山东省烟台市栖霞市第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

2020年我国将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bitspersecond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（   ）

如图所示， 、 是监测交流高压输电参数的互感器，一个用来测高压电流，一个用来测高压电压，则下列说法正确的是（　　）

关于电磁波，下列说法中正确的是（　　）

下列说法正确的是（　　）

 如图甲，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙，则下列说法正确的是（　　）

如图所示的半圆形闭合回路半径为a，电阻为R。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（　　）

在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1︰2，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想交流电表。现在a、b端输入正弦式交变电流，电键S断开时，电压表的示数为U₁ ， 电键S闭合后，电压表的示数为U₂ ， 则的值为（　　）

将两个完全相同的线圈a、b放入不同的磁场中，磁场方向均垂直于线圈平面。a、b所处磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，则a、b线圈的电功率之比为（　　）

自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图．当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差．下列说法正确的是（   ）

如图为模拟远距离输电的实验电路图，两理想变压器的匝数 ， 四根模拟输电线的电阻、、、的阻值均为R，、为相同的理想交流电流表，、为相同的小灯泡，灯丝电阻 ， 忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时（　　）

有一边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域I、II中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，二者宽度分别为L、H，且H＞L。导线框恰好匀速进入区域I，最后又恰好匀速离开区域II，重力加速度为g，下列说法中不正确的是（　　）

如图所示，间距为的两平行光滑长直金属导轨水平放置。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为 ， 方向竖直向上。细金属杆静置于磁场中，磁场外的细金属杆以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且出磁场时的速度为。已知两杆的质量均为 ， 在导轨间的电阻均为 ， 两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。则（  ）

在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路。

   

（1）闭合开关S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的端（选填“上”或“下”）为感应电动势的正极；

（2）螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将（选填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；

（3）螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将（选填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。

在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中

如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，经过3.14×10^－5 s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s² ， π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)

某水电站的发电功率约为2000兆瓦，其主要为近180公里远的一座工业重镇供电。输电线网的等效电阻为10Ω。在输电过程中主要有两类损耗，除了我们熟悉的电阻类损耗以外，另一类是由于电晕放电而导致的电晕类损耗。

（1）若以500kV的方式进行高压输电，请问此时电阻类损耗的功率是多少；若此时电晕类损耗功率大约占总耗功率的10%，电晕类损耗功率是多少；

（2）若采用最新的超高压1000kV的方式在原先的电网基础上输电，请问此时电阻类损耗功率是上一问电阻类损耗功率的几倍？如果电晕类损耗功率相比之前而言提升为原来的2倍，请问此时电晕类损耗占总损耗功率的百分比是多少；相比于之前，节省的总电功率是多少；

（3）为了减少改造费用，我们会在镇口先将1000kV的电压降至500kV，然后再沿用原有线路分别将电输送至居民区和工业区。最后在居民区和工业区再各自将电压降到所需值。下图展示了首次降压的变压器原理示意图，求图中各线圈中的匝数之比。若已知工业区耗电功率是居民区的10倍，且变压器的输入功率等于输出功率之和，求图中各处电流之比。

如图所示，间距为L=1m的平行光滑金属导轨倾斜固定放置，导轨足够长，导轨平面的倾角为θ=30°，导轨下端分别连接有阻值为1Ω的定值电阻R，电动势E=3V、内阻r=1的直流电源，质量为m=0.5kg，长为L、电阻为r=1Ω的金属棒放在导轨上，绕轻质定滑轮的细线一端连接在杆的中点，另一端悬吊质量为M=1kg的重物，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒与定滑轮间的细线与导轨平行，只闭合开关S₁ ， 金属棒处于静止状态，重力加速度为g=10m/s² ， 重物离地足够高，金属导轨电阻不计，求：

（1）匀强磁场磁感应强度大小；

（2）再闭合开关S₂ ， 闭合S₂的一瞬间，重物的加速度大小；

（3）在金属棒静止时，若断开S₁ ， 同时闭合S₂ ， 当通过电阻R的电量为5C时，重物已做匀速运动；至此时电阻R产生的焦耳热为多少。

如图所示，为某研究小组设计的磁悬浮电梯的简化模型，在竖直平面上相距为的两根很长的平行滑轨，竖直安置，沿轨道安装的线路通上励磁电流，便会产生沿轨道移动的周期性磁场。组成周期性磁场的每小块磁场沿滑轨方向宽度相等，相间排列。相间的匀强磁场B₁和B₂垂直轨道平面，B₁和B₂方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B，每个磁场的宽度都是。采用轻巧碳纤维材料打造的一电梯轿厢里固定着绕有N匝金属导线的闭合正方形线框ABCD（轿厢未画出且与线框绝缘），边长为 ， 总电阻为R。利用移动磁场与金属线框的相互作用，使轿厢获得牵引力，从而驱动电梯上升。已知磁场以速度v₀向上匀速运动，电梯轿厢的总质量为M、运动中所受的摩擦阻力恒为 ， 重力加速度为g。

（1）电梯轿厢向上运动的最大速度；

（2）不考虑其它能量损耗，为了维持轿厢匀速上升，外界在单位时间内需提供的总能量；

（3）假设磁场由静止开始向上做匀加速运动来启动电梯轿厢，当两磁场运动的时间为t时，电梯轿厢也在向上做匀加速直线运动，此时轿厢的运动速度为v，求由磁场开始运动到电梯轿厢刚开始运动所需要的时间。