應電動勢最大值的求法，理解有效值與最大值的關系。
17．（18分）如圖所示，兩足夠長平行光滑金屬導軌MN、PQ間距L＝1.0m，豎直固定在均勻分布的磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向里，磁感應強度B＝1.0T。M、P間接有一阻值R＝0.5Ω的電阻，質量m＝0.2kg的金屬桿垂直于導軌水平放置。t＝0時刻將金屬桿由距導軌頂端h0＝0.5m處靜止釋放，運動中金屬始終水平且與導軌接觸良好。不計導軌和金屬桿的電阻，重力加速度g取10m/s2。
（1）求金屬桿沿導軌下滑的最大速度vm大?。?br>（2）從靜止釋放到金屬桿達到最大速度vm的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝0.5J，求該過程中通過金屬桿橫截面的電荷量q；
（3）若讓磁場的磁感應強度隨時間按某規(guī)律變化，可使金屬桿在t＝0時刻由靜止釋放后做自由落體運動。已知t＝0時磁感應強度B0＝1.0T。請推導出磁感應強度Bt隨時間t變化的關系式。
【答案】（1）金屬桿沿導軌下滑的最大速度vm大小為1m/s；
（2）該過程中通過金屬桿橫截面的電荷量q為0.6C；
（3）推導出磁感應強度Bt隨時間t變化的關系式為。
【點評】本題考查電磁感應的平穩(wěn)問題、力學問題、電路問題及運動學的綜合問題，關鍵是理清過程，從動生電動勢、歐姆定律、安培力、牛頓第二定律等規(guī)律可解決問題。
聲明：試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布日期：2025/1/6 20:28:28；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學號：41037197題號
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
A
D
C
D
A
D
A

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