1、2014-2015学年福建省四地六校高二(下)第一次联考物理试卷一、单项选择题(共14小题,每小题3分,共42分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)1(3分)作简谐运动的质点,先后经过同一点时,下列物理量哪些是不同的()A速度B加速度C动能D位移2(3分)如图所示为观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一小孔,O为波源,图中已画出波源所在区域的传播情况,每两条相邻(图中曲线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列说法中错误的是()A此时能明显地观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等C如果波源频率不变,使孔的大小增大,有可能观察不到明显的衍射现象D
2、如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显观察到衍射现象3(3分)如图是一个质点做简谐运动的振动图象,从图中可得()A在t=0时,质点位移为零,速度和加速度也零B在t=4s时,质点的速度最大,方向沿负方向C在t=3s时,质点振幅为5cm,周期为4sD无论何时,质点的振幅都是5cm,周期都是4s4(3分)如图所示,曲轴上挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为2Hz,然后匀速转动摇把,转速为240r/min,当振子振动稳定后它的振动周期为()A0.5sB0.25sC2sD4s5(3分)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛
3、声下列说法中正确的是()A声源振动的频率变大B声波传播的速度变快了C耳膜振动的频率变大了D耳膜振动的频率变小了6(3分)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是()At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小7(3分)将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25HzB通过电阻的电流为AC电阻消耗
4、的电功率为2.5WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5V8(3分)A、B是同频率的两水波源,如图所示的实线是波峰、虚线是波谷,则()A图示时刻a点速度为零,加速度也为零B图示时刻b点速度最大,加速度为零C图示时刻a、b、c速度最大,加速度也最大Da、b之间还有很多振动加强点9(3分)如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当开关S接通时,下列说法中不正确的是()A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈上电流增大10(3分)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一
5、时刻的图象,下列说法中正确的是()A该时刻质点a和质点d位移相同,加速度方向相反B该时刻质点b和质点c位移相同,速度方向也相同C质点b比质点c先回到平衡位置D质点a比质点d先回到平衡位置11(3分)一列横波沿x轴传播,如图所示,t1时刻的波形图为实线,t2时刻的波形图为虚线,已知t2=t1+0.125s,振动周期为0.5s,则波的传播方向和传播距离是()A沿x轴正方向,9mB沿x轴负方向,3mC沿x轴正方向,3mD沿x轴负方向,9m12(3分)一电阻接在10V直流电源上,电热功率为P;当它接到电压u=10sint(V)上时功率为()A0.25 PB0.5 PCPD2P13(3分)如图,一水平平
6、台在竖直方向上做简谐运动,一物体置于平台上一起振动,当平台振动到什么位置时,物体对平台的压力最小?()A当平台振动到最低点时B当平台振动到最高点时C当平台向上振动经过平衡位置时D当平台向下振动经过平衡 位置时14(3分)调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压,即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内,前周期被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去的多少,从而改变电灯两端的电压,那么现在电灯两端的电压为()ABCDUm二、填空题(共3小题,每空2分,共22分)15(16分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中:(1)提供的器材有:铁架台、铁夹、细线、有孔
7、的小铁球、刻度尺、秒表(停表)和天平,其中多余的器材是,尚需补充的器材是(2)测周期时,当摆球经过位置时开始计时并数1次,测出经过该位置N次(约80100次)的时间为t,则周期为(3)测摆长时,测得摆线长为97.50cm,球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间(如图1),则:该摆摆长为cm,秒表所示读数为s如果他测得的g值偏小,可能的原因是A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动使摆线长度增加了C开始计时时,秒表过迟按下D实验中误将49次全振动数为50次为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L与T的数
8、据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据点连成直线(如图2),并求得该直线的斜率为K,则重力加速度g=(用K表示)16(4分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材:A可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B条形磁铁 C直流电源 D多用电表 E开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是(填器材前的序号),本实验中还需用到的器材有17(2分)如图甲所示是演示沙摆振动图象的实验装置在木板上留下的实验结果沙摆的运动可看作是简谐运动若手用力F向外拉木板作匀速运动,速度大小是0.20m/s如图乙所示的一段木板的长度是0.60m,那么这次实验所用的沙摆的摆长
9、为cm(答案保留2位有效数字,计算时可以取2=g)三计算题(共3小题,共36分,解答要写出主要的运算过程和必要的文字说明)18(12分)如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处问:(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少?(3)当t=1.2s时,质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是多少?19(12分)如图所示为交流发电机示意图,匝数n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO轴以50r
10、ad/s的角速度匀速转动,线圈和外部20的电阻R相连接,已知线圈绕OO轴转动时产生的电动势最大值Em=NBS,求:(1)电压表和电流表示数?(2)电阻R上所消耗的电功率是多少?(3)由图示位置转过90的过程中,通过R的电量是多少?20(12分)如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W”的白炽灯6盏)供电如果输电线的总电阻R是4,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,每个教室的白炽灯都正常发光,求:(1)输电线的损失功率是多大?(2)发电机的电动势是多大?(3)输电效率是多少?2014-2015
11、学年福建省四地六校高二(下)第一次联考物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题(共14小题,每小题3分,共42分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)1(3分)作简谐运动的质点,先后经过同一点时,下列物理量哪些是不同的()A速度B加速度C动能D位移考点:简谐运动的振幅、周期和频率;简谐运动;简谐运动的振动图象 专题:简谐运动专题分析:先后经过同一点时,位置相同则位移相同,运动的方向定是相反的解答:解:A、质点先后经过同一点时运动的方向定是相反的,速度是矢量,方向不同,则速度不同,B、位移相同,根据a=,则加速度相同,C、经过同一点时速度大小相同则动能相同,D、先后经过同一点时位移相
12、同,本题选不同的,故选:A点评:当题目中涉及物理量哪些是不同的或哪些是相同的问题时,一定要注意物理量是矢量还是标量2(3分)如图所示为观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一小孔,O为波源,图中已画出波源所在区域的传播情况,每两条相邻(图中曲线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列说法中错误的是()A此时能明显地观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等C如果波源频率不变,使孔的大小增大,有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显观察到衍射现象考点:波的干涉和衍射现象 分析:当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时,就能够发生明显
13、的衍射现象,这是发生明显衍射的条件解答:解:A、因为波长与孔的尺寸差不多,所以能够观察到明显的衍射现象故A正确B、波通过孔后,波速、频率、波长不变,则挡板前后波纹间的距离相等故B正确C、如果将孔AB扩大,孔的尺寸大于波的波长,可能观察不到明显的衍射现象故C正确D、如果孔的大小不变,使波源频率增大,因为波速不变,根据=知,波长减小,可能观察不到明显的衍射现象故D错误本题选择错误的,故选:D点评:解决本题的关键掌握产生明显衍射的条件,知道波速、频率、波长的关系,注意选取错误的选项3(3分)如图是一个质点做简谐运动的振动图象,从图中可得()A在t=0时,质点位移为零,速度和加速度也零B在t=4s时,
14、质点的速度最大,方向沿负方向C在t=3s时,质点振幅为5cm,周期为4sD无论何时,质点的振幅都是5cm,周期都是4s考点:简谐运动的振动图象 专题:振动图像与波动图像专题分析:由图象读出位移,确定质点的位置,判断速度和加速度的大小质点经过平衡位置时,速度最大,加速度为零由位移的最大值读出振幅、相邻两最大值之间的时间间隔读出周期解答:解:A、在t=0时刻,质点的位移为零,质点经过平衡位置,速度最大,而加速度为零故A错误B、在t=4s时,质点经过平衡位置沿正方向运动,此时质点的速度最大故B错误C、D质点的振幅为A=5cm、周期为T=4s,保持不变故C错误,D正确故选D点评:对于简谐运动,其振幅是
15、振动物体离开平衡位置的最大距离,任何时刻都不变4(3分)如图所示,曲轴上挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为2Hz,然后匀速转动摇把,转速为240r/min,当振子振动稳定后它的振动周期为()A0.5sB0.25sC2sD4s考点:产生共振的条件及其应用;简谐运动的振幅、周期和频率 专题:简谐运动专题分析:振子做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率解答:解:匀速转动摇把,转速为240r/min,故转动频率为:f=n=240r/min=4r/s=4Hz受迫振动的频率等于驱动力的频率,故振子振动稳定后它的振动为4Hz,故周期为
16、0.25s;故选:B点评:解决本题的关键掌握共振的条件,以及知道振子受迫振动的频率等于驱动力的频率5(3分)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声下列说法中正确的是()A声源振动的频率变大B声波传播的速度变快了C耳膜振动的频率变大了D耳膜振动的频率变小了考点:多普勒效应 分析:根据多普勒效应进行判断:当火车向你驶来的时候,笛的音调变高;当火车离开你向远处驶去时,音调在降低,但若你是坐在火车上,所听到的笛声的音调却始终一样,也就是说实际上笛的频率并没有改变,只是当听者和声源之间发生相对运动时,听者感觉到频率的改变,这种现象称为多普勒效应做受迫振动的物体,受迫振动的频率等于策动频率解答
17、:解:A、站在火车轨道旁,正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,距离越来越近,人感知的音调逐渐变高,频率越来越大,但声源的振动频率不变故A错误;B、声波传播的速度由介质决定,与声波的频率无关故B错误;C、D、当策动频率增加时,则受迫振动频率也变高,因此耳膜振动的频率变高故C正确,D错误故选:C点评:有些知识没有出现在课本上,而是在生活中,要留心生活,观察生活,生活处处皆物理此题是人感觉笛的频率,不是笛的实际频率并考查受迫振动频率与策动频率的关系6(3分)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法
18、正确的是()At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小考点:交流的峰值、有效值以及它们的关系;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率 专题:交流电专题分析:由数学知识可知:磁通量时间图象斜率等于磁通量的变化率,其大小决定了感应电动势的大小当线圈的磁通量最大时,线圈经过中性面,电流方向发生改变解答:解:A、t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大,而磁通量的变化率等于零故A错误; B、t1、t3时刻线圈的磁通量最大,处于中性面,线圈中感应电流方向改变故B正确; C、t2、t4时刻磁通量为零,线圈与
19、磁场平行,线圈中感应电动势最大故CD错误;故选:B点评:本题关键抓住感应电动势与磁通量是互余关系,即磁通量最大,感应电动势最小;而磁通量最小,感应电动势最大7(3分)将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25HzB通过电阻的电流为AC电阻消耗的电功率为2.5WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5V考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率 专题:交流电专题分析:通过电源电动势随时间变化的规律图象可以求出该交流电的周期、频率以及有效值等,注意计算功率、流过电阻的电流、以及电
20、压表的示数均为有效值解答:解:A、由图可知:f=2.5Hz,故A错误;D、该电源电动势的有效值为U=V,电压表的示数为有效值,故D错误;B、电路中的电流:I=A,故B错误;C、电阻消耗功率为,P=UI=2.5W,故C正确故选:C点评:注意交流电有效值的求法,以及有效值的应用求电功率、电表示数等均指有效值8(3分)A、B是同频率的两水波源,如图所示的实线是波峰、虚线是波谷,则()A图示时刻a点速度为零,加速度也为零B图示时刻b点速度最大,加速度为零C图示时刻a、b、c速度最大,加速度也最大Da、b之间还有很多振动加强点考点:波的叠加 分析:两列波相遇时振动情况相同时振动加强,振动情况相反时振动减
21、弱两列频率相同的相干波,当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强,当波峰与波谷相遇时振动减弱,则振动情况相同时振动加强;振动情况相反时振动减弱解答:解:图是两列频率相同的相干水波于某时刻的叠加情况,实线和虚线分别表示波峰和波谷,则a、c点是波谷与波谷相遇点,b点是波峰与波峰相遇点,则a、c两点是振动加强的,b点也是振动加强的;A、那么a处于波谷位置,则质点此时速度为零,加速度最大,故A错误;B、而b处于波峰位置,则质点此时速度为零,加速度最大,故B错误;C、图示时刻a、b、c速度为零,加速度最大,故C错误D、a、b连线均为振动加速区域,故D正确故选:D点评:波的叠加满足矢量法则,当振动情况相
22、同则相加,振动情况相反时则相减,且两列波互不干扰例如当该波的波峰与波峰相遇时,此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍;当波峰与波谷相遇时此处的位移为零9(3分)如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当开关S接通时,下列说法中不正确的是()A副线圈两端M、N的输出电压减小B副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C通过灯泡L1的电流减小D原线圈上电流增大考点:变压器的构造和原理 专题:交流电专题分析:负载增多电阻减小,利用动态分析的方法分析电流电压的变化,再根据变压器的匝数与电流电压的关系即可判断各项解答:解:当开关S接通时,相当
23、于增加了负载,副线圈中电阻减小,电流增大(同时原线圈中的电流也增大),R上的分压增大,灯泡两端的电压减小,故通过灯泡L1的电流减小,副线圈两端M、N的输出电压有匝数和原线圈两端的电压有关,保持不变,故A错误,BCD正确;本题选错误的,故选:A点评:本题 结合变压器考查了电路的动态分析,方法是从部分电路的变化分析整体的变化然后再到部分10(3分)如图为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象,下列说法中正确的是()A该时刻质点a和质点d位移相同,加速度方向相反B该时刻质点b和质点c位移相同,速度方向也相同C质点b比质点c先回到平衡位置D质点a比质点d先回到平衡位置考点:波长、频率和波速的关系
24、;横波的图象 分析:简谐波传播过程中,各振动质点都做简谐运动,加速度方向总是指向平衡位置,由图直接读出位移,根据波的传播方向可判断质点的速度方向,并分析回到平衡位置的先后解答:解:A、由图看出,时刻质点a和质点d位移相同,均沿y轴方向,则由a=知,加速度方向也相同,均沿y轴正方向,故A错误B、该时刻质点b和质点c位移相同,b、c分布于同一波峰的两侧,速度方向相反,故B错误C、简谐波沿x轴负方向传播,由波形平移法可知,b点向上运动,而c点向下运动,所以c点先回到平衡位置,故C错误D、由波形平移法可知,a点向上运动,而d点向下运动,所以a点先回到平衡位置,故D正确故选D点评:由波动图象读出质点的速
25、度方向、位移方向和加速度方向是基本能力,要熟练掌握11(3分)一列横波沿x轴传播,如图所示,t1时刻的波形图为实线,t2时刻的波形图为虚线,已知t2=t1+0.125s,振动周期为0.5s,则波的传播方向和传播距离是()A沿x轴正方向,9mB沿x轴负方向,3mC沿x轴正方向,3mD沿x轴负方向,9m考点:横波的图象;波长、频率和波速的关系 专题:振动图像与波动图像专题分析:由图读出波长,由于波传播方向的不定性,结合波形平移法,所以假设两种传播方向,用周期表示时间,用波速表示求解即可解答:解:从图中我们可以得出波长为12m,若波沿X轴正方向传播,则从实线变成虚线经过了(+n)T (n=0,1,2
26、,3),即0.125s=(+n)T (n=0,1,2,3)根据公式v=可得v=24(1+4n)m/s,(n=1,2,3),所以在0.125s内波传播的距离为x=vt=3(1+4n) (n=1,2,3),当n=0时,波传播了3m,若波沿x负方向传播,则从实线变成虚线经历了(+n)T (n=0,1,2,3),即0.125s=(+n)T (n=0,1,2,3)所以波速为v=24(3+4n)m/s,(n=1,2,3)波向前传播了x=vt=3(3+4n) (n=1,2,3)当n=0时,波传播了9m,故AB错误,CD正确故选:CD点评:明确波传播方向的不定性导致的多解,利用周期表示时间列出波速通式是解题关
27、键,难度适中12(3分)一电阻接在10V直流电源上,电热功率为P;当它接到电压u=10sint(V)上时功率为()A0.25 PB0.5 PCPD2P考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式;电功、电功率 专题:交流电专题分析:根据电压的瞬时表达式得出峰值的大小,从而得出有效值的大小,结合功率公式求出发热功率的大小解答:解:一个电阻接在10V的直流电源上,它的发热功率是P,知P=当接到电压为u=10sint V的交流电源上,有效值为U=,则发热功率P=0.5 P故B正确,A、C、D错误故选:B点评:解决本题的关键知道峰值和有效值的关系,知道求解热量、热功率时运用有效值进行计算13(3分)如图,一
28、水平平台在竖直方向上做简谐运动,一物体置于平台上一起振动,当平台振动到什么位置时,物体对平台的压力最小?()A当平台振动到最低点时B当平台振动到最高点时C当平台向上振动经过平衡位置时D当平台向下振动经过平衡 位置时考点:简谐运动的回复力和能量 分析:物体和平台一起做简谐运动,加速度方向总是指向平衡位置,当振动平台运动到最高点时时,物体的加速度竖直向下,处于失重状态,当振动平台运动到最高点时,物体的加速度竖直向下,处于失重状态,根据物体对台面的正压力与重力的关系,分析在什么位置物体对台面的正压力最小解答:解:物体和平台一起做简谐运动,当振动平台运动到最高点时时,物体的加速度竖直向下,处于失重状态
29、,物体对台面的正压力小于物体的重力;当振动平台向下运动过振动中心点时,物体的加速度为零,物体对台面的正压力等于物体的重力;当振动平台运动到最低点时,物体的加速度竖直向上,处于超重状态,物体对台面的正压力大于物体的重力因此,当振动平台运动到最高点时,物体对台面的正压力最小故选:B点评:本题应用牛顿第二定律分析简谐运动超重、失重现象,关键抓住简谐运动中,物体的加速度方向特点:加速度方向总是指向平衡位置14(3分)调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压,即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内,前周期被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去的多少,从而改变
30、电灯两端的电压,那么现在电灯两端的电压为()ABCDUm考点:交流的峰值、有效值以及它们的关系 专题:交流电专题分析:根据电流的热效应:由一个周期内交变电流通过电阻R的产生热量与直流电通过电阻R一个周期内产生热量相等,求解有效值解答:解:设交流电的有效值为U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内热量:交流电产生的热量:Q1=直流电产生的热量:Q2=T由Q1=Q2得:U=;故选:A点评:求解交流电的有效值,从有效值的定义出发,根据一个周期内通过相同的电阻,发热量相同,此直流的值即为交流电的有效值二、填空题(共3小题,每空2分,共22分)15(16分)在“用单摆测定重力加速度”的实验
31、中:(1)提供的器材有:铁架台、铁夹、细线、有孔的小铁球、刻度尺、秒表(停表)和天平,其中多余的器材是天平,尚需补充的器材是游标卡尺(2)测周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并数1次,测出经过该位置N次(约80100次)的时间为t,则周期为(3)测摆长时,测得摆线长为97.50cm,球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间(如图1),则:该摆摆长为98.50cm,秒表所示读数为99.8s如果他测得的g值偏小,可能的原因是BA测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动使摆线长度增加了C开始计时时,秒表过迟按下D实验中误将49次全振动数为50次为了提
32、高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据点连成直线(如图2),并求得该直线的斜率为K,则重力加速度g=(用K表示)考点:用单摆测定重力加速度 专题:实验题分析:(1)根据实验原理来确定实验器材;(2)摆球经过平衡位置开始计时;摆球两次经过最低点的时间间隔是半个周期,所以摆球通过最低点作为第1次停表开始计时到一直数到摆球第n次通过最低点,摆球经过了(n1)个半个周期;(3)单摆的摆长是从悬点到摆球的球心的距离;秒表先读分针读数,再读秒针读数,两者相加;机械式秒表的小表盘表示分钟,大表盘表示秒,大表盘一圈30秒;
33、为了确定是前三十秒还是后三十秒,需要参考小表盘两分钟之间的半刻线,如果小表盘表针没到半刻线,就是某分钟+小表盘示数秒;如果小表盘表针超过了半刻线,就是某分钟+(大表盘示数+30)秒;根据单摆周期T=2 得g=,由此分析g值偏小的原因,可能是摆长偏短或周期偏长;由单摆周期表达式可得T2与L的关系式,得到斜率k的表达式,进而可求得g值解答:解:(1)根据实验原理可知,不需要天平,但需要游标卡尺测量球的直径;(2)当摆球经过平衡位置时开始计时;摆球两次经过最低点的时间间隔是半个周期,所以摆球通过最低点作为第1次停表开始计时到一直数到摆球第n次通过最低点,摆球经过了(n1)个半个周期,所以单摆的周期:
34、T=; (3)单摆的摆长是从悬点到摆球的球心的距离,L=l+=97.50+=98.50cm;小表盘表针超过了半刻线,故:t=60s+30+9.8s=99.8sA、测摆长时将线拉得过紧导致测量值偏长,由公式g=,g值偏大,故A错误B、摆线上端未牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加,但运算时选用开始所测得值,将导致g值偏小,故B正确C、开始计时时,秒表提前按下,将使所测周期偏大,由上式可知,g值偏小,故C正确D、实验中将49次全振动误数为50次,由T=知,周期偏小,g值偏大,故D错误故选:B;由单摆周期表达式T=2可得:T2=故以L为横坐标、T2为纵坐标得到的图象的斜率为:k= 解得:g
35、=故答案为:(1)天平,游标卡尺;(2)平衡;(3)98.50; 99.8; B; 点评:该题考查单摆测重力加速度的实验的实验原理,其中摆长与单摆的周期的计算也是该实验中的一个注意事项属于简单题本题关键是根据单摆周期公式T=2推导出T2L的关系图象,得到斜率的表达式,基础问题16(4分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材:A可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)B条形磁铁 C直流电源 D多用电表 E开关、导线若干上述器材在本实验中不必用到的是BC(填器材前的序号),本实验中还需用到的器材有低压交流电源考点:探究变压器电压与匝数的关系 专题:实验题
36、;交流电专题分析:变压器线圈两端的电压与匝数的关系:;所以需要的器材有:可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈),多用电表(测电压),导线、开关,低压交流电源解答:解:A:变压器线圈两端的电压与匝数的关系:;所以需要知道原副线圈的匝数,可拆变压器就能满足条件故A必用B:变压器的原理是互感现象的应用,是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化,所以不需要外界的磁场,故B不必用到C:变压器的原理是互感现象的应用,是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化,如果原线圈中通的是直流电源,则副线圈中不会有感应电流产生,故C不必用到,需要用到低压交流电源D:变压器线圈两端的电压与匝数的关系:,需要测电压,所
37、以需要一个测电压的仪器故D必用E:做电学实验,当然需要用到开关、导线,故E必用故答案为:上述器材在本实验中不必用到的是:BC,本实验中还需用到的器材有:低压交流电源点评:做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验时,需要按照原理去找实验器材17(2分)如图甲所示是演示沙摆振动图象的实验装置在木板上留下的实验结果沙摆的运动可看作是简谐运动若手用力F向外拉木板作匀速运动,速度大小是0.20m/s如图乙所示的一段木板的长度是0.60m,那么这次实验所用的沙摆的摆长为56cm(答案保留2位有效数字,计算时可以取2=g)考点:用单摆测定重力加速度 专题:简谐运动专题分析:根据木板移动的距离和速度得
38、出沙摆的周期,根据单摆的周期公式求出摆长的大小解答:解:t=2T=则周期T=1.5s根据单摆的周期公式T=则L=56cm答:沙摆的摆长约为56cm点评:解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=,并能灵活运用三计算题(共3小题,共36分,解答要写出主要的运算过程和必要的文字说明)18(12分)如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处问:(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少?(3)当t=1.2s时,质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是多少?考点:横波
39、和纵波;横波的图象;波长、频率和波速的关系 专题:振动图像与波动图像专题分析:(1)由质点P的振动情况,确定波的周期,读出波长,再由波速公式求出波速大小和方向(2)质点在一个周期内通过的路程是4A,由t=1.2s,分析质点Q振动了几个周期,即可确定路程(3)质点在一个周期内通过的路程是4A,由t3=1.2s,分析质点N振动了几个周期,确定路程和相对于平衡位置的位移解答:解:(1)此波沿x轴负向传播,在t1=0到t2=0.55s这段时间里,质点P恰好第3次到达y正方向最大位移处,则有:(2+)T=0.55s解得:T=0.2s由图象可得简谐波的波长为:=0.4m则波速为:v=2m/s(2)在t1=
40、0至t3=1.2s这段时间,质点Q恰经过了6个周期,即质点Q回到始点,由于振幅A=5cm,所以质点Q运动的路程为:L=4A6=456cm=120cm(3)质点Q经过6个周期后恰好回到始点,则相对于平衡位置的位移为:s=2.5cm答:(1)该简谐横波的波速v的大小2m/s和方向沿x轴负向传播;(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是120cm;(3)当t=1.2s时,质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是2.5cm点评:本题要由质点的振动方向确定波的传播方向,这波的图象中基本问题,方法较多,其中一种方法是“上下坡法”,把波形象看成山坡:顺着波的传播方向,上坡的质点向下,下坡的质点向上19
41、(12分)如图所示为交流发电机示意图,匝数n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO轴以50rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部20的电阻R相连接,已知线圈绕OO轴转动时产生的电动势最大值Em=NBS,求:(1)电压表和电流表示数?(2)电阻R上所消耗的电功率是多少?(3)由图示位置转过90的过程中,通过R的电量是多少?考点:交流发电机及其产生正弦式电流的原理;闭合电路的欧姆定律 专题:电磁感应与电路结合分析:(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBS电流表测量电流的有效值根据有效值与最大值的关系求出电动势的有效值
42、,根据闭合电路欧姆定律求出电流和路端电压;(2)电阻R上消耗的功率用电流的有效值乘以电压的有效值;(3)根据电量表达式,与感应电动势结合,得出q=It=n公式,从而可求得解答:解:(1)感应电动势最大值Em=nBS=1000.50.10.250=有效值:电键S合上后,由闭合电路欧姆定律得:=2.0A,U=IR=220=40V (2)电阻R上所消耗的电功率P=IU=240=80W (3)由图示位置转过90的过程中,通过R上的电量答:(1)电压表示数为40V,电流表示数为2.0A;(2)电阻R上所消耗的电功率是80W;(3)由图示位置转过90的过程中,通过R的电量是0.04C点评:此题首先要能够求
43、出闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势的表达式,产生电动式的线圈相当于电源,从而传化为电路的问题,在解题过程中一定要注意,电压表和电流表的示数为有效值20(12分)如图所示为某学校一套校内备用供电系统,由一台内阻为1的发电机向全校22个教室(每个教室有“220V,40W”的白炽灯6盏)供电如果输电线的总电阻R是4,升压变压器和降压变压器(都认为是理想变压器)的匝数比分别是1:4和4:1,每个教室的白炽灯都正常发光,求:(1)输电线的损失功率是多大?(2)发电机的电动势是多大?(3)输电效率是多少?考点:变压器的构造和原理 专题:交流电专题分析:(1)求出全校所有白炽灯消耗的功率,为降
44、压变压器的输出功率,根据降压变压器的匝数比求出降压变压器原线圈的电压,根据I=,得出输电线上的电流,从而得出线路上损耗的功率升压变压器的输出功率等于线路损耗功率和降压变压器的输入功率之和,发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率(2)根据输电线上的电流,求出电压损失,升压变压器的输出电压等于电压损失与降压变压器的输入电压之和,根据I=电压比等于匝数之比,求出升压变压器的输入电压,根据I1=,求出通过发电机的电流,由E=I1r+U1求出发电机的电动势(3)输出效率=解答:解:(1)全校消耗的功率P用=22406W=5280W 设线路电流为I线,输电电压为U2,降压变压器原线圈电压为U3,而U4=
45、220V,则U3=4220V=880V 线路损失功率W=144W (2)U损=I线R线=64V=24V U送=U2=U损+U3=90V 由得:V 由n1I1=n2I2升压变压器原线圈电流 =24A 发电机的电动势E=I1r+U1=241+226=250V (3)所以P出=P用+P损=5424W %97.3% 答:(1)发电机的输出功率应是5424W;(2)发电机的电动势是250V;(3)输电效率是97.3%点评:解决本题的关键知道升压变压器的输出功率等于线路损耗功率和降压变压器的输入功率之和,发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率,以及知道升压变压器的输出电压等于电压损失与降压变压器的输入电压之和