上海市曹杨中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理（等级考）试卷
试卷更新日期：2024-06-04 类型：月考试卷
一、上海市曹杨中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试卷
-
1. 材料一：磁场的应用
物理学基础理论的重大进展往往能促进科学技术的发展，中国的科学家和工程师近年来对强磁场技术进行了广泛的研究和开发，在强磁场技术发展和进步的过程中自主研发了高强度磁共振成像技术，用于诊断心脑血管疾病和发现肿瘤等。
(1)、下列叙述中不符合物理学史实的有（ ）A、麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在 B、法拉第提出用电场线描绘电场的分布，极大促进了人们对电磁现象的研究 C、安培提出的“分子电流假说”，揭示了磁现象的电本质 D、库仑设计了“扭秤”，得到电荷间作用力与距离二次方成反比的规律(2)、如图所示，a、b和c三个完全相同的矩形绝缘线框与通电直导线在同一平面内，其中a关于直导线左右对称，b和c的右侧平行于直导线且在一直线上，通过a、b和c三个线框的磁通量分别为、和 ， 则（ ）
A、 B、 C、 D、(3)、磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图所示。如果只将刷卡速度改为 ， 线圈中的E-t关系图可能是（ ）
A、
B、
C、
D、
(4)、图（a）是扬声器的内部结构示意图，线圈两端加有与声音频率相同的电压。图（b）是动圈式话筒结构示意图，当有人在话筒前说话时，声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应的振动。扬声器和动圈式话筒工作原理分别是
（1）
（2）A．电流的磁效应
B．磁场对通电导体的作用
C．电磁感应
（3）直流电动机中换向器的作用是。
（4）甲图中是某交流电发电机的示意图，线圈所在位置（均选填“是”或“否”）为中性面；某时刻，从中性面位置开始计时，线圈产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示。在0~0.03s时间内闭合线圈中的感应电动势表达式为 V。
(5)、四根电阻均匀分布的电阻丝连接成一个闭合的正方形线框，O为正方形线框的中点。当大小为I的电流从a点流入d点流出时，ad边在O点产生的磁场方向为（选填“垂直于纸面向里”或“垂直于纸面向外”）。已知直导线在O点产生的磁场大小与流经导线的电流大小成正比，若ad边在O点产生的磁场磁感应强度为B，则整个线框在O点产生的磁场磁感应强度大小为。
2. 材料二：无线充电宝无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端 （手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。
(1)、第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz~5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）A、红外线的波长比无线电波的波长更长 B、遥控器是利用无线电波工作的 C、X 射线的频率比射线的频率小 D、医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒(2)、（1）理论上，只要电路中有振荡电路，就能向外辐射无线电波，但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的，因此我们可以采用开放电路、等方法有效地将电磁波发射出去；传输无线电波的方式有三种，其中依靠电离层反射来传播的叫；（2）可见光的波长范围是4×10-7m∼7×10-7m，其频率的数量级是 Hz；列举光和超声波的区别、。
（3）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2×10-3s
B.在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C.1×10-3s~2×10-3s间内，电流在减小
D.1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
(3)、某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电分别给同款手机充电。手机两次电量均从 1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（ ）
A、无线充电的平均电流更大 B、有线充电的电能更多 C、无线充电与有线充电平均功率的比值约为3：5 D、无线充电与有线充电平均功率的比值约为9：25(4)、某款无线充电宝具有磁吸功能，将手机倒吸在充电宝上也不会脱落，如图所示，则充电宝对手机产生个力的作用，增大手机屏幕与水平方向的夹角α，充电宝对手机的合力（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
(5)、如图所示，两个相同的灯泡L1、L2 ， 分别与定值电阻R 和自感线圈L串联，自感线圈的自感系数很大，电阻值与R相同，闭合电键S，电路稳定后两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A、闭合电键S 后，灯泡L2逐渐变亮 B、闭合电键S后， 灯泡L1、L2同时变亮 C、断开电键S后， 灯泡 L1、L2都逐渐变暗 D、断开电键S后，灯泡L1逐渐变暗，L2立即熄灭(6)、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1：23. 材料三 带电粒子在磁场中的运动(1)、图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹，a和b 是轨迹上的两点。云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直，粒子（ ）
A、由b点运动到a点，带正电 B、由b点运动到a点，带负电 C、由a 点运动到b点，带负电 D、由a点运动到b点，带正电(2)、如图所示，有一对平行金属板，两板相距d，电压为U，两板之间匀强磁场的磁感应强度大小为B0 ， 方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。平行金属板右侧圆形区域内也存在匀强磁场，圆心为O，半径为R，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A 点垂直于磁场的方向射入平行金属板间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF 与OD夹角θ=60°，不计离子重力。求：（1）离子速度v的大小；
（2）离子的比荷；
（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。
4. 材料四：电磁阻尼和电磁驱动(1)、楞次定律是定律的必然结果，在条形磁铁插入或抽出线圈时感应电流的磁场总是条形磁铁的运动，将其他形式的能转化为电能。(2)、如图，三个相同金属圆环a、b、c紧套在绝缘圆柱体上，圆环中通有相同大小的电流，其中a、b电流方向相反，a、c电流方向相同。已知环a对环c的安培力大小为F1 ， 环b对环c的安培力大小为F2 ， 则环c受到安培力的合力（ ）
A、大小为|F1+F2|，方向向左 B、大小为|F1+F2|，方向向右 C、大小为|F1-F2|，方向向左 D、大小为|F1-F2|，方向向右(3)、如图所示是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。当电磁铁通入电流时，可吸引或排斥上部的小磁铁，从而带动弹性金属片对橡皮碗下面的气室施加力的作用，达到对外充气的效果。回答下列问题：
（1）当电流从电磁铁的接线柱a流入时，发现小磁铁向下运动，则小磁铁的上端为
A． N极 B． S极
（2）通入充气泵的电流方向应该是
A．变化的 B．不变的
（3）为增强磁场，电磁铁的铁芯绕在磁性材料上，而磁性材料可分为硬磁性材料和软磁性材料。硬磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，仍保留剩磁；软磁性材料被磁场磁化后再撤去磁场，基本不保留剩磁。这种电磁铁的铁芯应该采用
A．软磁性材料 B．硬磁性材料
(4)、2022年4月16日上午，被称为“感觉良好”乘组的神舟十三号结束太空出差，顺利回到地球。为了能更安全着陆，现设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分：（1）缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；（2）返回舱，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为v0 ， 4台电磁缓冲装置结构相同，如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，线圈的电阻为R，ab边长为L，返回舱质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度为g ，一切摩擦阻力不计。
（1）返回舱下降过程中ab杆两端端的电势高，ab两端电势差为。
（2）下列关于电磁阻尼缓冲装置分析中正确的是
A．磁场方向反向后不能起到阻尼的作用
B．只增加导轨长度，可能使缓冲弹簧接触地面前速度为零
C．只增加磁场的磁感应强度，可使缓冲弹簧接触地面前速度减小
D．只增加闭合线圈电阻，可使缓冲弹簧接触地面前速度减小
（3）缓冲滑块着地时，求返回舱的加速度a。
（4）假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，试分析返回舱的运动情况及最终软着陆的速度v。
（5）若返回舱的速度大小从v0减到v的过程中，经历的时间为t，求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。（结果保留v）