精品解析：上海市控江中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题（等级）

控江中学2025学年高二下学期物理期中考试（等级） 考生注意： 1．卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 1. 麦克斯韦电磁理论 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。 （1）下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 （2）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温。下列说法正确的是（　　） A. 当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线 B. 当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C. 红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D. 红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的 （3）随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（　　） A. 辐射的光子能量更高 B. 衍射更明显 C. 传播速度更大 D. 波长更长 （4）收音机里接收电路由接收天线和一个LC振荡电路组成，当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时，某无线电波在收音机中激起的感应电流最强，此波波长是_______m（结果保留一位小数），无线电波是_______（选填“纵波”或“横波”）。 传感器是一种检测装置，能将感受到的信息按照一定规律转变为电信号或其他所需形式的信息输出。 2. 力传感器的敏感元件是悬臂梁和应变片，如图所示是其内部原理示意图。悬臂梁左侧固定，右侧为受力端，其上下表面分别固定两个完全相同的电阻应变片A、B。当受力端受到一个竖直向下的外力作用时，悬臂梁发生微小形变，导致A、B的电阻发生变化。则 （1）应变片A的长度________（选填“变长”、“不变”或“变短”）。 （2）两应变片的电阻变化情况是（ ） A．RA变大，RB不变 B．RA变大，RB变小 C．RA变小，RB变大 D．RA变大，RB变大 3. 分体式位移传感器是由发射器和接收器组成。如图（a）所示，工作时发射器同时向接收器发射一个红外线和超声波脉冲信号，其中属于电磁波的是__________。接收器接收到脉冲信号后通过计算机算得两者间的距离。若某次测量中发射器和接收器均保持静止，脉冲信号发射与接收的时间分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在空气中的传播速度为v，则发射器离接收器的距离为_______。 4. 手机的环境光传感器能感知环境光强，其核心元件是光敏电阻RG，RG的阻值会随光照强度的增大而减小，从而实现自动调节屏幕亮度。 （1）光敏电阻的外壳通常有一层透明材料保护层，以达到既透光又能保护内部光敏元件的效果。如图是一个简化模型。若一束光入射时与保护层表面的夹角为α，进入保护层后折射光与表面成θ角，则该透明保护层的折射率为n =________。如果改变入射角大小，在该界面上能否发生全反射？________（选填“能”或“不能”） （2）将一光敏电阻RG与定值电阻R1、R2及电源连接成图所示闭合电路．当环境光强增大时，电路中（ ） A．电流表A示数增大 B．电压表V1示数增大 C．电压表V2示数增大 D．电源消耗总功率减小 5. 变化的电流 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电流。 （1）图中不属于交流电的是（　　） A. B. C. D. （2）如图，为交流发电机原理示意图。 ①发电机是将________转化为电能的装置。当线框转至与中性面________时（选填A.“平行”，B.“垂直”），感应电动势达最大值。 ②若交流发电机电动势的瞬时值为，当线圈的匝数及转速都增加一倍时，其电动势的瞬时值为________。 （3）如图所示为一矩形交流电的电压随时间变化规律 ①在研究交流电的功率时，通常用有效值表示交流电的效果。有效值的引入体现了物理学中的（ ） A.控制变量的思想 B.极限的思想 C.微小量放大的思想 D.等效替代的思想 ②此矩形交流电电压的有效值为（ ） A.10V B.5V C. D. （4）（多选）如图，理想变压器原线圈的输入端接正弦交流电。副线圈的电路中为定值电阻，为滑动变阻器，且滑动变阻器的最大阻值小于的阻值。电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，________。 A. 电流表读数变大 B. 电压表读数变大 C. 消耗的功率变大 D. 消耗的功率变大 （5）如图为某小型风力发电厂的输电原理图，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为。将发电机接在的两端，经变压后输送给附近的用户。输电线的总电阻为，其消耗的功率为1000W。若用户端获得的电压为220V，发电机输出电压的最大值为________V。（结果保留3位有效数字） 6. 电容与电感 电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。 （1）某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E、内电阻为r，开关S处于断开状态。先将S拨到1，一段时间后再拨到2。 ①（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为（ ） A. B. C. D. ②如上图所示，在开关S刚拨到1后的时刻，图线的斜率大小为、图线的斜率大小为，则应等于（ ） A.r B.R C. D. （2）如图为该组同学研究断电自感现象的实验电路图，其中灯泡A与带有铁芯且电阻较小的线圈L并联。将开关S闭合，灯泡A正常发光。 ①断开开关S瞬间，可以观察到灯泡A的发光情况是：_______。 ②断开开关S瞬间灯泡A中电流的方向，与开关S闭合时灯泡A中电流的方向_______（选择：A.相同 B.相反 C.可能相同，也可能相反） （3）在图甲所示电路中，先把开关置于1，电容器充电完毕后将开关置于2，电流传感器记录的电流变化如图乙所示。 ①（多选）当电流达到正向最大时（即图中b点）（ ） A.L中的磁场最弱 B.L中的磁场最强 C.C中的电场强度为零 D.此时磁场能最大 ②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，而上极板始终带正电，则对应图像中的（ ） A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.de段 7. 神奇的电磁感应现象 电磁感应现象在科学、技术等方面有着广泛的应用。 （1）如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B是套在同一铁芯上的两个线圈。当开关S闭合的瞬间，穿过B线圈的磁通量______（选择：A.增加 B.不变 C.减少），与线圈B相连接的灵敏电流计中电流的方向为______（选择：A. B.）。 （2）如图所示，面积为的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈总电阻，则回路中电流的大小为______，a、b两点间的电势差_______。 （3）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移随时间变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B. A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C. 小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D. 磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 （4）计算：过山车的磁力刹车系统可简化为如图模型，相距为、水平放置的导轨处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中，整个回路中的电阻等效为，过山车上的刹车片等效为一根金属杆MN，过山车的质量为，不计轨道摩擦和空气阻力。若过山车进入水平磁力刹车轨道，开始减速时的速率为，求： ①过山车开始减速时的加速度大小（ ）； ②过山车从开始减速到停止的过程中，安培力对过山车做的功（ ）； ③过山车从开始减速到停止的过程中，过山车的速率随位移变化的图像可能是（ ） A. B. C. D. （5）计算：如图为小明同学制作的弹射装置，电源电动势为，内阻为。被弹射的部分近似认为是阻值为的导体杆，放置在阻力恒为的水平金属轨道上，轨道足够长，电阻不计，轨道间距为。轨道之间有竖直向下的大小为匀强磁场，导体杆在磁场中运动时被加速。（不考虑轨道电流产生的磁场），求： ①被加速到速度为时，导体杆产生的电动势大小和杆中电流的大小； ②导体杆所能达到的最大速度； ③有同学认为，在导体杆达到最大速度的过程中，安培力做的功等于系统中产生的焦耳热，你认为这种观点正确吗？列式说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 控江中学2025学年高二下学期物理期中考试（等级） 考生注意： 1．卷满分100分，考试时间60分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。标注“计算”“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 1. 麦克斯韦电磁理论 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。 （1）下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 （2）在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温。下列说法正确的是（　　） A. 当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线 B. 当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线 C. 红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D. 红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的 （3）随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波（　　） A. 辐射的光子能量更高 B. 衍射更明显 C. 传播速度更大 D. 波长更长 （4）收音机里接收电路由接收天线和一个LC振荡电路组成，当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时，某无线电波在收音机中激起的感应电流最强，此波波长是_______m（结果保留一位小数），无线电波是_______（选填“纵波”或“横波”）。 【答案】（1）C （2）D （3）A （4） ①. 396.8 ②. 横波 【解析】 【小问1详解】 A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 无论人体温度高低都会辐射红外线，且体温较低时辐射的红外线较弱，体温较高时辐射的红外线较强；红外体温计就是依据上述规律通过感知人体发射的红外线的强度来测人的体温。 故选D。 【小问3详解】 A．第5代移动通信技术（简称5G）相比4G频率更高，根据可知，辐射的光子能量更高，故A正确； BCD．第5代移动通信技术（简称5G）相比4G频率更高，在真空中4G、5G使用的电磁波传播速度相等，均为光速；根据可知，5G使用的电磁波波长更短，则衍射更不明显，故BCD错误； 故选A。 【小问4详解】 [1]当把收音机的调谐电路的频率调到756kHz时，无线电波在收音机中激起的感应电流最强，则无线电波的频率为756kHz，此波波长为 [2]无线电波是电磁波，属于横波。 传感器是一种检测装置，能将感受到的信息按照一定规律转变为电信号或其他所需形式的信息输出。 2. 力传感器的敏感元件是悬臂梁和应变片，如图所示是其内部原理示意图。悬臂梁左侧固定，右侧为受力端，其上下表面分别固定两个完全相同的电阻应变片A、B。当受力端受到一个竖直向下的外力作用时，悬臂梁发生微小形变，导致A、B的电阻发生变化。则 （1）应变片A的长度________（选填“变长”、“不变”或“变短”）。 （2）两应变片的电阻变化情况是（ ） A．RA变大，RB不变 B．RA变大，RB变小 C．RA变小，RB变大 D．RA变大，RB变大 3. 分体式位移传感器是由发射器和接收器组成。如图（a）所示，工作时发射器同时向接收器发射一个红外线和超声波脉冲信号，其中属于电磁波的是__________。接收器接收到脉冲信号后通过计算机算得两者间的距离。若某次测量中发射器和接收器均保持静止，脉冲信号发射与接收的时间分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在空气中的传播速度为v，则发射器离接收器的距离为_______。 4. 手机的环境光传感器能感知环境光强，其核心元件是光敏电阻RG，RG的阻值会随光照强度的增大而减小，从而实现自动调节屏幕亮度。 （1）光敏电阻的外壳通常有一层透明材料保护层，以达到既透光又能保护内部光敏元件的效果。如图是一个简化模型。若一束光入射时与保护层表面的夹角为α，进入保护层后折射光与表面成θ角，则该透明保护层的折射率为n =________。如果改变入射角大小，在该界面上能否发生全反射？________（选填“能”或“不能”） （2）将一光敏电阻RG与定值电阻R1、R2及电源连接成图所示闭合电路．当环境光强增大时，电路中（ ） A．电流表A示数增大 B．电压表V1示数增大 C．电压表V2示数增大 D．电源消耗总功率减小 【答案】2. ①. 变长 ②. B 3. ①. 红外线 ②. v(t2 – t1) 4. ①. （或） ②. 不能 ③. C 【解析】 【2题详解】 （1）[1]受力端受到一个竖直向下的外力作用时，悬臂梁发生微小形变，应变片A的长度变长； （2）[2] B应变片变短，根据 可知，RA变大，RB变小。 故选B。 【3题详解】 [1]红外线属于电磁波； [2]超声波速度较小，由图可知传播时间为 发射器离接收器的距离为 【4题详解】 （1）[1]根据折射定律可知 [2]光从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射； （2）[3] BD．RG的阻值会随光照强度的增大而减小，则总电阻减小，根据可知，总电流增大，内电压增大，则外电压减小，电压表V1示数减小，电源消耗总功率增大，故BD错误； AC．外电压减小，根据可知，电流表A的示数减小，总电流增大，则经过的电流变大，两端电压增大，电压表V2示数增大，故C正确，A错误。 故选C。 5. 变化的电流 当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电流。 （1）图中不属于交流电的是（　　） A. B. C. D. （2）如图，为交流发电机原理示意图。 ①发电机是将________转化为电能的装置。当线框转至与中性面________时（选填A.“平行”，B.“垂直”），感应电动势达最大值。 ②若交流发电机电动势的瞬时值为，当线圈的匝数及转速都增加一倍时，其电动势的瞬时值为________。 （3）如图所示为一矩形交流电的电压随时间变化规律 ①在研究交流电的功率时，通常用有效值表示交流电的效果。有效值的引入体现了物理学中的（ ） A.控制变量的思想 B.极限的思想 C.微小量放大的思想 D.等效替代的思想 ②此矩形交流电电压的有效值为（ ） A.10V B.5V C. D. （4）（多选）如图，理想变压器原线圈的输入端接正弦交流电。副线圈的电路中为定值电阻，为滑动变阻器，且滑动变阻器的最大阻值小于的阻值。电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，________。 A. 电流表读数变大 B. 电压表读数变大 C. 消耗的功率变大 D. 消耗的功率变大 （5）如图为某小型风力发电厂的输电原理图，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为。将发电机接在的两端，经变压后输送给附近的用户。输电线的总电阻为，其消耗的功率为1000W。若用户端获得的电压为220V，发电机输出电压的最大值为________V。（结果保留3位有效数字） 【答案】（1）A （2） ①. 机械能 ②. 垂直 ③. （3） ①. D ②. D （4）BD （5）976 【解析】 【小问1详解】 A．该交流电的电动势始终为正值，表明电流方向不变，该电流是直流，不属于交流电，故A正确； BCD．图示交流电的电动势的正负均呈现周期性变化，表明电流方向均发生变化，该电流属于交流电，故BCD错误。 故选A。 【小问2详解】 ①[1][2]发电机是将机械能转化为电能的装置。当线框转至与中性面垂直时，感应电动势达最大值。 ②[3]若交流发电机电动势的瞬时值为 由于 可知，当线圈的匝数及转速都增加一倍时，其电动势的峰值变为原来的4倍，角速度变为原来的2倍，则瞬时值为 【小问3详解】 ①[1]根据有效值的定义可知，让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流一个周期内它们产生的热量相等，则恒定电流的电流、电压叫做这一交变电流的有效值，可知有效值的引入体现了等效替代的思想。 故选D。 ②[2]设此矩形交流电电压的有效值为，根据有效值的定义有 其中，，解得 故选D。 【小问4详解】 BC．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，根据，由于原线圈输入电压不变，匝数比不变，则副线圈输出电压不变，根据欧姆定律可知副线圈电流减小，则两端电压减小，消耗的功率变小，两端电压增大，即电压表读数变大，故B正确，C错误； A．根据，由于副线圈电流减小，则原线圈电流减小，即电流表读数变小，故A错误； D．消耗的功率为 可知当时，消耗的功率最大；由题意可知滑动变阻器的最大阻值小于的阻值，则当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，消耗的功率变大，故D正确。 故选BD。 【小问5详解】 输电线上消耗的功率为 解得输电线上的电流为 根据，可得降压变压器输入电压为 则升压变压器输出端电压 根据，可得升压变压器原线圈的输入电压为 则发电机输出电压的最大值为 6. 电容与电感 电容器和电感线圈均是重要的电学元件，电容器由两个彼此绝缘又相距很近的导体构成，电感线圈一般由带铁芯的线圈构成，两者在电路中所起的作用各不相同。 （1）某组同学在研究自感现象的实验电路如图所示，其中定值电阻阻值为R，电源电动势为E、内电阻为r，开关S处于断开状态。先将S拨到1，一段时间后再拨到2。 ①（多选）实验软件记录上述过程中的图像应为（ ） A. B. C. D. ②如上图所示，在开关S刚拨到1后的时刻，图线的斜率大小为、图线的斜率大小为，则应等于（ ） A.r B.R C. D. （2）如图为该组同学研究断电自感现象的实验电路图，其中灯泡A与带有铁芯且电阻较小的线圈L并联。将开关S闭合，灯泡A正常发光。 ①断开开关S瞬间，可以观察到灯泡A的发光情况是：_______。 ②断开开关S瞬间灯泡A中电流的方向，与开关S闭合时灯泡A中电流的方向_______（选择：A.相同 B.相反 C.可能相同，也可能相反） （3）在图甲所示电路中，先把开关置于1，电容器充电完毕后将开关置于2，电流传感器记录的电流变化如图乙所示。 ①（多选）当电流达到正向最大时（即图中b点）（ ） A.L中的磁场最弱 B.L中的磁场最强 C.C中的电场强度为零 D.此时磁场能最大 ②若某段过程中，回路的磁场能正在减小，而上极板始终带正电，则对应图像中的（ ） A.ab段 B.bc段 C.cd段 D.de段 【答案】（1） ①. BC##CB ②. C （2） ①. 闪亮一下后逐渐熄灭 ②. B （3） ①. BCD ②. D 【解析】 【小问1详解】 [1]在开关接1时，由于电感线圈的自感现象，通过电感的电流会从0开始逐渐增大，自感电动势逐渐减小，此过程电感线圈L相当于阻值逐渐变小的电阻，稳定后电流最大且保持不变，电感线圈两端电压从无穷大逐渐减小为0，；当开关接2时，电感储存的能量释放，通过电感的电流会逐渐减小为0但方向不变，此时电压传感器测量电阻R两端的电压，电势差方向相反但大小逐渐减小。 故选BC。 [2]在时刻，设此时电压为U，电流为I，则有 在图像中 在图像中 所以 故选C。 【小问2详解】 [1][2]开关S闭合一段时间后，灯泡A能够正常发光，此时电感L与灯泡并联，由于电感的电阻较小，通过电感L的电流更大。当开关S断开的一瞬间，由于电感的自感现象，通过电感的电流会逐渐减小，此时电感L与灯泡A构成新回路，所以A灯泡会由于电流大于原发光电流而闪亮一下，再逐渐熄灭，且通过A的电流方向与断开前方向相反。 【小问3详解】 [1]在LC振荡电路中，电流增大的过程是电容器放电的过程，电场能向磁场能转化，但电流最大时，电容器极板上电荷量为0，此时电容器中的电场强度为0，磁场能最大，且L中由电流产生的磁场最强。 故选BCD。 [2]根据电路图可知电容器充满电时上极板带正电。当回路中磁场能减小时说明回路中的电流正在减小，电场能增大，说明电容器应处于充电的过程，此时上极板带正电，说明电流方向反向，de段符合情况。 故选D。 7. 神奇的电磁感应现象 电磁感应现象在科学、技术等方面有着广泛的应用。 （1）如图所示是法拉第发现电磁感应现象的实验示意图，A、B是套在同一铁芯上的两个线圈。当开关S闭合的瞬间，穿过B线圈的磁通量______（选择：A.增加 B.不变 C.减少），与线圈B相连接的灵敏电流计中电流的方向为______（选择：A. B.）。 （2）如图所示，面积为的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈总电阻，则回路中电流的大小为______，a、b两点间的电势差_______。 （3）如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，小磁铁将做阻尼振动，其位移随时间变化的图像如图乙所示，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. B时刻线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流 B. A时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 C. 小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D. 磁铁和弹簧组成的系统运动过程中机械能守恒 （4）计算：过山车的磁力刹车系统可简化为如图模型，相距为、水平放置的导轨处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中，整个回路中的电阻等效为，过山车上的刹车片等效为一根金属杆MN，过山车的质量为，不计轨道摩擦和空气阻力。若过山车进入水平磁力刹车轨道，开始减速时的速率为，求： ①过山车开始减速时的加速度大小（ ）； ②过山车从开始减速到停止的过程中，安培力对过山车做的功（ ）； ③过山车从开始减速到停止的过程中，过山车的速率随位移变化的图像可能是（ ） A. B. C. D. （5）计算：如图为小明同学制作的弹射装置，电源电动势为，内阻为。被弹射的部分近似认为是阻值为的导体杆，放置在阻力恒为的水平金属轨道上，轨道足够长，电阻不计，轨道间距为。轨道之间有竖直向下的大小为匀强磁场，导体杆在磁场中运动时被加速。（不考虑轨道电流产生的磁场），求： ①被加速到速度为时，导体杆产生的电动势大小和杆中电流的大小； ②导体杆所能达到的最大速度； ③有同学认为，在导体杆达到最大速度的过程中，安培力做的功等于系统中产生的焦耳热，你认为这种观点正确吗？列式说明理由。 【答案】（1） ①. A ②. A （2） ①. 0.8 ②. -4.8 （3）A （4） ①. ②. ③. B （5）①，；②；③不正确，对导体杆列动能定理有，根据公式可知安培力对导体杆做的功等于摩擦生热和动能的和。 【解析】 【小问1详解】 [1]在开关S闭合的瞬间，回路中产生电流，线圈A中会产生顺时针方向的磁场，所以一瞬间B线圈中的磁通量从无到有，是增加的。 [2]线圈B中从无到有出现顺时针方向的磁场，根据楞次定律，电路中会产生从方向的电流。 【小问2详解】 [1]根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势为 回路中的电流为 [2]根据楞次定律可判断线圈中的电流方向为顺时针方向，所以 【小问3详解】 A．根据图像可知在B时刻磁铁正在向下运动靠近线圈，线圈中有向上的磁场并正在增大，根据楞次定律可知，线圈中会产生顺时针方向的感应电流，故A正确； B．在A时刻磁铁向下运动靠近线圈，根据楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，利用左手判断线圈受到的安培力方向可知，线圈整体受到向下的安培力，对桌面的压力要大于线圈的重力，故B错误； C．由于磁铁做阻尼运动，磁铁与弹簧组成的系统机械能减小，所以在A时刻与B时刻位移相同速度不同，B时刻的速度更小，动能更小，故C错误； D．由于电磁感应现象出现，磁铁与弹簧组成的系统机械能减小，故D错误。 故选A。 【小问4详解】 [1]开始减速时，金属杆MN切割磁感线产生的感应电动势为 回路中的电流为 安培力大小为 综上可知，加速度为 [2]在过山车减速的过程中，安培力对过山车做负功，动能转化为焦耳热，即有 所以安培力对过山车做的功为 [3]设过山车减速过程中某一个时刻速度为v，应用动量定理，有 其中 所以有 故选B。 【小问5详解】 ①被加速到速度为时，导体杆产生的感应电动势大小为 回路中的电流为 ②导体杆中通过电流使导体杆受到安培力的作用，有 对导体杆应用牛顿第二定律，有 当导体杆与阻力相等时，导体杆加速度为0速度最大，此时有 所以最大速度为 ③略。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $