2023-2024学年上海市控江中学高二下学期期中考试物理试卷含答案

这是一份2023-2024学年上海市控江中学高二下学期期中考试物理试卷含答案，共6页。试卷主要包含了C 8，乙、丙、丁；乙和丁 13，A 17等内容，欢迎下载使用。
光(21分)
可见光为我们呈现了色彩斑斓的世界和各种有趣的现象，其本质是一种电磁波，他们不仅能够产生反射、折射，还能产生干涉和衍射，能够传递能量，携带信息。
(3分)下面关于光的现象和原理说法不正确的是（ ）
A．原本透明的肥皂泡在阳光的照射下变得五彩斑斓主要是因为光的折射
B．激光防伪标识上的彩色图案是因为光的衍射
C．用“偏振片”可以检验并得到：光是横波
D．光波和超声波属于不同性质的波
(3分)某实验小组利用双缝干涉实验装置分别观察 a、b 两单色光的干涉条纹，发现在相同的条件下光屏上 a 光相邻两亮条纹的间距比 b 光的小。他们又将 a、b 光以相同的入射角由水斜射入空气，发现 a 光的折射角比 b 光的大，则（ ）
A．在空气中传播时，a 光的波长比 b 光的大
B．在空气中传播时，a 光的频率比 b 光的小
C．在水中传播时，a 光的速度比 b 光的大
D．由水射向空气时，a 光的全反射临界角比 b 光的小
(3分)用单色光做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ）
A. 中间的亮条纹宽，两侧的亮条纹越来越窄
B. 中间的亮条纹窄，两侧的亮条纹越来越宽
C. 遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 若改用白光做实验，不能获得干涉条纹
(3分)在单缝衍射实验中，仅减小缝宽，光屏上演示条纹的（ ）
A．间距变宽，光强增强B．间距变窄，光强增强
C．间距变宽，光强减弱D．间距变窄，光强减弱
(3分)某些特殊的人工材料，入射角 i 与折射角 r 依然满足 EQ \F(sin i,sin r) = n，但是折射线与入射线位于法线的同一侧，因此其折射率为负值（n < 0），称为负折射率材料。空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率 n = − 1.2，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是（ ）
α
β
γ
A
α
B
α
α
α
β
C
α
α
D
β
α
左面
右面
(6分)左图为在暗室中观察肥皂薄膜干涉的实验装置，灯芯上洒有食盐的酒精灯发出黄色火焰，在图示的情况下，从肥皂薄膜的_____（选填“右面”或“左面”）观察时，可看到黄黑相间的_______（选填“水平”、“竖直”或“倾斜”）干涉条纹，当用白光照射肥皂薄膜时，可观察到______（选填“黑白”或“彩色”）的干涉条纹。
电磁感应现象的应用(22分)
电磁学的规律从宏观到微观都有广泛的应用。如今，人类真正进入了电气时代。电磁感应现象的应用已经非常广泛，相关的现象也非常常见。
(3分)电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，下列说法正确的是（ ）
A．电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的 B．电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物
C．锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好 D．电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流
(4分)如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，请根据对电键的实验操作，分析灯L1、L2的亮度变化情况，并填入相匹配的现象前的字母：开关S闭合：灯L1 的亮度变化情况（ ）L2的亮度变化情况（ ）；开关S断开：灯L1 的亮度变化情况（ ）L2的亮度变化情况（ ）
A．慢慢变亮，然后亮度不变 B．立即变亮，最后亮度不变
C．立即变亮，然后慢慢熄灭
D．稍微变暗，然后亮度不变 E．立即熄灭
(3分)下列有关四幅图像的说法正确的是（ ）
A．图甲中振荡电路正在放电
B．图乙中的发电机是旋转磁极式发电机
C．图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失
D．图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关
(4分)（多选）图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW。下列说法中正确的有（ ）
A．用户端交流电的频率为50 Hz B．用户端电压为250 V
C．输电线中的电流为30 A D．输电线路损耗功率为180 kW
(8分)如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度B=0.12T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器：（1）以图示位置为开始计时，写出该发电机产生的感应电动势随时间 t 变化的表达式为 。
（2）若灯泡正常发光，则原副线圈的匝数比为 。
（3）若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数将______（选择：A．逐渐增强 B．逐渐减弱 C．保持不变）
（4）当若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡亮度将______（选择：A．变暗 B．变亮 C．不变）
电磁波的发射、传播与接收(20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。
(5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__________。
(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
(4分)(多选)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，以空间波的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
(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”)。
传感器(15分)
传感器的基本原理是能是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把他们按照一定的规律转换为便于传达和处理的可用信号输出。通常为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
(3分)关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是（ ）
A．非电信息→敏感元件→处理电路→电信息
B．电信息→处理电路→敏感元件→非电信息
C．非电信息→敏感元件→电信息→处理电路
D．非电信息→处理电路→敏感元件→电信息
(4分)（多选）如图．为探究霍尔效应，取一块长度为 a、宽度为 b、厚度为 d 的金属导体，给金属导体加与前后所在平面垂直的匀强磁场 B，且通以图示方向的电流 I 时，用电压表测得导体上、下平面 M、N 间的电压为 U。下列说法正确的是（ ）
A．M 平面的电势比 N 平面的电势低
B．M 平面的电势比 N 平面的电势高
C．导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大
D．导体中自由电子定向移动的速度 v = EQ \F(U,Bd)
(4分)传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“+”接线柱流进时指针向右偏，从“﹣”流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器的电容将减小
B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力F不再变化
(4分)图为某款身高体重测量仪。测量仪顶部向下发射传播速度为 v 的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔；质量为 m0 的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与其所受的压力成正比。当测重台不站人时，测量仪记录的时间间隔为 t0，输出电压为 U0；当某人站上测重台后，测量仪记录的时间间隔变为 t，输出电压变为 U，则此人的身高为________，质量为_________。
电磁感应(22分)
电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。
A
B
C
D
(4分)如图，载有固定条形磁铁的小车沿光滑倾斜直轨道依次穿过三个完全相同且等间距排列的线圈，该过程中 a、b 两点间电压 U 随时间 t 变化的图线可能为（ ）
(6分)如图所示，水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行、固定放置，间距d为0.5m，右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CF长为2m，CDEF区域内磁场的磁感强度B随时间t的变化如图。在t=0s时，一阻值为1Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从ab位置沿导轨向右运动，当金属棒从ab位置运动到EF位置过程中，小灯泡的亮度没有发生变化。则恒力F的大小为 N，金属棒的质量为 kg。
(12分)O
x
45°
v
a
b
如图，两根足够长的光滑金属轨道互相垂直地固定在水平面内，电阻不计。处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。将单位长度电阻为 r 的导体棒与轨道成 45° 放置于轨道上。t = 0 时导体棒位于 O 点位置，在水平拉力作用下，导体棒从 O 点沿 x 轴以速度 v 匀速向右运动。导体棒与轨道的交点为 a 与 b。
（1）t时刻导体棒中电流的大小 I 和方向；
（2）水平拉力 F 随时间 t 变化的关系式 F(t)；
（3）分析说明导体棒上产生的焦耳热 Q 随时间 t 变化的规律并画出大致图像。
控江中学2023-2024学年高二下学期期中考试答案
光
1.A 2.D 3.C 4.C 5.C 6.右面，水平，彩色
电磁感应现象的应用
7.C 8.C, B，C，E 9.D 10.AC
11.（1）e=502cs⁡(10t)（2）5：2（3）B（4）A
电磁波的发射、传播与接收
12.乙、丙、丁；乙和丁 13.D 14.ABD 15. 0.5 m，无线电波的分米波波段，不变，变短
传感器
16.A 17.AD 18.B 19. EQ \F(1,2) v(t0 − t)， EQ \F(U − U0,U0) m0
电磁感应
20.A 21.0.1 0.8
22．（1）导体棒切割磁感线产生的电动势为 E = BLv（1分）
回路电阻为 R = Lr （1分）
电路电流为 I = EQ \F(E,R) = EQ \F(BLv,Lr) = EQ \F(Bv,r) （1分）
由右手定则可知，电流方向：由 b 指向 a（1分）
（2）受力分析图（1分）
在 t 时刻，导体棒通过的位移为 x = vt
根据几何关系可得导体棒切割磁感线的长度为 L = 2x = 2vt（1分）
由匀速运动可知
F = FA（1分）
FA = BIL（1分）
F = B· EQ \F(Bv,r) ·2vt = EQ \F(2B2v2,r) t（1分）
（3）t 时刻电功率为
P = I2R = （ EQ \F(Bv,r) ）2·2vtr = EQ \F(2B2v3,r) t（1分）
可得 t 时间内，导体棒上的热功率 P ∝ t，所以 P = EQ \F(P,2)
Q = Pt = EQ \F(P,2) t = EQ \F(B2v3,r) t2（1分）
焦耳热 Q 与时间的二次方 t2 成正比，Q – t 图像大致为
Q
t
O
抛物线
（2分）