四川省成都南开为明学校2020-2021学年高二3月月考物理试题word版含答案
文档属性
| 名称 | 四川省成都南开为明学校2020-2021学年高二3月月考物理试题word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 160.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-06 18:12:24 | ||
图片预览
文档简介
成都为明学校20-21学年度下学期三月月考
高二年级 物 理
学校：_________姓名：_________班级：_________考号：_________
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第Ⅰ卷（选择题，共42 分）
一、选择题(本题共9小题，共42分，第1～6小题中只有一个选项符合题意，每小题4分，第7～9小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1. 在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1×104 J，则此交变电流的最大值为( )
A．0.24 A B．0.5 A
C．0.707 A D．1 A
2. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin (2.5πt) m，则( )
A.弹簧振子的振幅为0.2 m
B.弹簧振子的周期为1.25 s
C.在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零
D.在任意0.2 s时间内，振子通过的路程均为0.1 m
3. 有一交变电流如图所示，则由此图像可知( )
285750047625A．它的周期是0.4 s
B．它的峰值是4 A
C．它的有效值是2 A
D．它的频率是0.8 Hz
4. 某质点在0～4 s的振动图像如图所示，则下列说法正确的是( )
3409950234315A.此图描述的是质点的振动轨迹
B.在0～1 s内质点做初速度为0的加速运动
C.在0～4 s内质点通过的路程为20 cm
D.振动图像是从平衡位置开始计时的
5. 如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝11 000sin 100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线对“220 V 880 W”的电器RL供电，该电器正常工作。由此可知( )
3315335102235A．原、副线圈的匝数比为50∶1
B．交变电压的频率为100 Hz
C．副线圈中电流的有效值为4 A
D．变压器的输入功率为880 W
38773105003806. 在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况，下列说法正确的是( )
A．闭合开关，a先亮，b后亮，稳定后a、b一样亮
B．闭合开关，b先亮，a后亮，稳定后b比a更亮一些
C．断开开关，a逐渐熄灭，b先变得更亮后再与a同时熄灭
D．断开开关，b逐渐熄灭，a先变得更亮后再与b同时熄灭
42291003467107. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻R1、R2，且R1＝R2，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压为U，则( )
A．R1两端的电压为 B．R1两端的电压为
C．R2两端的电压为 D．R2两端的电压为
31565854965708. 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断( )
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A→D时刻线圈转过的角度为π
D．若从O→D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
26860507289809. 某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持理想变压器A的输入电压不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则( )
A．仅闭合S，L1变暗
B．仅闭合S，A的输入功率变小
C．仅将滑片P上移，L1变亮
D．仅将滑片P上移，A的输入功率变小
第Ⅱ卷（非选择题，共58 分）
实验题（共10分）
10. (2分)(1)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：
A.在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上
B.用刻度尺和游标卡尺测出摆长l
C.将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球
D.在释放摆球的同时开始计时
E.记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间t
F.把所得数据代入公式g＝
该学生的上述操作中，错误的是 。(只填字母代号)
(2)(8分) (多选)如图为用单摆测重力加速度的实验，为了减少误差，下列措施正确的是( )
4333875229235A.摆长l应为线长与摆球半径的和，且在20 cm左右
B.在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线
C.在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线
D.计时起点和终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间
(3)某同学正确操作，得到了摆长l和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T＝ ，当地的重力加速度g＝ 。
计算题（共48分）
11. (12分)如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：
(1)该振子简谐运动的表达式；
(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
(3)该振子在前100 s内的总位移是多少？路程是多少？
12.(18分) 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100，电阻r＝1.0 Ω，所围成的矩形的面积S＝0.040 m2；小灯泡的电阻R＝9.0 Ω。磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmScost，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值。
(2)小灯泡消耗的电功率。
(3)在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量。
13.(18分) 某学校有一台应急备用发电机，内阻为R＝1 Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为r＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则
(1)输电线上损耗的电功率多大？
(2)发电机的输出功率多大？
(3)发电机的电动势多大？
南开为明学校2020—2021学年下期3月月考
高二物理试题
（说明：本卷共100分，答题时间：50分钟）
一、选择题(本题共9小题，共42分，第1～6小题中只有一个选项符合题意，每小题4分，第7～9小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1. 答案 D
解析:根据Q＝I2Rt得I＝ A，所以Im＝I＝1 A。
2. 答案 C
解析:根据弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式y＝0.1sin (2.5πt) m可知弹簧振子的振幅为0.1 m，选项A错误；由ω＝＝2.5π 可知，弹簧振子的周期T＝0.8 s，选项B错误；在t＝0.2 s时，振子的位移最大，运动速度为零，选项C正确；在任意0.2 s时间内，振子通过的路程不一定为0.1 m，选项D错误。
3. 答案 B
解析:由图像可知T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，故A、D错；由图像可知Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I≠＝2 A，C错。
4. 答案 D
解析 振动图像反映质点的位移随时间的变化情况，不是质点的运动轨迹，该图并不表示质点沿曲线运动，故选项A错误；在0～1 s内质点从平衡位置向正向最大位移处运动，做初速度不为0的减速运动，故选项B错误；在0～4 s内质点通过的路程等于四倍振幅，为s＝4A＝40 cm，故选项C错误；由图知，t＝0时，x＝0，可知振动图像是从平衡位置开始计时的，故选项D正确。
5. 答案 C
解析 本题的易错之处是“忽略导线电阻对电路的影响”。由u＝11 000sin 100πt(V)可知U1＝11 000 V，2πf＝100π，f＝50 Hz，选项B错误；由“220 V 880 W”的电器RL正常工作可知I＝＝ A＝4 A，选项C正确；U2＝UL＋Ir，解得U2＝244 V，根据电压关系＝得＝，选项A错误；根据功率关系得，P1＝I2r＋PL，解得P1＝976 W，选项D错误。
6. 答案 B
解析：由于线圈的自感作用，闭合开关，b先亮，a后亮，由于线圈的电阻不能忽略，稳定后，b比a亮，选项A错误，B正确；断开开关，a逐渐变暗，b先变得更暗再逐渐变暗，同时熄灭，选项C、D错误。
7. 答案 AC
解析：输入的电压U应等于原线圈两端电压加上R1两端电压，即U＝U1＋UR1，则通过原线圈电流I1＝＝，而I2＝＝。又因为＝＝，R1＝R2，＝，所以代入可求得UR1＝，UR2＝，A、C正确。
8. 答案 CD
解析：由题图可知，在O、B、D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零，故A、B错误。从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为π；如果从O到D时刻历时0.02 s，恰好为一个周期，所以1 s内线圈转动50个周期，100次经过中性面，交变电流的方向改变100次，故C、D正确。
9. 答案 AD
解析：仅闭合S，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯L1变暗，选项A正确；仅闭合S时输电线中电流增大，所以变压器A的输出功率增大，输入功率随之增大，选项B错误；仅将滑片P上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯L1功率减小，且输电线上损失的功率也减小，升压变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。
实验题（共10分）
10. (2分)(1) 答案 CD
解析 要使单摆做简谐运动，摆角要小于5°，选项C错误；释放摆球后要等摆球摆动稳定后再计时，并且要从平衡位置开始计时，选项D错误。
(8分) 答案 (2)BC (3)
解析 (2)摆长应为摆线长加上摆球的半径，摆长在1 m左右为宜，选项A错误；为使实验过程中摆长不变，悬点处用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线，选项B正确；在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线，保证摆球做的是单摆运动，可减小计时误差，选项C正确；计时起点与终点应在平衡位置，因为此位置摆球速度大，计时误差小，选项D错误。
(3)由t＝nT知单摆的周期T＝。由T＝2π得
g＝，将T代入得g＝()2l＝。
计算题（共54分）
11. 解析 (1)由振动图像可得
A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0
则ω＝＝ rad/s
故该振子做简谐运动的表达式为x＝5sin (t) cm。
(2)由题图可知，在t＝2 s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断增大，加速度不断增大，速度不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大。当t＝3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。
(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s内振子位移x＝0，振子路程s＝20×25 cm＝500 cm＝5 m。
答案 (1)x＝5sin (t) cm (2)见解析 (3)0 5 m
12. 解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s
由感应电动势瞬时值的表达式可知，感应电动势的最大值Em＝nBmS＝8.0 V。
(2)电动势的有效值E＝＝4 V
由I＝，PR＝I2R
可求得小灯泡消耗的电功率PR＝2.88 W。
(3)由＝，＝n，q＝·
可求得在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量q＝4.0×10－3 C。
答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C
13. 解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。
所有灯都正常工作的总功率为P2′＝22×6×40 W＝5 280 W
用电器都正常工作时的总电流I2′＝＝ A＝24 A
两个变压器之间输电线上的电流Ir＝I2＝＝6 A
故输电线上损耗的电功率Pr＝Ir2r＝144 W。
(2)升压变压器的输出功率P1′＝Pr＋P2′＝5 424 W。
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P出＝P1＝P1′＝5 424 W。
(3)降压变压器上的输入电压U2＝4U2′＝880 V
输电线上的电压损失Ur＝Irr＝24 V
因此升压变压器的输出电压U1′＝Ur＋U2＝904 V
升压变压器的输入电压U1＝＝226 V
升压变压器的输入电流I1＝4Ir＝24 A
发电机的电动势E＝U1＋I1R＝226 V＋24×1 V＝250 V。
答案：(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V
高二年级 物 理
学校：_________姓名：_________班级：_________考号：_________
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
第Ⅰ卷（选择题，共42 分）
一、选择题(本题共9小题，共42分，第1～6小题中只有一个选项符合题意，每小题4分，第7～9小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1. 在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1×104 J，则此交变电流的最大值为( )
A．0.24 A B．0.5 A
C．0.707 A D．1 A
2. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin (2.5πt) m，则( )
A.弹簧振子的振幅为0.2 m
B.弹簧振子的周期为1.25 s
C.在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零
D.在任意0.2 s时间内，振子通过的路程均为0.1 m
3. 有一交变电流如图所示，则由此图像可知( )
285750047625A．它的周期是0.4 s
B．它的峰值是4 A
C．它的有效值是2 A
D．它的频率是0.8 Hz
4. 某质点在0～4 s的振动图像如图所示，则下列说法正确的是( )
3409950234315A.此图描述的是质点的振动轨迹
B.在0～1 s内质点做初速度为0的加速运动
C.在0～4 s内质点通过的路程为20 cm
D.振动图像是从平衡位置开始计时的
5. 如图所示，理想变压器的原线圈接入u＝11 000sin 100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线对“220 V 880 W”的电器RL供电，该电器正常工作。由此可知( )
3315335102235A．原、副线圈的匝数比为50∶1
B．交变电压的频率为100 Hz
C．副线圈中电流的有效值为4 A
D．变压器的输入功率为880 W
38773105003806. 在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的情况，下列说法正确的是( )
A．闭合开关，a先亮，b后亮，稳定后a、b一样亮
B．闭合开关，b先亮，a后亮，稳定后b比a更亮一些
C．断开开关，a逐渐熄灭，b先变得更亮后再与a同时熄灭
D．断开开关，b逐渐熄灭，a先变得更亮后再与b同时熄灭
42291003467107. 如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻R1、R2，且R1＝R2，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压为U，则( )
A．R1两端的电压为 B．R1两端的电压为
C．R2两端的电压为 D．R2两端的电压为
31565854965708. 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断( )
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A→D时刻线圈转过的角度为π
D．若从O→D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
26860507289809. 某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持理想变压器A的输入电压不变，当开关S断开时，灯L1正常发光。则( )
A．仅闭合S，L1变暗
B．仅闭合S，A的输入功率变小
C．仅将滑片P上移，L1变亮
D．仅将滑片P上移，A的输入功率变小
第Ⅱ卷（非选择题，共58 分）
实验题（共10分）
10. (2分)(1)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：
A.在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上
B.用刻度尺和游标卡尺测出摆长l
C.将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球
D.在释放摆球的同时开始计时
E.记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间t
F.把所得数据代入公式g＝
该学生的上述操作中，错误的是 。(只填字母代号)
(2)(8分) (多选)如图为用单摆测重力加速度的实验，为了减少误差，下列措施正确的是( )
4333875229235A.摆长l应为线长与摆球半径的和，且在20 cm左右
B.在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线
C.在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线
D.计时起点和终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间
(3)某同学正确操作，得到了摆长l和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T＝ ，当地的重力加速度g＝ 。
计算题（共48分）
11. (12分)如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：
(1)该振子简谐运动的表达式；
(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
(3)该振子在前100 s内的总位移是多少？路程是多少？
12.(18分) 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100，电阻r＝1.0 Ω，所围成的矩形的面积S＝0.040 m2；小灯泡的电阻R＝9.0 Ω。磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmScost，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求：
(1)线圈中产生感应电动势的最大值。
(2)小灯泡消耗的电功率。
(3)在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量。
13.(18分) 某学校有一台应急备用发电机，内阻为R＝1 Ω，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为r＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V 40 W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则
(1)输电线上损耗的电功率多大？
(2)发电机的输出功率多大？
(3)发电机的电动势多大？
南开为明学校2020—2021学年下期3月月考
高二物理试题
（说明：本卷共100分，答题时间：50分钟）
一、选择题(本题共9小题，共42分，第1～6小题中只有一个选项符合题意，每小题4分，第7～9小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1. 答案 D
解析:根据Q＝I2Rt得I＝ A，所以Im＝I＝1 A。
2. 答案 C
解析:根据弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式y＝0.1sin (2.5πt) m可知弹簧振子的振幅为0.1 m，选项A错误；由ω＝＝2.5π 可知，弹簧振子的周期T＝0.8 s，选项B错误；在t＝0.2 s时，振子的位移最大，运动速度为零，选项C正确；在任意0.2 s时间内，振子通过的路程不一定为0.1 m，选项D错误。
3. 答案 B
解析:由图像可知T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，故A、D错；由图像可知Im＝4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I≠＝2 A，C错。
4. 答案 D
解析 振动图像反映质点的位移随时间的变化情况，不是质点的运动轨迹，该图并不表示质点沿曲线运动，故选项A错误；在0～1 s内质点从平衡位置向正向最大位移处运动，做初速度不为0的减速运动，故选项B错误；在0～4 s内质点通过的路程等于四倍振幅，为s＝4A＝40 cm，故选项C错误；由图知，t＝0时，x＝0，可知振动图像是从平衡位置开始计时的，故选项D正确。
5. 答案 C
解析 本题的易错之处是“忽略导线电阻对电路的影响”。由u＝11 000sin 100πt(V)可知U1＝11 000 V，2πf＝100π，f＝50 Hz，选项B错误；由“220 V 880 W”的电器RL正常工作可知I＝＝ A＝4 A，选项C正确；U2＝UL＋Ir，解得U2＝244 V，根据电压关系＝得＝，选项A错误；根据功率关系得，P1＝I2r＋PL，解得P1＝976 W，选项D错误。
6. 答案 B
解析：由于线圈的自感作用，闭合开关，b先亮，a后亮，由于线圈的电阻不能忽略，稳定后，b比a亮，选项A错误，B正确；断开开关，a逐渐变暗，b先变得更暗再逐渐变暗，同时熄灭，选项C、D错误。
7. 答案 AC
解析：输入的电压U应等于原线圈两端电压加上R1两端电压，即U＝U1＋UR1，则通过原线圈电流I1＝＝，而I2＝＝。又因为＝＝，R1＝R2，＝，所以代入可求得UR1＝，UR2＝，A、C正确。
8. 答案 CD
解析：由题图可知，在O、B、D时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零，故A、B错误。从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为π；如果从O到D时刻历时0.02 s，恰好为一个周期，所以1 s内线圈转动50个周期，100次经过中性面，交变电流的方向改变100次，故C、D正确。
9. 答案 AD
解析：仅闭合S，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯L1变暗，选项A正确；仅闭合S时输电线中电流增大，所以变压器A的输出功率增大，输入功率随之增大，选项B错误；仅将滑片P上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯L1功率减小，且输电线上损失的功率也减小，升压变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。
实验题（共10分）
10. (2分)(1) 答案 CD
解析 要使单摆做简谐运动，摆角要小于5°，选项C错误；释放摆球后要等摆球摆动稳定后再计时，并且要从平衡位置开始计时，选项D错误。
(8分) 答案 (2)BC (3)
解析 (2)摆长应为摆线长加上摆球的半径，摆长在1 m左右为宜，选项A错误；为使实验过程中摆长不变，悬点处用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线，选项B正确；在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线，保证摆球做的是单摆运动，可减小计时误差，选项C正确；计时起点与终点应在平衡位置，因为此位置摆球速度大，计时误差小，选项D错误。
(3)由t＝nT知单摆的周期T＝。由T＝2π得
g＝，将T代入得g＝()2l＝。
计算题（共54分）
11. 解析 (1)由振动图像可得
A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0
则ω＝＝ rad/s
故该振子做简谐运动的表达式为x＝5sin (t) cm。
(2)由题图可知，在t＝2 s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断增大，加速度不断增大，速度不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大。当t＝3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。
(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s内振子位移x＝0，振子路程s＝20×25 cm＝500 cm＝5 m。
答案 (1)x＝5sin (t) cm (2)见解析 (3)0 5 m
12. 解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s
由感应电动势瞬时值的表达式可知，感应电动势的最大值Em＝nBmS＝8.0 V。
(2)电动势的有效值E＝＝4 V
由I＝，PR＝I2R
可求得小灯泡消耗的电功率PR＝2.88 W。
(3)由＝，＝n，q＝·
可求得在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量q＝4.0×10－3 C。
答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C
13. 解析：(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的输电过程，如图所示。
所有灯都正常工作的总功率为P2′＝22×6×40 W＝5 280 W
用电器都正常工作时的总电流I2′＝＝ A＝24 A
两个变压器之间输电线上的电流Ir＝I2＝＝6 A
故输电线上损耗的电功率Pr＝Ir2r＝144 W。
(2)升压变压器的输出功率P1′＝Pr＋P2′＝5 424 W。
而发电机输出功率即为升压变压器的输入功率P出＝P1＝P1′＝5 424 W。
(3)降压变压器上的输入电压U2＝4U2′＝880 V
输电线上的电压损失Ur＝Irr＝24 V
因此升压变压器的输出电压U1′＝Ur＋U2＝904 V
升压变压器的输入电压U1＝＝226 V
升压变压器的输入电流I1＝4Ir＝24 A
发电机的电动势E＝U1＋I1R＝226 V＋24×1 V＝250 V。
答案：(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V
同课章节目录