精品解析：湖北省武汉市常青联合体2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试卷

武汉市常青联合体2024-2025学年度第二学期期中考试 高二物理试卷 考试时间：2025年4月22日 试卷满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。再每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短 B. 半导体热敏电阻可用于制作传感器中感知温度的敏感元件 C. 走廊照明灯声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 D. “迟日江山丽，春风花草香”，描写了春风中花草芬芳的美好景象。空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 2. 截至2025年1月12日，新疆准东至安徽皖南特高压直流输电工程已累计输送电量超过3000亿千瓦时，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该工程在输电环节使用直流，在送电端使用专用“整流”设备将发电机的交流电变为直流，在用户端使用“逆变”设备将直流变为交流。下列说法正确的是（　　） A. 采用特高压输电，会减少电能的损耗 B. 送电端的电压越高，输送的电功率越大 C. 在送电端先升压再整流，在用户端先降压再逆变 D. 采用直流输电，会加大线路上电容、电感引起的电能损耗 3. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻可忽略，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，、、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭 C. 开关闭合后，当电路稳定时，、、亮度相同 D. 开关断开时，立即熄灭，一段时间后，与逐渐熄灭 4. 某交变电流在一个周期T内的变化情况如图所示，前半个周期呈正弦式变化，最大值为，后半个周期电流为，则该交变电流的有效值是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，边长为1m、电阻为0.1Ω的刚性单匝正方形线框abcd放在匀强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴OO′匀速转动时，线框的发热功率仍为P，则线框转动的角速度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴以角速度顺时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自b流向a时方向为正。则下列四幅图中正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比，副线圈接入理想电流表与电压表，读数分别为I和U。定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。输入端电压的表达式为。调节滑动变阻器的滑片，电流表与电压表示数的变化量绝对值为与，下列说法正确的是（　　） A. B. 电流表示数的最小值为 C. 当滑片处在中点时，的功率达到最小 D. 当调节阻值为时，电压表示数为2.5V 8. 在电磁炉上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A. 使用陶瓷器皿，不影响电磁炉加热效果 B. 电磁炉工作时，金属杯底部产生涡流 C. 若在输入端接恒定电流，电磁炉无法正常加热金属杯 D. 使用微波炉加热冷水，其工作原理与电磁炉工作原理相同 9. 为实现自动计费、车位空余信息的提示与统计等功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电容器C带电量为零 B. 时刻，线圈L的磁场能最大 C. 过程，电容器C带电量逐渐减小 D. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 10. 如图所示，垂直于光滑水平桌面的匀强磁场磁感应强度大小为B，桌面上有一由均匀金属丝制成的等腰直角三角形线框abc，直角边边长为L，bc边与磁场边界平行，线框总电阻为R。线框在拉力作用下以垂直边界的速度v向左匀速进入磁场。下列分析正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中感应电流的方向由a向b B. 线框ab边中点进入磁场时拉力的功率大小为 C. 线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的总热量为 D. 线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. （1）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（填“增大”或“减小”），电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（填“向左”或“向右”）运动。 12. 某小组同学进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）实验中，体积为V的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得n滴上述溶液的体积，记为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为L，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用V、、n、、S表示）。 （2）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格方格 B. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 C. 水面上痱子粉撒得太厚，油膜没有充分展开 13. 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化。一单匝的正方形导线框固定在该磁场中，边长L=2m线框总电阻为R=4Ω，求： （1）若磁感应强度B随时间变化如图（1）所示，线框中感应电流的大小； （2）若磁场变化规律为，当时，线框中感应电流的大小。 14. 2025年1月17日，国家统计局公布，2024年12月份，我国火力发电占比由增转降，水电、风电占比由降转增，这一数据变化深刻反映了我国在环保和能源转型方面做出显著成效。水力发电的基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的重力势能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。现有一条河流，水位落差为5m，河水流量为。若利用它来发电，水电站的能量转化效率为80%，发电机的输出电压为400V。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线总电阻为，升压变压器的原、副线圈的匝数比，用户所需电压为220V，所用的变压器都是理想变压器。水的密度，重力加速度，求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上损失的功率； （3）降压变压器原、副线圈匝数比。 15. 如图所示，平行光滑金属导轨MNPQ固定在水平面上，导轨宽为L，导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两金属杆ab、cd质量均为m，两金属杆连入电路部分的电阻均为R，其余部分电阻忽略不计。零时刻，ab杆静止，同时给cd杆水平向右的初速度，求： （1）两杆最终的速度 （2）整个过程通过ab的电荷量 （3）设t时刻两杆的速度已经稳定，两杆对地的位移（答案用题目所给字母表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 武汉市常青联合体2024-2025学年度第二学期期中考试 高二物理试卷 考试时间：2025年4月22日 试卷满分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。再每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 手机通话使用的无线电波，其波长比可见光的波长短 B. 半导体热敏电阻可用于制作传感器中感知温度的敏感元件 C. 走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器 D. “迟日江山丽，春风花草香”，描写了春风中花草芬芳美好景象。空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 【答案】B 【解析】 【详解】A．手机通话用的无线电波，在电磁波谱里，无线电波波长比可见光长，故A错误； B．半导体热敏电阻，温度变化时电阻会明显改变，能做传感器里感知温度的敏感元件，故B正确； C．声控开关用声传感器，红外报警装置用的是红外传感器，不是声传感器，故C错误； D．花香扩散是因为分子在做无规则热运动，不是分子间斥力，故D错误。 故选B。 2. 截至2025年1月12日，新疆准东至安徽皖南特高压直流输电工程已累计输送电量超过3000亿千瓦时，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程。该工程在输电环节使用直流，在送电端使用专用“整流”设备将发电机的交流电变为直流，在用户端使用“逆变”设备将直流变为交流。下列说法正确的是（　　） A. 采用特高压输电，会减少电能的损耗 B. 送电端的电压越高，输送的电功率越大 C. 在送电端先升压再整流，在用户端先降压再逆变 D. 采用直流输电，会加大线路上电容、电感引起的电能损耗 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据， 联立解得 可知输送功率一定时，采用特高压输电，电压U增大，则减小，即减少电能的损耗，故A正确； B．输送电功率由发电端的发电机决定，与送电端的电压高低无关，故B错误； C．根据题意，送电端先将交流电升压，然后通过“整流”设备变换为直流；用户端先通过“逆变”设备将直流变换为交流，再进行降压，故C错误； D．由于直流电不存在电感和电容对电流的阻碍作用（感抗和容抗），所以利用直流输电，有利于消除输电线的电感、电容造成的电能损失，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻可忽略，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合时，、、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭 C. 开关闭合后，当电路稳定时，、、亮度相同 D. 开关断开时，立即熄灭，一段时间后，与逐渐熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关闭合时，、立刻变亮，而支路由于有自感线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，可知缓慢变亮，选项A错误； BC．开关闭合后，当电路稳定时，亮度相同，则不会熄灭，因电流等于、的电流之和，可知亮度最亮，选项BC错误； D．开关断开时，立即熄灭，由于线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，在与中重新形成回路，则使得一段时间后与逐渐熄灭，选项D正确。 故选D。 4. 某交变电流在一个周期T内的变化情况如图所示，前半个周期呈正弦式变化，最大值为，后半个周期电流为，则该交变电流的有效值是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】由交变电流的有效值定义 解得 故选D。 5. 如图所示，边长为1m、电阻为0.1Ω的刚性单匝正方形线框abcd放在匀强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2T，线框以某一角速度绕其中心轴OO′匀速转动时，线框的发热功率仍为P，则线框转动的角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】线框不动时感应电动势 若线圈转动，则感应电动势有效值 根据 可知 解得 故选A。 6. 如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴以角速度顺时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自b流向a时方向为正。则下列四幅图中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】从甲图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为a到b，若以线圈平面与磁场夹角时（如图乙）为计时起点，则瞬时电流的表达式为 故选C。 7. 在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比，副线圈接入理想电流表与电压表，读数分别为I和U。定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为。输入端电压的表达式为。调节滑动变阻器的滑片，电流表与电压表示数的变化量绝对值为与，下列说法正确的是（　　） A. B. 电流表示数的最小值为 C. 当滑片处在中点时，的功率达到最小 D. 当调节的阻值为时，电压表示数为2.5V 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想变压器规律，， 可得 则，故A错误； B．根据 解得，故当R2最大时电流表示数最小，U=5V，带入数据可得电流表示数的最小值为，故B正确； C．根据，功率达到最小即当I1最小，也即I2最小，根据B项分析知，此时R2最大，滑片处在最上端，故C错误； D．当调节的阻值为时，带入B项 可得，，故D错误。 故选 B。 8. 在电磁炉上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A. 使用陶瓷器皿，不影响电磁炉加热效果 B. 电磁炉工作时，在金属杯底部产生涡流 C. 若在输入端接恒定电流，电磁炉无法正常加热金属杯 D. 使用微波炉加热冷水，其工作原理与电磁炉工作原理相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电磁炉加热的核心是利用交变磁场在金属器皿中产生涡流，涡流的热效应加热物体。陶瓷属于绝缘体，无法产生涡流，因此电磁炉无法对陶瓷器皿加热，会严重影响加热效果。 故A错误； B．电磁炉工作时，内部线圈通交变电流，产生交变磁场。金属杯处于交变磁场中时，因电磁感应现象，金属杯内部（包括底部）会产生涡流（感应电流），涡流的热效应使金属杯发热，进而加热水。故B正确； C．若电磁炉输入端接恒定电流，线圈产生的是恒定磁场。根据电磁感应原理，只有“变化的磁场”才能在导体中激发感应电流（涡流）；恒定磁场下，金属杯内的磁通量无变化，无法产生涡流，自然无法加热。故C正确； D．微波炉的工作原理是利用微波（电磁波）使水分子共振振动，通过分子热运动的动能转化为内能加热；而电磁炉是电磁感应产生涡流，通过涡流的热效应加热。二者原理完全不同。 故D错误。 故选BC。 9. 为实现自动计费、车位空余信息的提示与统计等功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电容器C带电量为零 B. 时刻，线圈L的磁场能最大 C. 过程，电容器C带电量逐渐减小 D. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 【答案】AC 【解析】 【详解】A．时刻，电流最大，此时电容器中电荷量为零，故A正确； B．时刻，电流为零，此时电容器所带电量最大，电场能最大，磁场能为零，故B错误； C．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器所带电量逐渐减小，故C正确； D．由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据 可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，垂直于光滑水平桌面的匀强磁场磁感应强度大小为B，桌面上有一由均匀金属丝制成的等腰直角三角形线框abc，直角边边长为L，bc边与磁场边界平行，线框总电阻为R。线框在拉力作用下以垂直边界的速度v向左匀速进入磁场。下列分析正确的是（　　） A. 线框进入磁场过程中感应电流的方向由a向b B. 线框ab边中点进入磁场时拉力的功率大小为 C. 线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的总热量为 D. 线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知线框进入磁场过程中有逆时针方向的感应电流，故A正确； B．线框在拉力作用下匀速进入磁场，故拉力大小等于安培力，线框ab边中点进入磁场时其有效长度为。 此时拉力大小为 拉力的功率大小为，故B错误； C．线框进入磁场的过程中所受安培力大小为 由表达式可知，F与x成二次函数关系而非一次函数关系，根据F与x的关系图像可知，线框进入磁场的过程中，力F所做的功等于图线与x轴所围成的面积。 所以力F所做的功小于一次函数包围的面积 由功能关系线可知框进入磁场过程中产生的热量小于 ，故C错误； D．线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中通过线框某一横截面的电荷量为，故D正确。 故选AD 。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. （1）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（填“增大”或“减小”），电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 向左 ③. 向右 （2） ①. 逆时针 ②. 向左 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [3]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 【小问2详解】 [1]当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的磁通量向右增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针； [2]金属环A电流方向为逆时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据反向电流相互排斥，可知金属环将向左运动。 12. 某小组同学进行“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。 （1）实验中，体积为V的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得n滴上述溶液的体积，记为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为L，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用V、、n、、S表示）。 （2）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 C. 水面上痱子粉撒得太厚，油膜没有充分展开 【答案】（1） ①. （均可） ②. （2）AC 【解析】 【小问1详解】 [1]不足半格舍去，超过半格算一格，可知轮廓包围方格约为71个，故油酸薄膜的面积为。 [2]求得油酸分子的直径为 【小问2详解】 [1]A．如果计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致统计的油膜面积偏小，计算结果将偏大，故A正确； B．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，则每一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积的测量值偏小，计算结果将偏小，故B错误。 C．如果水面上痱子粉撒得较多，油酸没有充分展开，导致统计的油酸面积比充分展开的油酸面积小，计算结果将偏大，故C正确。 故选AC。 13. 如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化。一单匝正方形导线框固定在该磁场中，边长L=2m线框总电阻为R=4Ω，求： （1）若磁感应强度B随时间变化如图（1）所示，线框中感应电流的大小； （2）若磁场变化规律为，当时，线框中感应电流的大小。 【答案】（1）2A （2）1A 【解析】 【小问1详解】 由图像可知 由法拉第电磁感应定律可得 线框中感应电流的大小 联立解得 【小问2详解】 由法拉第电磁感应定律可得 当时 线框中感应电流的大小 14. 2025年1月17日，国家统计局公布，2024年12月份，我国火力发电占比由增转降，水电、风电占比由降转增，这一数据变化深刻反映了我国在环保和能源转型方面做出显著成效。水力发电基本原理是利用水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的重力势能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。现有一条河流，水位落差为5m，河水流量为。若利用它来发电，水电站的能量转化效率为80%，发电机的输出电压为400V。水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线总电阻为，升压变压器的原、副线圈的匝数比，用户所需电压为220V，所用的变压器都是理想变压器。水的密度，重力加速度，求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上损失的功率； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，水电站将水的重力势能的80%转化为电能，则有 且河水流量为 代入数据，解得 【小问2详解】 设发电机输出电压为，输出电流为，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，输电线上电流，电阻为，则 因为， 联立解得 【小问3详解】 设升压变压器的副线圈两端电压为，降压变压器输入端电压为，输出端电压为，则有 因为， 代入数据，解得 15. 如图所示，平行光滑金属导轨MNPQ固定在水平面上，导轨宽为L，导轨所在空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两金属杆ab、cd质量均为m，两金属杆连入电路部分的电阻均为R，其余部分电阻忽略不计。零时刻，ab杆静止，同时给cd杆水平向右的初速度，求： （1）两杆最终的速度 （2）整个过程通过ab的电荷量 （3）设t时刻两杆的速度已经稳定，两杆对地的位移（答案用题目所给字母表示） 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由于两杆受到的安培力大小相等，方向相反，则两金属杆组成的系统满足动量守恒，则有 解得两杆最终的速度大小为 方向水平向右。 【小问2详解】 对cd杆运用动量定理 根据电流定义式有 解得 【小问3详解】 设cd杆速度为，ab杆速度为，则总电动势为 回路电流为 金属杆所受的安培力为 可得 对ab杆，由动量定理得 其中 联立可得 两杆组成的系统动量守恒，则有： 即 两边同乘以，再求和得 即 联立解得、 即， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$