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2024－2025学年第二学期第一次阶段测试高二物理试卷

高二年级第二学期第一次阶段测试

物理试卷

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．

1. 某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10,当输入电压增加10V时,输出电压(    )

A. 降低1V B. 增加1V C. 降低100V D. 增加100V

【答案】D

【解析】

【详解】由理想变压器原、副线圈的电压比等于匝数比即

得：

即副线圈两端电压与原线圈两端电压成正比，所以有：

当输入电压增加10V时，输出电压增大100V．

A.A项与上述计算结论不相符，故A错误；

B.B项与上述计算结论不相符，故B错误；

C.C项与上述计算结论不相符，故C错误；

D.D项与上述计算结论相符，故D正确．

2. 如图所示，固定的水平长直导线中通有电流，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且其中一边与导线保持平行。现将线框由静止释放，下落过程中（    ）

A. 穿过线框的磁通量增加 B. 线框中感应电流方向为顺时针

C. 线框所受安培力的合力为零 D. 线框的机械能守恒

【答案】B

【解析】

【详解】A．线框由静止释放，下落过程中离直导线越来越远，磁感应强度越来越小，穿过线框的磁通量越来越小，故A错误；

B．由安培定则，可判断通电直线周围的磁场，则长直导线下方的磁场方向垂直纸面向里；线框向下运动时由楞次定律可知，线框中感应电流的方向总是顺时针方向，故B正确；

C．线框左右两边受到的安培力平衡抵消，上边受的安培力大于下边受的安培力，安培力合力方向向上，故C错误；

D．线框由静止释放，下落过程中穿过线框的磁通量发生改变，则线框产生感应电流，线框产生焦耳热，即该过程中有机械能转化为焦耳热，所以机械能不守恒，则D错误。

故选B。

3. 关于下列图片的解释错误的是（    ）

A. 真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化

B. 使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以

C. 探雷器探测有较大金属零件的地雷时是利用涡流工作的

D. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流

【答案】B

【解析】

【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，故A正确，不符合题意；

B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电子，不能产生涡流，所以不可以，故B错误，符合题意；

C．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故C正确，不符合题意；

D．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故D正确，不符合题意。

故选B。

4. 如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，线圈A放在线圈B中，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转。下列说法中正确的是（    ）

A. 闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转

B. 闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向左偏转

C. 闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针不偏转

D. 断开开关瞬间，电流计指针向右偏转

【答案】C

【解析】

【详解】A．闭合开关的瞬间观察到电流表G的指针向右偏转，说明穿过线圈B的磁通量增加时指针右偏，则闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出，线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知电流表G的指针向左偏转，故A错误；

B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路中阻值减小，电路中电流增大，线圈B的磁通量增大，根据楞次定律可知电流表G的指针向右偏转，故B错误；

C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流，电流计指针不偏转，故C正确；

D．断开开关瞬间，电路中电流减小，线圈B的磁通量减小，根据楞次定律可知电流表G的指针向左偏转，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，半径为的圆形单匝线圈中央有半径为的有界匀强磁场，磁感应强度随时间变化关系为，线圈电阻为，则磁感应强度从增大到时间内（    ）

A. 线圈中电子沿顺时针方向定向移动 B. 线圈面积有缩小的趋势

C. 线圈产生的焦耳热为 D. 通过导线横截面电荷量为

【答案】A

【解析】

【详解】A．磁感应强度增大时间内，根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为逆时针方向，因此电子运动方向为顺时针，故A正确；

B．线圈未在磁场中，不受力，没有缩小或扩张的趋势，故B错误；

C．线圈中的感应电动势为

变化过程中产生的焦耳热为

由于

联立可得

故C错误；

D．通过导线的电荷量为

可得

故D错误。

故选A。

6. 如图所示为某电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。、分别是理想变压器的原、副线圈的匝数，小风扇的额定电压为60V，吹热风时，电吹风的电功率为460W，则吹热风时（　　）

A. 可动触头P同时接b、c

B. 小风扇的输出功率为460W

C. 电热丝的两端电压为

D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．吹热风时，小风扇和电热丝同时接入电路，则可动触头同时接、，故A错误；

B．因为没有给出小风扇的电阻，所以根据题给条件无法计算小风扇的输出功率，故B错误；

C．电热丝的两端电压为，故C错误；

D．根据变压器的变压规律可得

故D正确；

故选D 。

7. 远距离输电原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n₁、n₂，电压分别为U₁、U₂，电流分别为I₁、I₂，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是(　　)

A.

B.

C.

D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题可知，变压器为理想变压器，所以有对于变压器原副线圈两端电压有

原副线圈两端的功率有

功率的表达式有

有上述格式得

故A项错误；

BCD．对于副线有

对于原线圈有

又因为理想变压器

整理有

故BC错误，D正确。

故选D。

8. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ）

A. 点电势比点电势高

B. 金属棒在运动过程中机械能越来越小

C. 金属棒中的感应电动势不变

D. 单位时间内扫过的曲面中的磁通量越来越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由右手定则可知，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，因此b点电势高，即a点电势比b点电势低，故A错误；

B．金属棒做平抛运动中，只有重力做功，因此机械能保持不变，故B错误；

C．金属棒做平抛运动的过程中，水平方向的分速度不变，因而金属棒在垂直切割磁感线的速度v₀不变，由动生电动势的计算方法可得E=BLv₀，所以金属棒产生的感应电动势大小保持不变，故C正确；

D．金属棒垂直切割磁感线的速度不变，则单位时间内金属棒垂直于磁场方向扫过的面积不变，则单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变，故D错误。

故选C。

9. 某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（    ）

A. 该时刻电容器上极板带正电荷

B. 该时刻线圈的自感电动势在增大

C. 若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低

D. 探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流

【答案】C

【解析】

【详解】A．某时刻，电流的方向由a流向b，且电流强度正在增强中，电容器正处于放电过程，下极板带正电荷，A错误；

B．电流的方向由a流向b，且电流强度正在增强中，电流强度增大的越来越慢，则线圈的自感电动势正在减小，B错误；

C．若线圈的自感系数L增大，根据公式可知振荡电流的频率降低，C正确；

D．电流强度正在增大，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，D错误。

故选C。

10. 如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；

故选A。

11. 如图甲所示的电路中，交流发电机线圈的匝数，线圈电阻，外接定值电阻，线圈在匀强磁场中匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，图甲中理想交流电压表的示数为（    ）

A. 60V B. C. 54V D.

【答案】D

【解析】

【详解】由图乙可知穿过线圈的磁通量最大值为

线圈的转动周期为

则线圈转动的角速度为

所以线圈转动产生的最大电动势为

产生电动势的有效值为

交流电压表测量的是电阻R两端的电压，则电压表示数

故选D。

二、非选择题：共5题，共56分。其中第13－16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

12. 某班同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。

（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，该实验运用的物理方法是______（选填字母代号）；

A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 D. 微元求和法

（2）下列实验器材必须要用的有______（选填字母代号）：

A. 干电池组 B. 交流电源 C. 交流电压表 D. 直流电压表

（3）下列说法不正确的是______（选填字母代号）：

A. 研究副线圈匝数对输出电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变

B. 测量电压时，先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量

C. 变压器开始正常工作后，因为铁芯导电，电能由原线圈输送到副线圈

（4）某同学用如图可拆变压器探究原、副线圈电压与匝数的关系。A线圈“0”“8”对应接线柱间的匝数为800，通过导线接电压为12V的正弦式交变电流；B线圈“0”“4”对应的匝数为400，通过导线接交流电压表，该表读数可能为______

A. 4.8V B. 6.0V C. 12.0V D. 24.0V

（5）依据第四问选择结果，请解释产生该结果的原因（写出一条合理的理由即可）：______。

【答案】（1）A    （2）BC    （3）C    （4）A    

（5）由于可拆变压器会出现漏磁、涡流等情况，副线圈输出电压小于理想变压器输出电压。

【解析】

【小问1详解】

本实验通过改变原副线圈匝数，探究原副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中要运用控制变量法。

故选A。

【小问2详解】

在“探究变压器两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要干电池组和直流电压表，而需要交流电源和交流电压表，故选BC。

【小问3详解】

A．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该采用控制变量法。保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，再观察副线圈电压的变化，故A正确，不符合题意；

B．测量电压时，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，故B正确，不符合题意；

C．变压器开始正常工作后，原线圈中电流变化引起磁场变化，使副线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流。不是铁芯导电引起的，故C错误，符合题意。

故选C。

【小问4详解】

若变压器为理想变压器，原、副线圈电压和匝数的关系为

原、副线圈匝数比为

则副线圈两端电压

本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，所以副线圈的电压小于理论值。

故选A。

【小问5详解】

由于可拆变压器会出现漏磁、涡流等情况，副线圈输出电压小于理想变压器输出电压。

13. 如图所示，质量为、电阻为、边长为的正方形单匝线框（各边均相同），放在动摩擦因数为粗糙水平桌面上。右侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从左边界以初速度进入磁场，重力加速度为。求：

（1）线框刚进入磁场时，两端的电压；

（2）线框刚进入磁场时，线框加速度。

【答案】（1）    

（2），方向向左

【解析】

【小问1详解】

线框刚进入磁场时

两端的电压

【小问2详解】

线框刚进入磁场时

由闭合电路欧姆定律得        

解得

方向向左

14. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：

（1）电阻R上所产生的热量Q；

（2）通过电阻R的电荷量q。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）线圈在磁场中匀速转动时产生的正弦式交变电流，电动势的最大值

E_m=NBSω

则电动势的有效值为

电路中电流有效值

且

再根据焦耳定律，联立得

（2）根据法拉第电磁感应定律

通过电路的平均电流

则通过电阻R的电荷量

15. 图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给电阻和平行金属板电容器供电，如图乙所示。已知铜盘的半径为，铜盘边缘和圆心之间的电阻为，铜盘外接电阻也为，加在盘上的匀强磁场的磁感应强度为，每块平行板长度为，板间距离为，板间加垂直纸面向内、磁感应强度为的匀强磁场，一质量为、电量为的带电微粒从电容器两板中间水平向右射入极板间，恰好在复合场中做匀速圆周运动，最后打在下极板的中点，重力加速度大小为。求：

（1）平行板间电场强度；

（2）微粒射入的速度大小；

（3）铜盘匀速转动的角速度。

【答案】（1）    

（2）    

（3）

【解析】

【小问1详解】

恰好在复合场中做匀速圆周运动可知，电场力与重力平衡，则        

解得

【小问2详解】

作出微粒运动轨迹如图

微粒在混合场中做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，则

由几何关系得        

解得

【小问3详解】

平行板间电压

根据串并联电路规律得

铜盘旋转产生感应电动势        

又，解得

16. 如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为，M、P两点间接有阻值为的电阻。一根质量为电阻为的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨的电阻可忽略。让金属杆ab沿导轨由静止开始下滑，沿斜面下滑时，金属杆达到最大速度，导轨和金属杆接触良好，重力加速度为。求：

（1）金属杆达到的最大速度；

（2）在这个过程中，电阻R上产生的热量；

（3）在这个过程中所用时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）金属杆在磁场中运动达到最大速度时，产生的感应电动势为

金属杆中的电流为

金属杆受到的安培力为

当速度最大时有

代入数据可得

（2）在这个过程中，由能量守恒可得

在这个过程中，电阻R上产生的热量

（3）在这个过程中，由动量定理有

电量为

解得