精品解析：上海市行知中学2025-2026学年高二下学期期中物理试卷

2025-2026学年上海市宝山区行知中学高二（下）期中 物理试卷 一、实验题：本大题共1小题，共7分。 1. 物理实验在物理学发展中是检验理论与推动理论进步的基石。 （1）某同学用可拆变压器探究“原副线圈的电压比与匝数比的关系”。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图2所示，在到时间内该同学先断开开关，其后进行的操作可能是______。 A. 减小了交流电源的频率 B. 拧紧了松动的铁芯Q C. 把铁芯Q取下来了 D. 增加了原线圈的匝数 （2）（多选）如图3所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射。电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是______。 A. 若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为顺时针（垂直纸面向里看） B. 若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径变小 C. 若同时减小I和U，则电子运动的周期减小 D. 若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将不变 二、计算题：本大题共4小题，共93分。 2. 撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。如图1所示，运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员以一定速度水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。 （1）关于运动员在撑杆过程中，下列说法中正确的是______。 A. 分析运动员过杆的动作特点时，可将其看成质点 B. 上升过程中运动员受到杆的支持力始终大于其受到的重力 C. 运动员手上涂“防滑粉”可以增大手掌与杆之间的弹力 D. 撑杆起跳过程中运动员受到杆的作用力大小有可能等于重力大小 （2）（多选）关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是______。 A. 杆的弹性势能先增大后减小 B. 运动员在上升过程中机械能守恒 C. 运动员越过横杆正上方时动能不为零 D. 运动员撑杆跳起到达最高点时，杆的弹性势能最小 （3）（多选）如图2，撑杆跳全过程可分为四个阶段：阶段，助跑加速；阶段，杆弯曲程度增大、人上升；阶段，杆弯曲程度减小、人上升；阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为______。 A. 人和杆系统的机械能不变 B. 人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加 C. 人和杆系统的动能减少量、弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量 D. 重力对人所做的功等于人机械能的增加量 （4）撑杆跳运动员越过横杆下落到软垫的过程，如果忽略水平方向的速度，可以等效为小球落到弹簧上的过程。如图3所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方由静止下落，空气阻力恒定。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系图线分别如图4所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则求： ①小球下落到最低点时的重力势能； ②小球在下落过程受到的空气阻力大小； ③已知弹簧的劲度系数，小球下落速度最大时的位置坐标（保留2位有效数字）。 3. （1）（多选）如图1所示是新能源汽车部分控制指示灯的电路，L是自感系数很大的线圈，其自身电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是______。 A. 开关S由断开变为闭合瞬间，A、B灯泡同时变亮 B. 开关S闭合后，A、B灯泡亮度差不多 C. 开关S由闭合变为断开瞬间，A、B都闪一下变暗 D. 开关S由闭合变为断开瞬间，B闪一下变暗，A立即变暗 （2）图2甲为某种新能源汽车智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图2乙，则下列有关说法错误的是______。 A. 时刻电容器间的电场强度为最小值 B. 时间内，电容器处于充电过程 C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D. 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 （3）部分新能源汽车的“智能玻璃”配备了抬头显示系统如图3（a），可将车辆的行驶速度、导航信息等重要行车信息投射到前挡风玻璃上。其原理图如图3（b）所示，投影系统完成成像过程后，传导至光波导片中，通过“全反射”原理将光传输到人眼。光波导片的玻璃基底的折射率为，玻璃基底周围介质的折射率为。 ①______（选择：A.“大于”，B.“小于”）。 ②发生全反射的临界角为______。 ③“智能玻璃”还能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图（c）所示。当透明度为时，车内光照度为______Lx。 （4）如图4甲所示是某款新能源汽车安全气囊的性能测试，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小F随时间的变化规律可近似用图4乙所示的图像描述。已知头锤质量为4kg，不计空气阻力。则碰撞过程中F的冲量大小为______，碰撞过程中系统损失的机械能为______ J。（重力加速度） 4. 风力发电是一种绿色环保、清洁无污染的发电方式，我国近几年在多地部署了风力发电装置。 （1）图（甲）为风力旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表，在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图（乙）所示正弦规律变化、则感应电流随时间变化的函数表达式为______；交流电压表的示数为______V。（取） （2）发电装置呈现风车外形，由三个叶片构成，风垂直吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电。已知叶片转动时可形成半径为60m的圆面，某日平均风速为，风能向电能转化的效率为。发电机组输出电压为690V，经过变电站理想变压器将电压升为10kV远距离输送。空气密度为。 ①理想变压器的原、副线圈匝数比约为多少？ ②该风力发电机的输出功率约为多少kW？ ③若远距离输电线上损耗的功率不能超过，则输电线的电阻不能超过多少？ （3）如图3甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图3乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻______。 A. O点的磁感应强度方向垂直于cf向下 B. b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向沿aO，由a指向O C. c导线所受安培力方向沿Oc，由O指向c D. a导线所受安培力为 5. 地球，这颗悬浮于宇宙深空中的蓝色星球，是人类已知唯一孕育生命的家园。 （1）智能手机安装软件后可以测量磁感应强度B。如图1，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时y轴指向不同而z轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角。根据表中测量结果可推知______。 测量序号 1 0 45 0 21 0 45 A. 测量地点位于北半球，第一次测量时y轴正向指向南方 B. 测量地点位于南半球，第二次测量时x轴正向指向北方 C. 测量地点位于北半球，第一次测量时x轴正向指向西方 D. 测量地点位于南半球，第二次测量时y轴正向指向东方 （2）来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图2甲所示，某粒子运动轨迹如图2乙所示。下列说法正确的是______。 A. 粒子从M沿逆时针方向射向N B. 高速粒子带正电 C. 粒子受到的磁场力不断增大 D. 若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转 （3）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图3甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点M的振动图像，则该列波的传播方向______（A.沿x轴正向，B.沿x轴负向，C.无法确定）；质点M在9s内通过的路程为______m。 （4）小红在查阅资料时看到了嫦娥五号的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图4甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图4乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQ、MN。导轨内侧，安装电磁铁图中未画出，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。 ①求滑块K的线圈中最大感应电流的大小； ②若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上海市宝山区行知中学高二（下）期中 物理试卷 一、实验题：本大题共1小题，共7分。 1. 物理实验在物理学发展中是检验理论与推动理论进步的基石。 （1）某同学用可拆变压器探究“原副线圈的电压比与匝数比的关系”。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图2所示，在到时间内该同学先断开开关，其后进行的操作可能是______。 A. 减小了交流电源的频率 B. 拧紧了松动的铁芯Q C. 把铁芯Q取下来了 D. 增加了原线圈的匝数 （2）（多选）如图3所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射。电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是______。 A. 若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为顺时针（垂直纸面向里看） B. 若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径变小 C. 若同时减小I和U，则电子运动的周期减小 D. 若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将不变 【答案】（1）B （2）ABD 【解析】 【小问1详解】 A．由图像可知频率没有变化，故A错误； B．拧紧了松动的铁芯会减少电能的损失，使得增大，故B正确； C．把铁芯Q取下来了，会减小，故C错误； D．增加了原线圈的匝数，根据公式，可知会减小，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 A．为清晰观测电子运动轨迹，需使电子受到方向向上的洛伦兹力。根据左手定则判断，玻璃泡内部磁场方向应垂直纸面向里；再依据安培定则，可确定励磁线圈中的电流方向为顺时针，故A正确； B．电子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得轨道半径 电子进入磁场前的动能由加速电压决定，则有 当加速电压U保持不变时，电子速率v恒定。若增大电流I，则磁感应强度B增大，导致轨道半径r减小，故B正确； C．电子运动周期公式为 可见周期T与加速电压U无关。当减小电流I时，B随之减小，则周期T增大，故C错误； D．由周期表达式可知，若I不变则B不变，此时T与U无关，因此U减小不会改变周期T，故D正确。 故选ABD。 二、计算题：本大题共4小题，共93分。 2. 撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。如图1所示，运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员以一定速度水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。 （1）关于运动员在撑杆过程中，下列说法中正确的是______。 A. 分析运动员过杆的动作特点时，可将其看成质点 B. 上升过程中运动员受到杆的支持力始终大于其受到的重力 C. 运动员手上涂“防滑粉”可以增大手掌与杆之间的弹力 D. 撑杆起跳过程中运动员受到杆的作用力大小有可能等于重力大小 （2）（多选）关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是______。 A. 杆的弹性势能先增大后减小 B. 运动员在上升过程中机械能守恒 C. 运动员越过横杆正上方时动能不为零 D. 运动员撑杆跳起到达最高点时，杆的弹性势能最小 （3）（多选）如图2，撑杆跳全过程可分为四个阶段：阶段，助跑加速；阶段，杆弯曲程度增大、人上升；阶段，杆弯曲程度减小、人上升；阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为______。 A. 人和杆系统的机械能不变 B. 人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加 C. 人和杆系统的动能减少量、弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量 D. 重力对人所做的功等于人机械能的增加量 （4）撑杆跳运动员越过横杆下落到软垫的过程，如果忽略水平方向的速度，可以等效为小球落到弹簧上的过程。如图3所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方由静止下落，空气阻力恒定。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为重力势能零势能参考面，在小球下落至最低点的过程中，小球重力势能、弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系图线分别如图4所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则求： ①小球下落到最低点时的重力势能； ②小球在下落过程受到的空气阻力大小； ③已知弹簧的劲度系数，小球下落速度最大时的位置坐标（保留2位有效数字）。 【答案】（1）D （2）ACD （3）BC （4）①4J；②2N；③ 【解析】 【小问1详解】 A.分析运动员过杆的动作特点时，运动员的大小和形状不能忽略，所以不可将其看成质点，故A错误； BD.上升过程中，运动员先加速上升后减速上升，所以支持力先是大于重力，接着等于重力，然后小于重力，故B错误，D正确； C．运动员手上涂“防滑粉”可以增大手掌与杆之间的摩擦因数，增大最大静摩擦力，不能增大弹力，故C错误。 故选D。 【小问2详解】 A.在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，杆的形变量最大，杆的弹性势能最大；然后杆再由弯变直，杆的形变量减小，杆的弹性势能减小，杆的弹性势能先增大后减小，故A正确； B．运动员在上升过程中，杆对运动员做功，运动员机械能不守恒，故B错误； C．运动员越过横杆正上方时水平方向上有速度，动能不为零，故C正确； D．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆竖直且恢复原状，杆的弹性势能为零，故D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 A．阶段，助跑加速，重力势能不变，动能增加，所以机械能增加，故A错误； B．阶段，杆弯曲程度增大、人上升，人克服重力和弹力做功，动能减小，位置升高，所以弹性势能和重力势能增加，故B正确； C．阶段，杆弯曲程度减小、人上升，杆和人组成的系统机械能守恒，所以动能减少量、弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量，故C正确； D．阶段，人越过横杆后下落，只有重力做功，机械能守恒，故D错误。 故选BC。 【小问4详解】 ①根据甲图可知，小球下落的初始位置距地面的高度为 小球在最低点时的重力势能为 ②从到过程中，减小的重力势能为 增加的弹性势能为 可知，此过程阻力做的功为 解得小球下落到最低点过程受到的阻力大小为 ③小球下落速度最大时受力平衡，即 其中 解得 3. （1）（多选）如图1所示是新能源汽车部分控制指示灯的电路，L是自感系数很大的线圈，其自身电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是______。 A. 开关S由断开变为闭合瞬间，A、B灯泡同时变亮 B. 开关S闭合后，A、B灯泡亮度差不多 C. 开关S由闭合变为断开瞬间，A、B都闪一下变暗 D. 开关S由闭合变为断开瞬间，B闪一下变暗，A立即变暗 （2）图2甲为某种新能源汽车智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图2乙，则下列有关说法错误的是______。 A. 时刻电容器间的电场强度为最小值 B. 时间内，电容器处于充电过程 C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D. 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 （3）部分新能源汽车的“智能玻璃”配备了抬头显示系统如图3（a），可将车辆的行驶速度、导航信息等重要行车信息投射到前挡风玻璃上。其原理图如图3（b）所示，投影系统完成成像过程后，传导至光波导片中，通过“全反射”原理将光传输到人眼。光波导片的玻璃基底的折射率为，玻璃基底周围介质的折射率为。 ①______（选择：A.“大于”，B.“小于”）。 ②发生全反射的临界角为______。 ③“智能玻璃”还能根据车外光照度自动调节玻璃的透明度，车外光照度和玻璃的透明度的关系图像如图（c）所示。当透明度为时，车内光照度为______Lx。 （4）如图4甲所示是某款新能源汽车安全气囊的性能测试，可视为质点的头锤从距气囊上表面高处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞。以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直向上的作用力大小F随时间的变化规律可近似用图4乙所示的图像描述。已知头锤质量为4kg，不计空气阻力。则碰撞过程中F的冲量大小为______，碰撞过程中系统损失的机械能为______ J。（重力加速度） 【答案】（1）AD （2）D （3） ①. A ②. ③. 60 （4） ①. 44 ②. 40 【解析】 【小问1详解】 A．开关S由断开变为闭合的瞬间，线圈L的自感阻碍电流增大，此时L中电流几乎为0，由电路的联接结构可知，A、B灯泡同时有电流通过，A、B灯泡同时变亮，故A正确； B．开关S闭合稳定后，线圈L自感现象消失，其电阻几乎为0，B灯被短路不会发光，而A灯泡有电流通过，A灯泡会发光，A、B灯泡亮度相差很大，故B错误； CD．开关S断开瞬间，A灯泡所在的干路为断路状态，A灯泡立即变暗，不会闪一下；线圈L与B灯组成回路，线圈L的自感阻碍电流减小，B灯原来无电流，故B灯闪一下后变暗，故C错误，D正确； 故选AD。 【小问2详解】 A．如图2乙可知，时刻电流最大，则电容器的带电量最小为零，电容器的电压为零，可得电容器极板间的电场强度为最小值，故A正确； B．如图2乙可知，时间内电流变小，则电容器的带电量增大，可知电容器处于充电过程，故B正确； C．汽车靠近线圈时，线圈自感系数变大，由LC振荡频率 可得振荡电流频率变小，故C正确； D．从图乙波形可知，振荡电流周期变小，则振荡电流频率变大，可知线圈自感系数变小，则汽车正远离地感线圈，故D错误； 本题选择说法错误的，故选D。 【小问3详解】 [1]发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，由此可知大于，故选择A。 [2]发生全反射的临界角C满足 则发生全反射的临界角为。 [3]由图(c)可得，当车外光照度分别为300Lx、150Lx、100Lx时，对应的透明度依次为、、，由此可知透明度与车外光照度成反比关系，两者的乘积恒为60Lx，车内光照度等于车外光照度乘以透明度，可得车内光照度恒为60Lx，故当透明度为时，车内光照度为60Lx。 【小问4详解】 [1]根据图像与时间轴围成的面积表示冲量，由图4乙所示的图像可得碰撞过程中F的冲量大小为 [2]碰撞过程中系统损失的机械能等于头锤的动能减少量。根据自由落体运动规律可得碰撞前瞬间锤头的速度大小为 解得，方向向下 设向上为正方向，对头锤，由动量定理得 已知，解得碰撞后瞬间锤头的速度为 碰撞过程中系统损失的机械能为 解得。 4. 风力发电是一种绿色环保、清洁无污染的发电方式，我国近几年在多地部署了风力发电装置。 （1）图（甲）为风力旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表，在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图（乙）所示正弦规律变化、则感应电流随时间变化的函数表达式为______；交流电压表的示数为______V。（取） （2）发电装置呈现风车外形，由三个叶片构成，风垂直吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电。已知叶片转动时可形成半径为60m的圆面，某日平均风速为，风能向电能转化的效率为。发电机组输出电压为690V，经过变电站理想变压器将电压升为10kV远距离输送。空气密度为。 ①理想变压器的原、副线圈匝数比约为多少？ ②该风力发电机的输出功率约为多少kW？ ③若远距离输电线上损耗的功率不能超过，则输电线的电阻不能超过多少？ （3）如图3甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图3乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻______。 A. O点的磁感应强度方向垂直于cf向下 B. b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向沿aO，由a指向O C. c导线所受安培力方向沿Oc，由O指向c D. a导线所受安培力为 【答案】（1） ①. ②. （2）①；②476kW；③ （3）D 【解析】 【小问1详解】 [1]由图乙可知线圈转动的周期，可得角速度为 图乙可知磁通量最大值，可得感应电动势最大值 根据欧姆定律可知感应电流的最大值为 由于时刻线圈平面与磁场方向平行，此时感应电动势和电流均达到最大值，所以感应电流随时间变化的函数表达式为 [2]交流电压表的示数即外电阻R两端电压的有效值，电路中电流的有效值为 可得外电阻两端的电压有效值 即交流电压表的示数为。 【小问2详解】 ①根据理想变压器电压与匝数成正比的关系有 已知原线圈电压，副线圈电压 可得原、副线圈匝数比为 ②单位时间内通过风轮扫过面积的风能功率 其中扫风面积 可得 已知风能向电能转化的效率为，则该风力发电机的输出功率为 ③输电电流 若远距离输电线上损耗的功率不能超过，根据 代入数据解得输电线的电阻不能超过 【小问3详解】 A．根据安培定则，a、d两条导线在O点的磁感应强度等大反向，b、e两条导线在O点的磁感应强度等大反向，c、f两条导线在O点的磁感应强度等大反向，所以O点的磁感应强度为零，故A错误。 BD．根据安培定则，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向如图所示 设b在a处产生的磁感应强度大小为B，则f在a处磁感应强度大小为B，c、e在a处磁感应强度大小为，d在a处产生的磁感应强度大小为，根据磁感应强度的叠加可知，b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向垂直于aO斜向左下，合磁感应强度大小为 可知5根导线在a处产生磁场的合磁感应强度大小是b在a处产生的磁感应强度大小的倍，由于b导线中电流对a导线中的电流的安培力大小为F，所以a导线所受安培力大小为，故B错误，D正确； C．根据左手定则和对称性可知导线b、d对c导线的安培力合力方向沿Oc，由O指向c；导线a、e对c导线的安培力合力方向沿Oc，由O指向c；导线f对c导线的安培力方向沿Oc，由O指向c；故c导线所受安培力方向沿Oc，由c指向O，故C错误。 故选D。 5. 地球，这颗悬浮于宇宙深空中的蓝色星球，是人类已知唯一孕育生命的家园。 （1）智能手机安装软件后可以测量磁感应强度B。如图1，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy平面。某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时y轴指向不同而z轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角。根据表中测量结果可推知______。 测量序号 1 0 45 0 21 0 45 A. 测量地点位于北半球，第一次测量时y轴正向指向南方 B. 测量地点位于南半球，第二次测量时x轴正向指向北方 C. 测量地点位于北半球，第一次测量时x轴正向指向西方 D. 测量地点位于南半球，第二次测量时y轴正向指向东方 （2）来自宇宙的高速带电粒子流在地磁场的作用下偏转进入地球两极，撞击空气分子产生美丽的极光。高速带电粒子撞击空气分子后动能减小。假如我们在地球北极仰视，发现正上方的极光如图2甲所示，某粒子运动轨迹如图2乙所示。下列说法正确的是______。 A. 粒子从M沿逆时针方向射向N B. 高速粒子带正电 C. 粒子受到的磁场力不断增大 D. 若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转 （3）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图3甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点M的振动图像，则该列波的传播方向______（A.沿x轴正向，B.沿x轴负向，C.无法确定）；质点M在9s内通过的路程为______m。 （4）小红在查阅资料时看到了嫦娥五号的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图4甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图4乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQ、MN。导轨内侧，安装电磁铁图中未画出，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。 ①求滑块K的线圈中最大感应电流的大小； ②若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少？ 【答案】（1）B （2）A （3） ①. B ②. 3.6 （4）①；②， 【解析】 【小问1详解】 根据地磁场的分布规律，在北半球，地磁场的竖直分量方向竖直向下；在南半球，地磁场的竖直分量方向竖直向上。本题中，两次测量的均为 ，大于零，而题目明确说明z轴正向保持竖直向上，可以判断地磁场的竖直分量方向与z轴正向相同，说明测量地点位于南半球。 第二次测量时， 、 ，这说明地磁场的水平分量全部沿x轴正方向，所以第二次测量时x轴正向指向北方，y轴正向则指向东方或西方。 第一次测量时 、 ，说明水平分量全部沿y轴负方向，即y轴负向指向北方，y轴正向指向南方。 综上所述，测量地点位于南半球，第二次测量时x轴正向指向北方，故B正确，ACD错误。 故选B。 【小问2详解】 A．根据洛伦兹力提供向心力有，可得轨道半径 粒子撞击空气分子后动能减小、速度降低，轨道半径随之减小。结合粒子运动轨迹，半径大的位置速度大、半径小的位置速度小，可判断粒子是从半径较大的M点沿逆时针方向射向半径较小的N点，故A正确； B．地理北极附近是地磁南极，所以北极上空的地磁场方向竖直向下。根据左手定则可以判断，高速粒子带负电，故B错误； C．洛伦兹力，由于粒子的速度不断减小，且电荷量q和磁感应强度B均为定值，所以粒子受到的磁场力不断减小，故C错误； D．在赤道正上方，地磁场的方向是由南向北的。若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，根据左手定则可以判断，负电荷会受到向西的洛伦兹力，粒子会向西偏转，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 [1]由图乙可知时刻质点M正从平衡位置向上振动；图甲中质点M位于处，根据“上下坡法”判断，若波沿x轴负方向传播，质点M处于“上坡”位置，此时质点的振动方向向上，与图乙信息完全吻合。所以该列波的传播方向为沿x轴负向，故AC错误，B正确。故选B。 [2]由图乙可知，质点振动的周期 振幅 9s内包含的周期数为 质点在一个完整周期内通过的路程为4A，因此总路程为 【小问4详解】 ①当返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，舱体仍以速度向下运动，此时线圈ab边切割磁感线的相对速度最大，感应电动势也达到最大值。根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的最大感应电动势为 由欧姆定律可得线圈中的最大感应电流为 ②电量的计算公式为 ，其中平均电流，平均感应电动势；整个过程中线圈磁通量的变化量 ，因此每个线圈中通过的电量为 对返回舱应用能量守恒定律，舱体减少的重力势能和动能全部转化为4个缓冲线圈的焦耳热，即 可得每个线圈产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $