高二物理期中模拟卷（沪科版2020，选必二全册+选必一1～2章）-学易金卷：2024-2025学年高中下学期期中模拟考试

2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。 2．答题时，将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020选择性必修二、选择性必修一1、2章。 4．难度系数：0.7 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 1． （2分）适合做电磁炉锅具的材料是（ ） A. 铁 B. 瓷器 C. 玻璃 D. 紫砂 2． （2分）电磁炉在工作中会产生电磁波，___________预言了电磁波的存在，___________在首次在实验中发现了电磁波。 3． （3分）小家同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿， 放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（ ） A. 增大交流电源的频率 B. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 C. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 D. 将线圈内的铁芯取走 4． （3分） 电磁炉使用交变电流供电。发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻R₁、R₂和R₃的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω，在a、b 两端接电压有效值为U的交流电源，开关 S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则（ ） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大 C. 整个电路消耗的功率变小 D. 变压器原、副线圈匝数比为1:2 5． （4分）某发电厂发出的交流电电压为 U1，功率为 P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达 U₂的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入和输出线圈的匝数比为___________；输电线上损失的功率为___________。 6． （3分）电磁炉在工作中会向外辐射电磁波，振荡电路也会产生电磁波。如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（ ） A. LC 振荡电路的周期为s B. 在时，电容器右极板带正电 C. 间内，电流在减小 D. 时间内，自感电动势在增加 7． （4分）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射电磁波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用___________、___________等方法有效地将电磁波发射出去。 【答案】1. A（3分） 2.（4分）①. 麦克斯韦 ②. 赫兹 3． A（3分） 4. D（3分） 5．（4分） ①. ②. 6. B（3分） 7．（4分）①. 开放电路 ②. 提高振荡频率 【解析】1、电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，所以锅必须是导体。故选A； 2、英国物理学家麦克斯韦预言电磁波存在；赫兹用实验证实电磁波存在； 3、A．感应电动势与电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，电流增大，热功率增大，故A正确；B．线圈匝数减少，电动势也减小，电阻减小，电流不变，热功率减小，故B错误；C．换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会有感应电流，热功率为0，故C错误；D．将线圈内的铁芯取走，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，热功率减小，故D错误。 故选A； 4、A．设开关S断开与闭合时副线圈的电流分别为、，根据题意可得，可得，既电流变大，电流表示数变大，故A错误；B．设开关S断开与闭合时副线圈的电压分别为、，根据题意有，可得，变压器原副线圈匝数不变，所以原线圈的电压也变为原来的一半，电压表示数变小，故B错误；C．由可知，电流减小后，整个电路消耗的功率变大，故C错误； D．由，可得开关断开和闭合时原线圈的电流关系为，由闭合电路欧姆定律有 ，，联立可得，又，两式相比可得， 根据理想变压器的原副线圈匝数与电压电流的关系可知，联立可得，故D正确。故选D； 5、变电站理想升压变压器输入和输出线圈的匝数比为，输电线上的电流为，输电线损失的功率。 6、电路稳定时，线圈中的电流从a到b，t=0时刻，断开开关，电感线圈与电容器组成振荡电路，电感线圈中的电流从某一最大值开始减小，产生自感电动势，对电容器充电，振荡电路中产生逆时针方向的电流，电容器右极板所带正电荷增加，左极板所带负电荷增加，当线圈中的电流减为零时，自感电动势达到最大，电容器充满电，所带电荷量达到最大，磁场能转化成电场能，此时经过；随后电容器反向放电，所带电荷量减少，线圈中的反向电流增加，自感电动势减小，电场能转化成磁场能，然后反向给电容器充电，充完电后又正向放电，电容器放完电后，整个电路回到0时刻的状态，所以振荡电路的周期为，在时，电容器右极板带正电，内，电流在增大，自感电动势在减小。故选B； 7、采用开放电路、提高振荡频率可以提高电磁波的辐射效率。 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 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。 8．（4分） 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__________。 9．（3分）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 10.（3分）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 11．（8分）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】8、（4分） ①. 乙、丙、丁 ②. 乙和丁 9、（3分）D 10、（3分）ABD 11、（8分）①. 0.5 ②. 无线电波 ③. 不变 ④. 变短 【解析】 8、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。 9、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。 10、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。 11、该电磁波的波长为，电磁波属于无线电波的分米波波段。 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。 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 磁场对电流的作用力通常称为安培力，这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。 12．（3 ）一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（　　） A. 通电直导线受到的安培力大小为BIL B. 无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力 C. 通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面 D. 安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功 13．（3 ）在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（　　） A. B. C. D. 14．（3 ）一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v。开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 15. （3 ）某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈长边中电流为 I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（　　） A. 2nBIl B. nBIl C. 2BIl D. BIl 16、（3 ）如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为30°，导轨间距为L，一质量为m的导体棒与导轨垂直放置，电源输出电流保持恒定，不计导轨电阻。当磁场水平向右时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿逆时针旋转，最终竖直向上，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止，关于B的大小的变化说法正确的是（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 17、（4 ）如图所示，质量和电荷量大小都相等的带电粒子M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直射入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M 和 N 运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M 带___________（选填“正电”或“负电”）；M 的运行时间___________（选填“>”“=”或“<”）N的运行时间。 18．（9分）图为质谱仪的示意图。速度选择器的匀强电场强度 E 为 1.2×105 N/C，匀强磁场的磁感强度 B1 为 0.6 T（电场方向与磁场方向相互垂直）。偏转分离器的磁感应强度 B2 为 0.8 T。（已知质子质量为 1.67×10−27 kg，元电荷的电荷量为 e = 1.60×10−19 C）试求： （1）能通过速度选择器的粒子速度的大小； （2）如质子和氘核以相同速度进入偏转分离器，试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离d； （3）求质子和氘核在磁场中运动的时间。 【答案】12. （3分） C 13. （3分）B 14. （3分）B 15. （3分）A 16. （3分）D 17 （4分）①. 负电 ②. = 18（9分）（1）；（2）；（3）； 【解析】 12、A．只有当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线受到安培力的大小才为BIL。故A错误；B．当通电导线与磁场平行时，它不受安培力。故B错误；C．通电直导线所受安培力方向既垂直于磁感应强度方向又垂直于电流方向，即垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面。故C正确；D．若通电直导线在磁场中受安培力作用，在安培力的方向上导线产生了位移，则安培力对通电导线也能做功。故D错误。故选C。 13、A．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力F方向竖直向下。故A错误；B．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力F方向竖直向下。故B正确；C．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力F方向竖直向下。故C错误；D．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力F方向垂直纸面向外。故D正确。 故选B。 14、根据安培定则可判断在导线下方磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知电子受向上的洛伦兹力，根据，可得，，可知越靠近导线B越大，故半径R越小。故B正确；ACD错误。 故选B。 15、磁电式电流表偏转角度与通电电流成正比，当线圈长边中电流为I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈长边中电流为2I，根据安培力公式可得，线圈一侧长边受到的安培力大小为F=2nBIl，故BCD错误；A正确。故选A。 16、开始磁场方向水平向右，安培力竖直向上，恰与重力平衡，当磁场逆时针旋转，安培力也将逆时针转动，由动态平衡图，可知安培力力先变小后变大，电流恒定，根据，则磁感应强度先变小后变大。故ABC错误；D正确。故选D。 17、根据左手定则可判断，M带负电。由图可知两粒子的运动轨迹均为半圆，则，根据 又，联立，解得，即M 的运行时间等于N的运行时间。 18、（1）能通过速度选择器的粒子，所受电场力与洛伦兹力平衡，有，解得 （2）质子和氘核的电荷量相等，质量不同，以相同速度进入偏转分离器，均做匀速圆周运动，有 解得，则有；可知在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离为 （3）根据前面分析可知带电粒子在磁场中运动时间为 质子和氘核在磁场中运动的时间分别为 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 19.（6分）电磁炉在工作中会产生电磁波， （1）___________预言了电磁波存在， （2）___________在首次在实验中发现了电磁波。（均选涂“A：麦克斯韦”、“B：奥斯特”、“C：赫兹”、“D：法拉第”） （3）电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（ ） A.电磁波从真空进入水中，波速不变 B.变化的磁场和电场由近及远地向周围传播，形成变化电磁场在空间的传播 C.医院里用红外线进行环境杀菌消毒 D.电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线短 20.（3分） 某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　） A. 增大交流电源的频率 B. 增大交流电源的周期 C. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 D. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 21.（3分） 电磁振荡电路可发射无线电波，在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S一段时间后电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法正确的是（　　） A. 图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像 B. 图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的 22.（6分） 间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，一端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r=1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从t=0时刻开始运动，简谐运动振幅约为10m，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：导体棒速度大小随时间变化的关系式______；请算出0-2s内外力所做的功________J；请算出0-0.5s内通过棒的电荷量_____C。 【答案】19.（6分）①. A ②. C ③. B 20.（3分）A 21.（3分）BD 22.（6分）①. （m/s） ②. 48 ③. 【解析】 19、（1）麦克斯韦预言了电磁波的存在，故选A； （2）赫兹在首次在实验中发现了电磁波，故选C； （3） A．电磁波从真空进入水中，波速变小，故A错误；B．由麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场和电场由近及远地向周围传播，形成变化电磁场在空间的传播，故B正确；C．医院里用紫外线进行环境杀菌消毒，故C错误；D．电磁炉产生的电磁波属于无线电波，其波长比紫外线长，故D错误。故选B。 20、ABC．由题意可知，采用通电螺线管产生的磁场使上边多匝线圈产生感应电流，从而进行加热，由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率（或减小交流电的周期）都可以提高发热功率，故A正确，BC错误；D．将交流电源换成电动势更大的直流电源，由于直流电不会在上边多匝线圈中产生感应电流，因此无法用来加热，故D错误。故选A。 21、AB．断开开关前，线圈中存在电流，但电压为零，故此时电容器两端电压为零，电量为零，时刻断开开关S，电感线圈L与电容器构成振荡电路，此时L中的电流最大，电容器所带电荷量等于零，故A错误，B正确；C．振荡电路经历，振荡电路中磁场能为零，电场能最大，故C错误；D．由振荡电路的周期知，将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的周期变为2倍，频率变为原来的，故D正确。故选BD。 22、由和，可得（m/s） 由动能定理可知，内初末状态速度均为零，外力所做的功等于克服安培力所做的功，最终等于电路产生的焦耳热，为 0-0.5s内棒产生的电动势从零达到最大，即瞬时速度从零达到最大，而简谐振动运动的位移为一个振幅A，由电量的定义式有，，，代入数据解得电量为五、阅读材料，回答下列问题（共15分） 如图1所示，试验中技术人员身绑安全带，双手握住带有磁铁的逃生装置的两个把手下降。 23．（7分）现将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁接触，不计空气阻力。测得强磁铁在铜管中下落的最大速度为vm。 （1）（2分）设强磁铁从静止开始下落时t=0，其下落过程中，速度大小v随时间t变化的关系图线是（ ） A. B. C. D. （2）（1分）图2中，强磁铁达到最大速度vm后铜管热功率为______； （3）（4分）强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。当强磁铁的速度为vm时，它受到的电磁力为______，加速度为______。 24.（8分） 该装置原理可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图所示。g=10m/s2 （1）在某次逃生试验中，质量M1=80kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg，本次试验过程中忽略摩擦。①判断等效固定导体棒cd中电流的方向；②总电阻R多大； （2）若下滑过程所受摩擦力始终为200N，让质量M1=100kg测试者从静止开始下滑，则①当其速度为v2=0.78m/s时，加速度a多大？ ②要想在随后一小段时间内保持①中加速度不变，则需调控摩擦力，请写出摩擦力大小随速度变化的关系？ 【答案】23、①. D ②. ③. ④. 24．（1），；（2）， 【解析】 23、（1）磁铁下落过程中，根据楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍磁铁的下落，磁铁受到向上的安培力，磁铁下落的速度越大，磁通量变化率越大，阻碍作用越强，则安培力越大，向下的合力越小，因此，磁铁做加速度逐渐减小的加速运动，直至匀速直线运动，而速度与时间图像的斜率表示加速度，故ABC错误，D正确。故选D。 （2）强磁铁达到最大速度vm后，克服安培力作功等于重力作功，通过克服安培力使重力势能转化为焦耳热，因此热功率就等于重力功率，则 （3）由闭合电路欧姆定律得，根据铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比可知，电流大小与强磁铁下落的速度也成正比，因此，当速度为时，则安培力 当下落速度为时，电流大小变为原来的一半，则安培力 由牛顿第二定律得解得 24、（1）[1]人和磁铁一起向下运动过程，磁场向下运动，相当于导棒cd向上切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为d到c； [2]根据左手定则可知，导体棒cd受到向下的安培力作用，磁铁和人受到向上的反作用力，则有 根据人和磁铁匀速下降，由平衡条件可知，联立解得 （2）[1]根据牛顿第二定律，有 解得 [2]在随后一小段时间内保持加速度不变，则应有 解得 解得 又由可知速度的取值范围为 因此，摩擦力大小随速度变化的关系为（）。 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷 答题卡 班级： 姓名： 成绩： . 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 1. （3分） 2.①. ②. （4分） 3. （3分） 4. （3分） 5. ①. ②. （4分） 6. （3分） 7.（4分）①. ②. 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 8、（4分） ①. ②. 9、（3分） 10、（3分） 11、（8分）①. ②. ③. ④. 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 12.（3分） 13.（3分） 14.（3分） 15.（3分） 16.（3分） 17（4分）①. ②. 18（9分）（1） （2） （3） 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 19.（6分）①. ②. ③. 20.（3分） 21.（3分） 22.（6分）①. ②. ③. 五、阅读材料，回答下列问题（共14分） 23、（7分）① （2分） ② （1分） ③ （2分） ④ （2分） 24.（8分）解 （1） （2） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$广学科网，学易金卷 www.zxxk.com 做好在，就用学易金在 2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷 答题卡 班级： 姓名： 成绩： 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 1. (3分) 2.①. ②. (4分) 3. (3分) 4 (3分) 5.① ②. 三(4分) 6 (3分) 7.(4分)①. ②. 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 8、(4分)①. ② 9、(3分) 10、(3分) 11、(8分)① ② ③. ④. 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 12.(3分) 13.(3分) 14.(3分) 15.(3分) 16.(3分) 17(4分)①. ②. 1/2 广学科网，学易金卷 www.zxxk.com 做好在，就用学易金在 18(9分)(1) (2) (3) 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 19.(6分)①. ②. ③. 20.(3分) 21.(3分) 22.(6分)①. ②— ③. 五、阅读材料，回答下列问题（共14分） 23、(7分)①(2分)②(1分)③(2分) ④(2分) 24.(8分)解 (1) (2) 2/2………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。 2．答题时，将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020选择性必修二、选择性必修一1、2章。 4．难度系数：0．7 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 1． （2分）适合做电磁炉锅具的材料是（ ） A. 铁 B. 瓷器 C. 玻璃 D. 紫砂 2． （2分）电磁炉在工作中会产生电磁波，___________预言了电磁波的存在，___________在首次在实验中发现了电磁波。 3． （3分）小家同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿， 放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（ ） A. 增大交流电源的频率 B. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 C. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 D. 将线圈内的铁芯取走 4． （3分） 电磁炉使用交变电流供电。发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻R₁、R₂和R₃的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω，在a、b 两端接电压有效值为U的交流电源，开关 S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则（ ） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大 C. 整个电路消耗的功率变小 D. 变压器原、副线圈匝数比为1:2 5． （4分）某发电厂发出的交流电电压为 U1，功率为 P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达 U₂的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入和输出线圈的匝数比为___________；输电线上损失的功率为___________。 6． （3分）电磁炉在工作中会向外辐射电磁波，振荡电路也会产生电磁波。如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（ ） A. LC 振荡电路的周期为s B. 在时，电容器右极板带正电 C. 间内，电流在减小 D. 时间内，自感电动势在增加 7． （4分）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射电磁波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用___________、___________等方法有效地将电磁波发射出去。 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 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。 8．（4分） 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__________。 9．（3分）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 10.（3分）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 11．（8分）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”)。 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 磁场对电流的作用力通常称为安培力，这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。 12．（3 ）一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（　　） A. 通电直导线受到的安培力大小为BIL B. 无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力 C. 通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面 D. 安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功 13．（3 ）在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（　　） A. B. C. D. 14．（3 ）一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v。开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 15. （3 ）某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈长边中电流为 I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（　　） A. 2nBIl B. nBIl C. 2BIl D. BIl 16、（3 ）如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为30°，导轨间距为L，一质量为m的导体棒与导轨垂直放置，电源输出电流保持恒定，不计导轨电阻。当磁场水平向右时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿逆时针旋转，最终竖直向上，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止，关于B的大小的变化说法正确的是（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 17、（4 ）如图所示，质量和电荷量大小都相等的带电粒子M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直射入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M 和 N 运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M 带___________（选填“正电”或“负电”）；M 的运行时间___________（选填“>”“=”或“<”）N的运行时间。 18．（9分）图为质谱仪的示意图。速度选择器的匀强电场强度 E 为 1.2×105 N/C，匀强磁场的磁感强度 B1 为 0.6 T（电场方向与磁场方向相互垂直）。偏转分离器的磁感应强度 B2 为 0.8 T。（已知质子质量为 1.67×10−27 kg，元电荷的电荷量为 e = 1.60×10−19 C）试求： （1）能通过速度选择器的粒子速度的大小； （2）如质子和氘核以相同速度进入偏转分离器，试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离d； （3）求质子和氘核在磁场中运动的时间。 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 19.（6分）电磁炉在工作中会产生电磁波， （1）___________预言了电磁波存在， （2）___________在首次在实验中发现了电磁波。（均选涂“A：麦克斯韦”、“B：奥斯特”、“C：赫兹”、“D：法拉第”） （3）电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（ ） A.电磁波从真空进入水中，波速不变 B.变化的磁场和电场由近及远地向周围传播，形成变化电磁场在空间的传播 C.医院里用红外线进行环境杀菌消毒 D.电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线短 20.（3分） 某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　） A. 增大交流电源的频率 B. 增大交流电源的周期 C. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 D. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 21.（3分） 电磁振荡电路可发射无线电波，在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S一段时间后电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法正确的是（　　） A. 图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像 B. 图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的 22.（6分） 间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，一端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r=1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从t=0时刻开始运动，简谐运动振幅约为10m，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：导体棒速度大小随时间变化的关系式______；请算出0-2s内外力所做的功________J；请算出0-0.5s内通过棒的电荷量_____C。 五、阅读材料，回答下列问题（共15分） 如图1所示，试验中技术人员身绑安全带，双手握住带有磁铁的逃生装置的两个把手下降。 23．（7分）现将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁接触，不计空气阻力。测得强磁铁在铜管中下落的最大速度为vm。 （1）（2分）设强磁铁从静止开始下落时t=0，其下落过程中，速度大小v随时间t变化的关系图线是（ ） A. B. C. D. （2）（1分）图2中，强磁铁达到最大速度vm后铜管热功率为______； （3）（4分）强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。当强磁铁的速度为vm时，它受到的电磁力为______，加速度为______。 24.（8分） 该装置原理可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图所示。g=10m/s2 （1）在某次逃生试验中，质量M1=80kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg，本次试验过程中忽略摩擦。①判断等效固定导体棒cd中电流的方向；②总电阻R多大； （2）若下滑过程所受摩擦力始终为200N，让质量M1=100kg测试者从静止开始下滑，则①当其速度为v2=0.78m/s时，加速度a多大？ ②要想在随后一小段时间内保持①中加速度不变，则需调控摩擦力，请写出摩擦力大小随速度变化的关系？ 试题 第7页（共8页） 试题 第8页（共8页） 试题 第5页（共8页） 试题 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 1. A（3分） 2.（4分）①. 麦克斯韦 ②. 赫兹 3． A（3分） 4. D（3分） 5．（4分） ①. ②. 6. B（3分） 7．（4分）①. 开放电路 ②. 提高振荡频率 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 8、（4分） ①. 乙、丙、丁 ②. 乙和丁 9、（3分）D 10、（3分）ABD 11、（8分）①. 0.5 ②. 无线电波 ③. 不变 ④. 变短 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 12.（3分） C 13.（3分）B 14.（3分）B 15.（3分）A 16.（3分）D 17（4分）①. 负电 ②. = 18（9分）（1）；（2）；（3）； 解：（1）能通过速度选择器的粒子，所受电场力与洛伦兹力平衡，有，解得 （2）质子和氘核的电荷量相等，质量不同，以相同速度进入偏转分离器，均做匀速圆周运动，有 解得，则有；可知在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离为 （3）根据前面分析可知带电粒子在磁场中运动时间为 质子和氘核在磁场中运动的时间分别为 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 【答案】19.（6分）①. A ②. C ③. B 20.（3分）A 21.（3分）BD 22.（6分）①．（m/s） ②. 48 ③. 五、阅读材料，回答下列问题（共14分） 【答案】23、（7分）①. D（2分） ②. （1分） ③. （7分） ④. （7分） 24.（8分）（1），；（2）， （1）人和磁铁一起向下运动过程，磁场向下运动，相当于导棒cd向上切割磁感线，根据右手定则可知，感应电流方向为d到c； 根据左手定则可知，导体棒cd受到向下的安培力作用，磁铁和人受到向上的反作用力，则有 根据人和磁铁匀速下降，由平衡条件可知，联立解得 （2）根据牛顿第二定律，有，解得 在随后一小段时间内保持加速度不变，则应有 解得，解得 又由可知速度的取值范围为 因此，摩擦力大小随速度变化的关系为（）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。 2．答题时，将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020选择性必修二、选择性必修一1、2章。 4．难度系数：0．7 一、阅读材料，回答下列问题（共21分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 1． （2分）适合做电磁炉锅具的材料是（ ） A. 铁 B. 瓷器 C. 玻璃 D. 紫砂 2． （2分）电磁炉在工作中会产生电磁波，___________预言了电磁波的存在，___________在首次在实验中发现了电磁波。 3． （3分）小家同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿， 放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（ ） A. 增大交流电源的频率 B. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 C. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 D. 将线圈内的铁芯取走 4． （3分） 电磁炉使用交变电流供电。发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，电阻R₁、R₂和R₃的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω，在a、b 两端接电压有效值为U的交流电源，开关 S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则（ ） A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大 C. 整个电路消耗的功率变小 D. 变压器原、副线圈匝数比为1:2 5． （4分）某发电厂发出的交流电电压为 U1，功率为 P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达 U₂的特高压输电技术进行输电，变电站理想升压变压器输入和输出线圈的匝数比为___________；输电线上损失的功率为___________。 6． （3分）电磁炉在工作中会向外辐射电磁波，振荡电路也会产生电磁波。如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关 S，LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（ ） A. LC 振荡电路的周期为s B. 在时，电容器右极板带正电 C. 间内，电流在减小 D. 时间内，自感电动势在增加 7． （4分）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射电磁波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用___________、___________等方法有效地将电磁波发射出去。 二、阅读材料，回答下列问题（共18分） 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。 8．（4分） 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__________。 9．（3分）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 10.（3分）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 11．（8分）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”)。 三、阅读材料，回答下列问题（共28分） 磁场对电流的作用力通常称为安培力，这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。 12．（3 ）一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（　　） A. 通电直导线受到的安培力大小为BIL B. 无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力 C. 通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面 D. 安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功 13．（3 ）在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是（　　） A. B. C. D. 14．（3 ）一根通电直导线水平放置，通过直导线的恒定电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度v。开始运动，不考虑电子重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是（　　） A. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大 B. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小 C. 电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大 D. 电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小 15. （3 ）某磁电式电流表结构如图甲所示，矩形线圈匝数为n，长边长度为l。矩形线圈放在均匀辐射状磁场中，如图乙所示，两条长边经过的位置磁感应强度大小为B。当线圈长边中电流为 I时，电流表指针偏转的角度为θ，则当电流表指针偏转的角度为2θ时，线圈一侧长边受到的安培力大小为（　　） A. 2nBIl B. nBIl C. 2BIl D. BIl 16、（3 ）如图所示，两光滑金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为30°，导轨间距为L，一质量为m的导体棒与导轨垂直放置，电源输出电流保持恒定，不计导轨电阻。当磁场水平向右时，导体棒恰能静止，现磁场发生变化，方向沿逆时针旋转，最终竖直向上，在磁场变化的过程中，导体棒始终静止，关于B的大小的变化说法正确的是（　　） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 17、（4 ）如图所示，质量和电荷量大小都相等的带电粒子M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直射入有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，M 和 N 运行的半圆轨迹如图中的虚线所示，则 M 带___________（选填“正电”或“负电”）；M 的运行时间___________（选填“>”“=”或“<”）N的运行时间。 18．（9分）图为质谱仪的示意图。速度选择器的匀强电场强度 E 为 1.2×105 N/C，匀强磁场的磁感强度 B1 为 0.6 T（电场方向与磁场方向相互垂直）。偏转分离器的磁感应强度 B2 为 0.8 T。（已知质子质量为 1.67×10−27 kg，元电荷的电荷量为 e = 1.60×10−19 C）试求： （1）能通过速度选择器的粒子速度的大小； （2）如质子和氘核以相同速度进入偏转分离器，试求在质谱仪底片上收集到的条纹之间的距离d； （3）求质子和氘核在磁场中运动的时间。 四、阅读材料，回答下列问题（共18分） 电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流，致使锅体本身快速发热，从而加热锅内食物。 19.（6分）电磁炉在工作中会产生电磁波， （1）___________预言了电磁波存在， （2）___________在首次在实验中发现了电磁波。（均选涂“A：麦克斯韦”、“B：奥斯特”、“C：赫兹”、“D：法拉第”） （3）电磁炉的在工作时会产生电磁波。下列关于电磁波的表述正确的有（ ） A.电磁波从真空进入水中，波速不变 B.变化的磁场和电场由近及远地向周围传播，形成变化电磁场在空间的传播 C.医院里用红外线进行环境杀菌消毒 D.电磁炉产生的电磁波的波长比紫外线短 20.（3分） 某个同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，过了一会儿，放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是（　　） A. 增大交流电源的频率 B. 增大交流电源的周期 C. 减小上方线圈的匝数以减小电阻 D. 将交流电源换成电动势更大的直流电源 21.（3分） 电磁振荡电路可发射无线电波，在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S一段时间后电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法正确的是（　　） A. 图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像 B. 图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的 22.（6分） 间距L=0.5m光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，一端接阻值为R=5Ω的电阻。一电阻为r=1Ω、质量为m，长也为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似电磁炉所用的正弦交流电。导体棒从t=0时刻开始运动，简谐运动振幅约为10m，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：导体棒速度大小随时间变化的关系式______；请算出0-2s内外力所做的功________J；请算出0-0.5s内通过棒的电荷量_____C。 五、阅读材料，回答下列问题（共15分） 如图1所示，试验中技术人员身绑安全带，双手握住带有磁铁的逃生装置的两个把手下降。 23．（7分）现将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁接触，不计空气阻力。测得强磁铁在铜管中下落的最大速度为vm。 （1）（2分）设强磁铁从静止开始下落时t=0，其下落过程中，速度大小v随时间t变化的关系图线是（ ） A. B. C. D. （2）（1分）图2中，强磁铁达到最大速度vm后铜管热功率为______； （3）（4分）强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。当强磁铁的速度为vm时，它受到的电磁力为______，加速度为______。 24.（8分） 该装置原理可等效为：间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通，人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑，磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处，可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连，整个装置总电阻始终为R，如图所示。g=10m/s2 （1）在某次逃生试验中，质量M1=80kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下降，已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg，本次试验过程中忽略摩擦。①判断等效固定导体棒cd中电流的方向；②总电阻R多大； （2）若下滑过程所受摩擦力始终为200N，让质量M1=100kg测试者从静止开始下滑，则①当其速度为v2=0.78m/s时，加速度a多大？ ②要想在随后一小段时间内保持①中加速度不变，则需调控摩擦力，请写出摩擦力大小随速度变化的关系？ 8 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $$