精品解析：上海市控江中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

控江中学2023-2024学年高二下学期物理期中考试(等级) 光 可见光为我们呈现了色彩斑斓的世界和各种有趣的现象，其本质是一种电磁波，他们不仅能够产生反射、折射，还能产生干涉和衍射，能够传递能量，携带信息。 1. 下面关于光现象和原理说法不正确的是（　　） A. 原本透明的肥皂泡在阳光的照射下变得五彩斑斓主要是因为光的折射 B. 激光防伪标识上的彩色图案是因为光的衍射 C. 用“偏振片”可以检验并得到：光是横波 D. 光波和超声波属于不同性质波 2. 某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则（　　） A. 在空气中传播时，a光的波长比b光的大 B. 在空气中传播时，a光的频率比b光的小 C. 在水中传播时，a光的速度比b光的大 D. 由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小 3. 用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　） A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄 B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽 C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间条纹 D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹 4. 在单缝衍射实验中，仅减小缝宽，光屏上演示条纹的（　　） A. 间距变宽，光强增强 B. 间距变窄，光强增强 C. 间距变宽，光强减弱 D. 间距变窄，光强减弱 5. 某些特殊的人工材料，入射角i与折射角r依然满足=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧，因此其折射率为负值（n<0），称为负折射率材料。空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n=-1.2，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　） A. B. C. D. 6. 左图为在暗室中观察肥皂薄膜干涉的实验装置，灯芯上洒有食盐的酒精灯发出黄色火焰，在图示的情况下，从肥皂薄膜的___________（选填“右面”或“左面”）观察时，可看到黄黑相间的___________（选填“水平”、“竖直”或“倾斜”）干涉条纹，当用白光照射肥皂薄膜时，可观察到___________（选填“黑白”或“彩色”）的干涉条纹。 二、电磁感应现象的应用 电磁学的规律从宏观到微观都有广泛的应用。如今，人类真正进入了电气时代。电磁感应现象的应用已经非常广泛，相关的现象也非常常见 7. 电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。下列说法正确的是（　　） A. 电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的 B. 电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物 C. 锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好 D. 电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流 8. 如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，请根据对电键的实验操作，分析灯L1、L2的亮度变化情况，并填入相匹配的现象前的字母：开关S闭合：灯L1 的亮度变化情况_____；L2的亮度变化情况_____；开关S断开：灯L1 的亮度变化情况_____；L2的亮度变化情况_____。 A．慢慢变亮，然后亮度不变 B．立即变亮，最后亮度不变 C．立即变亮，然后慢慢熄灭 D．稍微变暗，然后亮度不变 E．立即熄灭 9. 下列有关四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图甲中振荡电路正在放电 B. 图乙中的发电机是旋转磁极式发电机 C. 图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D. 图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 10. 图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW。下列说法中正确的有（　　） A. 用户端交流电的频率为50 Hz B. 用户端电压为250 V C. 输电线中的电流为30 A D. 输电线路损耗功率为180 kW 11. 如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器： （1）以图示位置为开始计时，写出该发电机产生感应电动势随时间t变化的表达式为___________________________________。 （2）若灯泡正常发光，则原副线圈的匝数比为_________________。 （3）若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数将______（选择：A．逐渐增强 B．逐渐减弱C．保持不变） （4）若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡亮度将______（选择：A．变暗 B．变亮 C．不变） 三、电磁波的发射、传播与接收 人们利用电磁波发展了无线电技术。电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种频率不同、功率不同、传递信息各异的电磁波。 12. 如图所示，在磁感应强度 B 随时间 t 变化的以下四种磁场中，能产生电场的是__________，能产生电磁波是__________。 13. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙为电路中电容器两端电压随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 图甲时刻电容器正处在充电过程 B. 由图乙可知振荡频率在不断减小 C. 由图乙可知电场能在不断减小 D. 减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波 14. 电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B. 电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C. 能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D. 调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 15. 若某种电磁波在真空中的频率为 600 MHz，则该电磁波的波长为______m，电磁波属于__________波段，(选填“无线电波”“红外线” “可见光”“紫外”)若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将_______(选填“变小”或“变大”或“不变”)，波长将_______(选填“变长”或“变短”或“不变”)。 四、传感器 传感器的基本原理是能是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把他们按照一定的规律转换为便于传达和处理的可用信号输出。通常为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。 16. 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　） A. 非电信息→敏感元件→处理电路→电信息 B. 电信息→处理电路→敏感元件→非电信息 C. 非电信息→敏感元件→电信息→处理电路 D. 非电信息→处理电路→敏感元件→电信息 17. 如图。为探究霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d金属导体，给金属导体加与前后所在平面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下平面M、N间的电压为U。下列说法正确的是（　　） A. M平面的电势比N平面的电势低 B. M平面的电势比N平面的电势高 C. 导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大 D. 导体中自由电子定向移动的速度 18. 传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（　　） A. 电容器的电容将减小 B. 灵敏电流表指针向左偏转 C. M点的电势比N点的低 D. 若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化 19. 如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔，质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，该同学的身高是________，质量为___________。 五、电磁感应 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一、它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义 20. 如图，载有固定条形磁铁的小车沿倾斜直轨道依次穿过三个完全相同且等间距排列的线圈，该过程中a、b两点间电压U随时间t变化的图线可能为（　　） A. B. C. D. 21. 如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置，间距d为0.5m，右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CF长为2m，CDEF区域内磁场的磁感强度B随时间t的变化如图乙。在t=0时，一阻值为1Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从ab位置沿导轨向右运动，当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。则恒力F的大小为________N，金属棒的质量为________ kg。 22. 如图，两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内，电阻不计。处于磁感应强度为B的匀强磁场中。将单位长度电阻为r的导体棒与轨道成45°放置于轨道上。时导体棒位于O点位置，在水平拉力作用下，导体棒从O点沿x轴以速度v匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为a与b。 （1）t时刻导体棒中电流的大小I和方向； （2）水平拉力F随时间t变化的关系式F（t）； （3）分析说明导体棒上产生的焦耳热Q随时间t变化的规律并画出大致图像。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 控江中学2023-2024学年高二下学期物理期中考试(等级) 光 可见光为我们呈现了色彩斑斓的世界和各种有趣的现象，其本质是一种电磁波，他们不仅能够产生反射、折射，还能产生干涉和衍射，能够传递能量，携带信息。 1. 下面关于光的现象和原理说法不正确的是（　　） A. 原本透明的肥皂泡在阳光的照射下变得五彩斑斓主要是因为光的折射 B. 激光防伪标识上的彩色图案是因为光的衍射 C. 用“偏振片”可以检验并得到：光是横波 D. 光波和超声波属于不同性质的波 2. 某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察a、b两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上a光相邻两亮条纹的间距比b光的小。他们又将a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则（　　） A. 在空气中传播时，a光的波长比b光的大 B. 在空气中传播时，a光的频率比b光的小 C. 在水中传播时，a光速度比b光的大 D. 由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小 3. 用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　） A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄 B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽 C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹 D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹 4. 在单缝衍射实验中，仅减小缝宽，光屏上演示条纹的（　　） A. 间距变宽，光强增强 B. 间距变窄，光强增强 C. 间距变宽，光强减弱 D. 间距变窄，光强减弱 5. 某些特殊的人工材料，入射角i与折射角r依然满足=n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧，因此其折射率为负值（n<0），称为负折射率材料。空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n=-1.2，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（　　） A. B. C. D. 6. 左图为在暗室中观察肥皂薄膜干涉的实验装置，灯芯上洒有食盐的酒精灯发出黄色火焰，在图示的情况下，从肥皂薄膜的___________（选填“右面”或“左面”）观察时，可看到黄黑相间的___________（选填“水平”、“竖直”或“倾斜”）干涉条纹，当用白光照射肥皂薄膜时，可观察到___________（选填“黑白”或“彩色”）的干涉条纹。 【答案】1. A 2. D 3. C 4. C 5. C 6. ①. 右面 ②. 水平 ③. 彩色 【解析】 【1题详解】 A．原本透明的肥皂泡在阳光的照射下变得五彩斑斓主要是因为光的干涉，故A错误，符合题意； B．激光防伪标识上的彩色图案是因为光的衍射，故B正确，不符合题意； C．用“偏振片”可以检验并得到：光是横波，故C正确，不符合题意； D．光波属于电磁波，超声波属于机械波，即二者为不同性质的波，故D正确，不符合题意。 故选A。 【2题详解】 AB．根据 由于a光相邻两亮条纹的间距比b光的小，则在空气中传播时，a光的波长比b光的小， a光的频率比b光的大，故AB错误； CD．由于a、b光以相同的入射角由水斜射入空气，发现a光的折射角比b光的大，则a光的折射率比b光的折射率大，所以在水中传播时a光的速度比b光的小，由水射向空气时，a光的全反射临界角比b光的小，故C错误，D正确。 故选D。 【3题详解】 AB．用单色光做双缝干涉实验，屏上出现明暗相间等间距条纹，故AB错误； C．遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹，该条纹为衍射条纹，故C正确； D．若入射光为白光，可观察到明暗相间的彩色条纹，中间为白色亮条纹，故D错误。 故选C。 【4题详解】 在单缝衍射实验中，仅减小缝宽，光屏上条纹间距变宽，光强减弱。 故选C。 【5题详解】 由于折射率为负值时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧，但仍满足 故选C。 【6题详解】 [1][2][3]灯芯上洒有食盐的酒精灯发出黄色火焰，从肥皂薄膜右面观察时，可看到黄黑相间的水平干涉条纹，当用白光照射肥皂薄膜时，可观察到彩色的干涉条纹。 二、电磁感应现象的应用 电磁学的规律从宏观到微观都有广泛的应用。如今，人类真正进入了电气时代。电磁感应现象的应用已经非常广泛，相关的现象也非常常见 7. 电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。下列说法正确的是（　　） A. 电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的 B. 电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物 C. 锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好 D. 电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流 【答案】C 【解析】 【详解】电磁炉是在线圈中通有交变电流，产生变化的磁场，在锅底产生涡流进行加热食物的，锅底越是靠近陶瓷面板，产生的涡流就越强，锅的加热效果就越好。 故选C。 8. 如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，请根据对电键的实验操作，分析灯L1、L2的亮度变化情况，并填入相匹配的现象前的字母：开关S闭合：灯L1 的亮度变化情况_____；L2的亮度变化情况_____；开关S断开：灯L1 的亮度变化情况_____；L2的亮度变化情况_____。 A．慢慢变亮，然后亮度不变 B．立即变亮，最后亮度不变 C．立即变亮，然后慢慢熄灭 D．稍微变暗，然后亮度不变 E．立即熄灭 【答案】 ①. C ②. B ③. C ④. E 【解析】 【详解】[1][2]当S闭合瞬时，由于线圈产生自感电动势使得线圈的电流只能从0逐渐增大，则L1、L2立刻同时变亮，由于线圈直流电阻可以忽略不计，可知稳定后，L1熄灭，L2亮度不变；则灯L1 的亮度变化情况是立即变亮，然后慢慢熄灭，故选C；L2的亮度变化情况是立即变亮，最后亮度不变，故选B。 [3][4]S断开瞬时，L2立即熄灭，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与L1构成回路，则L1亮一下后逐渐熄灭。则开关S断开：灯L1 的亮度变化情况是立即变亮，然后慢慢熄灭，故选C；L2的亮度变化情况是立即熄灭，故选E。 9. 下列有关四幅图像的说法正确的是（　　） A. 图甲中振荡电路正在放电 B. 图乙中的发电机是旋转磁极式发电机 C. 图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D. 图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．对图甲，由右手螺旋定则可知电流方向为顺时针，可知振荡电路正在充电，A错误； B．对图乙，由图中结构可看出发电机的磁极固定不动，线圈转动，这种发电机是旋转电驱式发电机，B错误； C．对图丙，采用双线绕法时，相邻导线中电流方向相反，电流的磁效应可相互抵消，从而减小电阻的感抗，C错误； D．对图丁，变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关，D正确。 故选D。 10. 图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW。下列说法中正确的有（　　） A. 用户端交流电的频率为50 Hz B. 用户端电压为250 V C. 输电线中的电流为30 A D. 输电线路损耗功率为180 kW 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，故频率为50Hz，所以A正确； C．升压变压器原线圈电压U1=250V，根据变压规律得副线圈电压U2=25000V，又输入功率为750kW，输电线中电流，故C正确； B．输电线上损耗电压U=IR=3000V，降压变压器原线圈电压 U3=U2-U=22000V 根据变压规律可得用户端电压U4=220V，故B错误； D．输电线损耗的功率，故D错误。 故选AC。 11. 如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器： （1）以图示位置为开始计时，写出该发电机产生的感应电动势随时间t变化的表达式为___________________________________。 （2）若灯泡正常发光，则原副线圈的匝数比为_________________。 （3）若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数将______（选择：A．逐渐增强 B．逐渐减弱C．保持不变） （4）若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡亮度将______（选择：A．变暗 B．变亮 C．不变） 【答案】（1） （2）5:2 （3）B （4）A 【解析】 【小问1详解】 发电机产生的感应电动势随时间t变化的表达式为 【小问2详解】 若灯泡正常发光，则 所以原副线圈的匝数比为 【小问3详解】 若将滑动变阻器滑片向上移动，则滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据欧姆定律可知，副线圈电流减小，原线圈电流减小，即电流表示数将减小。 故选B。 【小问4详解】 若将自耦变压器触头向下滑动，则副线圈匝数减小，根据原副线圈电压与匝数的关系可知，副线圈两端电压减小，则流过灯泡的电流减小，灯泡亮度将变暗。 故选A。 三、电磁波的发射、传播与接收 人们利用电磁波发展了无线电技术。电磁波给人类社会带来了深刻而又巨大的变化，由此开辟了电子技术的新时代。今日的天空，已充满了各种频率不同、功率不同、传递信息各异的电磁波。 12. 如图所示，在磁感应强度 B 随时间 t 变化的以下四种磁场中，能产生电场的是__________，能产生电磁波是__________。 【答案】 ①. 乙、丙、丁 ②. 乙和丁 【解析】 【详解】[1][2]根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生的电场，不能产生电磁波；根据麦克斯韦的电磁场理论，不均匀变化的磁场周围产生不均匀变化的电场；不均匀变化的电场产生不均匀变化的磁场，能产生电磁波；均匀变化的磁场产生恒定的电场，故能产生电场的是乙、丙、丁；能产生电磁波是乙和丁。 13. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙为电路中电容器两端电压随时间变化的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 图甲时刻电容器正处在充电过程 B. 由图乙可知振荡频率在不断减小 C. 由图乙可知电场能在不断减小 D. 减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波 【答案】D 【解析】 【详解】A．由回路中的电流方向以及极板所带电的电性可知电容器正在放电，故A错误； B．由可知振荡频率不变，故B错误； C．电场能处在增大、减小的周期性变化中，故C错误； D．由可知减小电容器的正对面积则电容器的电容减小，由 可知振荡频率增大，所以减小电容器的正对面积能更有效地发射电磁波，故D正确。 故选D。 14. 电磁波的发射、传播及接收过程如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的 B. 电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量 C. 能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是短波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强 D. 调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．信号源发射出的电磁波是由自由电子周期运动而产生的；故A正确； B．电磁波发射装置主要由振荡器和开放电路两部分组成。振荡器的作用是产生高频振荡电流和对开放电路供给能量，故B正确； C．能直接穿过电离层，以空间波的形式进行直线传播是微波，这种直线传播受大气的干扰小、能量损失少、信号强，故C错误； D．调节频道主要是在调节LC电路中的电容C，改变其固有频率而产生“电谐振”现象，故D正确。 故选ABD。 15. 若某种电磁波在真空中的频率为 600 MHz，则该电磁波的波长为______m，电磁波属于__________波段，(选填“无线电波”“红外线” “可见光”“紫外”)若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将_______(选填“变小”或“变大”或“不变”)，波长将_______(选填“变长”或“变短”或“不变”)。 【答案】 ① 0.5 ②. 无线电波 ③. 不变 ④. 变短 【解析】 【详解】[1][2]该电磁波的波长为 电磁波属于无线电波的分米波波段。 [3][4]若电磁波从真空射入水中，电磁波的频率将不变，由可知波速变小，由可知波长将变短。 四、传感器 传感器的基本原理是能是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把他们按照一定的规律转换为便于传达和处理的可用信号输出。通常为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。 16. 关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　） A. 非电信息→敏感元件→处理电路→电信息 B. 电信息→处理电路→敏感元件→非电信息 C. 非电信息→敏感元件→电信息→处理电路 D. 非电信息→处理电路→敏感元件→电信息 【答案】A 【解析】 【详解】传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，工作处理的一般流程是：先由非电学量，比如：光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，从而得以工作，A正确BCD错误． 17. 如图。为探究霍尔效应，取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，给金属导体加与前后所在平面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下平面M、N间的电压为U。下列说法正确的是（　　） A. M平面的电势比N平面的电势低 B. M平面的电势比N平面的电势高 C. 导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大 D. 导体中自由电子定向移动的速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向上，则M积累了电子，MN之间产生向上的电场，所以M板比N板电势低，A正确，B错误； C．电子定向移动相当长度为d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数U等于感应电动势E，则有 可见，电压表的示数与导体单位体积内自由电子数无关，C错误； D．由 得自由电子定向移动速度为 D正确； 故选AD。 18. 传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（　　） A. 电容器的电容将减小 B. 灵敏电流表指针向左偏转 C. M点的电势比N点的低 D. 若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．F向上压膜片电极，当待测压力突然增大时，由可知d减小，电容增大，故A错误； BC．由题可知，电容器的电压不变，若F向上压膜片电极，电容增大，根据可知电容器带电量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N流向M，故M点的电势比N点的低，故C正确，B错误； D．若电流计示数稳定且不为零，说明电容器正在充放电，电容器的电容变化，说明压力F变化，故D错误。 故选C。 19. 如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔，质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，该同学的身高是________，质量为___________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]高度 输出电压与作用在其上的压力成正比知 U0=kM0g 又 U=k（M0+M）g 由以上两式可得 五、电磁感应 电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一、它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义 20. 如图，载有固定条形磁铁的小车沿倾斜直轨道依次穿过三个完全相同且等间距排列的线圈，该过程中a、b两点间电压U随时间t变化的图线可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】因为线圈没有闭合不会有电磁阻尼，小车沿倾斜直轨道做加速直线运动，则经过相邻两个线圈的时间越来越小，且随着小车速度增大，条形磁铁穿过三个线圈的过程，三个线圈的磁通量变化率依次增大，根据法拉第电磁感应定律，可知感应电动势的最大值依次增大，a 、b两点间电压U的最大值依次增大，且随着小车速度增大，穿过三个线圈的时间依次变小，则α、b两点间出现电压的时间也依次变小， A选项符合题意。 故选A。 21. 如图甲所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置，间距d为0.5m，右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CF长为2m，CDEF区域内磁场的磁感强度B随时间t的变化如图乙。在t=0时，一阻值为1Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从ab位置沿导轨向右运动，当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。则恒力F的大小为________N，金属棒的质量为________ kg。 【答案】 ①. 0.1 ②. 0.8 【解析】 【详解】[1]依题意，0~4s内，金属棒从ab位置开始运动至CD位置做匀加速直线运动，由法拉第电磁感应定律可得 又 解得 4s以后金属棒切割磁感线，有 小灯泡的亮度没有发生变化，则有 可知金属棒匀速切割磁感线，根据二力平衡可得 [2]金属棒匀加速过程，有 解得 22. 如图，两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内，电阻不计。处于磁感应强度为B的匀强磁场中。将单位长度电阻为r的导体棒与轨道成45°放置于轨道上。时导体棒位于O点位置，在水平拉力作用下，导体棒从O点沿x轴以速度v匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为a与b。 （1）t时刻导体棒中电流的大小I和方向； （2）水平拉力F随时间t变化关系式F（t）； （3）分析说明导体棒上产生的焦耳热Q随时间t变化的规律并画出大致图像。 【答案】（1），方向：由b指向a；（2）；（3）Q与时间的二次方t2成正比， 【解析】 【详解】（1）导体棒切割磁感线产生的电动势为 回路电阻为 电路电流为 由右手定则可知，电流方向：由b指向a （2）在t时刻，导体棒通过的位移为 根据几何关系可得导体棒切割磁感线的长度为 由匀速运动可知 联立可得 （3）t 时刻电功率为 可得t时间内，导体棒上的热功率，所以 焦耳热为 焦耳热Q与时间的二次方t2成正比，Q-t图像大致为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$