莱西市2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
本试卷共100分，考试时间90分钟．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1. 电磁波传播过程中，电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，电磁波是电波和磁波二者的总称，有时可直接简称为电波．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
B. 常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机
C. 电磁波的波长越长，其能量子的能量越低
D. 电磁波在真空和介质中传播速度相同
2. 我国新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高压直流箱电工程．这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程．如图是交流特高压α和直流特高压输电b的年耗费与输电距离的对比图．下列说法正确的是（ ）
A. “西电东送”直流高压输电不需要使用变压器
B. 相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少
C. 直流特高压输电的线路上没有电能的损耗
D. 直流特高压输电在近距离输电上经济效益更高些
3. 为了研究电磁炉工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是（ ）
A. 增大交流电源的频率
B. 把不锈钢锅换成铜锅
C. 将电源换成电动势更大的直流电源
D. 把线圈内部铁芯去掉
4. 如图所示，把开关K闭合后，要使Q线圈产生图示方向的电流，下面采用的方法不正确的是（ ）
A. 把Q靠近P
B. 把P中的铁心从左边抽出
C. 把R的滑片右移
D. 开关K断开瞬间
5. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示，已知小球质量为，弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（ ）
A. 振子（小球）的位移随时间变化的关系式为
B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加
C. 小球的最大加速度为
D. 该小球在0~20s内的位移为100cm
6. 汽油发动机内经过压缩的汽油与空气的混合物，需要火花塞来点燃。某汽油发动机火花塞需要高达10kV的电压才能点火，一同学设计了如图所示的点火电路。已知直流电源的电压为12V，升压变压器的输出端接到火花塞上，开关是自动控制的。下列说法正确的是（ ）
A. 两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压
B. 图（a）和（b）的电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压
C. 图（a）的电路中，在开关断开瞬间，输出端会产生高压
D. 图（b）的电路中，在开关断开瞬间，输出端会产生高压
7. 如图所示，电压表、电流表均为理想电表，R是光敏电阻，光照增强时电阻变大，理想变压器原、副线圈的匝数之比．原线圈接入“220V，50Hz”的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）
A. 若照射R光照减弱，则电流表示数将减小
B. 当电阻R=20Ω时，电流表的示数为11A
C. 把电流表换成二极管时，电压表V的示数为11V
D. 把电流表换成二极管时，电压表V的示数为
8. 如图所示，导体小球A在光滑的绝缘水平圆形轨道上处于静止状态，现在使小球正上方的条形磁铁在轨道正上方做匀速圆周运动，转速为n。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁转动过程中远离小球时小球加速，靠近小球时小球减速
B. 安培力对小球做功大于小球动能的增加
C. 安培力对小球做的功等于小球内部产生的焦耳热和小球动能的增量
D. 运动稳定后，小球的转速最后等于n
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，边长为a的正方形线框电阻为R，线框左半部分有垂直线框平面的匀强磁场，MN分别为线框两边的中点，磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 0到时间内磁通量的变化量为
B. 0到与到时间内线框中感应电流方向相同
C. 到时间内线框中点电势始终比点电势高
D. 过程，线框中感应电流恒为
10. 如图所示，电池的电动势为，内电阻为，电容器的电容为，绕在铁芯上的理想线图电感为，其直流电阻为零。开始电路中开关断开，闭合。在时刻，断开，闭合，此后回路中出现了振荡电流。若不计电磁波的辐射能量，电路中电阻的存在不会影响振荡电路的震荡频率。则下列说法正确的是（ ）
A. 闭合的瞬间，线圈中产生的感应电动势为
B. 时刻，电容器带电量为零
C. 时刻，电感线圈中产生的自感电动势为零
D. 电路最后达到的状态是两端的电势差恒为零
11. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，原理如图．图中电磁铁的励磁电流是交变电流，电子枪每次选择时机注入电子束并使它被涡旋电场加速．电子束通常在真空室内绕行几十万圈后，在电场尚未改变方向前被从加速器中引出，成为高能电子．如图所示电子正在真空室中沿逆时针做半经不变的加速圆周运动，下列说法正确的有（ ）
A. 图中励磁线圈内的交变电流正在增大
B. 电子在圆形轨道上加速时，轨道处的磁场必须是逐渐增大的
C. 圆形轨道沿着电子的加速运动方向电势越来越高
D. 若电流i是正弦交流电，该加速器每个周期T内只有的时间能使电子加速
12. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻．质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中．开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S，在以后的整个电路动态变化中，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S中的电流一定大于电阻R中的电流
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力为0
D. 电阻R产生焦耳热大于导体棒上产生焦耳热
三、非选择题，共6小题，共60分．
13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小张同学利用如图甲所示可拆式变压器进行研究。
①实验还需要的器材是________。
A．直流电压表 B.直流电流表 C.多用电表 D.条形磁铁
②正确选择器材后，将上图中变压器的原线圈接线0、8接线柱，与直流电压相连（如图乙），副线圈接线0、4接线柱，则副线圈所接电表的示数是________。
A． B. C. D.0
14. 用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为______cm；
（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为______。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”），图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
15. 某光伏电站功率是200kW，电压为12V直流，送往外地时，先通过逆变器转化为200V的交流电（能量转化效率为80%），然后经变压器I升压，通过总电阻为r=50Ω的输电线路送往用户，再经变压器Ⅱ降为220V电压供用户使用，如图所示．已知输电线上损失的功率为3200W，求：
（1）变压器Ⅱ的原、副线圈匝数之比；
（2）变压器Ⅱ副线圈中的电流大小。
16. 如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度随时间按图乙正弦规律变化，其中。已知受电线圈的匝数为匝，所围面积为，电阻。现在受电线圈的c，d两端接一阻值的小灯泡。求：
（1）受电线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）在1分钟内，电阻上产生的热量；
（3）从到半个周期内，通过小灯泡的电荷量。（结果可用表示）
17. 如图导体棒受外力作用在圆形轨道所围磁场中绕端点以角速度，沿逆时针匀速转动。磁场区域的半径为，第一和第三象限的磁感应强度为，第二和第四象限的磁感应强度为，磁场均垂直于轨道平面，方向如图，导体棒两端分别与圆心和金属导轨良好接触，接入电路中的电阻为，外电路电阻，电且与圆心和导轨上的N点连接，不计一切摩擦。求：
（1）图中所示时刻导体棒OM两点之间的电势差；（为此时导轨上的接触点）
（2）若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定中电流向右为正方向，画出导体棒转动一周的过程中，外电路电阻中电流i随时间t变化的图像；
（3）图中理想电流表的示数（结果保留1位小数）；
（4）为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功。
18. 如图所示，平行的金属窄导轨、宽导轨由导线相连并固定在水平面内，处于竖直向下的匀强磁场中，两相同匀质导体棒a、b垂直放置在水平导轨上，处于静止。现给导体棒a一个水平向右的初速度，使其在窄导轨上开始运动．在导体棒运动过程中，发现导体棒a未到两导轨连接处时已开始做匀速运动。导体棒a经过两导轨连接处后继续在宽导轨上运动。已知窄导轨间距为L，宽导轨间距为2L，磁感应强度大小为B。两导体棒长度均为2L，质量均为m，电阻均为R，不计其它各处电阻。导体棒一直与导轨垂直且接触良好。求：
（1）导体棒a在磁场中运动的最大加速度；
（2）导体棒a在窄导轨上达到稳定状态时，导体棒b的速度大小；
（3）导体棒a经过两导轨连接处（无能量损失）之后通过导体棒a的电荷量及导体棒a上产生的热量。莱西市2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
本试卷共100分，考试时间90分钟．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1. 电磁波传播过程中，电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，电磁波是电波和磁波二者的总称，有时可直接简称为电波．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波存在
B. 常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机
C. 电磁波的波长越长，其能量子的能量越低
D. 电磁波在真空和介质中传播速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故Ａ错误；
B．遥控器通过发出红外线脉冲信号遥控电视机，因红外线波长较长，容易发生衍射现象，故Ｂ错误；
C．电磁波的波长越长，频率越小，根据，则其能量子的能量越低，故Ｃ正确；
D．电磁波在真空中的传播速度大于在介质中传播速度，故Ｄ错误。
故选Ｃ。
2. 我国新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高压直流箱电工程．这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程．如图是交流特高压α和直流特高压输电b的年耗费与输电距离的对比图．下列说法正确的是（ ）
A. “西电东送”直流高压输电不需要使用变压器
B. 相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少
C. 直流特高压输电的线路上没有电能的损耗
D. 直流特高压输电在近距离输电上经济效益更高些
【答案】B
【解析】
【详解】A．要想改变电压，采用高压输电必须要使用变压器，故A错误；
B．感抗大小与交流电的频率有关，则相同输电距离直流输电线路的感抗比交流输电少，故B正确；
C．直流特高压输电的线路上因输电线有电阻，则仍有电能的损耗，故C错误；
D．由图可知，直流特高压输电在近距离输电上年消耗过大，经济效益更低些，故D错误。
故选B。
3. 为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是（ ）
A. 增大交流电源的频率
B. 把不锈钢锅换成铜锅
C. 将电源换成电动势更大的直流电源
D. 把线圈内部铁芯去掉
【答案】A
【解析】
【详解】A．当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，电流增大，热功率增大，故A正确；
B．铜不磁性材料，把不锈钢锅换成铜锅，则不会产生涡流，则不发热，故B错误；
C．换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会有感应电流，热功率为0，故C错误；
D．把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，把开关K闭合后，要使Q线圈产生图示方向的电流，下面采用的方法不正确的是（ ）
A. 把Q靠近P
B. 把P中的铁心从左边抽出
C. 把R的滑片右移
D. 开关K断开的瞬间
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据右手螺旋定则，线圈P中产生的磁场左侧为N极，右侧为S极，则把Q靠近P时，穿过Q的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，线圈Q中产生与图中相反方向的感应电流，故A错误，符合题意；
B．把P中的铁心从左边抽出，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故B正确，不符合题意；
C．把R的滑片右移，则P中电流减弱，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故C正确，不符合题意；
D．开关K断开的瞬间，则穿过Q的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，线圈Q中产生图中方向的感应电流，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 竖直方向振动的弹簧振子及其振动图像如图所示，已知小球质量为，弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（ ）
A. 振子（小球）的位移随时间变化的关系式为
B. 在第1s末到第2s末这段时间内，小球的动能在减少、弹性势能在增加
C. 小球的最大加速度为
D. 该小球在0~20s内的位移为100cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，小球振动的周期T为4s，振幅A为5cm，则小球的位移随时间变化的关系式为
故A错误；
B．在第1s末到第2s末这段时间内，小球从最大位移运动到平衡位置，则小球的动能在增加、弹性势能在减小，故B错误；
C．小球在最大位移处时受到的弹力最大为
则根据牛顿第二定律可得，小球的最大加速度为
故C正确；
D．由图可知，小球在4s时的位移为零。小球周期为4s，20s即为4个周期，所以该小球在0~20s内的位移为零，故D错误。
故选C。
6. 汽油发动机内经过压缩的汽油与空气的混合物，需要火花塞来点燃。某汽油发动机火花塞需要高达10kV的电压才能点火，一同学设计了如图所示的点火电路。已知直流电源的电压为12V，升压变压器的输出端接到火花塞上，开关是自动控制的。下列说法正确的是（ ）
A. 两电路都不可能使火花塞点火，因为变压器不能改变直流电压
B. 图（a）和（b）的电路中，保持开关闭合，输出端都会获得持续的高压
C. 图（a）的电路中，在开关断开瞬间，输出端会产生高压
D. 图（b）的电路中，在开关断开瞬间，输出端会产生高压
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】变压器是改变交流电的电压的设备，由图可知，当图（a）中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化，进而引起右侧的线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，该电动势以高压的形式对外输出，即可使火花塞产生高压点火。而图（b）中，右侧没有电流，所以右侧的开关的接通与断开不能引起电流的变化，所以图（b）不能使火花塞点火。
故选C。
7. 如图所示，电压表、电流表均为理想电表，R是光敏电阻，光照增强时电阻变大，理想变压器原、副线圈的匝数之比．原线圈接入“220V，50Hz”的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）
A. 若照射R的光照减弱，则电流表示数将减小
B. 当电阻R=20Ω时，电流表的示数为11A
C. 把电流表换成二极管时，电压表V的示数为11V
D. 把电流表换成二极管时，电压表V的示数为
【答案】D
【解析】
【详解】A．若照射R的光照减弱，则电阻减小，次级电流变大，则初级电流也变大，则电流表示数将变大，故A错误；
B．次级电压为
当电阻R=20Ω时，根据
解得电流表的示数为
I1=011A
故B错误；
CD．把电流表换成二极管时，则
可得初级电压为
电压表V的示数为
故C错误，D正确。
故选D。
8. 如图所示，导体小球A在光滑的绝缘水平圆形轨道上处于静止状态，现在使小球正上方的条形磁铁在轨道正上方做匀速圆周运动，转速为n。关于小球的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁转动过程中远离小球时小球加速，靠近小球时小球减速
B. 安培力对小球做的功大于小球动能的增加
C. 安培力对小球做的功等于小球内部产生的焦耳热和小球动能的增量
D. 运动稳定后，小球的转速最后等于n
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁铁转动过程中无论远离还是靠近小球，小球在安培力作用下都加速运动，故A错误；
BC．安培力对小球做的功等于小球动能的增加，故BC错误；
D．运动稳定后，小球的转速最后等于与磁铁的转速相同，安培力为零，故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9. 如图甲所示，边长为a的正方形线框电阻为R，线框左半部分有垂直线框平面的匀强磁场，MN分别为线框两边的中点，磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 0到时间内磁通量的变化量为
B. 0到与到时间内线框中感应电流方向相同
C. 到时间内线框中点电势始终比点电势高
D. 过程，线框中感应电流恒为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．0到时间内磁通量的变化量为
故A错误；
B．根据楞次定律，0到时间内磁通量向里减小，在到时间内磁通量向外增加，则0到与到时间内线框中感应电流方向相同，均为顺时针方向，故B正确；
C．根据楞次定律，到时间内线框中感应电流为顺时针方向，则点电势始终比点电势高，故C正确；
D．过程，线框中感应电流恒为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，电池的电动势为，内电阻为，电容器的电容为，绕在铁芯上的理想线图电感为，其直流电阻为零。开始电路中开关断开，闭合。在时刻，断开，闭合，此后回路中出现了振荡电流。若不计电磁波的辐射能量，电路中电阻的存在不会影响振荡电路的震荡频率。则下列说法正确的是（ ）
A. 闭合的瞬间，线圈中产生的感应电动势为
B. 时刻，电容器带电量为零
C. 时刻，电感线圈中产生自感电动势为零
D. 电路最后达到的状态是两端的电势差恒为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A．闭合的瞬间，电容器开始放电，此时放电电流为零，线圈中产生的感应电动势为，故A正确；
BC．时刻，即经历，电容器刚好反向充电结束，电容器带电量不为零，此时充电电流为零，线圈中产生的感应电动势为，故BC错误；
D．振荡电路中电阻产生焦耳热，能量逐渐减少，直至不再震荡，电路最后达到的状态是两端的电势差恒为零，故D正确。
故选AD。
11. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备，原理如图．图中电磁铁的励磁电流是交变电流，电子枪每次选择时机注入电子束并使它被涡旋电场加速．电子束通常在真空室内绕行几十万圈后，在电场尚未改变方向前被从加速器中引出，成为高能电子．如图所示电子正在真空室中沿逆时针做半经不变的加速圆周运动，下列说法正确的有（ ）
A. 图中励磁线圈内的交变电流正在增大
B. 电子在圆形轨道上加速时，轨道处的磁场必须是逐渐增大的
C. 圆形轨道沿着电子的加速运动方向电势越来越高
D. 若电流i是正弦交流电，该加速器每个周期T内只有的时间能使电子加速
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．电子正在真空室中沿逆时针做半经不变的加速圆周运动，可知产生的感应电场为顺时针方向，根据楞次定律可知，图中励磁线圈内的交变电流正在增大，选项A正确；
B．粒子在电场中逐渐被加速，则做圆周运动需要的向心力增大，因洛伦兹力提供向心力，则要求轨道处的磁场是逐渐增大的，选项B正确；
C．在磁场变化时产生的电场与静电场不同，它的电场线是闭合的，我们把这样的电场叫做感生电场，也称涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。这使得电子在涡旋电场中受到的电场力做的功与其运动路径有关。比如电子在涡旋电场中沿着导线环运动一周，电场力做的功不为零，而在静电场中电子沿着导线环运动一周，其电场力做功为零。所以在涡旋电场中我们不能建立“电势”和“电势能”的概念。则电子在环形感应电场中被加速，则圆形轨道沿着电子的加速运动方向不能判断电势高低，选项C错误；
D．若电流i是正弦交流电，该加速器每个周期T内右两个的时间都能使电子加速，选项D错误。
故选AB。
12. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为C的电容器和阻值为R的电阻．质量为m、阻值也为R的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中．开始时，电容器所带的电荷量为Q，合上开关S，在以后的整个电路动态变化中，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S中的电流一定大于电阻R中的电流
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力为0
D. 电阻R产生焦耳热大于导体棒上产生焦耳热
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．开始时导体棒上电流从M到N，导体棒受安培力水平向右，导体棒加速，同时导体棒切割磁感线产生电动势，回路里电流减小，当导体棒产生的电动势与电容器板间电压相等时，回路电流为零，导体棒速度达到最大，此时安培力为零，因中间有电阻R相联接，电容器与电阻R形成各自的回路，电容放电，导体棒中电流反向，所受安培力反向，所以之后导体棒MN一直减速，直到速度变为零，电容的电量为零，最终电能和动能全部转化为内能，则开始时通过电键S的电流等于R和导体棒上电流之和，后来通过R的电流等于S的电流和导体棒的电流之和，故AB错误，C正确。
D．因为在MN加速阶段，由于MN存在反电动势，所以通过MN的电流要比通过R上的电流要小，所以电阻R消耗的电能大于MN上消耗的电能，故加速阶段电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热；当安培力为零后，MN开始减速直到速度为0，此时电容器的电流和导体棒的电流都流经电阻R，此时电阻R上的电流仍然大于导体棒上的电流，故该阶段电阻R上产生的焦耳热也大于导体棒MN上产生的焦耳热，则整个过程中电阻R产生焦耳热大于导体棒上产生焦耳热，故D正确。
故选CD。
三、非选择题，共6小题，共60分．
13. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小张同学利用如图甲所示可拆式变压器进行研究。
①实验还需要的器材是________。
A．直流电压表 B.直流电流表 C.多用电表 D.条形磁铁
②正确选择器材后，将上图中变压器的原线圈接线0、8接线柱，与直流电压相连（如图乙），副线圈接线0、4接线柱，则副线圈所接电表的示数是________。
A． B. C. D.0
【答案】 ①. C ②. D
【解析】
【详解】①[1]实验测量的电压是交流电压，选择多用电表的电压挡测量，故选C；
②[2]根据实验电路连接图，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端电压为0。
故选D。
14. 用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为______cm；
（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为______。
（3）若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，用完全相同的操作重新完成实验，图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”），图像中将______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】 ①. 1.87 ②. 2t0 ③. 变小 ④. 变小
【解析】
【详解】（1）[1]摆球的直径为
d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm
（2）[2]由图可知，该单摆的周期为
T=2t0
（3）[3]若把该装置放到正在匀加速上升的电梯中，则等效重力加速度变为
g＇=g+a>g
则用完全相同的操作重新完成实验，则摆球经过最低点时的速度变大，则遮光时间变短，即图像中将变小，单摆的周期
变小，可知图像中将变小。
15. 某光伏电站的功率是200kW，电压为12V直流，送往外地时，先通过逆变器转化为200V的交流电（能量转化效率为80%），然后经变压器I升压，通过总电阻为r=50Ω的输电线路送往用户，再经变压器Ⅱ降为220V电压供用户使用，如图所示．已知输电线上损失的功率为3200W，求：
（1）变压器Ⅱ的原、副线圈匝数之比；
（2）变压器Ⅱ副线圈中的电流大小。
【答案】（1）980:11；（2）712.7A
【解析】
详解】（1）根据题意
输电线上损失的功率
解得
解得
变压器II的原、副线圈匝数之比
（2）用户得到的功率
解得
16. 如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度随时间按图乙正弦规律变化，其中。已知受电线圈的匝数为匝，所围面积为，电阻。现在受电线圈的c，d两端接一阻值的小灯泡。求：
（1）受电线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）在1分钟内，电阻上产生的热量；
（3）从到半个周期内，通过小灯泡的电荷量。（结果可用表示）
【答案】（1）5V；（2）135J；（3）
【解析】
【详解】（1）根据正弦交流电产生的原理，由法拉第电磁感应定律得，受电线圈中产生感应电动势的最大值为
（2）根据闭合电路的欧姆定律得，感应电流的最大值为
感应电流的有效值为
由焦耳定律，1分钟内电阻上产生的热量为
（3）从到时间内磁通量的变化量为
由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路得欧姆定律得
通过小灯泡的电荷量为
17. 如图导体棒受外力作用在圆形轨道所围磁场中绕端点以角速度，沿逆时针匀速转动。磁场区域的半径为，第一和第三象限的磁感应强度为，第二和第四象限的磁感应强度为，磁场均垂直于轨道平面，方向如图，导体棒两端分别与圆心和金属导轨良好接触，接入电路中的电阻为，外电路电阻，电且与圆心和导轨上的N点连接，不计一切摩擦。求：
（1）图中所示时刻导体棒OM两点之间的电势差；（为此时导轨上的接触点）
（2）若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定中电流向右为正方向，画出导体棒转动一周的过程中，外电路电阻中电流i随时间t变化的图像；
（3）图中理想电流表的示数（结果保留1位小数）；
（4）为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功。
【答案】（1）24V；（2）见解析；（3）1.2A；（4）4320J
【解析】
【详解】（1）图中时刻，根据法拉第电磁感应定律得
两点之间的电势差
（2）若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定中电流向右为正方向，则
外电路电阻中电流i随时间变化的图像如图
（3）根据有效值的定义可得
解得电流表的示数
（4）为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功
18. 如图所示，平行的金属窄导轨、宽导轨由导线相连并固定在水平面内，处于竖直向下的匀强磁场中，两相同匀质导体棒a、b垂直放置在水平导轨上，处于静止。现给导体棒a一个水平向右的初速度，使其在窄导轨上开始运动．在导体棒运动过程中，发现导体棒a未到两导轨连接处时已开始做匀速运动。导体棒a经过两导轨连接处后继续在宽导轨上运动。已知窄导轨间距为L，宽导轨间距为2L，磁感应强度大小为B。两导体棒长度均为2L，质量均为m，电阻均为R，不计其它各处电阻。导体棒一直与导轨垂直且接触良好。求：
（1）导体棒a在磁场中运动的最大加速度；
（2）导体棒a在窄导轨上达到稳定状态时，导体棒b的速度大小；
（3）导体棒a经过两导轨连接处（无能量损失）之后通过导体棒a的电荷量及导体棒a上产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）导体棒a刚开始运动时，加速度最大，根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律可得
导体棒受到的安培力为
最大加速度为
联立解得
（2）导体棒在窄导轨上达到稳定状态时导体棒中的电流为零，则有
导体棒a减速过程，根据动量定理得
导体棒b加速过程，根据动量定理得
根据题意可知
联立解得
，
（3）导体棒a经过两导轨连接处之后，导体棒a减速过程，导体棒b加速，最后一起匀速运动；对导体棒a、b，根据动量守恒定律得
解得
对导体棒a，根据动量定理得
又
解得
根据能量守恒得
解得
