江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷（含答案）

江苏省苏州市2023-2024学年高二下学期期中调研物理试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二总分评分一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分，每小题只有一个选项符合题意。1．关于传感器及其应用，下列说法正确是（）A．干簧管是利用电磁感应原理控制电路通断B．机器人“眼睛”利用了光传感器C．红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度D．话筒是一种能够将电信号转换为声音信号的传感器2．电磁炉利用电磁感应产生的涡流，使锅底发热从而加热食物，下列有关说法正确的是（）A．锅底中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C．环保绝缘材料制成的锅底都可以利用电磁炉来烹饪食物D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗3．以下说法不正确的是（）A．雷达利用中波来测定物体位置B．波长最短的电磁辐射是γ射线C．人体接收适量紫外线照射可促进钙的吸收D．人们可利用X射线来探测金属构件内部缺陷4．某电阻的阻值为10Ω，通过的交变电流如图所示。下列说法正确的是（）A．该电流方向每秒改变50次B．该电流的瞬值表达式i=5C．并联在该电阻两端的交流电压表示数为50VD．该电阻消耗的电功率为500W5．如图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且轴线与胶木圆盘A的轴线OO'重合，现使胶木圆盘A由静止开始绕其轴线A．环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大B．环B内有顺时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小C．环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力增大D．环B内有逆时针方向电流（俯视），丝线受到的拉力减小6．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（）A．电容器正在充电B．电路中的电场能正在增大C．电容器上极板带正电D．电容器两极板间的电场强度正在减小7．如图，当车辆驶入或驶出圆形区域时，车辆会改变区域内通电线圈中的磁场，通过传感器电路将磁场的变化转换为交通灯的控制信号，车辆驶入图中圆形区域时，车辆引起磁场变化的原因最类似于（）A．减小通电线圈的面积 B．加大通电线圈的压力C．将铁芯放入通电线圈 D．增加通电线圈的匝数8．如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OC导体捧长为2l，O端位于圆心，棒的中点A位于磁场区域的边缘，现使导体棒绕O点在纸面内以角速度ω逆时针匀速转动，O、A、C点电势分别为φO、φA、A．φO>φCE=1C．φO<φAE=Bωl9．如图所示，电键S原来断开，电源及线圈、导线电阻均不计，电路中电流大小为I，现在闭合电键S将一个电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，该自感电动势（）A．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于IB．有阻碍电流增大的作用，最后电流增大到2IC．有阻碍电流减小的作用，最后电流由I减小为零D．有阻碍电流变化的作用，因而电流保持为I不变10．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以一定的初速度穿越匀强磁场区域，已知磁场区域宽度大于线圈宽度，则线圈进、出磁场的两个过程中（）A．平均加速度相等 B．克服安培力做功相等C．速度的变化量相同 D．通过线圈的电荷量不相等11．如图所示，竖直向上的匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有电容器，不计电阻的金属棒ab静止在导轨上，棒与导轨垂直。t=0时，棒在重物的牵引下开始向右运动，t=tA． B．C． D．二、非选择题：共5题，共56分，其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12．用如图（甲）所示的可拆变压器进行“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验。（1）关于此实验，下列说法正确的是____A．原线圈可直接接入220V交流电路B．为了保证人身安全，要使用低压直流电源C．用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载D．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电（2）甲同学将变压器按照要求组装好后，原线圈接“0”“4”接线柱，副线圈接“0”“14”接线柱，此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，示数如图（乙）所示，其读数值为V（保留1位小数），此时副线圈输出的电压理论上与最接近。（选填下列选项）A.0VB.1.2VC.14VD.18.2V（3）乙同学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U2随时间变化的图像如图（丙）所示，在tA．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数（4）等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。理想变压器是一种理想化模型。如图（丁）所示，某用电器可以等效为右侧电路，若原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0和电阻R013．如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端连接一个电阻为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后灯泡保持额定功率正常发光，重力加速度为g。求：（1）小灯泡正常发光时导体棒的运动速率；（2）小灯泡正常发光时功率的大小。14．某半径为r的闭合导体圆环，电阻为R。将圆环垂直磁场方向置于一匀强磁场中，当磁感应强度大小B随时间t按照B=B0−B0（1）圆环中的感应电动势E和感应电流I各为多大？（2）在t=t15．如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积S=0.03m2，匝数N=100匝，匀强磁场的磁感应强度大小B=2πT，输电导线的总电阻R=10Ω（1）发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式；（2）在输电线路上所损耗的电功率ΔP；（3）与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率PY16．如图所示，平行光滑金属导轨间距为L，处在竖直向上的匀强磁场中，两导体棒ab、cd垂直导轨平行放置，与导轨始终接触良好，其中棒ab质量为m，棒cd质量为2m，两棒接入电路的电阻均为R0（1）匀强磁场的磁感应强度大小；（2）解除锁定前导体棒ab前进的距离及此过程中回路产生的焦耳热；（3）在经过足够长时间后，两导体棒各做什么性质的运动？此时回路中的电流为多大？（两棒仍然处在匀强磁场中）

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；

B．机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；

C．红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；

D．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故D错误。

故答案为：B。

【分析】本题考查传感器在生活中的应用以及红外线，红外线具有热效应。2．【答案】A【解析】【解答】A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A正确；

B．直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁炉不能使用直流电，故B错误；

C．锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；

D．电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，电磁炉上表面要用绝缘材料制作，D错误。

故答案为：A。

【分析】电磁炉利用锅中产生的涡流工作，磁场变化的频率越大，涡流越强。3．【答案】A【解析】【解答】A．雷达利用频率极高的微波来测定物体位置，A错误，符合题意；

B．由电磁波谱可知，波长最短的电磁辐射是γ射线，B正确，不符合题意；

C．人体接收适量紫外线照射可促进钙的吸收，C正确，不符合题意；

D．人们可利用X射线来探测金属构件内部缺陷，D正确，不符合题意。

故答案为：A。

【分析】本题考查电磁波在生活中的应用，雷达利用微波来测定物体位置。4．【答案】C【解析】【解答】A．该交流电的周期为0.02s，每个周期内电流方向改变2次，则该电流方向每秒改变100次，选项A错误；B．因ω=该电流的瞬值表达式i=5选项B错误；C．并联在该电阻两端的交流电压表示数为U=IR=选项C正确；D．该电阻消耗的电功率为P=IU=5×50W=250W选项D错误。故答案为：C。【分析】通过的交变电流的图像求解，电压表电流表显示的都是交变电流相关物理量的有效值，不是最大值。5．【答案】D【解析】【解答】胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律可知环B内有逆时针方向电流（俯视）；根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小。

故答案为：D。

【分析】本题考查楞次定律以及电磁驱动的相关应用，圆盘加速转动会导致形成的环形电流逐渐变大，磁通量变大。6．【答案】D【解析】【解答】因为电路中的电流正在增加，可知电容器正在放电，电路中的电场能正在减小，极板带电量正在减小，则两极板间的电场强度正在减小，由右手螺旋定则可知，回路中的电流为顺时针方向，电容器下极板带正电，故选项ABC错误，D正确。

故答案为：D。

【分析】电路中的电流正在增加，电容器正在放电，电场能正在减小，磁场能增加，结合楞次定律以及安培定则求解。7．【答案】C【解析】【解答】车辆驶入图中圆形区域时，车辆上大部分是金属，车辆通过通电线圈中的磁场时，在车辆上产生电磁感应现象，即产生感应电流，感应电流的磁场引起通电线圈中的磁场变化，此过程最类似于铁芯放入通电线圈，铁芯的磁通量变化，在铁芯上会产生感应电流，从而改变通电线圈中的磁场。

故答案为：C。

【分析】车辆上大部分是金属，车辆引起磁场变化的原因最类似于，铁芯放入通电线圈，铁芯的磁通量变化，在铁芯上会产生感应电流。8．【答案】A【解析】【解答】导体棒绕O点逆时针匀速转动时，导体棒切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，由右手定则可知，O点电势高于A点电势，即

φO>φA

AC段不切割磁感线，不产生感应电动势，也没有电流产生，因此A、C两点是等电势，则有

φC=v=ω×则导体棒切割磁感线产生感应电动势大小为E=Blv=故答案为：A。【分析】导体棒绕O点逆时针匀速转动时，导体棒切割磁感线，产生感应电动势，导体棒产生的感应电动势等于E=19．【答案】B【解析】【解答】由于开关的闭合，使得电流增加，则线圈产生反感电动势，有阻碍电流的作用，但只是减缓电流的增大，由于电阻减半，所以最后电流慢慢增加到2倍。

故答案为：B。

【分析】感应电流会阻碍磁通量的变化，但不是阻止磁通量的变化。10．【答案】C【解析】【解答】A．进入磁场时线圈的平均速度较大，时间较小，速度变化相同，可知进入磁场时平均加速度较大，故A错误；B．进入磁场过程中线圈平均速度较大，平均电流较大，则进入磁场时的安培力大于离开磁场过程中的安培力，位移相同，可知安培力做功不相等，故B错误。CD．设线圈进入磁场前的速度为v0、完全进入磁场的速度为v、完全离开磁场的速度为v1，前后两边的长度为L1，上下两边的长度为L2，磁感应强度为B。取向右为正，根据动量定理可得：进入磁场过程中−B其中I离开磁场过程中−B其中I所以有mv−m解得v−故速度变化相同，通过线圈的电荷量相等，故C正确，D错误；。故答案为：C。【分析】本题考查动量定理在电磁感应现象中的相关应用，安培力的冲量中含有电荷量，电荷量同时可以用平均电流乘以时间求解。11．【答案】A【解析】【解答】A．设重物质量m0，导体棒质量m，则在任意时刻，对导体棒和重物的整体，根据牛顿第二定律有m在极短一段时间Δt内，导体棒中的感应电流I=Δq=CΔU在Δt时间内，有ΔU=ΔE=BLΔva=联立上式可得a=导体棒先做匀加速运动，后做匀速运动，选项A正确；B．电容器所带的电荷量，开始时q=CU=CBLat随时间逐渐增加，当重物落地后导体棒匀速运动时，电容器两板间电压保持不变，选项B错误；C．棒中安培力的冲量大小I=则在重物落地之前，棒中安培力的冲量随时间均匀增加，选项C错误；D．安培力的功W=则在重物落地之前W-t图像为抛物线，重物落地后安培力为零，则安培力的功为零，选项D错误。故答案为：A。【分析】重物落地之前导体棒一直做匀加速运动，重物落地后，因导体棒两端的电压等于电容器两板间的电压，则导体棒将匀速运动。求出物理量之间的函数关系式然后确定函数图象。12．【答案】（1）C；D（2）4.（3）B（4）(【解析】【解答】（1）AB．为了保证人身安全，原线圈要使用低压交流电源，不可直接接入220V交流电路，选项AB错误；C．因线圈中导线有电阻，所以用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载，选项C正确；D．即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，故D正确。故答案为CD。（2）此时接在原线圈两端的交流电压表量程为10V，读数值为4.4V；根据U解得U即此时副线圈输出的电压理论上与14V最接近，故答案为：C。（3）A．只增大交流电源的频率，不能改变副线圈输出电压U2，故A错误；B．拧紧了松动的铁芯，副线圈磁通量增加，则输出电压U2增大，故B正确；CD．由图知，t1时刻前的电压值小于t2时刻后的电压值，而周期不变，根据U减少了副线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，若增加了原线圈的匝数，副线圈输出电压U2减小，故CD错误；故答案为：B。（4）把变压器和R等效为一个电阻R等效，R0当作电源内阻，当内外电阻相等即R0U得U根据理想变压器电流与匝数比的关系I原线圈的等效电阻R当R0R电阻R上获得的功率最大；解得R=【分析】（1）变压器不能改变直流电流的电压，电压表测副线圈两端电压时，副线圈应空载。

（2）原副线圈电压之比等于匝数比。

（3）拧紧了松动的铁芯，副线圈磁通量增加，铁芯可以减少漏磁。

（4）理想变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数的反比。13．【答案】（1）解：金属棒下落过程中，当灯泡保持额定功率正常发光时，可知此时金属棒匀速下落，速度达到最大，则有金属棒所受安培力大小等于重力，则有BIL=mg其中I=联立解得导体棒的运动速率v（2）解：由题意可知，当灯泡保持额定功率正常发光时，灯泡两端的电压等于电动势，则有小灯泡正常发光时功率的大小为P=【解析】【分析】（1）当灯泡保持额定功率正常发光时，此时金属棒匀速下落，速度达到最大，则有金属棒所受安培力大小等于重力。

（2）当灯泡保持额定功率正常发光时，灯泡两端的电压等于电动势，灯泡为纯电阻，利用电功率公式求解小灯泡正常发光时功率的大小。14．【答案】（1）解：根据法拉第电磁感应定律，圆环中的感应电动势为E=其中S=π解得E=感应电流I为I=（2）解：取圆环上长度为Δl的一段，安培力使得圆环由扩张的趋势，则安培力沿半径向外，该小段圆环所受张力T，如图所示该圆弧所对圆心角为Δθ，两侧张力T夹角为α，由平衡条件可得BIΔl=2T由几何关系可知α+Δθ=π当Δθ很小时cos解得BIΔl=2T即T=根据Δl=rΔθ联立，解得T=BIrt=tB=解得T=【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，利用欧姆定律求解感应电流。

（2）安培力使得圆环由扩张的趋势，则安培力沿半径向外，利用几何关系求解T与B的函数关系式，代入对应时刻B的大小即可。15．【答案】（1）解：发电机线圈产生的最大感应电动势E线圈从中性面开始计时，可知在t=0时刻，电动势是零，则感应电动势e随时间t变化的关系式为e=（2）解：降压变压器的原、副线圈电压比等于匝数比，则有U则降压变压器原线