精品解析：福建厦门集美中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

集美中学2024-2025学年第二学期高二年级期中质量检测 物理试题 （考试时间：75分钟；满分：100分） 一、单选题（每题只有一个正确答案。每小题4分，共16分） 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的 B. 图②中的亮斑，是一种光的衍射现象 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 2. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 3. 重庆某地区地磁场的磁感应强度的竖直分量By方向为竖直向下，大小随距离地面高度h的变化关系如图所示，该地区一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上吊起过程中，线框中的感应电流方向（从上往下看）为（　　） A. 顺时针方向 B. 逆时针方向 C. 先逆时针后顺时针 D. 先顺时针后逆时针 4. 在如下图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是（　　） A. 甲图中，棒做加速度减小的减速运动至静止 B. 乙图中，棒匀减速运动直到最终静止 C. 丙图中，棒最终做匀速运动 D. 甲、乙、丙中，棒最终都静止 二、双选题（每题有两个正确答案，选错不得分，选不全的得3分，每小题6分，共24分） 5. 分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是（　　） A. 乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线 B. 当时，分子势能为最小 C. 随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D. 分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更慢 6. 某种回旋加速器示意图如图所示，A、C板间有恒定电场，两个D形盒内有相同的匀强磁场，两条平行虚线之间没有电场和磁场。带电粒子（重力不计）从小孔P进入电场，加速后进入D形盒内做匀速圆周运动，回到P孔后再次加速，依次类推，则（　　） A. 粒子每次在D形盒内运动的时间均相等 B. 粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能不同 C. 磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越大 D. D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大 7. 如图所示为一个质量为m、电荷量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，半径为R的圆形区域内，存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆形区域中半径OQ的中点P处有一粒子源，可向纸面内各个方向发射速度大小均为、质量为m、电荷量为+q的粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为 B. 所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为 C. Q点上方有粒子射出的磁场边界弧长为 D. Q点下方有粒子射出的磁场边界弧长为 三、填空题（每题3分，共9分） 9. 如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，A1会___________（填“立即亮”或“逐渐变亮”）；断开开关S的瞬间，A1会___________（填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”）。 10. 条形码扫描笔的原理是扫描笔头（图甲）在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，光敏三极管呈低阻抗。利用光敏三极管将条形码信息变成电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻。当扫描笔头移动到黑色线条上时，信号处理系统获得__________（选填“高”或“低”）电压。 11. 如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。 四、实验题（7+6=13分） 12. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。 （3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 13. 某学校高二（9）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。 （1）下列说法正确的是          。 A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 变压器原线圈接低压交流电时，可以用多用电表的“直流电压挡”测量副线圈电压 C. 研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数 D. 测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位 （2）变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是          。 A. 增大涡流，提高变压器的效率 B. 减小涡流，提高变压器的效率 C. 增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 （3）一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为500匝，副线圈为300匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6 V”挡位，测得副线圈的电压为。则下列分析可能正确的是          。 A. 原线圈导线比副线圈导线粗 B. 学生电源实际输出电压小于标注的“6 V” C. 原线圈实际匝数与标注的“500”不符，应大于500 D. 副线圈实际匝数与标注的“300”不符，应大于300 五、解答题（12+12+14=38分） 14. 在2025年1月份湖北寒潮大风期间，许多部门进行了应急抢险保障工作，其中应急小型发电机是常见保障设备之一，如图甲所示。发电原理可简化如图乙所示，矩形线圈abcd的面积为共有220匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，在外力作用下线圈以的转速绕与磁场方向垂直的固定对称轴匀速旋转，不计交流电流表的内阻。（计算结果用表示）求： （1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式； （2）线圈每转过一周，外力所做的功； （3）线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量。 15. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 16. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面（纸面）内，的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，x轴上方的区域Ⅱ内存在沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从原点O处以大小为的速度垂直磁场射入第二象限，方向与x轴负方向夹角，一段时间后垂直虚线边界进入电场。已知，，区域Ⅱ中电场的场强。求： （1）区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小； （2）粒子从原点O出发到离开电场的总时间t； （3）粒子离开电场时的速度大小v。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 集美中学2024-2025学年第二学期高二年级期中质量检测 物理试题 （考试时间：75分钟；满分：100分） 一、单选题（每题只有一个正确答案。每小题4分，共16分） 1. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的陈述中，错误的是（　　） A. 图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的 B. 图②中的亮斑，是一种光的衍射现象 C. 图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明 D. 图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 【答案】D 【解析】 【详解】A．图①中的明暗相间的条纹，是由干涉形成的，故A正确，不满足题意要求； B．图②中的亮斑，是一种光的衍射现象，故B正确，不满足题意要求； C．图③是内窥镜，利用了光的全反射把光传送到人体内部进行照明，故C正确，不满足题意要求； D．图④是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种横波，故D错误，满足题意要求。 故选D。 2. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，故A正确； B．时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，故B错误； C．由图乙可知，交流电的周期为，则线框匀速转动时的角速度大小为 故C错误； D．线框产生的交变电动势的最大值为，有效值为 故D错误。 故选A。 3. 重庆某地区地磁场的磁感应强度的竖直分量By方向为竖直向下，大小随距离地面高度h的变化关系如图所示，该地区一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上吊起过程中，线框中的感应电流方向（从上往下看）为（　　） A. 顺时针方向 B. 逆时针方向 C. 先逆时针后顺时针 D. 先顺时针后逆时针 【答案】A 【解析】 【详解】由题知，穿过线框的磁场向下，且减小，根据楞次定律判断得线框中感应电流的方向，从上向下看为顺时针。 故选A。 4. 在如下图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是（　　） A. 甲图中，棒做加速度减小的减速运动至静止 B. 乙图中，棒匀减速运动直到最终静止 C. 丙图中，棒最终做匀速运动 D. 甲、乙、丙中，棒最终都静止 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，故A错误； B．图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止；又由于， 由于速度减小，则产生感应电流减小，导体棒所受安培力减小，根据牛顿第二定律可知导体棒的加速度减小，所以乙图中，棒ab做加速度减小的减速运动最终静止；故B错误； C．图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流ab棒向左做匀速运动，故C正确； D．由以上分析可知，甲、乙、丙中，只有图乙中棒最终静止，故D错误。 故选C。 二、双选题（每题有两个正确答案，选错不得分，选不全的得3分，每小题6分，共24分） 5. 分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能）。下列说法正确的是（　　） A. 乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线 B. 当时，分子势能为最小 C. 随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大 D. 分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更慢 【答案】AB 【解析】 【详解】A B．在时，分子势能最小，此时分子力为零，乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故AB正确； C．当分子间距离从开始增大，分子间作用力先减小后反向增大，最后又一直减小，故C错误； D．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，故D错误。 故选AB。 6. 某种回旋加速器示意图如图所示，A、C板间有恒定电场，两个D形盒内有相同的匀强磁场，两条平行虚线之间没有电场和磁场。带电粒子（重力不计）从小孔P进入电场，加速后进入D形盒内做匀速圆周运动，回到P孔后再次加速，依次类推，则（　　） A. 粒子每次在D形盒内运动的时间均相等 B. 粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能不同 C. 磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越大 D. D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，粒子每次在D形盒内偏转半个周期，即运动时间相等，为 故A正确； B．根据动能定理，可知粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能为 故B错误； C．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，设D形盒半径为R，则有 解得 可知磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越小，故C错误； D．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，设D形盒半径为R，则有 解得 可知D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大，故D正确。 故选AD。 7. 如图所示为一个质量为m、电荷量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下列选项中的（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】B．根据左手定则可知，圆环所受洛伦兹力竖直向上，如果恰好满足 则圆环与杆间无弹力，圆环不受摩擦力的作用，圆环将以做匀速直线运动，故B正确； ACD．若，则圆环受到的支持力向上，圆环在摩擦力作用下做减速运动，加速度大小为 可知随着的减小，增大，直到速度减为0后停止，对应的图像切线斜率绝对值逐渐增大； 若，则圆环受到的支持力向下，圆环在摩擦力作用下做减速运动，加速度大小为 可知随着的减小，减小，直到 圆环将做匀速直线运动，对应的图像切线斜率绝对值逐渐减小，最后为一条与横轴平行的直线，故AC错误，D正确。 故选BD。 8. 如图所示，半径为R的圆形区域内，存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆形区域中半径OQ的中点P处有一粒子源，可向纸面内各个方向发射速度大小均为、质量为m、电荷量为+q的粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为 B. 所有能射出磁场区域的粒子中，在磁场中运动的最短时间为 C. Q点上方有粒子射出的磁场边界弧长为 D. Q点下方有粒子射出的磁场边界弧长为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，粒子在磁场中若运动时间最短则对应的弦长最短，所以从点射出的粒子用时最短，运动轨迹如图所示 可得粒子运动的圆心角为，则 故A正确，B错误； C．如图（b）所示 粒子恰好与上半圆相切时从点射出磁场，由几何知识可得，Q点上方有粒子射出的磁场边界弧长为 故C正确； D．下半圆最远从D点射出，PD为轨迹圆的直径， 由于大于，所以点下方有粒子射出的磁场边界弧长大于，故D错误。 故选AC。 三、填空题（每题3分，共9分） 9. 如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，A1会___________（填“立即亮”或“逐渐变亮”）；断开开关S的瞬间，A1会___________（填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄灭”）。 【答案】 ①. 立即亮 ②. 立即熄灭 【解析】 【详解】[1] 闭合开关S后，因线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立即亮； [2] 断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1也是立即熄灭。 10. 条形码扫描笔的原理是扫描笔头（图甲）在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，光敏三极管呈低阻抗。利用光敏三极管将条形码信息变成电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻。当扫描笔头移动到黑色线条上时，信号处理系统获得__________（选填“高”或“低”）电压。 【答案】低 【解析】 【详解】扫描笔头在条形码上移动，遇到黑色线条时，光敏三极管呈高阻抗，电路总电阻大，电流小，所以两端的电压低，信号处理系统获得低电压。 11. 如图所示为“旋转液体的实验”装置。盛有液体的玻璃容器放入蹄形磁铁中，蹄形磁铁内的磁场视为匀强磁场，磁感应强度B=0.2T，容器内侧边缘和中心分别通过电极与电源的正极、负极相连接。玻璃容器的横截面的半径a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=2Ω，限流电阻R0=8Ω，闭合开关液体开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数恒为4V，则由上往下看，液体________旋转（填“顺时针”或“逆时针”），液体所受的安培力大小为_____________N。 【答案】 ①. 逆时针 ②. ##0.002 【解析】 【详解】[1]由图可知电流从液体边缘流向中心，且磁感应强度竖直向上，根据左手定则可知由上往下看，液体逆时针旋转。 [2]根据闭合电路欧姆定律可知通过液体的电流大小为 液体所受的安培力大小为 四、实验题（7+6=13分） 12. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （2）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。 （3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1）AC （2） ①. 9.15 ②. （3）大于 【解析】 【小问1详解】 A．将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式 可知，条纹间距变窄，故A正确； B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B错误； C．根据干涉条纹间距公式 将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故C正确； D．去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm，所以游标卡尺的示数为 [2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为 根据干涉条纹间距公式 解得 【小问3详解】 条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值 为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有 根据干涉条纹间距公式 可知波长的测量值大于实际值。 13. 某学校高二（9）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。 （1）下列说法正确的是          。 A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 变压器原线圈接低压交流电时，可以用多用电表的“直流电压挡”测量副线圈电压 C. 研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数 D. 测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位 （2）变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是          。 A. 增大涡流，提高变压器的效率 B. 减小涡流，提高变压器的效率 C. 增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 （3）一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为500匝，副线圈为300匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6 V”挡位，测得副线圈的电压为。则下列分析可能正确的是          。 A. 原线圈导线比副线圈导线粗 B. 学生电源实际输出电压小于标注的“6 V” C. 原线圈实际匝数与标注的“500”不符，应大于500 D. 副线圈实际匝数与标注的“300”不符，应大于300 【答案】（1）C （2）B （3）D 【解析】 【小问1详解】 A．为确保实验安全，应该是设计成降压变压器，则实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，A错误； B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，B错误； C．变压器的电压与匝数的关系满足 可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对副线圈电压的影响，C正确； D．为了安全，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，D错误。 故选C。 【小问2详解】 涡流现象能在导体内部损耗能量，利用薄硅钢片叠压而成的，增大电阻，从而减小涡流，提高效率，故选B。 【小问3详解】 A．副线圈匝数少，电流大，为减少铜损，绕制电阻小的粗导线；原线圈匝数多，电流小，可绕制细导线，A错误； B．若原线圈匝数是500匝，副线圈匝数是300匝，副线圈的电压为，由 可得原线圈电压为，考虑到漏磁、发热等损失，原线圈的电压要比还要大，B错误； C．如果原线圈实际匝数与标注的“500”不符，大于500，则测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，C错误； D．如果副线圈实际匝数与标注的“300”不符，大于300，测得副线圈的电压偏高，与题意相符，D正确。 故选D。 五、解答题（12+12+14=38分） 14. 在2025年1月份湖北寒潮大风期间，许多部门进行了应急抢险保障工作，其中应急小型发电机是常见保障设备之一，如图甲所示。发电原理可简化如图乙所示，矩形线圈abcd的面积为共有220匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，在外力作用下线圈以的转速绕与磁场方向垂直的固定对称轴匀速旋转，不计交流电流表的内阻。（计算结果用表示）求： （1）从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式； （2）线圈每转过一周，外力所做的功； （3）线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 匀速转动 线圈产生的最大感应电动势为 线圈从中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为 【小问2详解】 电动势的有效值为 匀速转动 线圈匀速转动一周，外力做功 【小问3详解】 线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值为 感应电流的平均值为 由闭合电路欧姆定律 解得通过电阻的电量 15. 目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视为理想变压器）。 （1）求输电线路中的电流； （2）高压变压器原、副线圈的匝数比； （3）深圳5G网络建设领跑全国，2020年底已实现全市5G网络信号全覆盖。已知深圳市面积约为2000平方公里，试计算全市的5G基站运行一天将消耗约多少度电？（取3） 【答案】（1）5A （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，总功率为 线路损耗功率为 由 解得 【小问2详解】 高压变压器副线圈两端的电压为 由 解得 【小问3详解】 需要的基站个数 个 每个基站一天耗电量约为 总耗电量约为 16. 利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面（纸面）内，的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，x轴上方的区域Ⅱ内存在沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从原点O处以大小为的速度垂直磁场射入第二象限，方向与x轴负方向夹角，一段时间后垂直虚线边界进入电场。已知，，区域Ⅱ中电场的场强。求： （1）区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小； （2）粒子从原点O出发到离开电场的总时间t； （3）粒子离开电场时的速度大小v。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动，在磁场中做圆周运动的半径设为，由几何关系可得 又 解得区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小 【小问2详解】 粒子运动圆轨迹所对的圆心角为，在磁场中运动时间设为，则 其中 粒子在电场中做类平拋运动，设该粒子的加速度大小为，在电场中运动时间为，沿轴负方向运动的距离为，则有 解得 其中 解得 由于 粒子从电场边界离开，则总时间 解得 【小问3详解】 由动能定理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $