陕西省西安市第八十五中学2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

2024-2025学年陕西省西安八十五中高二（上）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是(    ) A. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在 B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C. 空间有变化的电场或磁场存在，一定能形成电磁波 D. 将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机会响铃或振动 2.如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是(    ) A. B. C. D. 3.高压直流输电系统中，若某段线路采用千伏输送电能时，输电导线一年损失的电能约为亿千瓦，如果保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用千伏时，则导线一年损失的电能约为(    ) A. 亿千瓦 B. 亿千瓦 C. 亿千瓦 D. 亿千瓦 4.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中c点的磁感应强度为零，则下列说法正确的是(    ) A. d点的磁感应强度为 B. b、d两点的磁感应强度相同 C. a点的磁感应强度在四个点中最大 D. b点的磁感应强度与竖直方向成斜向右上方 5.如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，1、2和3灯的亮度变化情况是(    ) A. 1灯变暗，2灯变亮，3灯亮度不变 B. 1灯变亮，2、3两灯均变暗 C. 1、2灯均变暗，3灯亮度不变 D. 1、2两灯均变亮，3灯变暗 6.如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后(    ) A. M处钠离子浓度等于N处钠离子浓度 B. M处钠离子浓度小于N处钠离子浓度 C. M处电势高于N处电势 D. P管中液面高于Q管中液面 7.如图所示是电磁炮的发射原理，炮弹可沿固定的平行导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，电流形成的磁场可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，炮弹在导轨间的电阻为R，可控电源的内阻为r，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，可控电源此时的电动势是(    ) A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 8.如图所示，在电路中接一段钨丝从旧日光灯管中取出，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是(    ) A. 该传感器利用了钨丝的化学性质 B. 该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性 C. 该传感器能够把热学量温度转换为电学量电阻 D. 该传感器能够把电学量电阻转换为热学量温度 9.如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，其边界ab、cd均与导轨垂直。现将两相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，运动过程中PQ、MN始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零，从PQ进入磁场时开始计时，MN中电流记为i，MN两端电势差记为u，则下列、图像可能正确的是(    ) A. B. C. D. 10.科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且：：1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是(    ) A. 受电线圈cd两端的输出电压为22V B. 充电时，两线圈上所接电阻的阻值 C. 充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为20V D. 充电时，受电线圈cd两端的输出电压为 11.如图甲所示的电路，已知电阻，和并联的D是理想二极管正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压电压为正值时，。由此可知(    ) A. 在 A、B之间所加的交变电压的周期为2s B. 在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为 C. 加在上电压的有效值为10V D. 加在上电压的有效值为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 12.在研究电磁感应现象的实验中所用的实验仪器如图所示，它们是：电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、电键、滑动变阻器。 按实验要求补充连接电路。 连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则会观察到电流计指针向______偏转。 把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小分别为和，流过B线圈的电荷量分别为和有______，______填>，=或。 13.某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。 为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，为电阻箱，R为热敏电阻，开关S、、先断开，滑动变阻器的滑片移到最______选填“左”或“右”端。 实验时，温控室的温度为，闭合S、，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数，现断开闭合，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值时，电流表的示数也为，则此室温的热敏电阻值为______。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度t下对应的电阻值R，作出图像，如图乙所示，室温为______。 把这个热敏电阻接入如丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为9V，内阻，；当图中的电流表A达到或超过时，便触发报警器图中未画出报警。若要求开始报警时环境温度为，图中阻值为______保留2位有效数字。 四、简答题：本大题共1小题，共18分。 14.图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线ae和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为，bc长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动只考虑单匝线圈，线圈电阻为r，其它电阻均不计。 线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式； 求线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻R的电荷量； 求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。 五、计算题：本大题共2小题，共22分。 15.如图所示，直角坐标系xOy处于垂直坐标平面向里的磁场中，区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，区域匀强磁场的磁感应强度大小为2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿y轴正方向以速度v运动，不计粒子重力。求： 粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间； 粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离。 16.某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用两个变压器均为理想变压器 画出输送电路图，求输电线上的电流． 求升压变压器的原副线圈的匝数之比． 求降压变压器的原副线圈的匝数之比． 答案和解析 1.【答案】D  【解析】解：A、麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故A错误； B、常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故B错误； C、若是均匀变化的磁场产生恒定的电场，则不能形成电磁波；同样均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能形成电磁波，故C错误； D、电磁波可以在真空中传播，将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机能接收到信号，故D正确； 故选：D。 麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在； 遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机； 均匀变化的磁电场产生恒定的电磁场，则不能形成电磁波； 电磁波可以在真空中传播。 明确麦克斯韦的电磁场理论，知道遥控器是利用红外线工作的，知道电磁波可以在真空中传播。 2.【答案】D  【解析】解：A、转轴与磁场平行，穿过线圈的磁通量不会发生变化，所以没有感应电流产生，故A错误； B、根据公式，可知产生的是恒定电流，不是产生交变电流，故B错误； C、穿过线圈的磁通量不会发生变化，所以没有感应电流，故C错误； D、线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。 故选：D。 从感应电流的产生原理出发进行作答：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电流。 本题考查如何产生感应电流，要牢记当穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电流。 3.【答案】C  【解析】解：设线路采用千伏输送电能时电流为I，当输送电压采用千伏时输送电流为，因输送的功率不变，根据可知，损失的功率，故，解得亿千瓦，故ABD错误，C正确； 故选：C。 因输送的功率相同，根据可知电流关系，损失的功率即可求得。 本题主要考查了输电线路上损失的功率，利用好和即可。 4.【答案】C  【解析】解：用右手螺旋定则判断通电直导线在abcd四个点上所产生的磁场方向，如图所示 c 点的磁感应强度为零，则通电直导线在圆周上任一点的磁场强度大小等于磁感应强度 A、d点有向上的磁场，还有电流产生的水平向右的磁场，叠加后磁感应强度的方向是竖直方向成  斜右上方，大小为，故A错误； D、b点有向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后磁感应强度的方向是竖直方向成  斜向左下方，大小为，故D错误； B、b、d 两点的磁感应强度相同，大小相同，方向不同，故B错误； C、a点有向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，电流产生的磁感应强度和原磁感应强度方向相同，叠加后最大，故C正确。 故选：C。 该题考查了磁场的叠加问题。用右手螺旋定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项。 该题考查磁感应强度的叠加，要注意磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量。它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则。 5.【答案】A  【解析】解：感抗为，容抗为，当频率f增大时，感抗变大，容抗变小。 感抗变大，对交流电的阻碍作用变大，所以1变暗。 容抗变小，对交流电的阻碍作用变小，所以2变亮。 而电阻器的对交流电的阻碍作用不随频率改变，所以3亮度不变。 所以1变暗、2变亮、3不变。故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据感抗公式和容抗公式，定性讨论． 还可以根据电容器和电感线圈的特性分析选择．电容器内部是真空或电介质，隔断直流．能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性．电感线圈可以通直流，通过交流电时产生自感电动势，阻碍电流的变化，具有通直阻交，通低阻高的特性． 6.【答案】D  【解析】解：AB、钠离子运动方向与电流方向相同，由A流向C，根据左手定则可知，钠离子在洛伦兹力作用下，向M处偏转，则M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度，故AB错误； C，钠离子运动方向与电流方向相同，由A流向C，氯离子运动方向与电流方向相反，由C流向A，根据左手定则可知，氯离子在洛伦兹力的作用下，也向M偏转，则M处和N处仍呈电中性，因此M处电势和N点电势相等，故C错误； D，当开关闭合时，液体中有从A到C方向的电流，根据左手定则可以知道，液体将受到向M处的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此P端的液面将比Q端的高，故D正确。 故选D。 依据左手定则来判定洛伦兹力方向，再由当开关闭合时，液体中有电流流过，电流在磁场中受到安培力作用，液体在力的作用下发生流动，使液面高度发生变化。应用左手定则分析答题。 本题有一定创新性，考查了学生综合应用知识的能力，是一道考查学生创新思维、综合应用知识能力的好题。 7.【答案】C  【解析】解：炮弹滑行s后获得的发射速度为v，根据动能定理得：，解得电流强度大小为： 根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势为： 解得：，故C正确、ABD错误。 故选：C。 根据动能定理求电磁炮受到的安培力大小；根据安培力公式求出电路中电流大小，由闭合电路欧姆定律求电源的电动势。 本题的关键是要弄清楚电磁炮的发射原理：通电导体在安培力作用下获得速度，能够根据动能定理、闭合电路欧姆定律进行分析。 8.【答案】BC  【解析】解：由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故B、C正确，A、D错误． 故选：BC 金属导体的电阻随温度的升高而增大，温度的变化导致电阻值的变化，所以该传感器能够把热学量温度转换为电学量电阻． 本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要牢记常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累． 9.【答案】AC  【解析】解：AB、MN刚进磁场时的速度与PQ刚进磁场时相同，设时MN中电流为，若PQ刚出磁场时MN进入磁场，此时电流立即反向，MN进入磁场后仍匀速运动，因此电流大小不变，故A正确，B错误； C、PQ刚进磁场时，MN两端的电势差记为，若PQ还未离开磁场时MN已进入磁场，根据题设此时两导体棒速度相等，回路电流为零，MN两端的电势差导体棒切割磁场产生的电动势为，两导体棒均未离开磁场前做匀加速运动，电动势均匀增大，当PQ离开磁场时，MN的速度大于其刚进入磁场时的速度，其两端的电势差U发生突变，且略大于，此后MN做加速度减小的减速运动，MN两端的电势差逐渐减小，故C正确； D、只有两导体棒同时在磁场中运动时，MN两端的电势差才等于，但不会恒定不变，故D错误。 故选：AC。 根据右手定则判断电流方向，根据导体棒切割磁感应线产生的感应电动势分析电势差和电流的变化情况。 解决该题的关键是掌握感应电动势和感应电流的产生条件，知道感应电流方向的判断方法，明确导体棒在斜面上的运动情况。 10.【答案】BD  【解析】解：端输入电压为220V，由于送电线圈中的电阻R会分压，故送电线圈两端电压小于220V，则根据匝数比等于电压比可知，受电线圈cd两端的输出电压小于22V，故A错误； B.由题意可知，送电线圈的电流为，解得，则送电线圈两端电压，根据，可解得，故B正确； C.充电时，与送电线圈相连的电阻R两端的电压为，计算可得，故C错误； D.充电时，受电线圈cd两端的输出电压为，故D正确。 故选：BD。 根据匝数比等于电压比分析受电线圈cd两端的输出电压；由欧姆定律及电压比等于匝数比计算R、送电线圈相连的电阻R两端的电压及充电时受电线圈cd两端的输出电压。 本题考查了电磁感应的相关问题，考查知识点针对性强，有一定难度，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。 11.【答案】BD  【解析】解：A、由图象可得交流电的周期，故A错误； B、电压最大值为：，角速度为： 即变电压的瞬时值表达式为：  V，故B正确； CD、①在前半个周期，A点电位高于B点电位二极管导通即被短路，，电压为电源电压 在后半个周期，B点电位高于A点电位二极管截止，与串联分压， 根据交流电有效值的定义可知：， 即为：， 解得的电压有效值为：， 同理可得：，即为：， 解得的电压有效值为：，故C错误，D正确。 故选：BD。 由图象可得交流电的周期，电压最大值，依据可得变电压的瞬时值表达式；根据电流的热效应，注意二极管的单向导电性，使得半个周期内被短路，另半个周期内与串联，从而即可求解。 考查交流电的有效值求解，注意正弦交流电的有效值与最大值的关系，同时注意二极管的单向导电性。 12.【答案】左  >  =  【解析】解：将电源、电键、变阻器、原线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与副线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示。 闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转，可知线圈B内磁通量增加时电流计指针向右偏转；将滑动变阻器触头快速向左滑动，线圈A电流减小，线圈B内磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏转。 把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，第一次磁通量变化快，第二次磁通量变化慢，根据法拉第电磁感应定律可知两情况下线圈中产生的感应电动势的大小为 流过B线圈的电荷量为，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，磁通量变化量相同，故 故答案为：实物电路图如图所示；左；；=。 注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答。 根据穿过线圈的磁通量变化情况，判断感应电流的方向，从而判断电流计指针偏转方向。 两次磁铁的起始和终止位置相同，知磁通量的变化量相同，应用法拉第电磁感应定律比较感应电动势的大小；由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由电流定义式求出电荷量大小。 本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。知道磁通量的变化量相等、应用法拉第电磁感应定律即可正确解题．解题时要注意两种情况下，磁通量的变化量相等，这是正确解题的关键． 13.【答案】左  90  30  20  【解析】解：由图甲所示图像可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路，闭合开关前滑片应移到最左端。 滑动变阻器滑片位置不变，分压电路两端电压相等，电流表示数相等，由欧姆定律可知，热敏电阻阻值与电阻箱接入电路的阻值相等，因此热敏电阻阻值为；由图乙所示图像可知，热敏电阻阻值为时对应的温度是。 根据图丙所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：，由题意可知：，，代入数据解得路端电压；由图乙所示图像可知，时热敏电阻阻值，由欧姆定律可知，通过的的电流，流过电阻的电流，由欧姆定律可知，。 故答案为：左；；30；。 滑动变阻器采用分压接法时，闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置。 根据题意求出电阻阻值；根据图示图象求出温度。 根据图乙所示图象求出热敏电阻阻值，然后根据图丙所示电路图应用串并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值。 理解实验原理、知道实验注意事项、分析清楚图示图像与电路结构是解题的前提；应用串并联电路特点与欧姆定律、闭合电路的欧姆定律即可解题。 14.【答案】解：矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则有 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为 由图可知 则整个线圈的感应电动势为 过程中产生平均感应电动势为 平均电流为 电荷量为 流过电阻R的电荷量 电动势的有效值为 则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为 其中 ， 联立解得 答：线圈平面处于中性面位置时开始计时，整个线圈中的感应电动势的表达式为； 线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻R的电荷量为； 线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。  【解析】矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，先求出转动线速度，根据，求出导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势，从而写出瞬时表达式； 先求出平均电动势，根据欧姆定律求出平均电流，从而计算电荷量； 根据即可求解。 当线圈与磁场相平行时，即线圈边框正好垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大．求电荷量时，运用交流电的平均值，求产生的热能时，用交流电的有效值。 15.【答案】解：设粒子在区域内做匀速圆周运动的半径为r，则 解得： 粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间为 联立解得： 设粒子在区域做匀速圆周运动的半径为R，则 解得： 则有 则可知粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离为。 答：粒子从O点出发第一次到达x轴所经过的时间为； 粒子第一次到达y轴的位置到O点的距离为。  【解析】根据牛顿第二定律结合圆周运动的周期公式计算出时间； 根据牛顿第二定律结合几何关系得出粒子第一次到达y轴时与O点的距离。 本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动，根据牛顿第二定律结合圆周运动的周期公式即可完成分析。 16.【答案】解：用500V电压输送时，电流：， 用高压输送时，示意图如下图所示． 要求，即   输电电流 故输电线上的电流为 根据变压器的电流比与匝数比的关系可知： 发电站升压后输电电压 输电线上损失的电压   到达用户输入变压器电压   970 V， 降压变化器的匝数比 答：输送电路图如图所示，输电线上的电流为 升压变压器的原副线圈的匝数之比为1： 降压变压器的原副线圈的匝数之比为  【解析】根据P损求出输电线上的电流，画出远距离输电示意图 根据输电线上的电流和升压变压器的输出功率，求出输出电压，根据原副线圈的电压比等于匝数比求出升压变压器的匝数比．求出输电线上的电压损失，从而得出降压变压器的输入电压，根据降压变压器原副线圈电压比等于匝数比求出降压变压器的匝数比． 解决本题的关键知道升压变压器的输出电压、损失电压和降压变压器的输入电压的关系，以及知道输出功率和输出电流和输出电压的关系． 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$