精品解析：上海市复兴高级中学2023-2024学年高三上学期期中物理试题

上海市复兴高级中学2023 学年第一学期期中考试 高三年级物理试卷 电能的应用遍及于生产和生活的各个方面，为了获得和利用电能，人们制造了发电机并通过传输线路将电能传输到工厂、学校、家庭…。 1. 发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置；下列实验装置中与发电机原理相同的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图为两种不同发电机结构示意图。图（a）为置于两个磁极间可绕水平轴转动的金属圆盘，其中心与边缘各与一个电刷接触，通过手柄使圆盘转动时可在回路中产生电流：图（b）为位于两磁极间的导体线圈，当其绕图中虚线轴转动时也能产生电流。 （1）说明这两种结构发电机共同的发电原理和输出电流特性。______、______ （2）若将图（a）中半径为R的圆盘整体位于方向与盘面垂直，磁感应强度大小为B的均匀磁场中，当圆盘以恒定角速度ω旋转时，与其接触的两电刷间的电动势E=_____。 3. 交流电技术使高压输电成为现实，家庭电路所使用的就是电压为220V，频率为50Hz的正弦交流电，其电压随时间的变化规律如图所示。图中Um=_____V，Δt=t2-t1=_____s。该交变电压的表达式为_____。 4. 变压器是远距离输电不可或缺的设备。 （1）变压器的基本结构如图所示，在理想变压器中铁芯的作用是_____；理想变压器的输入功率和输出功率之比为_____。 （2）变压器的铁芯由相互绝缘的多层硅钢片叠加而成，并使硅钢片平面与磁感应强度的方向平行，这是为了减小铁芯中产生的_____。 5. 如图，发电机输出功率P=100kW，电压U1=250V，经理想变压器升压后向用户输电，输电线总电阻R=8Ω，在输电线上损失的功率P0=5kW，在用户端再利用理想变压器将电压降为U2=220V。求： （1）输电线路中的电流I； （2）两个变压器的匝数比=？=？ 示波器是一种用途广泛电子仪器，它利用打在荧光屏上的电子束描绘出被测信号的变化曲线，从而获得各种不同的待测电学量。示波器简化结构如图所示，其中电子枪由发射电子的阴极和加速电场组成，由电子枪出射的电子束在偏转电场的作用下可到达荧光屏上的不同位置。 6. 设电子枪中加速电场为匀强电场，其部分电场线如图所示，相邻等势面S1、S2、S3间电势差相等，电子在S1、S3处动能分别为和电子在由S1运动到S3过程中电场力做________功（填“正”，“负”）；若规定S2处电势为零，电子在S1处的电势能为________，S3处的电势能为________；当电子的电势能为时其动能为________J。 7. 如图为示波器中y方向偏转电场分布，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。动能为Ek的电子从ad中点沿ab方向进入电场，不计重力，电子电量为e。若粒子从b点离开电场，求： （1）电场强度的大小； （2）电子离开电场时的动能。 霍尔效应原理如图所示，在两平行金属板间存在磁感应强度为B，垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子以速度v水平进入磁场区域后由于洛伦兹力的作用将向金属板运动并积累在板上，使两板间形成电场，达到稳定后两板间的电荷受力平衡，沿水平方向运动形成稳定的电流，两板间出现确定的电势差。 8. 设磁感应强度为B，达到稳定后，带电量为q的电荷沿水平方向以速度v运动，此时两板间的电场强度为________。 9. 磁流体发电是一种新型发电方式，其工作原理与霍尔效应类似。图中尺寸已知的中空长方体是发电导管，前、后两个侧面是绝缘体， 上、下两个侧面是电阻可以忽略的导体电极，通过导线与阻值为 R 的负载连接，上、下导体电极之间电阻为r。发电导管处于磁感应强度为B、方向与前、运动方向后平面垂直的匀强磁场中。由电荷量为q 的正电荷组成的电离气体沿导管以速度v向右流动，流速处处相等。电离气体在发电导管两端所受压强差Δp恒定，所受阻力与流速成正比，比例系数为k。 （1）发电导管________表面带正电荷；若把该发电机视为一个电源，则其内部的非静电力是________力，其大小为________。 （2）发电机的电动势E=________，回路中的电流强度I=________。 （3）发电导管的输入功率P=________，发电机的效率η=________。 四、A车停在某十字路口等候红灯变绿，驾驶员紧踩着刹车。后方B车驾驶员由于不慎，虽然在撞车前已踩紧刹车，但仍发生了追尾事故。撞车后两车紧贴着一起运动直至停止。为判断后车在撞车前的车速，交警测量了两车碰撞后轮胎在地面的拖痕，并了解到追尾后两车驾驶员均未松开刹车。 10. 前、后车质量已知，由刹车印迹知两车碰撞后运动距离s。为获知后车追尾前瞬间的速度，交警根据已有数据进行分析。 （1）在碰撞过程中两车均受到多个力的作用，前车受到的力有_