精品解析：福建省莆田市莆田砺志学校2024-2025学年高二下学期第一次质量检测物理试卷

莆田砺志学校2024-2025学年（下）第一次质量检测 高二 物理 一、选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合要求的） 1. 下列图像所表示的电流中不属于交变电流的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　） A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠拢 C. 磁铁的加速度等于 D. 磁铁的加速度大于 3. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置为感应电动势最大的位置 B. 线圈转动的角速度为 C. 电阻R中的电流方向每分钟变化3000次 D. 时，线圈平面位于中性面 4. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（ ） A. 圆形线圈中产生的感应电动势为6V B. 电阻R两端的电压为4.5V C. 通过电阻R的电流为1.5A D. 在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 二、多选题：本题共4小题，共24分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分。部分选对的得部分分，有选错的得0分。 5. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了（　　） A. 增大涡流 B. 减小涡流 C. 产生更多的热量 D. 减小发热量 6. 一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（　　） A. 线框交变电动势的最大值为nπBS B. 线框交变电动势的有效值为 C. 从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D. 感应电动势瞬时值为e=2nπBSsin2nπt 7. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三个相同的小灯泡，电阻也为。下列判断正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、C灯同时亮，B灯缓慢亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 8. 回旋加速器原理如图所示，置于真空中的形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，交流电源电压为，频率为。若质子的质量为、电荷量为，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子由加速器的中心进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能为 D. 该加速器加速质量为、电荷量为的粒子时，交流电频率应变为 三、填空题（本题共3小题，每小题3分，共9分。） 9. 如图所示的正弦交流电，正向和反向都是正弦交流电，但峰值和半周期不等，则此交流电流的有效值为_______A。 10. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R的阻值为55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，电流表的示数为___________A，电压表的示数为___________V。 11. 如图甲所示，一个电阻值为r=5Ω，匝数为n=30的圆形金属线圈与阻值为R=10Ω的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。则0~2s时间内电阻R哪端电势高______（选填上或下）；金属线圈中产生的感应电动势E=______V； 四、实验题（本题共2小题，共12分，其中第12题5分、第13题7分。请把答案写在答题卡的指定谷题位置处。） 12. 某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下。 （1）首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验最主要的目的是（　　） A. 检查各仪器及导线是否完好 B. 检查电流计量程是否合适 C. 检查电流计测量电路的电流是否准确 D. 推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向 （2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图3所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知： ①当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）； ②将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）。 13. 在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是_______（填选项前的字母）。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的有_______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）下列做法正确的是_______（填选项前的字母）。 A. 为了人身安全，最好使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B. 为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C. 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，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，已知此接法中，原线圈的匝数为副线圈的2倍，则原线圈的输入电压可能为_______（填选项前的字母）。 A. 1.5V B. 3.0V C. 5.0V D. 7.0V 五、解答题（本题共3小题，共39分，其中第14题11分，第15题12分，第16题16分。请把答案写在指定得答题位置上，要求写出必要得文字说明、方程式和演算步骤，答案必须明确写出数值和单位。） 14. 如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求： （1）图示中的送电电流 （2）用户得到的电压 （3）用户得到的功率。 15. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，Ⅰ为粒子加速器；Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，上下两板间电场强度为E、板长为L；Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为。现有质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力），从静止开始经Ⅰ加速后，沿直线由速度选择器进入偏转磁场，最后粒子打在MN板上的P位置。求： （1）粒子进入偏转磁场的动能； （2）粒子加速器两板间的电势差； （3）粒子从进入速度选择器到打在P位置的时间t。 16. 如图所示，与水平面成角的光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为的电阻。导轨中间虚线框部分为边长1m的正方形。时刻，质量为、阻值为的导体棒垂直导轨放置，从距离上端虚线的位置由静止释放，同时虚线框内匀强磁场磁感应强度由0开始随时间均匀增加，方向垂直导轨平面向上。当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨电阻，重力加速度为。求： （1）导体棒刚进磁场时磁感应强度的大小； （2）导体棒进入磁场前流过电阻的电流； （3）导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田砺志学校2024-2025学年（下）第一次质量检测 高二 物理 一、选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合要求的） 1. 下列图像所表示的电流中不属于交变电流的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】判断电流是交流还是直流，就看其方向是否随时间周期性变化。选项A、B、C中电流的方向均发生周期性变化，故它们属于交变电流；选项D中，尽管电流大小随时间变化，但因其方向不变，所以是直流。 故选D。 2. 如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（　　） A. P、Q将相互远离 B. P、Q将相互靠拢 C. 磁铁的加速度等于 D. 磁铁的加速度大于 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A错误，B正确； CD．由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于，故CD错误。 故选B。 3. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置为感应电动势最大的位置 B. 线圈转动的角速度为 C. 电阻R中的电流方向每分钟变化3000次 D. 时，线圈平面位于中性面 【答案】A 【解析】 【详解】A．图示位置，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，故A正确； B．由图乙可知，线圈转动的角速度为 故B错误； C．一个周期内电阻R中的电流方向改变两次，由于周期为，则电阻R中的电流方向每秒钟变化100次，每分钟变化6000次，故C错误； D．由于周期为，则时，由图乙可知，线圈的感应电动势最大，线圈平面处于与中性面垂直所在位置，故D错误。 故选A。 4. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（ ） A. 圆形线圈中产生的感应电动势为6V B. 电阻R两端的电压为4.5V C. 通过电阻R的电流为1.5A D. 在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为9C 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈产生的电动势为 V=4.5V 故A错误； BC．根据欧姆定律可知，电流为 A 电阻R两端的电压为 V 故B错误，C正确； C．在0~4s时间内，流经电阻R的电荷量为 C 故D错误； 故选C。 二、多选题：本题共4小题，共24分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分。部分选对的得部分分，有选错的得0分。 5. 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了（　　） A. 增大涡流 B. 减小涡流 C. 产生更多的热量 D. 减小发热量 【答案】BD 【解析】 【详解】涡流能使导体发热。变压器的铁芯是相互绝缘的硅钢片叠加而成的，从而降低涡流强度，减少能量损耗，提高变压器的效率。 故选BD。 6. 一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（　　） A. 线框交变电动势的最大值为nπBS B. 线框交变电动势的有效值为 C. 从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D. 感应电动势瞬时值为e=2nπBSsin2nπt 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．线框交变电动势的最大值为 产生的感应电动势瞬时值为 感应电动势瞬时值为 e=2nπBSsin2nπt 故A错误，BD正确； C．线框中的平均感应电动势为 故C错误。 故选BD。 7. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻为，A、B和C是三个相同的小灯泡，电阻也为。下列判断正确的是（　　） A. 闭合开关S的瞬间，A、C灯同时亮，B灯缓慢亮 B. 闭合开关S一段时间后，A、B灯一样亮 C. 断开开关S的瞬间，点的电势比点高 D. 断开开关S的瞬间，A灯闪亮一下后再熄灭 【答案】AC 【解析】 【详解】A．闭合开关S的瞬间，A、C灯同时亮，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以B灯缓慢亮，故A正确； B．闭合开关S一段时间后，由于线圈的直流电阻为，可知B灯支路电阻大于A灯电阻，则A灯电流大于B灯电流，A灯比B灯亮，故B错误； C．断开开关S的瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且方向由点到点，但线圈相当于电源的内阻，即点为负极，点为正极，所以点的电势比点高，故C正确； D．断开开关S的瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且与A、B灯构成回路，由于断开开关前通过线圈的电流小于A灯的电流，所以A灯不会闪亮一下，再熄灭，故D错误。 故选AC。 8. 回旋加速器原理如图所示，置于真空中的形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，交流电源电压为，频率为。若质子的质量为、电荷量为，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子由加速器的中心进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能为 D. 该加速器加速质量为、电荷量为的粒子时，交流电频率应变为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于粒子经过电场加速后，进入磁场做匀速圆周运动，为了使得粒子能够在电场中持续加速，最终从加速器边缘飞出，则带电粒子应由加速器的中心位置进入加速器，A正确； B．根据 ， 解得 ， 可知，磁感应强度不变时，带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期不变，与圆周运动半径无关，B错误； C．粒子在磁场中圆周运动速度越大，半径越大，根据 ， 解得 C错误； D．回旋加速器正常工作的前提是交变电流的周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相等，则该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的粒子时，根据 ， 解得 D正确。 故选AD。 三、填空题（本题共3小题，每小题3分，共9分。） 9. 如图所示的正弦交流电，正向和反向都是正弦交流电，但峰值和半周期不等，则此交流电流的有效值为_______A。 【答案】 【解析】 【详解】由图象可知，是正弦式电流，电流的最大值等于 是正弦式电流，电流的最大值等于 设交流电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则 解得 10. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻R的阻值为55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，电流表的示数为___________A，电压表的示数为___________V。 【答案】 ①. 2 ②. 110 【解析】 【详解】[1][2]由图乙可知，原线圈输入电压有效值为 根据变压器电压比等于匝数比可得 则电压表的示数为；根据欧姆定律可得 则电流表的示数为。 11. 如图甲所示，一个电阻值为r=5Ω，匝数为n=30的圆形金属线圈与阻值为R=10Ω的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。则0~2s时间内电阻R哪端电势高______（选填上或下）；金属线圈中产生的感应电动势E=______V； 【答案】 ①. 下 ②. 12 【解析】 【详解】[1]根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直于线圈平面向外，根据右手定则，感应电流的方向为逆时针，电阻R下端电势高； [2]根据法拉第电磁感应定律得 四、实验题（本题共2小题，共12分，其中第12题5分、第13题7分。请把答案写在答题卡的指定谷题位置处。） 12. 某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下。 （1）首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验最主要的目的是（　　） A. 检查各仪器及导线是否完好 B. 检查电流计量程是否合适 C. 检查电流计测量电路的电流是否准确 D. 推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向 （2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图3所示的方式连接。当闭合开关时发现灵敏电流计的指针左偏。由此可知： ①当滑动变阻器的滑片P向左移动时，灵敏电流计的指针______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）； ②将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针______（填“左偏”、“不动”、“右偏”）。 【答案】（1）D （2） ①. 右偏 ②. 右偏 【解析】 【小问1详解】 进行上述实验最主要的目的是推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向。 故选D。 【小问2详解】 ①[1]闭合开关时灵敏电流计的指针左偏，即线圈内磁通量增加时，灵敏电流计的指针左偏。滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入的电阻值变大，回路中电流变小，线圈内的磁场变弱，磁通量减小，所以灵敏电流计的指针右偏； ②[2]将线圈A拔出时，线圈内磁通量减小，灵敏电流计的指针右偏。 13. 在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是_______（填选项前的字母）。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的有_______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）下列做法正确的是_______（填选项前的字母）。 A. 为了人身安全，最好使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B. 为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C. 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，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，已知此接法中，原线圈的匝数为副线圈的2倍，则原线圈的输入电压可能为_______（填选项前的字母）。 A. 1.5V B. 3.0V C. 5.0V D. 7.0V 【答案】（1）A （2）BD （3）B （4）D 【解析】 【小问1详解】 本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 实验中需要交流电源和交流电压表，不需要干电池和直流电压表。 故选BD。 【小问3详解】 A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，只能使用低压交流电源，若用直流电源，变压器不能工作，A错误； B．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，B正确； C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知两线圈的电流与匝数成反比，可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少，C错误； D．变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是通过铁芯导电传输电能，D错误。 故选B。 【小问4详解】 若是理想变压器，则由变压器原、副线圈电压与匝数的关系知，若变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱，副线圈接“0”和“400”两个接线柱，即原、副线圈的匝数之比为2：1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压，考虑到不是理想变压器，可能有漏磁等现象，则原线圈所接电源的电压大于6V，可能为7V。 故选D。 五、解答题（本题共3小题，共39分，其中第14题11分，第15题12分，第16题16分。请把答案写在指定得答题位置上，要求写出必要得文字说明、方程式和演算步骤，答案必须明确写出数值和单位。） 14. 如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求： （1）图示中的送电电流 （2）用户得到的电压 （3）用户得到的功率。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据 可得 又因为 则输电线上的电流为 (2)输电线上损失的电压为 降压前的电压为 用户得到的电压为 (3)输电线上损失的功率为 用户得到的功率为 15. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，Ⅰ为粒子加速器；Ⅱ为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，上下两板间电场强度为E、板长为L；Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为。现有质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力），从静止开始经Ⅰ加速后，沿直线由速度选择器进入偏转磁场，最后粒子打在MN板上的P位置。求： （1）粒子进入偏转磁场的动能； （2）粒子加速器两板间的电势差； （3）粒子从进入速度选择器到打在P位置的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在速度选择器运动过程中有 解得 粒子进入偏转磁场的动能 （2）加速电场中，由动能定理得 解得 （3）粒子在偏转磁场的周期是，则粒子从进入速度选择器到打在P位置的时间 16. 如图所示，与水平面成角的光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为的电阻。导轨中间虚线框部分为边长1m的正方形。时刻，质量为、阻值为的导体棒垂直导轨放置，从距离上端虚线的位置由静止释放，同时虚线框内匀强磁场磁感应强度由0开始随时间均匀增加，方向垂直导轨平面向上。当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨电阻，重力加速度为。求： （1）导体棒刚进磁场时磁感应强度的大小； （2）导体棒进入磁场前流过电阻的电流； （3）导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒由静止开始下滑，根据牛顿第二定律 设刚进入磁场时速度大小为，根据速度位移公式有 刚进入磁场时，设电动势大小为，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 导体棒受力平衡 解得 【小问2详解】 设导体棒进入磁场前运动时间为，则有 回路中磁感应强度的变化率 设回路中感应电动势大小为E，根据法拉第电磁感应定律有 流过电阻的电流 【小问3详解】 导体棒进入磁场前，回路中产生的热量 ， 其中 联立解得导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $