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相关试卷

1、发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω。（π=3.14）试求：
（1）写出交变电流瞬时值表达式；
（2）外电阻上消耗的功率；
（3）从计时开始，线圈转过90 $°$ 过程中，通过外电阻的电荷量是多少？

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2、有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω。全校共22个班，每班有220V40W的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：
(1)发电机输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？

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3、某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。

(1)、正确组装可拆变压器后，如图（a）所示，接入学生电源，选择合适的挡位，应使用多用电表的挡测量（选填“直流电压”或“交流电压”）。

(2)、保持原线圈输入的电压有效值一定，改变原、副线圈的匝数，测量副线圈上的电压，数据如下表所示。
组别
原线圈匝数 $n_{1}$
副线圈匝数 $n_{2}$
原线圏电压 $U_{1} (V)$
副线圏电压 $U_{2} (V)$
$U_{1} / U_{2}$
1
300
60
6.2
0.9
6.89
2
300
120
6.2
2.1
2.95
3
300
180
6.2
3.3
1.88
4
600
180
6.2
1.5
4.13
分析第1、2、3组数据，大致可得出结论：原线圈电压和匝数不变时，；分析第3、4组数据，大致可得出结论：原线圈电压和副线圈匝数不变时，原线圈匝数越少，副线圈电压越高。

(3)、进一步分析实验数据，发现副线圈电压总比理论值小，其原因可能是（写出一个即可）。

(4)、该同学找到了一只标有“220V/9V”的变压器，其上有a、b、c、d四个引出线头，且a、b引线比c、d引线粗，如图（b）所示。使用时，应该把引线接交流“220V”（选填“a、b”或“c、d”）。

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4、惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角 $θ$ 可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为 $α$ ，在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为 $F_{1}$ ；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中 $F_{2}$ 、 $F_{3}$ 、 $T_{0}$ 均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（　　）

A、多次改变图1中 $α$ 角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B、在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为 $n T_{0}$ C、多次改变斜面的倾角 $θ$ ，只要得出 $T \propto \frac{1}{\sqrt{\sin θ}}$ 就可以验证该结论成立 D、在图2的测量过程中，满足 $F_{3} = 3 F_{1} - 2 F_{2}$ 关系

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5、控制无人机的无线电信号产生来自LC振荡电路。图甲所示为LC振荡电路， $M$ 是电容器的上极板，规定图甲LC振荡电路中逆时针方向的电流为正，从某时刻起其电流随时间变化的规律如图乙所示，则下列关于该LC电路在 $b ~ c$ 段的说法正确的是（　　）

A、 $M$ 板带负电 B、 $M$ 板的带电量在变大 C、线圈 $L$ 的自感电动势在变小 D、线圈 $L$ 中的磁场能在变小

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6、如图所示，不可伸长的轻质细线与可视为质点的小球组成单摆。将摆球拉离平衡位置A点后由静止释放，摆球做简谐运动， $B$ 、C两点为摆球运动过程中能达到的最高位置。下列说法中正确的是（　　）

A、摆球经过A点时，加速度为零 B、摆球经过 $B$ 点时，加速度为零 C、由A点运动到 $B$ 点的过程中，摆球的回复力变大 D、由A点运动到C点的过程中，摆球的机械能守恒

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7、夏季持续高温，用户用电量激增，用户端电压有所降低。如图所示，a、b端接入电压不变的正弦交流电源，理想降压变压器原线圈与定值电阻r串联，副线圈接有三个阻值均为R的定值电阻，当开关S闭合后，下列说法正确的是（　　）

A、变压器的输入电压升高 B、变压器的输入电流减小 C、电阻r消耗的功率不变 D、a、b端的输入功率增加

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8、如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对运动而一起运动，下述正确的是（　　）

A、振幅减小 B、最大势能减小 C、最大动能不变 D、最大速度不变

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9、如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡A和B。当输入电压U为灯泡额定电压的3倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）

A、原、副线圈匝数比为 $1 : 1$ B、原、副线圈匝数比为 $1 : 2$ C、此时A、B消耗的电功率之比为 $1 : 1$ D、此时A、B消耗的电功率之比为 $1 : 2$

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10、在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率 $P_{甲} : P_{乙}$ 为（　　）

A、5：4 B、5：8 C、1：1 D、1：2

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11、一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法不正确的是（）

A、此单摆的固有周期约为2s B、此单摆的摆长约为1m C、若摆长增大，单摆的固有频率减小 D、若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动

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12、矩形金属线圈共有10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电的电动势e随时间t变化的规律如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A、此交流电的频率为50Hz B、此交流电电动势的有效值为1V C、t = 0.1s时，线圈平面与磁场方向平行 D、线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 $\frac{1}{100 π} Wb$

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13、关于电磁波的有关认识，以下说法正确的是（　　）

A、只要有电场和磁场就能产生电磁波 B、赫兹用实验证实了电磁波的存在 C、一切物体都在不停地发射紫外线 D、只要有足够高的振荡频率，就能有效地发射无线电波

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14、脑肿瘤靶向治疗可以利用复合场把载药粒子精准送到患病处，请利用所学知识对简化模型进行推理。如图1所示，MN、PQ是两条平行的直线，间距为d，MN上方和PQ下方分别存在垂直于纸面、方向相反的匀强磁场，直线间存在沿水平方向、大小为 $\frac{m v_{0}^{2}}{q d}$ 的匀强电场，当粒子从MN进入电场时，电场方向水平向左；当粒子从PQ进入电场时，电场方向水平向右。现有一质量为m、电荷量为+q的粒子平行于纸面以初速度 $v_{0}$ 从A点垂直PQ射入电场，粒子只经过磁场Ⅰ和匀强电场回到A点。电、磁场区域足够大，不计粒子重力。

(1)、求粒子第一次运动到MN时的速度；

(2)、求粒子从A点出发到第一次返回A点所用的时间；

(3)、撤去电场，磁场Ⅰ的磁感应强度变为 $\frac{8 m v_{0}}{q d}$ ，磁场Ⅱ的磁感应强度变为 $\frac{8 m v_{0}}{3 q d}$ 。粒子从A点与PQ成30°角以初速度 $v^{'}$ 入射，如图2所示。求所有能使粒子回到A点的 $v^{'}$ 值。

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15、一边长为L、质量为m、总电阻为R的单匝正方形导线框，自磁场上方某处静止下落。如图所示，区域Ⅰ、Ⅱ中匀强磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反，二者宽度分别为L、H，且 $H > L$ 。导线框恰好匀速进入区域Ⅰ，一段时间后又恰好匀速离开区域Ⅱ，已知线框下落过程中无旋转且上下边始终平行于磁场边界，重力加速度为g。求：

(1)、导线框下边进入区域Ⅰ时的速度大小；

(2)、导线框下边进入区域Ⅱ时的加速度大小；

(3)、导线框进入区域Ⅱ的过程中产生的焦耳热。

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16、如图所示，在单板大跳台项目中滑雪运动员从A点静止下滑，到B点后水平飞出，最后降落在着陆坡。已知A、B高度差为45m，着陆坡可看作一个倾角为37°的斜面，运动员可视为质点，不计一切摩擦。 $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、运动员到达B点时速度的大小；

(2)、离开B点后运动员在空中飞行的时间。

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17、某同学打算利用一个已无法欧姆调零的欧姆表制作简易土壤湿度计，拆开该欧姆表后发现其内部结构如图1所示，电流表A（量程200 μA，内阻未知），电源E（电动势4.5 V，内阻可忽略），发现变阻器 $R_{0}$ 阻值保持20 kΩ不变。
（1）想要先测量电流表 A 的精确电阻，实验室提供器材如下：
①待测电流表A（0～200 μA，内阻约500 Ω）；
②电流表G（0～400 μA，内阻约300 Ω）；
③定值电阻 $R_{1}$ ，阻值为500 Ω；
④定值电阻 $R_{2}$ ，阻值为10 Ω；
⑤滑动变阻器 $R_{3}$ ，最大阻值为1000 Ω；
⑥滑动变阻器 $R_{4}$ ，最大阻值为20 Ω；
⑦保护电阻R；
⑧干电池 $E^{'}$ （电动势为1.5 V，内阻较小）；
⑨开关S及导线若干。
实验要求可以多测几组数据，并方便操作，请你选择恰当的实验仪器，将图2方框内的电路图补充完整。定值电阻应选，滑动变阻器应选（在空格内填写序号）。若电流表A的示数为 $I_{1}$ ，电流表G的示数为 $I_{2}$ ，则测出电流表A内阻表达式为（用题目所给字母符号表示）。
（2）测得电流表A内阻的准确值为500 Ω后，将欧姆表两表笔以合适的间距和深度插入待测土壤，如图3所示，测得不同湿度下电极间的电阻数据如下：
土壤干湿状态
浸水
偏湿
湿度适中
偏干
干燥
R/kΩ
<5
5～15
15～50
50～200
>200
（3）在欧姆表表盘上对应位置划分出“浸水”、“偏湿”、“湿度适中”、“偏干”、“干燥”。
（4）与土壤“浸水”对应的电流表A示数范围为μA～200 μA（保留三位有效数字）。

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18、
动摩擦因数不仅是物理公式里的符号，更是关联生活与科技的基础物理量，因此某学习小组开展了“测量滑块与木板之间动摩擦因数”的项目式学习。
【任务一】查阅资料，设计实验装置
小组同学通过翻阅资料，从2021年全国甲卷中选出了一个可用的物理模型，如图1（a）所示，进一步结合教材和现有实验器材，对该模型进行设计，形成了如图1（b）所示的装置。
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，读数如图2所示，则遮光条的宽度d=mm。
【任务二】组装器材，进行实验操作
①将光电门固定在长木板的右端，长木板右端下表面通过水平转轴O固定在铁架台上；
②将铁架台放在水平桌面上，保持铁架台的横杆到转轴O的水平距离x不变；
③将木板左端抬起，架在铁架台横杆上，在横杆正上方放上小滑块，测出遮光条到光电门的竖直高度h；
④让小滑块由静止释放，记下光电门的挡光时间t；
⑤调节横杆位置，改变木板倾斜程度，重复③④操作，获取多组数据。
【任务三】整理数据，进行数据处理
（2）小组同学讨论后决定选用“合外力做功与动能变化的关系”来处理实验数据，故描绘出如图3所示的图像。若已知该图像的斜率为k、纵截距为b，则滑块与斜面之间的动摩擦因数μ=；小组同学还发现，本实验还可以得出当地的重力加速度，则g=。（本小题均用题干所给物理量的符号表示）
【任务四】反思交流，进行误差分析
（3）小组同学反思，如果释放滑块时存在微小初速度，那么会使动摩擦因数的测量结果（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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19、如图1所示，质量为2m的A环套在足够长的光滑水平杆上，通过长为L的轻绳与质量为m的B球相连，现给B球一水平向左大小为 $\sqrt{g L}$ 的初速度，B球从O点开始运动，在竖直面内部分运动轨迹如图2所示，其中O、M、N为轨迹最低点，P、Q为轨迹最高点，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的有（）

A、O、P两点的竖直高度差为 $\frac{1}{3} L$ B、O、P两点的竖直高度差为 $\frac{2}{3} L$ C、B 球运动到M点时绳子的拉力大小为2mg D、B球运动到M点时的动能大小为 $\frac{1}{2} m g L$

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20、如图所示，是斯特林发电机的结构简图，矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线框以角速度ω绕垂直磁场方向的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为 $1 : 4$ ，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点， $R_{1}$ 为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的有（）

A、导线框从图示位置开始转动的过程中，电动势的峰值为NBSω B、当导线框从图示位置转过90°时，电压表 $V_{2}$ 的示数为 $\frac{\sqrt{2} N B S ω}{2}$ C、滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中，电压表 $V_{2}$ 的示数减小 D、滑动变阻器的滑片向下滑动的过程中， $R_{1}$ 的发热功率在增大

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