江蘇省蘇州市2023-2024學年高二下學期期中調研物理試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二總分評分一、單項選擇題：本題共11小題，每小題4分，共計44分，每小題只有一個選項符合題意。1．關于傳感器及其應用，下列說法正確是（）A．干簧管是利用電磁感應原理控制電路通斷B．機器人“眼睛”利用了光傳感器C．紅外測溫儀向人體發射紅外線，從而測量人體溫度D．話筒是一種能夠將電信號轉換為聲音信號的傳感器2．電磁爐利用電磁感應產生的渦流，使鍋底發熱從而加熱食物，下列有關說法正確的是（）A．鍋底中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C．環保絕緣材料制成的鍋底都可以利用電磁爐來烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞減少熱損耗3．以下說法不正確的是（）A．雷達利用中波來測定物體位置B．波長最短的電磁輻射是γ射線C．人體接收適量紫外線照射可促進鈣的吸收D．人們可利用X射線來探測金屬構件內部缺陷4．某電阻的阻值為10Ω，通過的交變電流如圖所示。下列說法正確的是（）A．該電流方向每秒改變50次B．該電流的瞬值表達式i=5C．并聯在該電阻兩端的交流電壓表示數為50VD．該電阻消耗的電功率為500W5．如圖所示，A為水平放置的膠木圓盤，在其側面均勻分布著負電荷，在A的正上方用絕緣絲線懸掛一個金屬圓環B，使B的環面水平且軸線與膠木圓盤A的軸線OO'重合，現使膠木圓盤A由靜止開始繞其軸線A．環B內有順時針方向電流（俯視），絲線受到的拉力增大B．環B內有順時針方向電流（俯視），絲線受到的拉力減小C．環B內有逆時針方向電流（俯視），絲線受到的拉力增大D．環B內有逆時針方向電流（俯視），絲線受到的拉力減小6．LC振蕩電路既可產生特定頻率的信號，也可從復雜的信號中分離出特定頻率的信號，是許多電子設備中的關鍵部件。如圖所示，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路中的電流正在增加，下列說法正確的是（）A．電容器正在充電B．電路中的電場能正在增大C．電容器上極板帶正電D．電容器兩極板間的電場強度正在減小7．如圖，當車輛駛入或駛出圓形區域時，車輛會改變區域內通電線圈中的磁場，通過傳感器電路將磁場的變化轉換為交通燈的控制信號，車輛駛入圖中圓形區域時，車輛引起磁場變化的原因最類似于（）A．減小通電線圈的面積 B．加大通電線圈的壓力C．將鐵芯放入通電線圈 D．增加通電線圈的匝數8．如圖所示，圓形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，OC導體捧長為2l，O端位于圓心，棒的中點A位于磁場區域的邊緣，現使導體棒繞O點在紙面內以角速度ω逆時針勻速轉動，O、A、C點電勢分別為φO、φA、A．φO>φCE=1C．φO<φAE=Bωl9．如圖所示，電鍵S原來斷開，電源及線圈、導線電阻均不計，電路中電流大小為I，現在閉合電鍵S將一個電阻短路，于是線圈中有自感電動勢產生，該自感電動勢（）A．有阻礙電流增大的作用，最后電流小于IB．有阻礙電流增大的作用，最后電流增大到2IC．有阻礙電流減小的作用，最后電流由I減小為零D．有阻礙電流變化的作用，因而電流保持為I不變10．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，一矩形線圈以一定的初速度穿越勻強磁場區域，已知磁場區域寬度大于線圈寬度，則線圈進、出磁場的兩個過程中（）A．平均加速度相等 B．克服安培力做功相等C．速度的變化量相同 D．通過線圈的電荷量不相等11．如圖所示，豎直向上的勻強磁場中水平放置兩足夠長的光滑平行金屬導軌，導軌的左側接有電容器，不計電阻的金屬棒ab靜止在導軌上，棒與導軌垂直。t=0時，棒在重物的牽引下開始向右運動，t=tA． B．C． D．二、非選擇題：共5題，共56分，其中第13~16題解答時請寫出必要的文字說明、方程和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數值計算時，答案中必須明確寫出數值和單位。12．用如圖（甲）所示的可拆變壓器進行“探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系”實驗。（1）關于此實驗，下列說法正確的是____A．原線圈可直接接入220V交流電路B．為了保證人身安全，要使用低壓直流電源C．用交流電壓表測副線圈兩端電壓時，副線圈應空載D．即使副線圈不接用電器，原線圈也不能長時間通電（2）甲同學將變壓器按照要求組裝好后，原線圈接“0”“4”接線柱，副線圈接“0”“14”接線柱，此時接在原線圈兩端的交流電壓表量程為10V，示數如圖（乙）所示，其讀數值為V（保留1位小數），此時副線圈輸出的電壓理論上與最接近。（選填下列選項）A.0VB.1.2VC.14VD.18.2V（3）乙同學將原線圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器（可視為理想電壓表）上，觀察到副線圈電壓U2隨時間變化的圖像如圖（丙）所示，在tA．增加了交流電源的頻率 B．擰緊了松動的鐵芯C．減少了副線圈的匝數 D．增加了原線圈的匝數（4）等效法、理想模型法是重要的物理思維方法，合理采用物理思維方法會讓問題變得簡單，這體現了物理學科“化繁為簡”之美。理想變壓器是一種理想化模型。如圖（丁）所示，某用電器可以等效為右側電路，若原、副線圈的匝數分別為n1、n2，在交流電源的電壓有效值U0和電阻R013．如圖，兩根足夠長的金屬導軌ab、cd豎直放置，導軌間距離為L，電阻不計。在導軌上端連接一個電阻為R的小燈泡。整個系統置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與導軌所在平面垂直。現將一質量為m、電阻可以忽略的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放。金屬棒下落過程中保持水平，且與導軌接觸良好。已知某時刻后燈泡保持額定功率正常發光，重力加速度為g。求：（1）小燈泡正常發光時導體棒的運動速率；（2）小燈泡正常發光時功率的大小。14．某半徑為r的閉合導體圓環，電阻為R。將圓環垂直磁場方向置于一勻強磁場中，當磁感應強度大小B隨時間t按照B=B0?B0（1）圓環中的感應電動勢E和感應電流I各為多大？（2）在t=t15．如圖，用一小型交流發電機向遠處標有“220V8.8kW”的電動機供電，已知發電機線圈abcd面積S=0.03m2，匝數N=100匝，勻強磁場的磁感應強度大小B=2πT，輸電導線的總電阻R=10Ω（1）發電機線圈從中性面開始計時，感應電動勢e隨時間t變化的關系式；（2）在輸電線路上所損耗的電功率ΔP；（3）與發電機直接串聯的用電器Y上消耗的功率PY16．如圖所示，平行光滑金屬導軌間距為L，處在豎直向上的勻強磁場中，兩導體棒ab、cd垂直導軌平行放置，與導軌始終接觸良好，其中棒ab質量為m，棒cd質量為2m，兩棒接入電路的電阻均為R0（1）勻強磁場的磁感應強度大小；（2）解除鎖定前導體棒ab前進的距離及此過程中回路產生的焦耳熱；（3）在經過足夠長時間后，兩導體棒各做什么性質的運動？此時回路中的電流為多大？（兩棒仍然處在勻強磁場中）

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．干簧管是利用磁極間的相互作用來控制電路的通斷，故A錯誤；

B．機器人“眼睛”利用了光傳感器，故B正確；

C．紅外測溫槍是接受人體向外發射紅外線的強弱，從而測量人體溫度，故C錯誤；

D．話筒是一種常用的聲波傳感器，其作用是聲信號轉換為電信號，故D錯誤。

故答案為：B。

【分析】本題考查傳感器在生活中的應用以及紅外線，紅外線具有熱效應。2．【答案】A【解析】【解答】A．鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關，故A正確；

B．直流電不能產生變化的磁場，在鍋體中不能產生感應電流，電磁爐不能使用直流電，故B錯誤；

C．鍋體只能用鐵磁性導體材料，不能使用絕緣材料制作鍋體，故C錯誤；

D．電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時，上表面材料發生電磁感應要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制作，D錯誤。

故答案為：A。

【分析】電磁爐利用鍋中產生的渦流工作，磁場變化的頻率越大，渦流越強。3．【答案】A【解析】【解答】A．雷達利用頻率極高的微波來測定物體位置，A錯誤，符合題意；

B．由電磁波譜可知，波長最短的電磁輻射是γ射線，B正確，不符合題意；

C．人體接收適量紫外線照射可促進鈣的吸收，C正確，不符合題意；

D．人們可利用X射線來探測金屬構件內部缺陷，D正確，不符合題意。

故答案為：A。

【分析】本題考查電磁波在生活中的應用，雷達利用微波來測定物體位置。4．【答案】C【解析】【解答】A．該交流電的周期為0.02s，每個周期內電流方向改變2次，則該電流方向每秒改變100次，選項A錯誤；B．因ω=該電流的瞬值表達式i=5選項B錯誤；C．并聯在該電阻兩端的交流電壓表示數為U=IR=選項C正確；D．該電阻消耗的電功率為P=IU=5×50W=250W選項D錯誤。故答案為：C。【分析】通過的交變電流的圖像求解，電壓表電流表顯示的都是交變電流相關物理量的有效值，不是最大值。5．【答案】D【解析】【解答】膠木盤A由靜止開始繞其軸線OO'按箭頭所示方向加速轉動，形成環形電流，環形電流的大小增大，根據右手螺旋定則知，通過B線圈的磁通量向下，且增大，根據楞次定律可知環B內有逆時針方向電流（俯視）；根據楞次定律的另一種表述，引起的機械效果阻礙磁通量的增大，知金屬環的面積有縮小的趨勢，且有向上的運動趨勢，所以絲線的拉力減小。

故答案為：D。

【分析】本題考查楞次定律以及電磁驅動的相關應用，圓盤加速轉動會導致形成的環形電流逐漸變大，磁通量變大。6．【答案】D【解析】【解答】因為電路中的電流正在增加，可知電容器正在放電，電路中的電場能正在減小，極板帶電量正在減小，則兩極板間的電場強度正在減小，由右手螺旋定則可知，回路中的電流為順時針方向，電容器下極板帶正電，故選項ABC錯誤，D正確。

故答案為：D。

【分析】電路中的電流正在增加，電容器正在放電，電場能正在減小，磁場能增加，結合楞次定律以及安培定則求解。7．【答案】C【解析】【解答】車輛駛入圖中圓形區域時，車輛上大部分是金屬，車輛通過通電線圈中的磁場時，在車輛上產生電磁感應現象，即產生感應電流，感應電流的磁場引起通電線圈中的磁場變化，此過程最類似于鐵芯放入通電線圈，鐵芯的磁通量變化，在鐵芯上會產生感應電流，從而改變通電線圈中的磁場。

故答案為：C。

【分析】車輛上大部分是金屬，車輛引起磁場變化的原因最類似于，鐵芯放入通電線圈，鐵芯的磁通量變化，在鐵芯上會產生感應電流。8．【答案】A【解析】【解答】導體棒繞O點逆時針勻速轉動時，導體棒切割磁感線，產生感應電動勢，相當于電源，由右手定則可知，O點電勢高于A點電勢，即

φO>φA

AC段不切割磁感線，不產生感應電動勢，也沒有電流產生，因此A、C兩點是等電勢，則有

φC=v=ω×則導體棒切割磁感線產生感應電動勢大小為E=Blv=故答案為：A。【分析】導體棒繞O點逆時針勻速轉動時，導體棒切割磁感線，產生感應電動勢，導體棒產生的感應電動勢等于E=19．【答案】B【解析】【解答】由于開關的閉合，使得電流增加，則線圈產生反感電動勢，有阻礙電流的作用，但只是減緩電流的增大，由于電阻減半，所以最后電流慢慢增加到2倍。

故答案為：B。

【分析】感應電流會阻礙磁通量的變化，但不是阻止磁通量的變化。10．【答案】C【解析】【解答】A．進入磁場時線圈的平均速度較大，時間較小，速度變化相同，可知進入磁場時平均加速度較大，故A錯誤；B．進入磁場過程中線圈平均速度較大，平均電流較大，則進入磁場時的安培力大于離開磁場過程中的安培力，位移相同，可知安培力做功不相等，故B錯誤。CD．設線圈進入磁場前的速度為v0、完全進入磁場的速度為v、完全離開磁場的速度為v1，前后兩邊的長度為L1，上下兩邊的長度為L2，磁感應強度為B。取向右為正，根據動量定理可得：進入磁場過程中?B其中I離開磁場過程中?B其中I所以有mv?m解得v?故速度變化相同，通過線圈的電荷量相等，故C正確，D錯誤；。故答案為：C。【分析】本題考查動量定理在電磁感應現象中的相關應用，安培力的沖量中含有電荷量，電荷量同時可以用平均電流乘以時間求解。11．【答案】A【解析】【解答】A．設重物質量m0，導體棒質量m，則在任意時刻，對導體棒和重物的整體，根據牛頓第二定律有m在極短一段時間Δt內，導體棒中的感應電流I=Δq=CΔU在Δt時間內，有ΔU=ΔE=BLΔva=聯立上式可得a=導體棒先做勻加速運動，后做勻速運動，選項A正確；B．電容器所帶的電荷量，開始時q=CU=CBLat隨時間逐漸增加，當重物落地后導體棒勻速運動時，電容器兩板間電壓保持不變，選項B錯誤；C．棒中安培力的沖量大小I=則在重物落地之前，棒中安培力的沖量隨時間均勻增加，選項C錯誤；D．安培力的功W=則在重物落地之前W-t圖像為拋物線，重物落地后安培力為零，則安培力的功為零，選項D錯誤。故答案為：A。【分析】重物落地之前導體棒一直做勻加速運動，重物落地后，因導體棒兩端的電壓等于電容器兩板間的電壓，則導體棒將勻速運動。求出物理量之間的函數關系式然后確定函數圖象。12．【答案】（1）C；D（2）4.（3）B（4）(【解析】【解答】（1）AB．為了保證人身安全，原線圈要使用低壓交流電源，不可直接接入220V交流電路，選項AB錯誤；C．因線圈中導線有電阻，所以用交流電壓表測副線圈兩端電壓時，副線圈應空載，選項C正確；D．即使副線圈不接用電器，原線圈處于空載也有一定的電損，則原線圈也不能長時間通電，故D正確。故答案為CD。（2）此時接在原線圈兩端的交流電壓表量程為10V，讀數值為4.4V；根據U解得U即此時副線圈輸出的電壓理論上與14V最接近，故答案為：C。（3）A．只增大交流電源的頻率，不能改變副線圈輸出電壓U2，故A錯誤；B．擰緊了松動的鐵芯，副線圈磁通量增加，則輸出電壓U2增大，故B正確；CD．由圖知，t1時刻前的電壓值小于t2時刻后的電壓值，而周期不變，根據U減少了副線圈的匝數，副線圈輸出電壓U2減小，若增加了原線圈的匝數，副線圈輸出電壓U2減小，故CD錯誤；故答案為：B。（4）把變壓器和R等效為一個電阻R等效，R0當作電源內阻，當內外電阻相等即R0U得U根據理想變壓器電流與匝數比的關系I原線圈的等效電阻R當R0R電阻R上獲得的功率最大；解得R=【分析】（1）變壓器不能改變直流電流的電壓，電壓表測副線圈兩端電壓時，副線圈應空載。

（2）原副線圈電壓之比等于匝數比。

（3）擰緊了松動的鐵芯，副線圈磁通量增加，鐵芯可以減少漏磁。

（4）理想變壓器原副線圈電壓之比等于匝數之比，電流之比等于匝數的反比。13．【答案】（1）解：金屬棒下落過程中，當燈泡保持額定功率正常發光時，可知此時金屬棒勻速下落，速度達到最大，則有金屬棒所受安培力大小等于重力，則有BIL=mg其中I=聯立解得導體棒的運動速率v（2）解：由題意可知，當燈泡保持額定功率正常發光時，燈泡兩端的電壓等于電動勢，則有小燈泡正常發光時功率的大小為P=【解析】【分析】（1）當燈泡保持額定功率正常發光時，此時金屬棒勻速下落，速度達到最大，則有金屬棒所受安培力大小等于重力。

（2）當燈泡保持額定功率正常發光時，燈泡兩端的電壓等于電動勢，燈泡為純電阻，利用電功率公式求解小燈泡正常發光時功率的大小。14．【答案】（1）解：根據法拉第電磁感應定律，圓環中的感應電動勢為E=其中S=π解得E=感應電流I為I=（2）解：取圓環上長度為Δl的一段，安培力使得圓環由擴張的趨勢，則安培力沿半徑向外，該小段圓環所受張力T，如圖所示該圓弧所對圓心角為Δθ，兩側張力T夾角為α，由平衡條件可得BIΔl=2T由幾何關系可知α+Δθ=π當Δθ很小時cos解得BIΔl=2T即T=根據Δl=rΔθ聯立，解得T=BIrt=tB=解得T=【解析】【分析】（1）根據法拉第電磁感應定律求解感應電動勢，利用歐姆定律求解感應電流。

（2）安培力使得圓環由擴張的趨勢，則安培力沿半徑向外，利用幾何關系求解T與B的函數關系式，代入對應時刻B的大小即可。15．【答案】（1）解：發電機線圈產生的最大感應電動勢E線圈從中性面開始計時，可知在t=0時刻，電動勢是零，則感應電動勢e隨時間t變化的關系式為e=（2）解：降壓變壓器的原、副線圈電壓比等于匝數比，則有U則降壓變壓器原線