精品解析：福建省部分优质高中2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题

2024~2025学年第二学期福建省部分优质高中高二年级3月联考 物理试卷 （完卷时间：75分钟；满分：100分） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。） 1. 下列关于麦克斯韦电磁场理论说法正确的是（ ） A. 有电场就一定存在磁场，有磁场就一定能产生电场 B. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D. 均匀变化的电场周围一定产生恒定的磁场 2. 如图所示的交变电流，每个周期内的前三分之一个周期电压按正弦规律变化。则该交变电流电压的有效值为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右匀速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 4. 圆环形导体线圈a平放在水平绝缘桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生俯视为逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量变大 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力将减小 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题所给出的四个选项中，有两个选项是符合题意的。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的不得分。） 5. 如图为振荡电路，为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，则（　　） A. 此时刻电容器内电场强度正在减小 B. 此时刻通过点的电流方向由左向右 C. 若只在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率将增大 D. 若只增大电容器极板间距离，振荡电路的频率将增大 6. 如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，和都立刻变亮 B. 闭合开关S稳定后，只有亮 C. 断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D. 断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 7. 如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻r=1Ω，电阻R=3Ω，则下列说法正确的是（ ） A. 图示位置产生的感应电动势最大 B. 时，电流表的示数为0 C. 该交变电流电动势的有效值为10V D. 矩形线圈的转速为 8. 如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为111V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，已知，下列说法正确的是（ ） A. 变压器原、副线圈的匝数比为16：1 B. 向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数增大 C. 向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大 D. 向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率先减小后增大 三、非选择题（本题共7小题，共60分。其中9~10小题为填空题，11~12小题为实验题，13~15小题为计算题。） 9. 如图所示宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差． （1）金属板上侧面A电势____________下侧面电势（填高于或低于）； （2）若金属板内单位体积内自由电子数为n，则产生电势差U=___________________． 10. 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。则图中电流表的示数为________A；电压表的示数为________V；变压器的输入功率为________W。 11. 某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。 （1）闭合电键的瞬间，发现电流计的指针向右偏转，下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______ A. 闭合电键后再断开电键 B. 闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动 C. 闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间 （2）闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向______（选填“相同”或“相反”）。 （3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计指针摆动的幅度大小不同，原因是______。 12. 某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，装置如图甲所示。 （1）本实验的物理思想方法是______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 极限思维法 （2）某次实验中，用如图乙所示的匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______ 1.80 2.80 3.80 4.80 3.99 6.01 8.02 10.03 A. 原线圈匝数为，用较粗导线绕制 B. 副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C. 原线圈匝数为，用较细导线绕制 D. 副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 （3）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯硅钢片应按照如图丙所示中的哪种方法设计______。 13. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时表达式； （2）线圈每转过一周，外力所做的功； （3）线圈转过的过程中流过电阻的电量。 14. 某校用一台不计内阻发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R=25Ω，全校共有33个班，每班有6盏“220V，40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求： （1）输电线损失的功率； （2）升压变压器的输入电压； （3）升压变压器每小时输出的电能。（结果保留三位有效数字） 15. 如图所示，两根相距的足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面成37°，两导轨顶端通过导线连接电源、开关和阻值的电阻。初始时开关S断开，质量分别为、的金属细杆ab、cd垂直于导轨放置，导轨的上下两部分通过M、N两处的绝缘小块相连，MN连线与导轨垂直，两导轨处于大小为、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，金属细杆ab、cd的电阻分别为，两杆与导轨的动摩擦因数均为，初始时两金属杆均静止，闭合开关S，ab杆开始向下运动，ab杆运动到MN时已经匀速，已知电源的电动势，内阻。重力加速度。求： （1）金属杆ab运动到MN处时的速度大小； （2）金属杆ab从静止运动到MN处过程中，通过ab杆上电荷量； （3）ab杆在导轨上运动时产生的焦耳热（忽略电磁辐射）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年第二学期福建省部分优质高中高二年级3月联考 物理试卷 （完卷时间：75分钟；满分：100分） 一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题所给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。） 1. 下列关于麦克斯韦电磁场理论说法正确的是（ ） A. 有电场就一定存在磁场，有磁场就一定能产生电场 B. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D. 均匀变化的电场周围一定产生恒定的磁场 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，有电场不一定存在磁场，有磁场不一定能产生电场；只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，故A错误； BCD．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故BC错误，D正确。 故选D。 2. 如图所示的交变电流，每个周期内的前三分之一个周期电压按正弦规律变化。则该交变电流电压的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由交流电有效值的定义可知，在时间内 在时间内 则有 解得 故选A。 3. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　） A. 向右匀速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 【答案】D 【解析】 【详解】根据安培定则可知，ab右侧产生的磁场方向垂直纸面向里，MN在安培力作用下向左运动，说明MN受到的安培力向左，由左手定则可知MN中电流N流向M，线圈L1中感应电流的磁场向下，由楞次定律可知，线圈L1中的磁场应该向上增强，或向下减弱，则线圈L2中的磁场向上增强，或向下减弱，由安培定则可知PQ中感应电方向由Q到P且增大，或PQ中感应电流方向由P到Q且减小，再由右手定则可知PQ可能向右加速运动或向左减速运动。 故选D。 4. 圆环形导体线圈a平放在水平绝缘桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生俯视为逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量变大 C. 线圈a有收缩的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力将减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当滑片P向上移动时电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流减小，从而判断出穿过线圈a的磁通量减小，方向向下，根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为顺时针，故A错误，B错误； C．再根据楞次定律推论“增缩减扩”判断出线圈a应有扩张的趋势，故C错误； D．根据“增离减靠”可知线圈a对水平桌面的压力将减小，故D正确。 故选D。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题所给出的四个选项中，有两个选项是符合题意的。全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的不得分。） 5. 如图为振荡电路，为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，则（　　） A. 此时刻电容器内电场强度正在减小 B. 此时刻通过点的电流方向由左向右 C. 若只在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率将增大 D. 若只增大电容器极板间距离，振荡电路的频率将增大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据右手螺旋定则可知此时刻通过点的电流方向由右向左，故电容器正在放电，两极板上的电荷量正在减小，电容器内电场强度正在减小，故A正确，B错误； CD．根据可知，若只在线圈中插入铁芯，即增大，振荡电路的频率将减小，若只增大电容器极板间距离，根据可知减小，即振荡电路的频率将增大，故C错误，D正确。 故选AD。 6. 如图所示，、为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，和都立刻变亮 B. 闭合开关S稳定后，只有亮 C. 断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的电势高 D. 断开开关S，亮起后熄灭，立即熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】A．闭合开关S的瞬间，线圈自感阻碍流过线圈的电流增大，和都立刻变亮，故A正确； B．闭合开关S稳定后，线圈L的直流电阻可忽略不计，被短路，只有亮，故B错误； CD．断开开关S的瞬间，立即熄灭，线圈与L1构成回路，亮起后熄灭，因线圈阻碍电流变化，则新回路的电流为逆时针，即线圈左端相当于电源正极，所以a点的电势比b点的电势低，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻r=1Ω，电阻R=3Ω，则下列说法正确的是（ ） A. 图示位置产生的感应电动势最大 B. 时，电流表的示数为0 C. 该交变电流电动势的有效值为10V D. 矩形线圈的转速为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图示位置，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为0，则产生的感应电动势为0，故A错误； B．电流表的示数为电流有效值，所以时，电流表的示数不为0，故B错误； C．由图乙可知，电动势有效值为 故C正确； D．由图乙可知，周期为 则矩形线圈的转速为 故D正确。 故选CD。 8. 如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为111V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻、、的阻值分别为，滑动变阻器的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为，已知，下列说法正确的是（ ） A. 变压器原、副线圈的匝数比为16：1 B. 向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数增大 C. 向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数增大 D. 向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率先减小后增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑动变阻器滑片位于中点时，所在支路的总电阻为，电流为，则电流表所在支路两端电压为 即副线圈两端电压为 因为所在支路的电阻为，由并联电路特点可知副线圈回路的总电阻为 则通过副线圈电流为 由理想变压器规律可知 则可知副线圈回路的等效电阻为 原线圈回路电流为 且 解得变压器原、副线圈的匝数比为 故A错误； BC．由数学知识可知，当和所在支路的总电阻相等时，副线圈回路总电阻最大，此时滑动变阻器滑片右边的电阻值为，则向右移动滑动变阻器滑片，副线圈回路总电阻减小，则等效电阻减小，由串联分压规律可知，电压表示数减小，同理可知，向右移动滑动变阻器滑片，原线圈回路总电流增大，则副线圈回路总电流增大，又所在支路电流减小，可知电流表示数增大，故B正确，C错误； D．将视为电源内阻，则当等效电阻阻值等于阻值时，变压器输出功率最大，设此时滑动变阻器滑片右侧阻值为，则有 作出向左移动滑动变阻器滑片的变化图像，如图 可知变压器输出功率先减小后增大，D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共7小题，共60分。其中9~10小题为填空题，11~12小题为实验题，13~15小题为计算题。） 9. 如图所示宽度为d、厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差． （1）金属板上侧面A电势____________下侧面电势（填高于或低于）； （2）若金属板内单位体积内自由电子数为n，则产生的电势差U=___________________． 【答案】 ①. 低于 ②. 【解析】 【详解】（1）[1]根据左手定则，电子向上偏，所以上侧面得到电子带负电，下侧面失去电子带正电，则金属板上侧面A电势低于下侧面的电势． （2）[2]电子最终达到平衡，有 则 U=vBh 电流的微观表达式 I=nevS=nevhd 则 代入得 【点睛】金属中移动的是自由电子，根据左手定则，判断出电子的偏转方向，从而得出电势的高低．最终电子受电场力和洛伦兹力平衡，根据平衡和电流的微观表达式求出电势差的大小． 10. 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。则图中电流表的示数为________A；电压表的示数为________V；变压器的输入功率为________W。 【答案】 ①. 1 ②. 20 ③. 40 【解析】 【详解】[1][2][3]通过R2电流的有效值为 R2两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知 图中电流表的示数 根据 原线圈两端电压 电压表的示数为 变压器的输入功率为 11. 某同学利用如图所示的实验电路研究电磁感应现象。 （1）闭合电键的瞬间，发现电流计的指针向右偏转，下列操作中能使电流计的指针向右偏转的是______ A. 闭合电键后再断开电键 B. 闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动 C. 闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间 （2）闭合电键电路稳定后，断开电键的瞬间，线圈a和线圈b中电流的磁场方向______（选填“相同”或“相反”）。 （3）某同学第一次将滑动变阻器触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计指针摆动的幅度大小不同，原因是______。 【答案】（1）B （2）相同 （3）磁通量变化率不同 【解析】 【小问1详解】 A．闭合电键的瞬间，穿过线圈的磁通量增大，电流计的指针向右偏转；闭合电键后再断开电键，磁通量减小，指针向左偏转，故A错误； B．闭合电键后将滑动变阻器的滑动触头P向右滑动，磁通量增大，指针向右偏转，故B正确； C．闭合电键后将a线圈从b线圈中抽出的瞬间，磁通量减小，指针向左偏转，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 断开电键的瞬间，线圈a中电流减小，磁场减弱，磁通量减小，由楞次定律可知线圈a和线圈b中电流的磁场方向相同。 【小问3详解】 某同学第一次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端快速滑到右端，第二次将滑动变阻器的触头P从变阻器的左端慢慢滑到右端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，原因是线圈中的磁通量变化率不同。 12. 某学习小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，装置如图甲所示。 （1）本实验的物理思想方法是______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 极限思维法 （2）某次实验中，用如图乙所示的匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是______ 1.80 2.80 3.80 4.80 3.99 6.01 8.02 10.03 A. 原线圈的匝数为，用较粗导线绕制 B. 副线圈的匝数为，用较细导线绕制 C. 原线圈的匝数为，用较细导线绕制 D. 副线圈的匝数为，用较粗导线绕制 （3）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯硅钢片应按照如图丙所示中的哪种方法设计______。 【答案】（1）B （2）C （3）D 【解析】 【小问1详解】 “探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”采用了控制变量法，故AC错误，B正确。 故选B。 【小问2详解】 如图乙所示的匝数na=100匝和nb=200匝的线圈实验，如果是理想变压器，则 由表中的两线圈两端的电压大小可知 说明实际变压器存在磁漏，副线圈两端的电压比理想变压器偏小，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为。 根据理想变压器电流与匝数比关系 即通过线圈a的电流较大，因此线圈a要用较粗的导线绕制，通过线圈b的电流较小，因此线圈b要用较细的导线绕制，故ABD错误，C正确。 故选C 【小问3详解】 为了减小涡流引起的热损，同时又为了防止磁漏，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应该与下面的硅钢片平行，故ABC错误，D正确。 故选D。 13. 如图所示为一交流发电机和外接负载的示意图，线圈的面积是，线圈的一半面积在磁场内，共有100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时表达式； （2）线圈每转过一周，外力所做的功； （3）线圈转过的过程中流过电阻的电量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可得 线圈的一半面积在磁场内，故有效面积为，则正弦交流电瞬时值表达式 联立解得 【小问2详解】 根据正弦交流电最大值表达式 电动势有效值 由闭合电路欧姆定律可得 线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有 代入数据解得 【小问3详解】 线圈转过的过程中，线圈转过角度为，根据电流表达式 可得 由闭合电路欧姆定律可得 联立电磁感应定律 解得 14. 某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为R=25Ω，全校共有33个班，每班有6盏“220V，40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求： （1）输电线损失的功率； （2）升压变压器的输入电压； （3）升压变压器每小时输出的电能。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1）1296W；（2）256V；（3）3.32×107J 【解析】 【详解】（1）降压变压器副线圈的电流 降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （2）降压变压器原线圈的电压 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压 升压变压器的输入电压 （3）升压变压器原线圈的电流 升压变压器每小时输出的电能与输入电能相等 15. 如图所示，两根相距的足够长的平行金属导轨倾斜放置，导轨与水平面成37°，两导轨顶端通过导线连接电源、开关和阻值的电阻。初始时开关S断开，质量分别为、的金属细杆ab、cd垂直于导轨放置，导轨的上下两部分通过M、N两处的绝缘小块相连，MN连线与导轨垂直，两导轨处于大小为、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，金属细杆ab、cd的电阻分别为，两杆与导轨的动摩擦因数均为，初始时两金属杆均静止，闭合开关S，ab杆开始向下运动，ab杆运动到MN时已经匀速，已知电源的电动势，内阻。重力加速度。求： （1）金属杆ab运动到MN处时的速度大小； （2）金属杆ab从静止运动到MN处过程中，通过ab杆上的电荷量； （3）ab杆在导轨上运动时产生的焦耳热（忽略电磁辐射）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒匀速运动过程中受力如图所示 支持力为，摩擦力为，安培力为，则有 ，， 代入数据可得 则金属棒以速度匀速运动时无电流，即金属棒切割磁感线的电动势也为，有 代入数据可得 【小问2详解】 金属杆运动到的过程中，由于 在很短的时间内由动量定理可知 即 全过程中电量累加起来，有 代入数据得 小问3详解】 金属杆运动到的过程中，滑动距离为，电源消耗的电能为 金属杆增加的动能为 重力势能减小 克服摩擦力做功 由于 有 则回路中的焦耳热 此过程中金属杆上的焦耳热为 金属杆运动到下方后，由于 ， 、体系动量守恒，设最终速度均为，则有 该过程中、系统重力势能的减小量仍等于系统克服摩擦力做的功，系统产生的焦耳热 此过程中金属杆上的焦耳热为 杆在导轨上运动时产生的焦耳热 代入数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$