精品解析：北京中学2025-2026学年第二学期3月学情调研高二物理试卷

2025-2026学年第二学期3月学情调研 高二物理试卷 （考试时间：90分钟，分值：100分） 第Ⅰ卷 客观题 （共52分） 一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分。每小题列出四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列关于其余各摆说法中错误的是（　　） A. 各摆均做自由振动 B. c摆的振幅最大 C. 摆长与a相差越大的，振幅越小 D. 各摆的振动周期与a摆相同 2. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 3. 磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是 A. 俯视看线圈中通有逆时针方向的电流 B. 穿过铝框的磁通量减少 C. 俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流 D. 使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处 4. 如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知，则下列说法正确的是（ ） A. 两摆球质量相等 B. 在0~8s时间内，两摆球通过的路程 C. 两单摆相位相同 D. 两单摆的摆长相等 5. 如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，工作过程中某段时间通电线圈存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则（　　） A. 无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B. 无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C. 有金属片通过时，金属片中没有感应电流 D. 有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化 6. 如图所示，虚线OO′左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，凸形线框abcdefgh以虚线OO′为轴，以角速度匀速转动，abch是边长为L的正方形，defg是边长为的正方形，线框的总电阻为R，从图示位置开始计时，规定电流沿abcdefgha方向为正方向，则下列图象正确的是 （ ） A. B. C. D. 7. 如下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器变化时，相当于R的值变化（滑动片向下或向上移动）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ） A. 电流表的读数不变 B. 电压表的读数变大 C. 电压表的读数变小 D. 电流表的读数变小 8. 酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（　　） A. 越大，表示越小，与成反比 B. 越大，表示越小，但与不成反比 C. 越大，表示越大，与成正比 D. 越大，表示越大，但与不成正比 9. 如图三个实验，图甲是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻R相连。图乙是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴无摩擦转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针。图丙是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴无摩擦转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。则（ ） A. 法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，无感应电流通过R B. 阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动：反之，转动小磁针，圆盘不动 C. 费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会顺时针（俯视）转动 D. 法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 10. 某同学为了探究电感线圈和小灯泡对电路中电流的影响，设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。时刻闭合开关S得到如图乙所示的电流i随时间t变化的图像。电路稳定后，小灯泡发出微弱的光。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B. 曲线a描述的是电流传感器中电流随时间变化的规律 C. 若断开开关S，小灯泡闪亮后熄灭 D. 闭合开关S到电路稳定的过程中，小灯泡灯丝电阻保持不变 11. 合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置N=100的线圈。线圈与阻值R=14的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中；，其运动速度（m/s）。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小B=0.2T。线圈周长L=1.5m，总电阻r=1，圆形线所在处截面如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电动势为 B. 灯泡中流过电流的最大值为4A C. 灯泡的电功率为240W D. 1分钟内小灯泡消耗的电能为13440J 12. 如图所示，一根较长的细线一端固定，另一端系上沙漏，装置底部有一可以向前移动的长木板。当沙漏左右小幅度摆动时，漏斗中的沙子均匀流出，同时匀速拉动长木板，漏出的沙子在板上形成一条正弦曲线。在曲线上有两个位置P和Q。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若要记录沙漏多次全振动的时间，则应该在Q点开始计时 B. 位置P处的沙层比Q处的沙层厚一些 C. 随着沙子从漏斗中流出，沙漏摆动的周期将变小 D. 为在木板上形成更多完整的正弦曲线，应该适当减小拉动速度 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分） 13. 如图所示，三个长度、内径、管壁厚度相同的木管，铜管，银管竖直固定放置（相距较远），其下端到地面的高度相同。在每个管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁，分别为a、b、c，它们下表面N极也在同一水平面上，现让a、b、c同时由静止释放，它们分别穿过对应的管道，观察到a、b、c不是同时到达地面，这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影响，也不考虑磁铁问的相互影响，已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程（　　） A. 三根管中磁通量的变化量不同 B. 从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向 C. a最先落地，c最后落地 D. a、b、c落地时的速度大小关系为va>vc>vb 14. 如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c）为电路中的电流随时间变化的图像，则表述正确的是（ ） A. 是中的电流图像 B. 是中的电流图像 C. 是中的电流图像 D. 是流过耳机的电流图像 15. 如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（　　） A. 从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针 B. 线圈受到向左的安培力 C. “小火车”将向左运动 D. 铜线圈中由电流产生的磁场方向向右 16. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的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，线圈的磁场能为零 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 第Ⅱ卷 主观题 （共48分） 三、实验题（本题共2小题，共20分） 17. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是      ； A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为       ；（填字母） A. 1.5V B. 6.0V C. 7.0V D. 3.0V （3）若该实验中用到某一交流电，电流随时间变化的图像如图所示，则此交流电电流的有效值为______A （4）图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=______时，R获得的功率最大。 18. 为了用单摆测量重力加速度的值，有下列可供选择的仪器： A.米尺 B.长约为1m的细线且系直径为1.8cm的小钢球 C.长度为30cm左右的细线且系直径为1.8cm的塑料球 D.秒表； E.打点计时器（包括纸带、重锤、复写纸）； F.学生电源； G.蓄电池； H.铁架台； I.天平 （1）从上面所列的仪器中挑选必需的仪器有____________（用符号表示）。 （2）实验中，要求在小球通过____________（填最高点或最低点）时开始计时。某学习小组用秒表记录时间如图（甲）所示，秒表的读数为 ____________；用游标卡尺测量小球直径如图（乙）所示，小球直径为____________。 （3）若小球直径为，悬线长度为，次全振动的总时间为，请写出重力加速度的表达式：____________。 （4）某个同学忘记测量小球直径，他以悬线的长度作为横坐标，并以作为纵坐标，建立坐标系并描绘出多组数据点，如下图，请回答下列问题： ①在方格纸中画出图线_____________________（直接在答题纸上作答）； ②根据图像，得到该图线的斜率____________（结果保留2位有效数字）； ③请给出计算当地重力加速度的表达式为（用含的表达式）：____________。 四、计算题（本题共3小题，共28分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分） 19. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与电阻并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，交流发电机产生的电动势的瞬时值随时间按图乙所示正弦规律变化。求： （1）线圈中感应电流的瞬时值表达式； （2）电路中交流电压表两端的电压；（取） （3）线圈由图甲所示位置转过的过程中，通过线圈的电量。 （4）线圈旋转一圈，外界对线圈做多少功？ 20. 光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一个城市的几个学校供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出电压为250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数之比，这几个学校有标有“220 V、100 W”字样的电灯5400盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的10%。 （1）求输电线的总电阻R和降压变压器的匝数比； （2）若仅改变输电线的材料使输电线电阻减少10%，求增加了多少盏正常发光的电灯。 21. 粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在截面积较大的装有水的杯中，如图甲所示。把木筷向下缩慢按压（未碰到杯底）后放手，木筷就在水中上下振动，测得其振动周期。以木筷静止时其下端所在位置为原点，竖直向上为正方向建立一维坐标系。若水筷受到的阻力可忽略不计，从某时刻开始计时，其振动图像（偏离平衡位置的位移随时间变化的图像）如图乙所示。 （1）请证明木筷的振动为简谐运动； （2）写出木筷偏离平衡位置的位移随时间变化的关系式。（要求写出推理过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期3月学情调研 高二物理试卷 （考试时间：90分钟，分值：100分） 第Ⅰ卷 客观题 （共52分） 一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分。每小题列出四个选项中，只有一个选项符合题意。） 1. 如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列关于其余各摆说法中错误的是（　　） A. 各摆均做自由振动 B. c摆的振幅最大 C. 摆长与a相差越大的，振幅越小 D. 各摆的振动周期与a摆相同 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．b、c、d、e摆做的是受迫振动，故A错误； B． a、c两摆的摆长相等，故c摆的振幅最大。故B正确； C．根据共振原理，摆长与a相差越大的，振幅越小。故C正确； D．受迫振动的周期与提供驱动力的周期相同，故各摆的振动周期与a摆相同。故D正确。 故选A。 2. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压的有效值为 选项A错误； B．周期为0.02s，每个周期内电流方向改变2次，则1s内电流方向改变100次，选项B错误； C．因为 可知电压瞬时值的表达式为 选项C正确； D．若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是 选项D错误。 故选C。 3. 磁电式仪表的基本组成部分是磁铁和线圈。缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上。线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小。如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是 A. 俯视看线圈中通有逆时针方向的电流 B. 穿过铝框的磁通量减少 C. 俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流 D. 使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向的电流，选项A错误； BC．因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项BC错误； D．当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确。 故选D。 4. 如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知，则下列说法正确的是（ ） A. 两摆球质量相等 B. 在0~8s时间内，两摆球通过的路程 C. 两单摆相位相同 D. 两单摆的摆长相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．从图像上可得出振幅，单摆周期，与质量无关，所以无法得到两球的质量关系，故A错误； B．由图可知 在0~8s时间内，两摆球通过的路程s甲=2s乙，故B错误； C．由图像可知， 两单摆相位相差，故C错误； D．从图上知 又 可得两单摆的摆长相等，故D正确； 故选D。 5. 如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈，工作过程中某段时间通电线圈存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则（　　） A. 无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针 B. 无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大 C. 有金属片通过时，金属片中没有感应电流 D. 有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，A错误； B．通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流大小不变，B错误； C．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，C错误； D．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，所以也会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，D正确。 故选D。 6. 如图所示，虚线OO′左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，凸形线框abcdefgh以虚线OO′为轴，以角速度匀速转动，abch是边长为L的正方形，defg是边长为的正方形，线框的总电阻为R，从图示位置开始计时，规定电流沿abcdefgha方向为正方向，则下列图象正确的是 （ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】分段处理，第一个四分之一周期内，矩形线圈的磁通量变化产生正弦式交变电流，电流方向为正，电流由零增加到最大，其最大值为Im=，第二个四分之一周期内，矩形线圈defg的磁通量变化产生正弦式交变电流，电流方向为正，电流由最大值I′m=减小到零；第三个四分之一周期内，矩形线圈defg的磁通量变化产生正弦式交变电流，电流方向为负，由零逐渐增大到负向最大-I′m；第四个四分之一周期内，矩形线圈abch的磁通量变化产生正弦式交变电流，电流方向为负，由-Im减小到零． A．该图与结论不相符，选项A错误； B．该图与结论不相符，选项B错误； C．该图与结论相符，选项C正确； D．该图与结论不相符，选项D错误； 7. 如下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器变化时，相当于R的值变化（滑动片向下或向上移动）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（ ） A. 电流表的读数不变 B. 电压表的读数变大 C. 电压表的读数变小 D. 电流表的读数变小 【答案】C 【解析】 【详解】B．因输入电压不变，故电压表的读数不变，故B错误； ACD．因输入电压不变，变压器匝数比不变，故电压表的读数也不变，当用户的用电器增加时，相当于减小，分得的电压也变小，即电压表的读数变小，又由于减小，则副线圈回路的电阻变小，故电流表的读数变大，电流表的读数也变大，故AD错误，C正确。 故选C。 8. 酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（　　） A. 越大，表示越小，与成反比 B. 越大，表示越小，但与不成反比 C. 越大，表示越大，与成正比 D. 越大，表示越大，但与不成正比 【答案】D 【解析】 【详解】由电路知识可得 又 所以 k是比例系数，可知U越大，C越大，但两者不成正比。故选D。 9. 如图三个实验，图甲是法拉第圆盘，圆盘全部处于磁场区域，可绕中心轴转动，通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻R相连。图乙是阿拉果圆盘，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴无摩擦转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针。图丙是费曼圆盘，一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴无摩擦转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。则（ ） A. 法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，无感应电流通过R B. 阿拉果圆盘实验中，转动圆盘，小磁针会同向转动：反之，转动小磁针，圆盘不动 C. 费曼圆盘中，当开关闭合的一瞬间，圆盘会顺时针（俯视）转动 D. 法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现 【答案】C 【解析】 【详解】A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故有感应电流流过R，故A错误； B．阿拉果圆盘实验中，转动圆盘或小磁针，都产生感应电流，因安培力的作用，另一个物体也会跟着转动，故B错误； C．开关闭合瞬间，圆板受到电场力作用而转动，由于金属小球带负电，再根据电磁场理论可知，产生逆时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则有顺时针电场力，圆盘会顺时针（俯视）转动，故C正确； D．如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种作用就是电磁驱动，显然法拉第圆盘是机械能转化为电能的过程，并不是电磁驱动，故D错误。 故选C。 10. 某同学为了探究电感线圈和小灯泡对电路中电流的影响，设计了如图甲所示的电路，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。时刻闭合开关S得到如图乙所示的电流i随时间t变化的图像。电路稳定后，小灯泡发出微弱的光。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零 B. 曲线a描述的是电流传感器中电流随时间变化的规律 C. 若断开开关S，小灯泡闪亮后熄灭 D. 闭合开关S到电路稳定的过程中，小灯泡灯丝电阻保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关时，电感线圈中电流为零，但由于线圈的自感现象，其自感电动势不为零，故A错误； B．闭合开关S的瞬间，线圈由于自感现象，电流慢慢增大，所以乙图中的b曲线表示电流传感器测得的数据，故B错误； C．图乙可知稳定后，所在支路电流大于所在支路电流，故断开开关S，在自感作用下，小灯泡闪亮后熄灭，故C正确； D．由图可知，闭合开关后，电路两端电压恒定而流过灯泡的电流先减小后不变，结合欧姆定律可知，闭合开关到电路稳定的过程中，小灯泡灯丝电阻先增大，后保持不变，故D错误。 故选 C。 11. 合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置N=100的线圈。线圈与阻值R=14的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中；，其运动速度（m/s）。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小B=0.2T。线圈周长L=1.5m，总电阻r=1，圆形线所在处截面如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中感应电动势为 B. 灯泡中流过电流的最大值为4A C. 灯泡的电功率为240W D. 1分钟内小灯泡消耗的电能为13440J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势最大值为 Emax=NBLvmax 代入数据可得 线圈中感应电动势为 故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可得最大电流为 故B错误； C．电流的有效值为 灯泡的电功率为 故C错误； D．1分钟内小灯泡消耗的电能为 故D正确。 故选D。 12. 如图所示，一根较长的细线一端固定，另一端系上沙漏，装置底部有一可以向前移动的长木板。当沙漏左右小幅度摆动时，漏斗中的沙子均匀流出，同时匀速拉动长木板，漏出的沙子在板上形成一条正弦曲线。在曲线上有两个位置P和Q。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 若要记录沙漏多次全振动的时间，则应该在Q点开始计时 B. 位置P处的沙层比Q处的沙层厚一些 C. 随着沙子从漏斗中流出，沙漏摆动的周期将变小 D. 为在木板上形成更多完整的正弦曲线，应该适当减小拉动速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．若要记录沙漏多次全振动的时间，则应该在平衡位置P点开始计时，故A错误； B．由题图可知，Q点位于最大位移处，P点位于平衡位置，沙漏摆动至Q点上方最近时速度最小，运动最慢，所以细沙在Q处堆积的沙子较多，故B错误； C．沙漏左右小幅度摆动，是一个单摆，周期为 可见单摆的周期与质量无关，故C错误； D．根据可知，越小，越大；沙漏摆动的周期不变，所以拉动长木板速度慢些，即可形成更多完整的正弦曲线，故D正确。 故选D。 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分） 13. 如图所示，三个长度、内径、管壁厚度相同的木管，铜管，银管竖直固定放置（相距较远），其下端到地面的高度相同。在每个管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁，分别为a、b、c，它们下表面N极也在同一水平面上，现让a、b、c同时由静止释放，它们分别穿过对应的管道，观察到a、b、c不是同时到达地面，这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影响，也不考虑磁铁问的相互影响，已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程（　　） A. 三根管中磁通量的变化量不同 B. 从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向 C. a最先落地，c最后落地 D. a、b、c落地时的速度大小关系为va>vc>vb 【答案】BC 【解析】 【详解】A．圆柱形磁铁a、b、c的初、末位置相同，三根管长度、内径相等，三根管中磁通量的变化量相同，A错误； B．根据楞次定律，从上往下看，铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向，最后为顺时针方向，B正确； C．a下落过程中，木管中没有感应电流，a做自由落体运动，a最先落地，b、c下落过程中，铜管、银管中都有感应电流，由楞次定律得b、c受到的磁场力都向上，由于银管的电阻小，银管中的平均感应电流大，银管受到的平均安培力大，由牛顿第三定律得c受到平均磁场力大，c的加速度最小，c比b后落地，C正确； D．由于C受到平均磁场力大，磁场力对c做负功，a、b、c运动的过程根据动能定理有 mgh–W磁=mv2 其中 Wa磁=0，Wb磁<Wc磁 解得a、b、c落地时的速度大小关系为 va>vb>vc D错误。 故选BC。 14. 如图甲所示是一个调谐接收电路，图乙中（a）、（b）、（c）为电路中的电流随时间变化的图像，则表述正确的是（ ） A. 是中的电流图像 B. 是中的电流图像 C. 是中的电流图像 D. 是流过耳机的电流图像 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．调谐接收电路接收无线电波，将其放大后，进行解调去除载波，最终输出携带信息的低频信号（如音频信号）。根据图乙可知，应是中的电流。由于与二极管串联，当上的电压与反向时，中没有电流，因此应是中的电流，故A、B错误，C正确； D．通过耳机的电流为通过解调还原出来的信号，如图乙（c）中的，故D正确。 故选CD。 15. 如图甲所示，把两块磁铁（同时也是导体）N极相对地吸附在电池两端的正负两极上，制成“小火车”。如图乙所示，电池左边为正极，右边为负极。把该“小火车”放进裸铜线绕制的线圈中，线圈和电池会构成闭合电路，“小火车”能自动跑起来。对该装置，下列说法正确的是（　　） A. 从左往右看，铜线圈上的电流方向为顺时针 B. 线圈受到向左的安培力 C. “小火车”将向左运动 D. 铜线圈中由电流产生的磁场方向向右 【答案】ABD 【解析】 【详解】AD．从左往右看，电流从电池的正极到负极，则铜线圈上的电流方向为顺时针，铜线圈中由电流产生的磁场方向向右，选项AD正确； BC．因为结合体是放在螺线管里面的，内部磁场方向自左向右，结合体左侧磁铁的S极被螺线管左侧磁极排斥（参考小磁针），而结合体右侧磁铁S极也要和螺线管右侧磁极相吸引，最终结合体两侧磁铁所受总合力向右，即“小火车”将向右运动，根据牛顿第三定律可知，线圈受到向左的安培力，故B正确，C错误； 故选ABD。 16. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的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，线圈的磁场能为零 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】BD 【解析】 【详解】A．时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误； B．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确； 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，电容器带电量逐渐减小，C错误； D．由图乙可知，振荡电路的周期变小，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正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 主观题 （共48分） 三、实验题（本题共2小题，共20分） 17. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是      ； A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为       ；（填字母） A. 1.5V B. 6.0V C. 7.0V D. 3.0V （3）若该实验中用到某一交流电，电流随时间变化的图像如图所示，则此交流电电流的有效值为______A （4）图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=______时，R获得的功率最大。 【答案】（1）D （2）C （3）5 （4） 【解析】 【小问1详解】 为减小涡流带来的能量损耗，变压器铁芯由绝缘硅钢片叠成，整块铁芯涡流损耗大，铜、不锈钢不适合做变压器铁芯，故选D。 【小问2详解】 原线圈匝数，副线圈匝数。理想变压器满足 实际变压器存在漏磁和能量损耗，副线圈实际电压小于理想值，因此测得时，原线圈输入电压一定大于，故选C。 【小问3详解】 根据交流电有效值的定义，设有效值为，该交流电周期，一个周期内产生的热量满足：  计算可得 【小问4详解】 将副线圈的可变电阻等效到原线圈侧，等效电阻为 等效电源内阻为​，根据电源输出功率规律，当等效负载电阻等于电源内阻时，获得的功率最大，即 整理得 【点睛】 18. 为了用单摆测量重力加速度的值，有下列可供选择的仪器： A.米尺 B.长约为1m的细线且系直径为1.8cm的小钢球 C.长度为30cm左右的细线且系直径为1.8cm的塑料球 D.秒表； E.打点计时器（包括纸带、重锤、复写纸）； F.学生电源； G.蓄电池； H.铁架台； I.天平 （1）从上面所列的仪器中挑选必需的仪器有____________（用符号表示）。 （2）实验中，要求在小球通过____________（填最高点或最低点）时开始计时。某学习小组用秒表记录时间如图（甲）所示，秒表的读数为 ____________；用游标卡尺测量小球直径如图（乙）所示，小球直径为____________。 （3）若小球直径为，悬线长度为，次全振动的总时间为，请写出重力加速度的表达式：____________。 （4）某个同学忘记测量小球直径，他以悬线的长度作为横坐标，并以作为纵坐标，建立坐标系并描绘出多组数据点，如下图，请回答下列问题： ①在方格纸中画出图线_____________________（直接在答题纸上作答）； ②根据图像，得到该图线的斜率____________（结果保留2位有效数字）； ③请给出计算当地重力加速度的表达式为（用含的表达式）：____________。 【答案】（1）ABDH （2） ①. 最低点 ②. 58.5 ③. 0.97 （3） （4） ①. ②. 4.0##4.1##4.2##4.3##4.4 ③. 【解析】 【小问1详解】 单摆实验需要：悬挂摆球的细线和铁架台、测量摆长用的米尺、测量周期用的秒表。摆球应选密度大、直径小的钢球，细线长约1m。打点计时器、电源、天平均不需要。 故选ABDH。 【小问2详解】 [1]为减小误差，应在小球通过最低点时开始计时，该点速度大，易于判断。 [2]秒表小盘一小格代表，小盘指针在附近，因此时间在附近；大盘一圈代表，大盘指针在位置，结合小盘信息秒表读数为 [3]游标卡尺主尺读数为，游标为分度，第个刻度与主尺对齐，因此游标读数 故游标卡尺读数 【小问3详解】 单摆周期公式，其中摆长，周期 联立解得 【小问4详解】 [1] [2]由图线，取、两点，图线斜率 考虑取值误差，答案在均可。 [3]忘记加小球半径时，摆长记为 因此斜率 故重力加速度 四、计算题（本题共3小题，共28分。写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。只写出最后答案的不能得分） 19. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数匝、电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，电阻，与电阻并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，交流发电机产生的电动势的瞬时值随时间按图乙所示正弦规律变化。求： （1）线圈中感应电流的瞬时值表达式； （2）电路中交流电压表两端的电压；（取） （3）线圈由图甲所示位置转过的过程中，通过线圈的电量。 （4）线圈旋转一圈，外界对线圈做多少功？ 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知线圈转动产生的感应电动势的最大值 线圈转动的角速度为 则 所以线圈中感应电流的瞬时值表达式为 【小问2详解】 线圈中电流的最大值为 电路中电流的有效值为 电压表两端的电压为 代入数据解得 【小问3详解】 线圈转动产生的感应电动势的最大值计算公式为 线圈由图甲所示位置转过的过程中，通过线圈的磁通量变化量为 设线圈由图甲所示位置转过的过程中，所用时间为，则这段时间产生的平均感应电动 势为，所以这段时间产生的平均电流为 则线圈由图甲所示位置转过的过程中，通过线圈的电量为 联立以上各式，代入数据解得 【小问4详解】 转动一圈的过程，将机械能转化为电能再转化为热量。 所以 代入数据解得 20. 光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一个城市的几个学校供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出电压为250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数之比，这几个学校有标有“220 V、100 W”字样的电灯5400盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的10%。 （1）求输电线的总电阻R和降压变压器的匝数比； （2）若仅改变输电线的材料使输电线电阻减少10%，求增加了多少盏正常发光的电灯。 【答案】（1）R=150Ω， （2）600 【解析】 【小问1详解】 根据理想变压器的电压匝数关系 可得 用户端 升压变压器的输出功率 可得 线路损耗功率 可得 降压变压器的输入电压 根据理想变压器的电压匝数关系， 可得 【小问2详解】 若仅改变输电线的材料，灯正常发光，变压器匝数比都不变，则、都不变 根据电压关系 可得 则用户得到的功率 电灯数量（盏） 故增加的正常发光的电灯数量（盏） 21. 粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在截面积较大的装有水的杯中，如图甲所示。把木筷向下缩慢按压（未碰到杯底）后放手，木筷就在水中上下振动，测得其振动周期。以木筷静止时其下端所在位置为原点，竖直向上为正方向建立一维坐标系。若水筷受到的阻力可忽略不计，从某时刻开始计时，其振动图像（偏离平衡位置的位移随时间变化的图像）如图乙所示。 （1）请证明木筷的振动为简谐运动； （2）写出木筷偏离平衡位置的位移随时间变化的关系式。（要求写出推理过程） 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示 取向下为正方向，将木筷往下按之前，有 按下后 木筷做简谐运动的回复力为 令，则 所以木筷在水中的运动为简谐运动。 （2）在时刻，初相满足 结合时刻玻璃管振动的方向向下，可知 ，，， 则玻璃管的位移满足函数关系式为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $