福建省福州市连江第一中学2024-2025学年高二下学期3月适应性练习物理试题

团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 1 页） 连江一中 2024－2025 学年度第二学期 3 月质量检测 高二物理试卷 完卷时间： 75 分钟 总分：100分 一、单项选择题：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，只 有一项是符合题目要求的。 1.考生进入考场时，监考老师会用金属探测器对考生进行检查，当探测器靠近金属块时就会发出警报。下 列说法正确的是（ ） A．探测器靠近金属块时，会在金属块内形成涡流 B．探测器仅由金属线圈构成，无电源及其他电阻 C．探测器内的感应电流越小，探测器越灵敏 D．探测器利用了电磁驱动原理 【答案】A 【详解】AB．金属探测器内有金属线圈，打开探测器内的电源后，线圈中通有变化的电流，从而在空 间产生变化的磁场，当探测器靠近金属块时，金属块内的磁通量发生变化而产生涡流，涡流产生的磁 场又影响金属探测器内线圈的电流，从而导致探测器发出警报，故 A 正确，B 错误； C．在同种情况下，探测器内的感应电流越大，探测器越灵敏，故 C 错误； D．探测器利用了电磁感应原理，故 D 错误。 故选 A。 2．如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供 220V 的交流电压，手表端获得 5V 的交 流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（ ） A．底座与手表上的线圈匝数之比肯定为 44∶1 B．无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象 C．充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力 D．底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了 【答案】B 【详解】A.由于手表线圈与底座线圈之间存在漏磁，故两线圈之比不等于电压比，故 A 错误； 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 3 页） B.无线充电是底座线圈磁场变化引起手表充电线圈磁通量变化，是手表线圈与底座线圈之间发生了互 感现象，故 B 正确； C.根据楞次定律，底座线圈电流减小时，手表线圈产生同向电流，两者有吸引力，底座线圈电流增大 时，手表线圈产生反向电流，两者有排斥力，故 C 错误； D.底座与手表之间插入一张薄纸，手表线圈仍能感应出电流，故 D 错误。 故选 B。 3. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n＝1500 匝，横截面积 S＝20 cm 2 螺线管导线电阻 r=1Ω， R1=4Ω，R2=5 Ω，C=30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变 化，则下列说法中正确的是（ ） A．螺线管中产生的感应电动势为 1 V B．电路中的电流稳定后，电阻 R1 的电功率为 25 10 W− C．闭合 S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 D．S 断开后，通过 R2 的电荷量为 51.8 10 C− 【答案】D 【详解】A．由法拉第电磁感应定律，可得螺线管内产生的电动势为 41.0 0.21500 20 10 V 1.2V 2 B E N N S t t −  −= = =    =   故 A 错误； B．电路中的电流稳定后，电流为 1 2 1.2 A 0.12A 1 4 5 E I r R R = = = + + + + 则电阻 R1 的电功率为 2 2 2 1 1 0.12 4 5. 6 W1W 7 0P I R −== =   故 B 错误； C．闭合 S，电路中的电流稳定后，对通电螺线管分析，可知通过它的磁场向下增大，则磁量增大，根据 楞次定律可知，会产生一个向上的感应磁场，以阻碍其增大，则根据安培定则可知，感应电流从螺线管 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 5 页） 的上端流到下端，此时通电螺线管相当于电源，则下端是正极，上端是负极，故电容器下板带正电，故 C 错误； D．闭合 S，电路中的电流稳定后，因电容器与 2R 并联，故电容器两端的电压等于 2R 两端的电压，则有 2 0.6VCU IR= = 故充入电容器的电荷量为 6 50.6 30 10 CC=1.8 10CQ U C − −= =    S 断开后，电容器放电，直到电荷量为零，故 S 断开后，通过 R2 的电荷量为为 51.8 10 CQ −=  故 D 正确。 故选 D。 4. 如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈 abcd 匝数 N＝10 匝、电阻 r＝2Ω，矩形线圈在匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向的固定轴 OO'匀速转动。线圈的两端经集流环和电刷与 R＝8Ω 的电阻连接，电压表为理 想交流电表。图乙是穿过矩形线圈 abcd 的磁通量Φ 随时间 t 变化的图像。下列说法正确的是（ ） A．1s 内线圈 abcd 中电流方向改变 50 次 B．0.02s 时电压表的示数为 31.4V C．R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u＝31.4sin100πt（V） D．1s 内电阻 R 产生的热量约为 39.4J 【解答】解：A、由图可知周期 T＝0.02s，线圈的转速为 n'= 1 𝑇 = 1 0.02 r/s＝50r/s，则 1s 内线圈中电流方 向改变 100 次，故 A 错误； B、根据角速度的计算公式可得：ω= 2𝜋 𝑇 = 2𝜋 0.02 rad/s＝100πrad/s，感应电动势的最大值为：Em＝NΦmω ＝10×1×10 ﹣2×100πV＝31.4V，感应电动势的有效值为：E= 31.4 √2 V≈22.2V，感应电流的有效值为： I= 𝐸 𝑅+𝑟 = 22.2 8+2 A＝2.22A，电压表的读数为路端电压的有效值，示数应为 U＝IR＝2.22×8V＝17.76V， 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 7 页） 故 B 错误； C、线圈从中性面开始计时，所以 R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u= √2Usinωt＝25sin100πt（V）， 故 C 错误； D、根据焦耳定律可得：Q＝I2Rt＝（2.22）2×8×12J＝39.4J，故 D 正确。 故选：D。 二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 6分，共 24分。每小题有多项符合题目要求，全 部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。 5．演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器接入电路中的阻值大于 线圈直流电阻，A1、A2 为两个完全相同的灯泡，下列判断正确的是（ ） A．接通开关 S，灯 A1、A2 立即变亮 B．接通开关 S，灯 A1 逐渐变亮，灯 A2 立即变亮 C．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，灯 A1、A2 逐渐熄灭 D．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，灯 A1 逐渐熄灭，灯 A2 闪一下后逐渐熄灭 【答案】BD 【详解】AB．接通开关 S 瞬间，灯 A2 立即变亮，而线圈 L 产生自感电动势，根据楞次定律可知，自 感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯 A1 逐渐变亮，故 A 错误，B 正确； CD．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，原来通过灯 A2 的电流立即消失，线圈 L 产生自感电动 势，相当于电源，两灯串联，由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，原来电路稳定 后通过灯 A1 的电流大于通过灯 A2 的电流，故灯 A1 逐渐熄灭，灯 A2 闪一下后逐渐熄灭，故 C 错误， D 正确。 故选 BD。 6. 如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻 R0＝7.5Ω 串联后接在电压 U0＝48V 的交流电源上，副线圈接 理想电压表、电流表和滑动变阻器 R，R 的最大阻值为 100Ω，原、副线圈匝数比为 1：2。现将滑动变阻器 R 的滑片 P 向下滑动，下列说法正确的是（ ） 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 9 页） A．电压表示数变小 B．电源的输出功率变小 C．当滑动变阻器的滑片 P 位于中点时，电流表的示数为 2.4A D．改变滑片 P 的位置，R 获得的最大功率为 76.8W 【解答】解：A．根据变压器原理 𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 ， 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 变压器副线圈的等效电阻为 𝑅效 = 𝑈1 𝐼1 = ( 𝑛1 𝑛2 )2 𝑈2 𝐼2 = ( 𝑛1 𝑛2 )2𝑅 滑动变阻器 R 的滑片 P 向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，副线圈等效电阻减小，原线圈总 电流增大，R0两端的电压增大，原线圈两端的电压减小，根据变压比可知，副线圈两端的电压减小，电 压表示数变小，故 A 正确； B．电源的输出功率为 P＝U0I1 原线圈总电流增大，电源的输出功率变大，故 B 错误； C．当滑动变阻器的滑片 P 位于中点时，则 R＝50Ω 根据闭合电路的欧姆定律 U0＝I1（R0+R 效） 解得 I1＝2.4A 根据变流比 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 解得电流表的示数为 I2＝1.2A 故 C 错误； D．将定值电阻 R0 看成电源内阻，当变压器副线圈的等效电阻等于电源等效内阻时，R 获得的功率最 大，即 R 效＝R0＝7.5Ω 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 11 页） 时，R 获得的最大功率为 𝑃𝑚 = ( 𝑈0 𝑅 效 +𝑅0 )2𝑅效 = 𝑈0 2 4𝑅0 = 482 4×7.5 𝑊 = 76.8𝑊 故 D 正确。 故选：AD。 7. 边长为a 的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场， 如图所示，则选项图中电动势、外力、外力功率与位移的关系与这一过程相符合的是（ ） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．框架切割磁感线的有效长度 2 tan30L x=  则感应电动势 2 3 2 tan 30 3 E BLv B x v Bvx= =   = 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 13 页） 则 E 与 x 成正比，故 A 错误，B 正确； C．框架匀速运动，则 F F BIL= =外 安 电流为 E I R = 可得 2 24 3 B v F x R = 外 当 B 、 R 、 v 一定，则 2F x外 故 C 错误； D．外力的功率 2 2 24 3 B v P F v x R = = 外 外 可知 2P x外 故 D 正确。 故选 BD。 8.足够长的平行光滑金属导轨 EF、GH 倾斜放置，倾角为 θ，EF、GH 之间的宽度为 L，上端用电阻为 R 定值电阻连接，导轨所在平面有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为 B，如图所示．质量为 m、 电阻为 R 的导体棒 ab 放在导轨上，其长度恰好等于 L，始终与导轨良好接触。静止释放导体棒 ab，ab 向 下通过的距离为 0x 时恰好做匀速运动，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A．导体棒 ab 释放瞬间的加速度大小 sina g = B．导体棒 ab 做匀速运动的速度大小 2 2 2 sinmgR v B L  = C．从导体棒 ab 静止释放到恰好做匀速运动的过程中，通过导体棒 ab 中的电荷量 0 2 Lx q R = 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 15 页） D．从导体棒 ab 静止释放到恰好做匀速运动的过程中，导体棒中产生的热量 3 2 2 2 0 4 4 2 sin sin m g R Q mgx B L  = − 【答案】AB 【详解】A．导体棒 ab 释放的瞬间，所受安培力为零，导体棒只受重力和支持力，此时加速度为 sin sin mg a g m  = = 故 A 正确； B．匀速运动时，导体棒受力平衡，此时导体棒受重力、支持力和沿导轨向上的安培力，在沿导轨方向有 sinBIL mg = 又因为 2 2 E Blv I R R = = 联立解得 2 2 2 sinmgR v B L  = 故 B 正确； C．根据 ·q I t=  2 E I R = Δ E N t  =  解得 0Δ 2 2 BLx q N R R  = = 故 C 错误； D．导体棒 ab 从静止释放到恰好做匀速运动的过程中，根据能量守恒定律可知 2 0 1 sin 2 Q mgx mv= −总 又因为定值电阻和导体棒阻值相同，故 1 2 Q Q= 总 导体棒中产生的热量 3 2 2 2 0 4 4 1 sin sin 2 m g R Q mgx B L  = − 故 D 错误。 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 17 页） 故选 AB。 三、非选择题：共 60分。考生根据要求作答。 9. （3 分）目前困扰 5G 发展的大难题之一是供电，5G 基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示， 电压为 100kV 的主供电线路为某 5G 基站供电，基站用电器功率为 9kW，线路电阻为 40Ω，线路损耗功 率占总功率的 10%（变压器均视为理想变压器），则输电线路中的电流为 A；高压变压器原、 副线圈的匝数比为 【答案】5A （1.5 分） 1 2 1 2: : 50 :1n n U U= = （1.5 分） 【详解】AC．由题意可知，总功率为 10kW 1 10% P P = = − 基站 总 线路损耗功率 10% 1kWP P = =总 又 2P I r = 解得输电线路中的电流为 5AI = 高压变压器副线圈的电压为 2 2kV P U I = =总 高压变压器原、副线圈的匝数比为 1 2 1 2: : 50 :1n n U U= = 10．（3 分）如图所示，匝数 n=100 匝、面积 S=10cm 2 的矩形闭合导线框 ABCD 处于磁感应强度大小 B= 2 T 的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴 'OO 以角速度 ω=100rad/s 匀速转动，并与一理想变压器 的原线圈相连，副线圈接入一只小灯泡 L1，恰好正常发光，线框电阻不可忽略。则以图示位置为计 时起点，线框中产生的感应电动势的表达式为 ；如果在小灯泡 L1 两端再并联一盏相同的小 灯泡 L2，则灯泡 L1 亮度将 （填变暗、变亮、不变）。 【答案】 10 2 sin100 (V)e t= （2 分） 变暗（1 分） 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 19 页） 【详解】[1]以图示位置为计时起点，线框中产生的感应电动势的表达式 4sin 100 2 10 10 100sin100 (V) 10 2 sin100 (V)e nBS t t t  −= =     = [2]如果在小灯泡 L1 两端再并联一盏相同的小灯泡 L2，副线圈电阻变小，电流变大，则原线圈中的电 流变大；由于线框电阻不可忽略，则线框内阻上的电压变大，原线圈的电压变小，相应副线圈的电 压变小，所以灯泡 L1 两端电压变小，灯泡 L1 变暗。 11. （4 分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里， 1OO 是其左边界，一个面 积为 S 的 N 匝矩形线圈垂直磁场放置，AD 边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕 AD 边以 角速度 绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为 R，则线圈中产生的交流电的电动势有效值 为 ；线圈转动一周产生的热量为 。 【答案】 1 2 E NBS= （2 分） 2 2 2 2 N B S R   （2 分） 【详解】A．线圈中产生如图所示规律变化的交流电 线圈中产生的交流电的电动势的最大值 mE NBS= 设电动势有效值为 E，则有 2 m 2 2 2 E E T T R R       =  解得 1 2 E NBS= 线圈转动一周产生的热量为 2 2 2 2 2 E N B S Q T R R   =  = 12．（5 分）利用如图所示的实验装置进行“探究感应电流方向”的实验。 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 21 页） (1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在 （填“a”或“b”）位置。 (2)下列操作不能产生感应电流的是______。 A．开关闭合瞬间 B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C．开关断开瞬间 D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 (3)将线圈 A 插入线圈 B 中，闭合开关 S 瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关 S 闭合，以下操作 中也能使电流计指针右偏的是______。 A．拔出线圈 A B．将滑动变阻器的滑片向左移动 C．将滑动变阻器的滑片向右移动 (4)某同学第一次将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移动，发 现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈 B 中的 （填“磁通量”“磁通量的变化”或 “磁通量的变化率”）第二次比第一次的大。 【答案】(1)a （1 分） (2)B （1 分） (3)C （1 分） (4)磁通量的变化率 （2 分） 【详解】（1）滑动变阻器采用限流接法，为了确保安全，开关闭合前，滑动变阻器接入电阻应为最 大值，即滑动变阻器的滑片应放置在 a 端。 （2）A．开关闭合瞬间，线圈 A 电流发生变化，穿过线圈 B 的磁通量发生变化，线圈 B 中能够产生 感应电流，A 不符合题意； B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动，线圈 A 电流不发生变化，穿过线圈 B 的磁通量没有发生变 化，线圈 B 中不能够产生感应电流，B 符合题意； C．开关断开瞬间，线圈 A 电流发生变化，穿过线圈 B 的磁通量发生变化，线圈 B 中能够产生感应电 流，C 不符合题意； 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 23 页） D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈 A 电流发生变化，穿过线圈 B 的磁通量发生变 化，线圈 B 中能够产生感应电流，D 不符合题意。 故选 B。 （3）A．将线圈 A 插入线圈 B 中，闭合开关 S 瞬间，线圈 A 电流增大，穿过线圈 B 的磁通量增大， 线圈 B 中产生感应电流，此时发现电流计指针右偏，表明当穿过线圈 B 的磁通量增大时，电流计指 针将向右偏，当拔出线圈 A 时，穿过线圈 B 的磁通量减小，则电流计指针将向左偏，故 A 错误； B．将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电阻增大，通过线圈 A 的电流减小，则穿过线圈 B 的磁通量减小，结合上述可知，电流计指针将向左偏，故 B 错误； C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电阻减小，通过线圈 A 的电流增大，则穿过线圈 B 的磁通量增大，结合上述可知，电流计指针将向右偏，故 C 正确。 故选 C。 （4）电流计指针的摆动幅度较大，表明 B 中产生的感应电流较大，B 中的感应电动势较大，第一次 将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移动，发现第二次电流计 指针的摆动幅度较大，原因是线圈 B 中的磁通量的变化率第二次比第一次的大。 13.（5分）图甲为教学用的可拆变压器，A、B 线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。 （1）某同学用多用电表欧姆挡分别测量 A、B 线圈的电阻值，发现 A 线圈电阻约为 B 线圈电阻的 2 倍， 则可推断 线圈的匝数多（选填“A”或“B”）； （2）为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈 A 与学生电源连接，另一个线圈 B 与小灯泡连接。其中线圈 A 应连到学生电源的 （选填“直流”或“交流”）输出端上； （3）将与灯泡相连的线圈 B 拆掉部分匝数，其余装置不变，继续实验，则灯泡亮度 （选填“变 亮”或“变暗”）； （4）某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为 220 匝和 110 匝，学生电源输出端电压的有效值为 6V，则小灯泡两端电压的有效值可能是 。 A．12V B．6V C．3.6V D．2.8V 【答案】 A （1 分） 交流 （1 分） 变暗 （1 分） D（2 分） 【详解】（1）[1]根据电阻定律可知相同材质相同截面积条件下导线越长电阻越大，故 A 线圈的匝数多； （2）[2]变压器只能改变交流电压，线圈 A 应连到学生电源的交流输出端上； （3）[3]线圈 B 拆掉部分匝数，则 2n 减小，因此变压器副线圈电压 2U 减小，灯泡的功率为 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 25 页） 2 2UP R = 可知灯泡功率降低，亮度变暗； （4）[4]理想变压器 1 1 2 2 U n U n = 可得 2 1 2 1 3V n U U n = = 实验过程中由于存在漏磁、铁芯发热、导线发热等情况，副线圈的实际电压应小于理想变压器副线圈电 压的理论值，应小于 3V，可能为 2.8V。 故选 D。 14．（10 分）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量为 32m / sQ = ，落差 5mh = ，河水的密度为 3 31.0 10 kg / m =  ，现利用其发电，若发电机的总效率为 1 50% = ，输出电压为 1 240VU = ，输电线的总电阻为 30ΩR = ，用户获得 220V 的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发 电机输出电功率的比值为 2 6% = 。取 210m / sg = ） (1)求输电线中的电流 I ； (2)求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比； (3)如果输送的电能供“220V 100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 【答案】(1)10A (2) 6 125 ， 235 11 (3)470 盏 【详解】（1）发电机的输出功率 4 1 5 10 WP Qgh = = 总 （1 分） 输电线上损失的电功率 2P I R=损 （1 分） 又 2P P=损 总 （1 分） 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 27 页） 解得输电线中的电流为 10AI = 。（1 分） （2）升压变压器原线圈两端的电压 1 240VU = 副线圈两端的电压为 4 3 2 5 10 V 5 10 V 10 P U I  = = = 总 （1 分） 故升压变压器原、副线圈的匝数比为 1 1 3 2 2 240V 6 5 10 V 125 n U n U = = =  （1 分） 输电线上的电压损失为 Δ 10 30V 300VU IR= =  = 降压变压器原线圈两端的电压为 3 3 2 Δ 5 10 VU U U= − =  − 300V 4700V= （1 分） 降压变压器副线圈两端的电压为 4 220VU = ，故降压变压器原、副线圈的匝数比为 3 3 4 4 4700V 235 220V 11 n U n U = = = （1 分） （3）设正常发光的电灯的盏数为 N ，则 4 45 10 5 10 0.06 470 100 P P N P −  −   = = =损总 奵 盏 盏 （2 分） 15．（12 分）如图甲所示，固定光滑平行金属导轨 MN、PQ 与水平面成 37°角倾斜放置，其电阻不计，相 距为 L＝0.5m，导轨顶端与电阻 R 相连，R＝2Ω。在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为 m＝0.2kg、电阻 为 r＝0.5Ω 的导体棒 ab，ab 距离导轨顶端 1 2d = m。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的磁场，其 磁感应强度 B 和时间 t 的函数关系如图乙所示。0～2s 内，导体棒在外力作用下保持静止，2s 后由静止释 放导体棒，棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动（g取 210m/s ，sin37 0.6 = ）。 求： （1）0～2s 内通过导体棒的电流 I 的大小和方向； （2）ab 棒滑到底部前的最大速度 mv ； （3）若导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程中，通过的电荷量 1.0Cq = 。求此过程中电阻 R 上产生 的热量 RQ 。 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 29 页） 【答案】（1）I＝0.8A，方向为 a 到 b；（2） m 3m/sv = ；（3）1.68 J 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得前 2s 产生的感应电动势 1 B E Ld t t   = =   （1 分） 由闭合电路欧姆定律 E I R r = + ，（1 分） 解得 0.8AI = （1 分） 根据楞次定律知感应电流的方向为 a 到 b。（1 分） （2）当导体棒达最大速度后匀速下滑，由导体棒受力平衡有， 0sinmg B IL = ， （1 分） 0 0 mE B Lv= （1 分） 0EI R r = + （1 分） 其中 0 2 TB = ，解得 m 3m/sv = （1 分） （3）导体棒下滑到底端过程中 0 2 B Ld q R r R r  = = + + ，可得 2 2.5 md = （1 分） 设下滑过程中系统产生的热量 Q，则 22 m 1 sin 2 Q mgd mv= − ， （1 分） 代入数据得 2.1 JQ = （1 分） 电阻 R 产生的热量为 1.68 JR R Q Q R r = = + （1 分） 16. （18 分） 如图，有两平行光滑金属导轨 1 1 1PO Q 和 2 2 2PO Q ， 1 1PO 和 2 2P O 段水平， 1 1O Q 和 2 2O Q 段倾 斜，两导轨相距 L，倾斜导轨 1 1O Q 和 2 2O Q 长度为 d，倾斜角为 ，水平导轨内左端 1 2PP 到导体棒 a 之间有 竖直向上的匀强磁场 0B （未知），倾斜导轨处有垂直斜面向上的匀强磁场 B（已知），导体棒 a、b 分别放 在水平导轨和倾斜导轨上，两根导体棒质量均为 m，接入导轨间的电阻均为 R，导体棒 a 离左端 1 2PP 的距 离为 x，当导体棒 a 在外力作用下向左以 0v 匀速运动时，导体棒 b 恰好能静止在倾斜导轨的上端 1 2O O 处， 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 31 页） 导体棒 a 运动到 1 2PP 时，立刻停止并被锁定，此后导体棒 b 开始下滑，滑到底端 1 2Q Q 时近似达到匀速.不 计导轨的电阻，求： （1）导体棒 b 静止时，b 棒的电流大小； （2）水平导轨处匀强磁场的磁感应强度 0B ； （3）从导体棒 a 开始运动到导体棒 b 滑到 1 2Q Q 的过程中，导体棒 b 产生的焦耳热. 【答案】（1） sinmg BL  ；（2） 2 0 2 sinRmg BL v  ；（3） 3 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2 0 1 sin sin sin 2 m g R Rxm g mgd B L B L v    − + 【详解】（1）导体棒 b 静止时，由平衡可知 sinBIL mg = （2 分） 解得 b 棒的电流大小 sinmg θ I BL = （2 分） （2）对 a 棒向左运动时 0 0E B Lv= ， （2 分） 2 E I R = （1 分） 解得 0 2 0 2 sinRmg B BL v  = （1 分） （3）导体棒 a 从开始运动到滑到最左端 1 2PP 产生的焦耳热 2 2 2 2 1 2 2 0 0 2 sin 2 x Rxm g Q I R v B L v  =   = （2 分） 导体棒 b 滑到底端 1 2Q Q 时近似匀速，则 2 2 'sin 2 B L v mg BI L R  = = （2 分） 解得 2 2 2 sinmgR v B L  = （1 分） 则回路产生的焦耳热 3 2 2 2 2 2 4 4 1 2 sin sin sin 2 m g R Q mgd mv mgd B L   = − = − （2 分） 则总焦耳热 3 2 2 2 2 2 2 1 2 4 4 2 2 0 2 sin 2 sin sin m g R Rxm g Q Q Q mgd B L B L v   = + = − + （2 分） 导体棒 b 产生的焦耳热 3 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2 0 1 1 sin sin sin 2 2 b m g R Rxm g Q Q mgd B L B L v   = = − + （1 分） 团结 勤奋 求实 创新 24-25 下 3 月质量检测高二物理试卷（第 33 页） 福建省连江第一中学 LIANJIANG NO.1 MIDDLE SCHOOL OF FUJIAN 连江一中2024一2025学年度第二学期3月质量检测 高二物理试卷 完卷时间：75分钟总分：100分 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1.考生进入考场时，监考老师会用金属探测器对考生进行检查，当探测器靠近金属块时就会发出 警报。下列说法正确的是（) A.探测器靠近金属块时，会在金属块内形成涡流 B.探测器仅由金属线圈构成，无电源及其他电阻 C.探测器内的感应电流越小，探测器越灵敏 D.探测器利用了电磁驱动原理 2.如图为智能手表采用的无线充电方式简化图，充电底座提供220V的交流电压，手表端获得5V 的交流电压，下列关于无线充电方式简化图的说法正确的是（) 手表5V Q 电源220V A.底座与手表上的线圈匝数之比肯定为44：1 B.无线充电手表线圈与底座线圈之间发生了互感现象 C.充电过程中底座与手表之间始终存在相互作用的电磁斥力 D.底座与手表之间插入一张薄纸，手表就不能进行无线充电了 3.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm螺线管导线电阻=12 R=4Q,R=5Ω，C=30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的 规律变化，则下列说法中正确的是（) 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第1页，共8页） 团结勤奋求实创新 A.螺线管中产生的感应电动势为1V 个B/T 1.0 B.电路中的电流稳定后，电阻R,的电功率 0.8 0.6 为5×10-2W 0.4 C.闭合S,电路中的电流稳定后电容器上极 0.2 板带正电 2 t/s D.S断开后，通过R2的电荷量为1.8×105C 4.如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈bcd匝数N=l0匝、电阻r=22,矩形线圈在匀强磁 场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动。线圈的两端经集流环和电刷与R=8Ω的电阻连 接，电压表为理想交流电表。图乙是穿过矩形线圈bcd的磁通量Φ随时间t变化的图像。下列说 法正确的是() A.1s内线圈abcd中电流方向改变50次 4Φ/(×10-2Wb) B.0.02s时电压表的示数为31.4V d C.R两端的电压u随时间t变化的规律是 4/t/(X102s) 0 u=31.4sin100nt (V) D.1s内电阻R产生的热量约为39.4J 甲 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要 求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5.演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器接入电路中的阻 值大于线圈直流电阻，A、A2为两个完全相同的灯泡，下列判断正确的是( A.接通开关S,灯A、A2立即变亮 B.接通开关S,灯A逐渐变亮，灯A2立即变亮 C.接通开关S,待电路稳定后断开开关S,灯A、A逐渐熄灭 D,接通开关S,待电路稳定后断开开关S,灯A逐渐熄灭 灯A2闪一下后逐渐熄灭 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第2页，共8页） 福建省连江第一中学 LIANJIANG NC.1 MIDDLE SCHOOL OF FUJIAN 6.如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0=7.52串联后接在电压Uo=48V的交流电源上， 副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R,R的最大阻值为1002，原、副线圈匝数比为1：2。 现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是( A.电压表示数变小 R B.电源的输出功率变小 R C.当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数 为2.4A D.改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W 7.边长为的闭合金属正三角形框架，完全处于垂直于框架平面的 匀强磁场中，现把框架匀速拉出磁场，如图所示，则选项图中电动 势、外力、外力功率与位移的关系与这一过程相符合的是（) 个E A B P 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第3页，共8页） 团结勤奋求实创新 8.足够长的平行光滑金属导轨EF、GH倾斜放置，倾角为O,EF、GH之间的宽度为L,上端用电 阻为R定值电阻连接，导轨所在平面有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B,如图所 示，质量为m、电阻为R的导体棒αb放在导轨上，其长度恰好等于L,始终与导轨良好接触。静 止释放导体棒ab,ab向下通过的距离为x,时恰好做匀速运动，重力加速度为g,下列说法正确的 是() A.导体棒ab释放瞬间的加速度大小a=gsin0 B.导体棒ab做匀速运动的速度大小v=2 mgRsin6 B2☑ C.从导体棒b静止释放到恰好做匀速运动的过程中，通过导 体棒ab中的电荷量q= LXo 2R D.从导体棒ab静止释放到恰好做匀速运动的过程中，导体棒中产生的热量 Q=mgx sin0-2m'g'R'sin'0 BL 三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。 9.(3分)目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图 所示，电压为100kV的主供电线路为某5G基站供电，基站用电器功率为9W,线路电阻为 402,线路损耗功率占总功率的10%（变压器均视为理想变压器），则输电线路中的电流为 A;高压变压器原、副线圈的匝数比为 基 站 100kV 交 线路电阻 器 高压变压器 低压变压器 10.(3分)如图所示，匝数n=100匝、面积S=10cm的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度 大小B=√2T的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴O0'以角速度ω=100rad/s匀速转动，并 与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一只小灯泡L,恰好正常发光，线框电阻不可忽 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第4页，共8页） 福道省连江第一中学 LIANJIANG NO.1 MIDDLE SCHOOL OF FUJIAN 略。则以图示位置为计时起点，线框中产生的感应电动势的表达式为 ；如果在小灯 泡L1两端再并联一盏相同的小灯泡L2,则灯泡L亮度将 (填变暗、变亮、不变)。 灯泡 11.(4分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面 向里，OO是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放 B 置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以 角速度ω绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R,则线圈中产生的 交流电的电动势有效值为 ;线圈转动一周产生的热 D 量为 X 12.(5分)利用如图所示的实验装置进行“探究感应电流方向"的实验。 (1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在 (填“a”或“b")位置。 (2)下列操作不能产生感应电流的是 A.开关闭合瞬间 B·开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C.开关断开瞬间 D.开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 (3)将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关S闭合，以 下操作中也能使电流计指针右偏的是 A·拔出线圈A B.将滑动变阻器的滑片向左移动 C.将滑动变阻器的滑片向右移动 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第5页，共8页） 团结勤奋求实创新 (4)某同学第一次将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移 动，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈B中的 (填“磁通量”“磁 通量的变化"或“磁通量的变化率")第二次比第一次的大。 13.(5分)图甲为教学用的可拆变压器，A、B线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。 学生电源 ● 甲 乙 (1)某同学用多用电表欧姆挡分别测量A、B线圈的电阻值，发现A线圈电阻约为B线圈电阻的 2倍，则可推断 线圈的匝数多（选填“A”或“B"); (2)为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一 个线圈B与小灯泡连接。其中线圈A应连到学生电源的 (选填“直流”或“交流")输出端 上 (3)将与灯泡相连的线圈B拆掉部分匝数，其余装置不变，继续实验，则灯泡亮度 (选 填“变亮”或“变暗") (4)某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效 值为6V,则小灯泡两端电压的有效值可能是 A.12V B.6V C.3.6V D.2.8V 14.(10分)水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量为Q=2m3/s, 落差h=5m,河水的密度为p=1.0×103kg/m3,现利用其发电，若发电机的总效率为7，=50%， 输出电压为U=240V,输电线的总电阻为R=302,用户获得220V的电压，此时输电线上允许 损失的电功率与发电机输出电功率的比值为72=6%。取g=10m/s2) 升压变压器 降压变压器 发电机 用户 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第6页，共8页） 福建省连江第一中学 LIANJIANG NC.1 MIDDLE SCHOOL OF FUJIAN (1)求输电线中的电流1； (2)求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比： (3)如果输送的电能供220V100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。 15.(12分)如图甲所示，固定光滑平行金属导轨MN、PQ与水平面成37°角倾斜放置，其电阻不 计，相距为L=0.5,导轨顶端与电阻R相连，R=22。在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为m =0.2kg、电阻为r=0.52的导体棒ab,ab距离导轨顶端d,=2m。在装置所在区域加一个垂直导轨 平面向上的磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。0~2s内，导体棒在外力作用 下保持静止，2s后由静止释放导体棒，棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做 匀速运动(g取10m/s2,sin37°=0.6)。求： (1)0~2s内通过导体棒的电流I的大小和方向； (2)ab棒滑到底部前的最大速度vm; (3)若导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程中，通过的电荷量q=1.0C。求此过程中电阻 上产生的热量QR。 个BT 6 0 0 2 甲 乙 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第7页，共8页） 团结勤奋求实创新 16.(18分)如图，有两平行光滑金属导轨02和PO22,O和PO2段水平，O2和022 段倾斜，两导轨相距L,倾斜导轨O2和O22长度为d,倾斜角为0，水平导轨内左端PP到导 体棒α之间有竖直向上的匀强磁场B。(未知)，倾斜导轨处有垂直斜面向上的匀强磁场B(已 知)，导体棒α、b分别放在水平导轨和倾斜导轨上，两根导体棒质量均为m,接入导轨间的电阻 均为R,导体棒α离左端PP的距离为x,当导体棒a在外力作用下向左以'，匀速运动时，导体棒 b恰好能静止在倾斜导轨的上端O,O,处，导体棒α运动到PP时，立刻停止并被锁定，此后导体 棒b开始下滑，滑到底端92时近似达到匀速不计导轨的电阻，求： (1)导体棒b静止时，b棒的电流大小 (2)水平导轨处匀强磁场的磁感应强度B。; (3)从导体棒α开始运动到导体棒b滑到Qg,的过程中，导体棒b产生的焦耳热 立柱B。 p B p 02 0>0 24-25下3月质量检测高二物理试卷（第8页，共8页）