2023-2024學(xué)年北京市東城區(qū)高二（下）期末物理試卷-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1．（3分）下列有關(guān)光的現(xiàn)象中，能說(shuō)明光是橫波的是（）
A．泊松亮斑
B．陽(yáng)光下的油膜呈現(xiàn)彩色
C．光的偏振
D．太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡呈現(xiàn)彩色
2．（3分）如圖所示，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F作用，物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。在拉力F作用時(shí)間t的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）
A．物體所受拉力F的沖量方向水平向右
B．物體所受拉力F的沖量的大小是Ftcsθ
C．物體所受摩擦力的沖量大小為0
D．物體所受合外力的沖量大小為0
3．（3分）LC振蕩電路中某時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)與線圈內(nèi)磁場(chǎng)情況如圖所示，該時(shí)刻（）
A．電容器在充電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
B．電容器在充電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
C．電容器在放電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
D．電容器在放電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
4．（3分）如圖甲所示為光滑水平面上的彈簧振子，以平衡位置O為原點(diǎn)，在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，其偏離平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）
A．該彈簧振子的振幅為10cm
B．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期為3s
C．t＝0時(shí)，振子從O向A運(yùn)動(dòng)
D．t＝1.5s時(shí)，振子第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)
5．（3分）湖面上停著甲、乙兩條小船，它們相距18m。一列水面波（視為橫波）正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘完成20次全振動(dòng)。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船在波谷，兩船之間還有一個(gè)波峰。已知水面波由甲向乙傳播，下列說(shuō)法不正確的是（）
A．水面波的波長(zhǎng)λ＝12m
B．水面波的周期T＝3s
C．傳播速度v＝6m/s
D．乙船比甲船晚4.5s起振
6．（3分）如圖所示，由S處發(fā)出的聲音通過(guò)左右兩條管道SAT和SBT傳到出口T處。右側(cè)可伸縮的B管可以通過(guò)拉出或推入，以改變B管的長(zhǎng)度，忽略聲音傳播過(guò)程中的一切能量損失。開(kāi)始時(shí)，從入口S處發(fā)出某一頻率、人耳可分辨的聲音，左右兩側(cè)管道關(guān)于S，T對(duì)稱(chēng)，此時(shí)T處接收到的聲音響度最大。將B管緩慢拉出，當(dāng)拉出的長(zhǎng)度為l時(shí)，T處接收到的聲音響度再次達(dá)到最大，下列說(shuō)法正確的是（）
A．該現(xiàn)象利用了聲波的衍射原理
B．該聲波的波長(zhǎng)λ＝l
C．拉出的長(zhǎng)度為2l時(shí)，T處接收到的聲音響度也最大
D．聲音在左右兩條管道內(nèi)空氣中的傳播速度不同
7．（3分）金屬線框abcd與一長(zhǎng)導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線通有恒定電流I。線框由圖中位置Ⅰ勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ。在此過(guò)程中，有關(guān)穿過(guò)線框的磁通量與感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是（）
A．垂直紙面向里的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿abcda
B．垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿abcda
C．垂直紙面向外的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿adcba
D．垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿adcba
8．（3分）某固定的光滑水平金屬桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩系著，繩子的另一端系一質(zhì)量為M的小鋼球?，F(xiàn)將小球拉至水平位置由靜止釋放，圓環(huán)在輕繩拉力作用下也會(huì)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力與一切摩擦，圓環(huán)與鋼球均視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）
A．系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能也守恒
B．小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
C．小鋼球到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)速度不為零
D．小鋼球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)，在水平方向上向左運(yùn)動(dòng)了L
9．（3分）水平軌道固定在地面上，右側(cè)固定一磁鐵，如圖甲所示。右端粘有磁鐵的小車(chē)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，兩磁鐵間有相互排斥的作用力。某科研興趣小組利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在變力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。無(wú)線傳感器記錄作用過(guò)程中小車(chē)的v﹣t圖像（如圖乙所示）以及小車(chē)所受斥力大小F隨時(shí)間t的變化圖像（如圖丙所示）。已知小車(chē)所受摩擦阻力及空氣阻力遠(yuǎn)小于磁鐵間的相互作用力。那么（）
A．小車(chē)速度為零時(shí)，其所受合外力也恰好為零
B．小車(chē)在t1到t2向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，t2到t3向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．小車(chē)與固定在軌道上的磁鐵相互作用過(guò)程中，小車(chē)的機(jī)械能守恒
D．小車(chē)質(zhì)量m約為400g
10．（3分）某同學(xué)想用伏安法測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻，其電路圖如圖所示。用一節(jié)干電池作電源，L兩端并聯(lián)一只零刻度在表盤(pán)中央、可左右偏轉(zhuǎn)的電壓表（左右量程均為0～3V）。為保護(hù)電表，測(cè)量結(jié)束后，拆除電路時(shí)，應(yīng)最先進(jìn)行的操作是（）
A．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1B．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2
C．先拆除電流表D．先拆除滑動(dòng)變阻器
11．（3分）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一金屬圓環(huán)，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，磁感?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．t2時(shí)刻，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流
B．t3時(shí)刻，圓環(huán)上某一小段Δl受到的安培力最大
C．圓環(huán)上某一小段Δl所受安培力最大的時(shí)刻也是感應(yīng)電流最大的時(shí)刻
D．t1～t3時(shí)間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?br>12．（3分）光纖通信采用光導(dǎo)纖維，可簡(jiǎn)化為半徑為r、長(zhǎng)為L(zhǎng)（L?r）的圓柱形長(zhǎng)玻璃絲。為簡(jiǎn)化可認(rèn)為玻璃絲外為空氣，其沿軸線的側(cè)剖面如圖所示。一束含紅、綠兩種顏色的復(fù)色光以入射角θ0從軸心射入后分為a、b兩束，兩單色光在玻璃中多次全反射后從光導(dǎo)纖維另一端射出，已知該玻璃材料對(duì)a光的折射率為n，真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光為綠光，b光為紅光
B．該玻璃材料對(duì)b光的折射率小于n
C．若a光恰好發(fā)生全反射，則a光在該玻璃絲中的傳播時(shí)間t
D．若n，則a光以任意入射角入射均能在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射
13．（3分）在光滑水平絕緣桌面上有一邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＜l）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以向右的初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，線框左邊出磁場(chǎng)時(shí)速度為零。規(guī)定電流的逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，建立如圖所示的Ox坐標(biāo)軸。關(guān)于線框的加速度大小a、速度大小v、所受安培力大小F以及線框中電流i隨x變化關(guān)系的圖像正確的是（）
A．B．
C．D．
14．（3分）2023年12月11日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一—高能同步輻射光源（HEPS）儲(chǔ)存環(huán)正式完成主體設(shè)備安裝。高能同步輻射光源建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可用于探測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖所示，HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線站兩大部分組成，電子加速器又包含直線加速器、增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)。直線加速器可以將電子能量加速到500MeV，增強(qiáng)器可以再次將電子能量加速到6GeV。
電子束在儲(chǔ)存環(huán)的不同位置通過(guò)彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插件時(shí)就會(huì)沿著偏轉(zhuǎn)軌道的切線方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的同步輻射光，其波長(zhǎng)范圍涵蓋了紅外、可見(jiàn)光、紫外和X射線（波長(zhǎng)范圍約為10﹣5m～10﹣11m，對(duì)應(yīng)能量范圍約為10﹣1eV～105eV）等。光束線站是同步輻射光的應(yīng)用場(chǎng)所，這里有各種實(shí)驗(yàn)儀器，滿足各式各樣的科研需求。其中X射線波段表現(xiàn)尤為優(yōu)異，因此我們也可以將HEPS看作是一個(gè)巨大的X光機(jī)。由以上信息與所學(xué)知識(shí)可知，以下說(shuō)法正確的是（）
A．蛋白質(zhì)分子的線度約為10﹣8m，能用同步輻射光得到其衍射圖樣
B．同步輻射源于電子運(yùn)動(dòng)，與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波的原理相同
C．HEPS輻射光譜中包含紅外線、可見(jiàn)光、紫外線以及X射線，這些射線的波長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，穿透能力依次減弱
D．電子在直線加速器中可以通過(guò)電場(chǎng)力加速，在增強(qiáng)器中可以通過(guò)洛倫茲力加速
二、非選擇題：本部分共6題，共58分。
15．（12分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。
（1）在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中，所用靈敏電流表的0刻度位于表盤(pán)的正中央。如圖1所示電路，閉合開(kāi)關(guān)K時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。如圖2，磁鐵上端為S極，下端為N極，當(dāng)磁鐵相對(duì)螺線管運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)?？梢耘袛啵捍盆F相對(duì)螺線管的運(yùn)動(dòng)方向（選填“向上”或“向下”）。
（2）某同學(xué)利用銅漆包線在一個(gè)鐵芯上纏繞了兩個(gè)線圈甲、乙，其中線圈甲接學(xué)生電源交流輸出，線圈乙接小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)出微弱的亮光。下列操作可以使小燈泡亮度增加的是（選填選項(xiàng)前的字母）。
A.僅增大線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
B.僅減小線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
C.僅增大學(xué)生電源交流電壓輸出的有效值
D.將線圈甲、乙的匝數(shù)同時(shí)增大為原來(lái)的兩倍
（3）某同學(xué)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出光路圖如圖3所示。則該玻璃磚的折射率n＝。
（4）小明為了估測(cè)某激光波長(zhǎng)，用激光直接照射到雙縫上，雙縫干涉條紋直接顯示在教室內(nèi)的墻壁上。查得雙縫上標(biāo)識(shí)的間距d，測(cè)得相鄰兩亮條紋間距Δx以及雙縫到墻壁間的距離L，可得激光波長(zhǎng)λ＝。為了增大十涉條紋間距，下列操作可行的是（選填選項(xiàng)前的字母）。
A.雙縫向墻壁靠近一些
B.雙縫離墻壁更遠(yuǎn)一些
C.換成雙縫間距更大一點(diǎn)的雙縫
D.換成雙縫間距更小一點(diǎn)的雙縫
（5）在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，a、b是兩個(gè)半徑相等的小球，其質(zhì)量分別為m1、m2，且滿足m1＞m2。按照以下步驟進(jìn)行操作：
①在木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該木板緊靠槽口豎直固定，將小球a從斜槽軌道上某位置P處?kù)o止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
②將木板水平向右移動(dòng)一定距離d并固定，再將小球a多次從P處?kù)o止釋放，得到撞到木板上平均痕跡B；
③把小球b靜止放在斜槽軌道水平末端，讓小球a仍從P處?kù)o止釋放，和小球b相碰。多次重復(fù)該操作，得到兩球撞在木板上的平均痕跡A和C；
④測(cè)得O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3。
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則各物理量間應(yīng)該滿足。
16．（8分）在“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，做了如下測(cè)量與探究。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖1，讀出小球的直徑d＝ mm。
（2）某學(xué)生將擺線長(zhǎng)L0與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)。
①若直接將某次測(cè)量的L0和d、測(cè)得的周期
T0，代入單擺的周期公式，則測(cè)得重力加速度g測(cè)比實(shí)際的重力加速度（選填“偏大”或“偏小”）；
②該同學(xué)換了一個(gè)直徑略小的鋼球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是仍將擺線長(zhǎng)L0與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)L，通過(guò)多次改變擺線長(zhǎng)度而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，通過(guò)T2～L圖像處理數(shù)據(jù)測(cè)量重力加速度g的值，其T2～L圖像如圖2所示。
由圖像可知，擺球的半徑r＝ cm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝ m/s2（以上結(jié)果均保留兩位小數(shù)，π＝3.14）。
17．（9分）如圖所示，質(zhì)量均為m的物塊A、B，可視為質(zhì)點(diǎn)，B靜止在半徑為R、光滑的四分之一圓弧軌道的末端。A從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放，與B在軌道最低點(diǎn)碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面的豎直高度為h，兩物塊落到水平地面上，重力加速度為g。求：
（1）碰前物塊A的速度大小v0；
（2）兩物塊落地點(diǎn)與圓弧軌道最低點(diǎn)的水平距離s；
（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能ΔE。
18．（9分）如圖為交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd在磁場(chǎng)中，圖中abcd分別為矩形線圈的四個(gè)頂點(diǎn)。線圈可繞過(guò)bc邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路連接。已知矩形線圈的匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈總電阻為r，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，外電路定值電阻的阻值為R，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電流表和電壓表均為理想交流電表，忽略一切摩擦阻力及空氣阻力。
（1）寫(xiě)出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax；
（2）求電壓表的示數(shù)U；
（3）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功W。
19．（10分）著名物理學(xué)家玻爾茲曼指出，各個(gè)領(lǐng)域中物理方程驚人的類(lèi)似性顯示了世界的統(tǒng)一性。
情境一：水平方向上的彈簧振子。如圖甲，水平面光滑，彈簧勁度系數(shù)為k，物塊在初始位置時(shí)，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧形變量為A。物塊由靜止釋放，某時(shí)刻t，其相對(duì)平衡位置的位移x、速度v三個(gè)物理量之間的變化規(guī)律可用方程①﹣kx＝m描述，其中m為物體質(zhì)量。我們知道，由于物塊所受的回復(fù)力滿足方程F＝﹣kx，物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其偏離平衡位置的位移x隨時(shí)間t的變化關(guān)系滿足方程x＝Acs（ωt），其中ω為圓頻率。
情境二：LC振蕩電路中，線圈自感系數(shù)為L(zhǎng)，電容大小為C。閉合開(kāi)關(guān)前，電容器下極板帶正電，電荷量為Q。閉合開(kāi)關(guān)S后t時(shí)刻，電容器下極板電荷量為q，流經(jīng)線圈的電流為i，忽略LC電路中的直流電阻以及振蕩過(guò)程中的電磁輻射，回路中電壓關(guān)系滿足uC+EL＝0，其中uC為電容器兩端電壓，EL為線圈的自感電動(dòng)勢(shì)。
（1）在LC振蕩電路中，仿照方程①，補(bǔ)全方程② ＝L，并在圖乙中定性畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)的q﹣t圖像。
（2）在情境一中，系統(tǒng)的能量在彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化；情境二中，系統(tǒng)的能量在電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)方程①②，類(lèi)比兩種情境下周期性的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。
20．（10分）磁懸浮列車(chē)是一種高速運(yùn)載工具，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是：在導(dǎo)軌上安裝固定線圈，線圈通周期性變化的電流，產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與車(chē)體下端固定的感應(yīng)金屬板相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使車(chē)體獲得牽引力。為了研究簡(jiǎn)化，將車(chē)體下的金屬板簡(jiǎn)化為一個(gè)線框，磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為間隔分布的方向相反、大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)高速運(yùn)動(dòng)。
某科研小組設(shè)計(jì)的一個(gè)磁懸浮列車(chē)的驅(qū)動(dòng)模型，簡(jiǎn)化原理如圖甲所示，Oxy平面（紙面）內(nèi)有寬為L(zhǎng)的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x分布規(guī)律如圖乙所示。長(zhǎng)為d，寬為L(zhǎng)的矩形金屬線框ABCD放置在圖中所示位置，其中AD邊與y軸重合，AB、CD邊分別與磁場(chǎng)的上下邊界重合。t＝0時(shí)磁場(chǎng)以速度v0沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)線框運(yùn)動(dòng)，線框速度為v時(shí)受到的阻力大小f＝kv（k為定值）。可認(rèn)為t＝t0時(shí)線框剛好達(dá)到最大速度。已知線框的質(zhì)量為m，總電阻為R。求：
（1）磁場(chǎng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線框的感應(yīng)電流的大小I和方向；
（2）t0時(shí)刻線框的速度大小vmax；
（3）t0時(shí)刻線框剛達(dá)到最大速度時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的距離x。
2023-2024學(xué)年北京市東城區(qū)高二（下）期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題：，每小題3分，共42分。在每題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。
1．（3分）下列有關(guān)光的現(xiàn)象中，能說(shuō)明光是橫波的是（）
A．泊松亮斑
B．陽(yáng)光下的油膜呈現(xiàn)彩色
C．光的偏振
D．太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)三棱鏡呈現(xiàn)彩色
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】要知道干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，但偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象。
2．（3分）如圖所示，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F作用，物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。在拉力F作用時(shí)間t的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）
A．物體所受拉力F的沖量方向水平向右
B．物體所受拉力F的沖量的大小是Ftcsθ
C．物體所受摩擦力的沖量大小為0
D．物體所受合外力的沖量大小為0
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】本題考查沖量的定義，解決本題的關(guān)鍵掌握沖量的公式，知道沖量等于力與時(shí)間的乘積。
3．（3分）LC振蕩電路中某時(shí)刻電容器內(nèi)電場(chǎng)與線圈內(nèi)磁場(chǎng)情況如圖所示，該時(shí)刻（）
A．電容器在充電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
B．電容器在充電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
C．電容器在放電，電場(chǎng)能在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
D．電容器在放電，磁場(chǎng)能在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】能夠根據(jù)電容器的場(chǎng)強(qiáng)方向和線圈中的磁場(chǎng)方向確定電路中電容器正在充電是解題的關(guān)鍵。
4．（3分）如圖甲所示為光滑水平面上的彈簧振子，以平衡位置O為原點(diǎn)，在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，其偏離平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）
A．該彈簧振子的振幅為10cm
B．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)周期為3s
C．t＝0時(shí)，振子從O向A運(yùn)動(dòng)
D．t＝1.5s時(shí)，振子第一次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】學(xué)會(huì)由振動(dòng)圖象得到周期、頻率、振幅等基本的物理量，牢記振子在最大位移處時(shí)，速度為零，加速度最大；在平衡位置處，速度最大，加速度為零。
5．（3分）湖面上停著甲、乙兩條小船，它們相距18m。一列水面波（視為橫波）正在湖面上沿甲、乙連線的方向傳播，每條小船每分鐘完成20次全振動(dòng)。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船在波谷，兩船之間還有一個(gè)波峰。已知水面波由甲向乙傳播，下列說(shuō)法不正確的是（）
A．水面波的波長(zhǎng)λ＝12m
B．水面波的周期T＝3s
C．傳播速度v＝6m/s
D．乙船比甲船晚4.5s起振
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查波的形成和傳播，理解波傳播的特點(diǎn)是解題關(guān)鍵。
6．（3分）如圖所示，由S處發(fā)出的聲音通過(guò)左右兩條管道SAT和SBT傳到出口T處。右側(cè)可伸縮的B管可以通過(guò)拉出或推入，以改變B管的長(zhǎng)度，忽略聲音傳播過(guò)程中的一切能量損失。開(kāi)始時(shí)，從入口S處發(fā)出某一頻率、人耳可分辨的聲音，左右兩側(cè)管道關(guān)于S，T對(duì)稱(chēng)，此時(shí)T處接收到的聲音響度最大。將B管緩慢拉出，當(dāng)拉出的長(zhǎng)度為l時(shí)，T處接收到的聲音響度再次達(dá)到最大，下列說(shuō)法正確的是（）
A．該現(xiàn)象利用了聲波的衍射原理
B．該聲波的波長(zhǎng)λ＝l
C．拉出的長(zhǎng)度為2l時(shí)，T處接收到的聲音響度也最大
D．聲音在左右兩條管道內(nèi)空氣中的傳播速度不同
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】掌握在波的干涉現(xiàn)象中，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的判斷方法是解題的基礎(chǔ)。
7．（3分）金屬線框abcd與一長(zhǎng)導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，導(dǎo)線通有恒定電流I。線框由圖中位置Ⅰ勻速運(yùn)動(dòng)到位置Ⅱ。在此過(guò)程中，有關(guān)穿過(guò)線框的磁通量與感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是（）
A．垂直紙面向里的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿abcda
B．垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿abcda
C．垂直紙面向外的磁通量增大，感應(yīng)電流方向沿adcba
D．垂直紙面向里的磁通量減小，感應(yīng)電流方向沿adcba
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】考查右手安培定則和楞次定律的應(yīng)用，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和解答。
8．（3分）某固定的光滑水平金屬桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的輕繩系著，繩子的另一端系一質(zhì)量為M的小鋼球?，F(xiàn)將小球拉至水平位置由靜止釋放，圓環(huán)在輕繩拉力作用下也會(huì)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力與一切摩擦，圓環(huán)與鋼球均視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）
A．系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能也守恒
B．小鋼球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
C．小鋼球到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)時(shí)速度不為零
D．小鋼球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)，在水平方向上向左運(yùn)動(dòng)了L
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】解決該題的關(guān)鍵是明確知道動(dòng)量守恒的條件，知道系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒，知道相互作用過(guò)程中能量的變化情況。
9．（3分）水平軌道固定在地面上，右側(cè)固定一磁鐵，如圖甲所示。右端粘有磁鐵的小車(chē)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，兩磁鐵間有相互排斥的作用力。某科研興趣小組利用該實(shí)驗(yàn)裝置研究小車(chē)在變力作用下的運(yùn)動(dòng)情況。無(wú)線傳感器記錄作用過(guò)程中小車(chē)的v﹣t圖像（如圖乙所示）以及小車(chē)所受斥力大小F隨時(shí)間t的變化圖像（如圖丙所示）。已知小車(chē)所受摩擦阻力及空氣阻力遠(yuǎn)小于磁鐵間的相互作用力。那么（）
A．小車(chē)速度為零時(shí)，其所受合外力也恰好為零
B．小車(chē)在t1到t2向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，t2到t3向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．小車(chē)與固定在軌道上的磁鐵相互作用過(guò)程中，小車(chē)的機(jī)械能守恒
D．小車(chē)質(zhì)量m約為400g
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】考查對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)圖像的理解、機(jī)械能守恒和動(dòng)量定理。
10．（3分）某同學(xué)想用伏安法測(cè)定一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻，其電路圖如圖所示。用一節(jié)干電池作電源，L兩端并聯(lián)一只零刻度在表盤(pán)中央、可左右偏轉(zhuǎn)的電壓表（左右量程均為0～3V）。為保護(hù)電表，測(cè)量結(jié)束后，拆除電路時(shí)，應(yīng)最先進(jìn)行的操作是（）
A．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1B．先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2
C．先拆除電流表D．先拆除滑動(dòng)變阻器
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】本題通考查了自感的問(wèn)題，要掌握什么是自感，分析清楚電路結(jié)構(gòu)。
11．（3分）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置一金屬圓環(huán)，磁場(chǎng)方向與圓環(huán)平面垂直。規(guī)定圖甲所示磁場(chǎng)方向?yàn)檎鸥袘?yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖乙所示的正弦規(guī)律變化時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．t2時(shí)刻，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流
B．t3時(shí)刻，圓環(huán)上某一小段Δl受到的安培力最大
C．圓環(huán)上某一小段Δl所受安培力最大的時(shí)刻也是感應(yīng)電流最大的時(shí)刻
D．t1～t3時(shí)間內(nèi)，圓環(huán)中感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針?lè)较?br>【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律，解題的關(guān)鍵是根據(jù)圖乙判斷的大小變化，注意B的正負(fù)。
12．（3分）光纖通信采用光導(dǎo)纖維，可簡(jiǎn)化為半徑為r、長(zhǎng)為L(zhǎng)（L?r）的圓柱形長(zhǎng)玻璃絲。為簡(jiǎn)化可認(rèn)為玻璃絲外為空氣，其沿軸線的側(cè)剖面如圖所示。一束含紅、綠兩種顏色的復(fù)色光以入射角θ0從軸心射入后分為a、b兩束，兩單色光在玻璃中多次全反射后從光導(dǎo)纖維另一端射出，已知該玻璃材料對(duì)a光的折射率為n，真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光為綠光，b光為紅光
B．該玻璃材料對(duì)b光的折射率小于n
C．若a光恰好發(fā)生全反射，則a光在該玻璃絲中的傳播時(shí)間t
D．若n，則a光以任意入射角入射均能在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】解決本題本題的關(guān)鍵掌握發(fā)生全反射的條件，運(yùn)用幾何知識(shí)分析入射角的大小，從而來(lái)理解光纖通信的原理。
13．（3分）在光滑水平絕緣桌面上有一邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形導(dǎo)線框，在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d（d＜l）的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的邊界與導(dǎo)線框的左、右邊框平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場(chǎng)方向豎直向下。導(dǎo)線框以向右的初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，線框左邊出磁場(chǎng)時(shí)速度為零。規(guī)定電流的逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎⑷鐖D所示的Ox坐標(biāo)軸。關(guān)于線框的加速度大小a、速度大小v、所受安培力大小F以及線框中電流i隨x變化關(guān)系的圖像正確的是（）
A．B．
C．D．
【答案】A
【點(diǎn)評(píng)】有關(guān)電磁感應(yīng)與圖象的結(jié)合問(wèn)題，關(guān)鍵要分段由電磁感應(yīng)和電路的基本規(guī)律：法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式和焦耳定律，得到拉力和熱量的解析式，再進(jìn)行選擇。在解題時(shí)要靈活選擇解法，也可以運(yùn)用排除法等進(jìn)行解答。
14．（3分）2023年12月11日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施一—高能同步輻射光源（HEPS）儲(chǔ)存環(huán)正式完成主體設(shè)備安裝。高能同步輻射光源建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可用于探測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖所示，HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線站兩大部分組成，電子加速器又包含直線加速器、增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)。直線加速器可以將電子能量加速到500MeV，增強(qiáng)器可以再次將電子能量加速到6GeV。
電子束在儲(chǔ)存環(huán)的不同位置通過(guò)彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插件時(shí)就會(huì)沿著偏轉(zhuǎn)軌道的切線方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的同步輻射光，其波長(zhǎng)范圍涵蓋了紅外、可見(jiàn)光、紫外和X射線（波長(zhǎng)范圍約為10﹣5m～10﹣11m，對(duì)應(yīng)能量范圍約為10﹣1eV～105eV）等。光束線站是同步輻射光的應(yīng)用場(chǎng)所，這里有各種實(shí)驗(yàn)儀器，滿足各式各樣的科研需求。其中X射線波段表現(xiàn)尤為優(yōu)異，因此我們也可以將HEPS看作是一個(gè)巨大的X光機(jī)。由以上信息與所學(xué)知識(shí)可知，以下說(shuō)法正確的是（）
A．蛋白質(zhì)分子的線度約為10﹣8m，能用同步輻射光得到其衍射圖樣
B．同步輻射源于電子運(yùn)動(dòng)，與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波的原理相同
C．HEPS輻射光譜中包含紅外線、可見(jiàn)光、紫外線以及X射線，這些射線的波長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，穿透能力依次減弱
D．電子在直線加速器中可以通過(guò)電場(chǎng)力加速，在增強(qiáng)器中可以通過(guò)洛倫茲力加速
【答案】A
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查電磁波譜的性質(zhì)以及粒子加速器的工作原理，需要對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)有清晰的理解。
二、非選擇題：本部分共6題，共58分。
15．（12分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。
（1）在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)中，所用靈敏電流表的0刻度位于表盤(pán)的正中央。如圖1所示電路，閉合開(kāi)關(guān)K時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。如圖2，磁鐵上端為S極，下端為N極，當(dāng)磁鐵相對(duì)螺線管運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針向左偏轉(zhuǎn)。可以判斷：磁鐵相對(duì)螺線管的運(yùn)動(dòng)方向向上（選填“向上”或“向下”）。
（2）某同學(xué)利用銅漆包線在一個(gè)鐵芯上纏繞了兩個(gè)線圈甲、乙，其中線圈甲接學(xué)生電源交流輸出，線圈乙接小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后小燈泡發(fā)出微弱的亮光。下列操作可以使小燈泡亮度增加的是 BC （選填選項(xiàng)前的字母）。
A.僅增大線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
B.僅減小線圈甲的銅漆包線匝數(shù)
C.僅增大學(xué)生電源交流電壓輸出的有效值
D.將線圈甲、乙的匝數(shù)同時(shí)增大為原來(lái)的兩倍
（3）某同學(xué)測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出光路圖如圖3所示。則該玻璃磚的折射率n＝。
（4）小明為了估測(cè)某激光波長(zhǎng)，用激光直接照射到雙縫上，雙縫干涉條紋直接顯示在教室內(nèi)的墻壁上。查得雙縫上標(biāo)識(shí)的間距d，測(cè)得相鄰兩亮條紋間距Δx以及雙縫到墻壁間的距離L，可得激光波長(zhǎng)λ＝。為了增大十涉條紋間距，下列操作可行的是 BD （選填選項(xiàng)前的字母）。
A.雙縫向墻壁靠近一些
B.雙縫離墻壁更遠(yuǎn)一些
C.換成雙縫間距更大一點(diǎn)的雙縫
D.換成雙縫間距更小一點(diǎn)的雙縫
（5）在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，a、b是兩個(gè)半徑相等的小球，其質(zhì)量分別為m1、m2，且滿足m1＞m2。按照以下步驟進(jìn)行操作：
①在木板表面釘上白紙和復(fù)寫(xiě)紙，并將該木板緊靠槽口豎直固定，將小球a從斜槽軌道上某位置P處?kù)o止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
②將木板水平向右移動(dòng)一定距離d并固定，再將小球a多次從P處?kù)o止釋放，得到撞到木板上平均痕跡B；
③把小球b靜止放在斜槽軌道水平末端，讓小球a仍從P處?kù)o止釋放，和小球b相碰。多次重復(fù)該操作，得到兩球撞在木板上的平均痕跡A和C；
④測(cè)得O點(diǎn)到A、B、C三點(diǎn)的距離y1、y2、y3。
在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則各物理量間應(yīng)該滿足。
【答案】（1）向上；（2）BC（3）；（4）；（5）。
【點(diǎn)評(píng)】掌握每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)是解題的基礎(chǔ)。
16．（8分）在“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，做了如下測(cè)量與探究。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖1，讀出小球的直徑d＝ 18.6 mm。
（2）某學(xué)生將擺線長(zhǎng)L0與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)。
①若直接將某次測(cè)量的L0和d、測(cè)得的周期
T0，代入單擺的周期公式，則測(cè)得重力加速度g測(cè)比實(shí)際的重力加速度偏大（選填“偏大”或“偏小”）；
②該同學(xué)換了一個(gè)直徑略小的鋼球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但是仍將擺線長(zhǎng)L0與小球直徑d之和記作單擺的擺長(zhǎng)L，通過(guò)多次改變擺線長(zhǎng)度而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，通過(guò)T2～L圖像處理數(shù)據(jù)測(cè)量重力加速度g的值，其T2～L圖像如圖2所示。
由圖像可知，擺球的半徑r＝ 0.60 cm，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝ 9.86 m/s2（以上結(jié)果均保留兩位小數(shù)，π＝3.14）。
【答案】（1）18.6；（2）①偏大；②0.60；9.86
【點(diǎn)評(píng)】考查單擺的周期和基本儀器的使用和讀數(shù)問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行綜合分析和判斷。
17．（9分）如圖所示，質(zhì)量均為m的物塊A、B，可視為質(zhì)點(diǎn)，B靜止在半徑為R、光滑的四分之一圓弧軌道的末端。A從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放，與B在軌道最低點(diǎn)碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面的豎直高度為h，兩物塊落到水平地面上，重力加速度為g。求：
（1）碰前物塊A的速度大小v0；
（2）兩物塊落地點(diǎn)與圓弧軌道最低點(diǎn)的水平距離s；
（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能ΔE。
【答案】（1）碰前物塊A的速度大小為；
（2）兩物塊落地點(diǎn)與圓弧軌道最低點(diǎn)的水平距離為；
（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能為。
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查學(xué)生對(duì)于動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)、能量守恒靈活應(yīng)用能力。
18．（9分）如圖為交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd在磁場(chǎng)中，圖中abcd分別為矩形線圈的四個(gè)頂點(diǎn)。線圈可繞過(guò)bc邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路連接。已知矩形線圈的匝數(shù)為n，ab邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc邊長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈總電阻為r，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，外電路定值電阻的阻值為R，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電流表和電壓表均為理想交流電表，忽略一切摩擦阻力及空氣阻力。
（1）寫(xiě)出線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax；
（2）求電壓表的示數(shù)U；
（3）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功W。
【答案】（1）線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax為nBL1L2ω；
（2）電壓表的示數(shù)U為；
（3）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中，外力對(duì)線圈所做的功W為。
【點(diǎn)評(píng)】考查正弦交流電最大值、有效值、功率和電壓的問(wèn)題，會(huì)根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析和解答。
19．（10分）著名物理學(xué)家玻爾茲曼指出，各個(gè)領(lǐng)域中物理方程驚人的類(lèi)似性顯示了世界的統(tǒng)一性。
情境一：水平方向上的彈簧振子。如圖甲，水平面光滑，彈簧勁度系數(shù)為k，物塊在初始位置時(shí)，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧形變量為A。物塊由靜止釋放，某時(shí)刻t，其相對(duì)平衡位置的位移x、速度v三個(gè)物理量之間的變化規(guī)律可用方程①﹣kx＝m描述，其中m為物體質(zhì)量。我們知道，由于物塊所受的回復(fù)力滿足方程F＝﹣kx，物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其偏離平衡位置的位移x隨時(shí)間t的變化關(guān)系滿足方程x＝Acs（ωt），其中ω為圓頻率。
情境二：LC振蕩電路中，線圈自感系數(shù)為L(zhǎng)，電容大小為C。閉合開(kāi)關(guān)前，電容器下極板帶正電，電荷量為Q。閉合開(kāi)關(guān)S后t時(shí)刻，電容器下極板電荷量為q，流經(jīng)線圈的電流為i，忽略LC電路中的直流電阻以及振蕩過(guò)程中的電磁輻射，回路中電壓關(guān)系滿足uC+EL＝0，其中uC為電容器兩端電壓，EL為線圈的自感電動(dòng)勢(shì)。
（1）在LC振蕩電路中，仿照方程①，補(bǔ)全方程② ＝L，并在圖乙中定性畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)的q﹣t圖像。
（2）在情境一中，系統(tǒng)的能量在彈性勢(shì)能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化；情境二中，系統(tǒng)的能量在電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能之間相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)方程①②，類(lèi)比兩種情境下周期性的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。
【答案】（1）
（2）
【點(diǎn)評(píng)】本題考查電磁感應(yīng)，學(xué)生需深刻理解電磁感應(yīng)原理，結(jié)合電容電感及簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)知識(shí)，綜合答題。
20．（10分）磁懸浮列車(chē)是一種高速運(yùn)載工具，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理是：在導(dǎo)軌上安裝固定線圈，線圈通周期性變化的電流，產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與車(chē)體下端固定的感應(yīng)金屬板相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使車(chē)體獲得牽引力。為了研究簡(jiǎn)化，將車(chē)體下的金屬板簡(jiǎn)化為一個(gè)線框，磁場(chǎng)簡(jiǎn)化為間隔分布的方向相反、大小相等的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)高速運(yùn)動(dòng)。
某科研小組設(shè)計(jì)的一個(gè)磁懸浮列車(chē)的驅(qū)動(dòng)模型，簡(jiǎn)化原理如圖甲所示，Oxy平面（紙面）內(nèi)有寬為L(zhǎng)的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨x分布規(guī)律如圖乙所示。長(zhǎng)為d，寬為L(zhǎng)的矩形金屬線框ABCD放置在圖中所示位置，其中AD邊與y軸重合，AB、CD邊分別與磁場(chǎng)的上下邊界重合。t＝0時(shí)磁場(chǎng)以速度v0沿x軸向右勻速運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)線框運(yùn)動(dòng)，線框速度為v時(shí)受到的阻力大小f＝kv（k為定值）?？烧J(rèn)為t＝t0時(shí)線框剛好達(dá)到最大速度。已知線框的質(zhì)量為m，總電阻為R。求：
（1）磁場(chǎng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線框的感應(yīng)電流的大小I和方向；
（2）t0時(shí)刻線框的速度大小vmax；
（3）t0時(shí)刻線框剛達(dá)到最大速度時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的距離x。
【答案】（1）磁場(chǎng)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線框的感應(yīng)電流的大小，方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍?br>（2）t0時(shí)刻線框的速度大小；
（3）t0時(shí)刻線框剛達(dá)到最大速度時(shí)，線框運(yùn)動(dòng)的距離。
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵以磁場(chǎng)為參考系，線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而受到安培力，在安培力和阻力的作用下運(yùn)動(dòng)。
聲明：試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2025/1/6 20:21:37；用戶(hù)：秦子政；郵箱：13669037329；學(xué)號(hào)：41037197情境一
情境二
彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增加
動(dòng)能的表達(dá)式Ekmv2
LC電路振蕩周期T＝2π
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
D
B
B
C
C
B
D
D
B
D
題號(hào)
12
13
14
答案
C
A
A
情境一
情境二
彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增加
動(dòng)能的表達(dá)式Ekmv2
LC電路振蕩周期T＝2π
情景一
情景二
電場(chǎng)能減小，磁場(chǎng)能增加
磁場(chǎng)能的表達(dá)式
彈簧振子周期

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