上海市大同中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(无答案)

这是一份上海市大同中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(无答案)，共9页。试卷主要包含了交流发电机，通讯和传感器技术，质谱仪，气体实验定律，地球的磁场等内容，欢迎下载使用。
班级 姓名 学号
一、交流发电机（12分）
有一种能产生交流电的发电机，工作原理源自法拉第电磁感应定律，其基本部分由产生感应电动势的线圈和产生磁场的磁极组成。
一交流发电机的模型如图所示，n=100匝的矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度B=0.1T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.4m2，线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=50rad/s作逆时针匀速转动，将图示时刻记为t=0，此时线框平面与磁场方向平行。
1. t=0时穿过线框平面的磁通量为（ ）
（A）0（B）0.04Wb（C）4Wb
2. t=0时穿过线框平面的磁通量变化率为（ ）
（A）0（B）200Wb/s（C）2Wb/s
3.该发电机产生的感应电动势随时间t变化的表达式e= （V）
4.如果交流发电机右边与一调压变压器相连，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，移动滑动触头P，就可调节输出电压，输出端接有一灯泡，灯泡正常发光。现将P沿顺时针方向移动，则灯泡的亮度将（ ）
（A）逐渐增强（B）逐渐减弱（C）保持不变
5.（多选）若发电机输出的交流电经理想变压器升压后向远处输送，最后经理想变压器降压后输送给用户。则下列说法正确的是（ ）
（A）若减少升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线上损失的功率将减小
（B）用户获得的交流电频率与发电机输出的交流电频率相同
（C）若增加用户用电负载的数量，输电线上损失的功率将增加
（D）根据欧姆定律输电电压增加，则输电电流增加
6.如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器。S原来闭合，且R1=R2。现将S断开，那么交流电压表的示数U，交流电流表的示数I和用电器R上的功率P1将分别是（ ）
该试卷源自 每日更新，享更低价下载。（A）U增大，I增大，P1增大
（B）U减小，I增大，P1减小
（C）U减小，I减小，P1减小
（D）U增大，I减小，P1增大
二、通讯和传感器技术（20分）
传感技术、计算机技术与通信一起被称为信息技术的三大支柱。从物联网角度看，传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
1.在如图所示的电路巾，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路巾将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从b到a为正，断开开关的时刻为t=0，那么下列选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是（ ）
A. B. C. D.
2.如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端，t=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ）
（A）LC回路的周期为0.02s
（B）LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
（C）t=1.01s时线圈中磁场能最大
（D）t=1.01s时回路中电流沿顺时针方向
3.（多选）判断下列关于电磁波的说法是否正确的。（ ）
（A）无线电波比红外线更容易发生干涉和衍射现象
（B）“隐性战机”能够躲避雷达的追踪是因为能对电磁波具有较强的反射作用
（C）电磁波在真空中的传播速度和电磁波的频率、波长和能量大小无关
（D）科学家非常关注南极和北冰洋上空的臭氧层变薄现象是研究大气温室效应
4.关于敏感元件的特性，判断下列说法正确的是。（ ）
（A）热敏电阻是把温度转化为电阻的敏感元件。
（B）金属热电阻是阻值随温度升高而减小的敏感元件。
（C）电熨斗中的双金属片是力敏感元件。
（D）霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的敏感元件。
5.2021年我国全面进入万物互联的商用网络新时代，即5G时代。所谓5G是指第五代通信技术，采用3300~5000MHz（1M=106）频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880~2635MHz。未来5G网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达10Gbps（bps为bitspersecnd的英文缩写，即比特率、比特/秒），是4G网络的50~100倍。下列说法正确的是（ ）
（A）5G网络的通信频率比4G网络通信频率更高，容量更大。
（B）5G信号更容易发生衍射现象
（C）4G信号和5G信号相遇能产生稳定干涉现象
（D）5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
6.力传感器是一种将力信号转变为电信号的电子元件。图中的金属丝是一种“应变片”，它将命属片在力F作用下的形变转换成电阻的变化。金属丝电阻大小的变化遵循了（ ）
（A）欧姆定律（B）电阻定律（C）楞次定律（D）焦耳定律
7.如图（a）所示是一种酒精测试仪，酒精测试仪实际上是由酒精气敏传感器（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个电压表组成。如图（b）所示是这种酒精测试仪的原理图，图中R0为定值电阻，酒精气敏传感元件R1的电阻值随酒精气体浓度C成反比。在对酗酒者进行测试时，电压表的示数将 。若其中电源的电动势为E、内电阻为r，当浓度C趋于无穷大时电压表读数将趋于 。
8.如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈。如果断开开关S1，闭合S2，A、B两灯都能同样发光。如果最初S1是闭合的，S2是断开的，那么，
（1）从闭合S2开始到稳定过程中，B灯亮度 。
（2）若某时断开S2，A灯亮度变化 （选填：A“缓慢熄灭”、B“立即熄灭”），B灯亮度变化
（选填：A“缓慢熄灭”、B“立即熄灭”、C“突然变亮再缓慢熄灭”）。
三、质谱仪（16分）
质谱仪是用来测量带电粒子质量的一种仪器。
质谱仪结构如图a所示，它分别由加速器I、速度选择器II、质量分离器III三部分组成。若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的正离子，经过加速器得到加速，进入速度选择器，速度符合一定大小的离子能够通过S3缝射入质量分离器中。整个过程中可以不考虑离子重力的影响。完成下列问题：
1.加速器1由S1S2两块带电平行金属板组成，为了使正离子得到加速，则应让金属板S1带 电（选填“正”、“负”）。在下降过程中，离子的电势能 （选填“减少”、“增大”、“不变”）。如果离子从速度v0开始经加速后速度达到v1，则加速器两极板问电压U1= 。
2.离子以速度v1进入速度选择器II中，两板间电压为U2，两板长度I，相距d。离子在穿过电场过程中，为了不让离子发生偏转，需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场。
（1）则所加磁场的磁感强度B= ；
（2）在图b中分别用FE和FB标出离子受到的电场力与磁场力方向；
（3）离开分离器时离子的速度v= 。
3.若离子以速度垂直于磁场方向进入质量分离器III，图c所示。其磁感应强度大小为B0。离子在磁场力作用下做半圆周运动
（1）圆周运动的直径X= 。
（2）带电粒子的电量和质量之比称为粒子的荷质比，设k=q/m，如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线，可以比较其对应的两个电荷的荷质比大小（ ）
（A）k1>k2（B）k1=k2（C）k1