内容正文:
河溪中学2025-2026学年度第二学期期中考试
高二物理科试卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献,下列说法正确的是( )
A. 库仑做了大量实验,发现了电磁感应现象
B. 洛伦兹提出了分子电流假说
C. 楞次分析了关于感应电流方向的实验事实后,提出楞次定律
D. 法拉第提出了电磁感应定律
2. 关于下面四幅图涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲中磁铁若不动,开关S闭合瞬间,电流计指针发生偏转
B. 图乙中动圈式扬声器发声时,其工作原理是电磁感应
C. 图丙中摇动手柄使磁铁旋转,铝框也会跟着转动的现象叫电磁阻尼
D. 图丁中家用电磁炉加热食物是利用涡流工作的
3. 如图所示为某静电除尘装置的电场线分布示意图。图中虚线是某一带电的烟尘微粒(不计重力)在电场力作用下向集尘板迁移的轨迹,a、b是轨迹上的两点,对该烟尘微粒,下列说法正确的是( )
A. 烟尘微粒带负电
B. a点的电势大于b点的电势
C. 烟尘微粒在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 烟尘微粒在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小
4. 图甲是一个基于变压器原理的无线手机充电器,其简化模型如图乙所示。该装置通过分别安装在充电基座和手机上的线圈,利用产生的磁场传递能量。下列说法正确的是( )
A. 自感现象是该装置工作的基础
B. 送电线圈与受电线圈中交变电流的频率相同
C. 送电线圈端输入恒定电流也可实现手机无线充电
D. 送电线圈的输出功率一定等于受电线圈的输入功率
5. 单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图(正弦式)所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 时刻,感应电动势为最大
D. 从到过程中线框的平均感应电动势为
6. 如图所示,导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上且与导轨垂直,整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导体棒处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 导体棒所受摩擦力沿斜面向上
B. 安培力方向水平向右
C. 安培力与重力大小一定相等
D. 导体棒所受摩擦力可能为零
7. 如图所示,R是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上如图所示(图线为正弦曲线)的交变电压。则下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数为V
B. 交变电流的频率为100Hz
C. 在天逐渐变黑的过程中,电流表A2的示数变大
D. 在天逐渐变黑的过程中,理想变压器的输入功率变小
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮过程,螺线管端电势较高
B. 松开按钮过程,螺线管端电势较高
C. 按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势
D. 若按下和松开按钮的时间相同,螺线管产生大小相同的感应电动势
9. 某同学在探究单摆运动中,图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像,则以下说法正确的是( )
A. 时刻摆球速度最大
B. 时刻摆球经过最低点
C. 单摆振动周期
D. 单摆振动周期
10. 如图所示,在垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场区域中有一个单匝直角三角形线框。现使线框以恒定的速度沿垂直于磁场方向向右运动,运动中线框的边始终与磁场右边界平行且与速度垂直。已知,线框导线的总电阻为。则线框离开磁场的过程中( )
A. 线框中的感应电流为顺时针方向
B. 线框中的电动势随时间均匀减小
C. 边出磁场前瞬间回路的瞬时功率为
D. 若线框的移动速度为,则通过线框截面的电荷量是速度为时的2倍
三、非选择题:共54分,第11~12题为实验题。第13~15题为解答题。
11. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
12. 某实验小组利用MF52D10K型热敏电阻元件和电流表制作简易电子温度计。已知该型号热敏电阻在常温25℃时的电阻为,实验室有下列器材可供选择
A.干电池,电动势约3V,内阻可忽略不计
B.电压表V(量程3V,内阻约几百千欧)
C.电流表(量程,内阻约几百欧)
D.电流表(量程,内阻约几欧)
E.电阻箱
F.MF52D10K型热敏电阻元件一只
G.开关、导线若干该实验操作如下:
(1)为测量干电池电动势的准确值和电流表的内阻,按图甲电路连接实验器材。闭合开关,逐渐减小电阻箱阻值,直至电流表读数恰好达到满偏。此时电阻箱的旋钮位置如图乙所示,电阻箱的读数为________;电压表的读数为________V。
(2)此电路图中电流表应选择________(填器材前字母或电流表相应符号),于是可计算得出该实验所用电流表内阻________(结果保留至整数位)。
(3)将热敏电阻作为测温元件接入电路,将电流表改装成电子温度计,保证电阻箱的旋钮位置不变。试用笔画线代替导线,在丙图中画出连接好的电路。
13. 在光滑的水平面上,甲、乙两物质的质量分别为m1、m2,它们分别沿东西方向的一直线相向运动,其中甲物体以速度6m/s由西向东运动,乙物体以速度2m/s由东向西运动,碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动,速度大小都是4m/s求:
①甲、乙两物体质量之比;
②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞.
14. 如图所示,电阻为的正方形单匝线圈的边长为,边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为。在水平拉力作用下,线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中:
(1)感应电动势的大小E;
(2)所受拉力的大小F;
(3)感应电流产生的热量Q。
15. 一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:
(1)升压变压器副线圈的两端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
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河溪中学2025-2026学年度第二学期期中考试
高二物理科试卷
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家及其贡献,下列说法正确的是( )
A. 库仑做了大量实验,发现了电磁感应现象
B. 洛伦兹提出了分子电流假说
C. 楞次分析了关于感应电流方向的实验事实后,提出楞次定律
D. 法拉第提出了电磁感应定律
【答案】C
【解析】
【详解】A.库仑通过扭秤实验研究电荷间作用力,提出库仑定律;电磁感应现象由法拉第发现,故A错误;
B.分子电流假说由安培提出,用于解释磁现象,故B错误;
C.楞次通过实验总结出感应电流方向的规律,即楞次定律,故C正确;
D.法拉第研究了感应电流产生的条件,诺伊曼和韦伯提出了法拉第电磁感应定律,故D错误。
故选C。
2. 关于下面四幅图涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A. 图甲中磁铁若不动,开关S闭合瞬间,电流计指针发生偏转
B. 图乙中动圈式扬声器发声时,其工作原理是电磁感应
C. 图丙中摇动手柄使磁铁旋转,铝框也会跟着转动的现象叫电磁阻尼
D. 图丁中家用电磁炉加热食物是利用涡流工作的
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中磁铁不动,开关S闭合瞬间,穿过线圈的磁通量不变,电流计指针不发生偏转,A错误;
B.图乙中动圈式扬声器发声时,其工作原理是通电线圈在磁场中受力,不是电磁感应,B错误;
C.图丙中摇动手柄使磁铁旋转,铝框也会跟着转动的现象叫电磁驱动,C错误;
D.图丁中家用电磁炉加热食物是利用交变电流产生变化的磁场,变化的磁场在锅壁内产生涡流发热,从而加热食物,D正确。
故选D。
3. 如图所示为某静电除尘装置的电场线分布示意图。图中虚线是某一带电的烟尘微粒(不计重力)在电场力作用下向集尘板迁移的轨迹,a、b是轨迹上的两点,对该烟尘微粒,下列说法正确的是( )
A. 烟尘微粒带负电
B. a点的电势大于b点的电势
C. 烟尘微粒在a点的电势能小于在b点的电势能
D. 烟尘微粒在a点的加速度大小等于在b点的加速度大小
【答案】A
【解析】
【详解】A.烟尘微粒运动过程中受到的电场力指向轨迹凹的一侧,并与场强平行,由此判断,烟尘微粒受到的电场力与场强方向相反,因此烟尘微粒一定带负电,A正确;
B.沿着电场线方向,电势是降低的,所以a点电势较小,B错误;
C.烟尘微粒从a点运动到b点的过程中电场力做正功电势能减小,故烟尘微粒在a点的电势能大于在b点的电势能,C错误;
D.电场线的疏密表示电场的强弱,由图可知a点的场强大于b点的场强,由
可知电荷在a点所受电场力大,所以烟尘微粒在a点的加速度大小大于在b点的加速度大小,D错误。
故选A。
4. 图甲是一个基于变压器原理的无线手机充电器,其简化模型如图乙所示。该装置通过分别安装在充电基座和手机上的线圈,利用产生的磁场传递能量。下列说法正确的是( )
A. 自感现象是该装置工作的基础
B. 送电线圈与受电线圈中交变电流的频率相同
C. 送电线圈端输入恒定电流也可实现手机无线充电
D. 送电线圈的输出功率一定等于受电线圈的输入功率
【答案】B
【解析】
【详解】A.无线充电的原理是互感现象,即送电线圈产生变化的磁场,在受电线圈中感应出电流,而非自感现象。故A错误;
B.变压器不改变交变电流的频率,送电线圈和受电线圈中交变电流的频率是相同的,故B正确;
C.如果送电线圈输入恒定电流,产生的磁场是恒定的,不会在受电线圈中产生感应电动势,无法实现无线充电,故C错误;
D.实际的无线充电过程中,会存在能量损耗(比如磁场泄漏、线圈发热等),所以送电线圈的输出功率大于受电线圈的输入功率,故D错误。
故选B。
5. 单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图(正弦式)所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻线框平面与中性面垂直
B. 线框的感应电动势有效值为
C. 时刻,感应电动势为最大
D. 从到过程中线框的平均感应电动势为
【答案】C
【解析】
【详解】A.时刻通过线框的磁通量最大,故线框平面与中性面平行,故A错误;
B.由于该线圈只有1匝,故感应电动势的最大值为
故有效值为
故B错误;
C.时刻,通过线框的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,即感应电动势最大,C正确;
D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动为
故D错误;
故选C。
6. 如图所示,导体棒ab置于倾角为θ的粗糙导轨上且与导轨垂直,整个装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导体棒处于静止状态。下列说法正确的是( )
A. 导体棒所受摩擦力沿斜面向上
B. 安培力方向水平向右
C. 安培力与重力大小一定相等
D. 导体棒所受摩擦力可能为零
【答案】D
【解析】
【详解】B.根据左手定则可知,导体棒受到的安培力方向沿斜面向上,故B错误;
ACD.沿斜面方向,当时,导体棒所受摩擦力沿斜面向下;当时,导体棒所受摩擦力沿斜面向上;当时,导体棒所受摩擦力为零,故AC错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,R是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想交流电表,从某时刻开始在原线圈两端加上如图所示(图线为正弦曲线)的交变电压。则下列说法中正确的是( )
A. 电压表的示数为V
B. 交变电流的频率为100Hz
C. 在天逐渐变黑的过程中,电流表A2的示数变大
D. 在天逐渐变黑的过程中,理想变压器的输入功率变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,交变电压的最大值为,故有效值为,根据理想变压器电压关系,又原、副线圈的匝数比为10∶1,故电压表的示数为,故A错误;
B.由图可知,交流电的周期为
故频率为,故B错误;
CD.在天逐渐变黑的过程中,光敏电阻的阻值变大,副线圈电压不变,故副线圈电流变小,根据电流关系,原线圈的电流变小,故理想变压器的输入功率变小,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮过程,螺线管端电势较高
B. 松开按钮过程,螺线管端电势较高
C. 按住按钮不动,螺线管中产生恒定的感应电动势
D. 若按下和松开按钮的时间相同,螺线管产生大小相同的感应电动势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.按下按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左增大,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出,螺线管充当电源,则Q端电势较高,故A错误;
B.松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量向左减小,根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入,从P端流出,螺线管充当电源,则P端电势较高,故B正确;
C.按住按钮不动,穿过螺线管的磁通量不变,螺线管不会产生感应电动势,故C错误;
D.按下和松开按钮过程,若按下和松开按钮的时间相同,螺线管中磁通量的变化率相同,根据法拉第电磁感应定律可知,螺线管产生的感应电动势大小相同,故D正确。
故选BD。
9. 某同学在探究单摆运动中,图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图,图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像,则以下说法正确的是( )
A. 时刻摆球速度最大
B. 时刻摆球经过最低点
C. 单摆振动周期
D. 单摆振动周期
【答案】BD
【解析】
【详解】A B.设摆线与竖直方向夹角为,由牛顿第二定律有
可得拉力,当夹角越小,速度越大、越大,可知拉力也就越大,所以时刻摆球受拉力最小(对应于最大),则摆球在最大位移处,速度最小,时刻摆球受拉力最大(对应于),则摆球经过最低点,故A错误、B正确;
CD.由图可知,摆球相邻两次拉力最小的时间间隔对应于摆球的半个周期,故摆球的周期,故C错误、D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在垂直于纸面向里、磁感应强度为的匀强磁场区域中有一个单匝直角三角形线框。现使线框以恒定的速度沿垂直于磁场方向向右运动,运动中线框的边始终与磁场右边界平行且与速度垂直。已知,线框导线的总电阻为。则线框离开磁场的过程中( )
A. 线框中的感应电流为顺时针方向
B. 线框中的电动势随时间均匀减小
C. 边出磁场前瞬间回路的瞬时功率为
D. 若线框的移动速度为,则通过线框截面的电荷量是速度为时的2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据楞次定律,出磁场时磁通量减小,感应电流产生的磁场与原磁场方向相同,故感应电流为顺时针,故A正确;
B.在拉出过程中,设时间时刻,切割磁感线的有效长度为
产生的感应电动势为
可知线框中的电动势随时间均匀增大,故B错误;
C.边出磁场前瞬间,有效长度为,产生的感应电动势为
所以,故C正确;
D.通过的电荷量为
可知电荷量与速度无关,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共54分,第11~12题为实验题。第13~15题为解答题。
11. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为:
①将斜槽固定在水平桌面上,使槽的末端水平;
②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放,记录其平均落地点位置;
③把质量为的被碰球静置于槽的末端,再将入射球从斜槽上位置静止释放,与被碰球相碰,并多次重复,记录两小球的平均落地点位置;
④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点,测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置、、与的距离分别为、、,如图乙,分析数据:
(1)实验中入射球和被碰球的质量应满足的关系为___________。
A. B. C.
(2)(单选)关于该实验,下列说法正确的有__________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 铅垂线的作用是检验斜槽末端是否水平
C. 入射球和被碰球的半径必须相同
D. 实验中必须测量出小球抛出点的离地高度
(3)若两球碰撞时的动量守恒,应满足的关系式为___________;若碰撞是弹性碰撞,还应满足的关系式为__________。(均用题中所给物理量的符号表示)
【答案】 ①. C ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]为了避免碰撞后小球被撞回,所以要求入射球的质量大于被碰球的质量,即。
故选C。
(2)[2]A.只要保证每一次小球从同一位置静止释放,使得小球获得相同的初速度即可,斜槽轨道可以不用光滑,故A错误;
B.铅垂线的作用是用来确定O点位置的,不是用来检验斜槽是否水平,故B错误;
C.为了能够让小球发生对心碰撞,入射球和被碰球的半径必须相同,故C正确;
D.小球从斜槽末端飞出后,做平抛运动,由于高度相同,所以在空中运动时间相同,即可用水平位移表示速度,所以不需要测量小球抛出点的离地高度H,故D错误。
故选C。
(3)[3]设小球在空中运动的时间为t,若满足动量守恒定律有
整理得
[4]若碰撞是弹性碰撞,还应满足机械能守恒定律,即
12. 某实验小组利用MF52D10K型热敏电阻元件和电流表制作简易电子温度计。已知该型号热敏电阻在常温25℃时的电阻为,实验室有下列器材可供选择
A.干电池,电动势约3V,内阻可忽略不计
B.电压表V(量程3V,内阻约几百千欧)
C.电流表(量程,内阻约几百欧)
D.电流表(量程,内阻约几欧)
E.电阻箱
F.MF52D10K型热敏电阻元件一只
G.开关、导线若干该实验操作如下:
(1)为测量干电池电动势的准确值和电流表的内阻,按图甲电路连接实验器材。闭合开关,逐渐减小电阻箱阻值,直至电流表读数恰好达到满偏。此时电阻箱的旋钮位置如图乙所示,电阻箱的读数为________;电压表的读数为________V。
(2)此电路图中电流表应选择________(填器材前字母或电流表相应符号),于是可计算得出该实验所用电流表内阻________(结果保留至整数位)。
(3)将热敏电阻作为测温元件接入电路,将电流表改装成电子温度计,保证电阻箱的旋钮位置不变。试用笔画线代替导线,在丙图中画出连接好的电路。
【答案】(1) ①. 5400 ②. 2.80##2.81##2.79
(2) ①. A1 ②. 200
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1]电阻箱的读数为
[2]电压表精度为,需估读至精度下一位,则电压表的读数为
【小问2详解】
[1]忽略电流表内阻,此时通过电阻箱电流约为
电流表A2量程太大,则此电路图中电流表应选择电流表A1。
[2] 根据部分电路的欧姆定律
该实验所用电流表内阻为
【小问3详解】
为了将电流表改装成温度计,需使电流随温度变化。由于热敏电阻阻值随温度升高而减小,将其串联在电路中,可使总电阻随温度升高而减小,电流随温度升高而增大,电路图如图所示:
13. 在光滑的水平面上,甲、乙两物质的质量分别为m1、m2,它们分别沿东西方向的一直线相向运动,其中甲物体以速度6m/s由西向东运动,乙物体以速度2m/s由东向西运动,碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动,速度大小都是4m/s求:
①甲、乙两物体质量之比;
②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞.
【答案】①;②弹性碰撞
【解析】
【详解】①设向东方向为正,则由动量守恒知:
代入数据解得:
②设m1=3m,m2=5m碰撞前系统总能量:
Ek= m1v12+m2v22=64m
碰撞后系统总能量:
Ek'=m1v1'2+m2v2'2=64m
因为Ek= Ek',所以这是弹性碰撞
14. 如图所示,电阻为的正方形单匝线圈的边长为,边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长,磁感应强度大小为。在水平拉力作用下,线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中:
(1)感应电动势的大小E;
(2)所受拉力的大小F;
(3)感应电流产生的热量Q。
【答案】(1)0.8V;(2)0.8N;(3)0.32J
【解析】
【详解】(1)由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为
(2)因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力,有
根据闭合电路欧姆定律有
结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8N;
(3)线框穿过磁场所用的时间为
故线框穿越过程产生的热量为
15. 一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为50kW,输出电压为500V,升压变压器原、副线圈匝数比为,两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω,降压变压器的输出电压为220V,变压器本身的损耗忽略不计,在输电过程中电抗造成电压的损失不计,求:
(1)升压变压器副线圈的两端电压;
(2)输电线上损耗的电功率;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)据理想变压器电压比等于匝数比可得
解得升压变压器的副线圈两端电压为
(2)输电导线上的电流为
则输电线上损耗的电功率为
(3)降压变压器原线圈的输入电压为
则降压变压器原、副线圈的匝数比为
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