2024-2025學年陜西省西安市部分學校聯(lián)考高二下學期3月月考物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGE2025學年度第二學期第一次階段性檢測高二物理注意事項：1.本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。2.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。回答非選擇題時，將答案直接寫在答題卡上。4.考試結束后將答題卡收回。第I卷（選擇題）一、單項選擇題（共10小題，每小題3分，共30分）1.有“海上充電寶”之稱的南鯤號是一個利用海浪發(fā)電的大型海上電站，其發(fā)電原理是海浪帶動浪板上下擺動，從而驅動發(fā)電機轉子轉動，其中浪板和轉子的鏈接裝置使轉子只能單方向轉動。圖圖示時刻線圈平面與磁場方向平行，若轉子帶動線圈逆時針轉動并向外輸出電流，則下列說法正確的是（）A.線圈轉動到如圖所示位置時a端電勢低于b端電勢B.線圈轉動到如圖所示位置時電流方向發(fā)生變化C.線圈轉動到如圖所示位置時感應電流最大D.線圈產生電動勢大小與海浪波動的頻率無關【答案】C【解析】A．根據右手定則，圖示位置的感應電流從a端流出，可知，a端為等效電源的正極，即線圈轉動到如圖所示位置時a端電勢高于b端電勢，故A錯誤；B．如圖所示位置，穿過線圈的磁通量為0，該位置與中性面垂直，電流只有在經過中性面位置時，電流方向才發(fā)生變化，即線圈轉動到如圖所示位置時電流方向不發(fā)生變化，故B錯誤；C．結合上述，圖示位置，穿過線圈的磁通量為0，感應電動勢最大，感應電流最大，故C正確；D．根據正弦式交流電產生的原理可知，從圖示位置計時的感應電動勢為可知，線圈產生的電動勢大小與海浪波動的頻率有關，故D錯誤。故選C。2.某國產品牌電動汽車配備基于電容器的制動能量回收系統(tǒng)，它有效增加電動汽車的續(xù)航里程。其工作原理為踩下驅動踏板時電池給電動機供電，松開驅動踏板或踩下剎車踏板時發(fā)電機工作回收能量。為進一步研究，某興趣小組設計如圖甲的模型。導線框abcd所在處剖面圖如圖乙所示，在磁極與圓柱形鐵芯之間形成輻射狀的磁場，導線框的ab、dc邊經過處的磁感應強度大小均相同，導線框可在兩金屬半圓A、D內側自由轉動，且接觸良好，當導線框在如圖所示位置時（）。A.松開驅動踏板或踩下剎車踏板，應該是接通開關1B.踩下驅動踏板，導線框將會順時針轉動C.松開驅動踏板，電容器上板帶負電D.松開驅動踏板，半圓環(huán)A、D兩端輸出的是交流電【答案】C【解析】A．由于工作原理為踩下驅動踏板時電池給電動機供電，線圈在安培力作用下開始轉動，此時應該接通開關1，松開驅動踏板或踩下剎車踏板時發(fā)電機工作回收能量，線圈轉動切割磁感線，產生感應電動勢，線圈開始對電容器充電，此時應該接通開關2，故A錯誤；B．結合上述，踩下驅動踏板時接通開關1，導線框中有沿的電流，根據左手定則可知，磁場對dc邊的安培力方向向右，磁場對ab邊的安培力方向向左，導線框將會逆時針轉動，故B錯誤；C．松開驅動踏板時接通開關2，導線框逆時針轉動，根據右手定則可知，導線框切割磁感線產生的感應電流方向沿，導線框為一個等效電源，a端為等效電源的負極，可知，電容器上板帶負電，故C正確；D．松開驅動踏板時接通開關2，導線框逆時針轉動，根據右手定則可知，導線框中的感應電流總是從金屬半圓A端進入導線框后再從金屬半圓D端流出，可知，半圓環(huán)A、D兩端輸出的是直流電，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，空間區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大小，為磁場的右邊界。磁場內一匝數的正方形閉合金屬導線框平行于紙面放置，線框的邊長，其右邊與磁場邊界重合。時刻線框從圖示位置開始逆時針（俯視）繞以角速度勻速轉動，此過程中感應電動勢E隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】線圈產生的電動勢最大值為線圈轉動的周期為在0~內，即0~時間內，線圈產生的電動勢為在內，即時間內，線圈處于磁場外部，產生的電動勢一直為0，在即時間內，線圈產生的電動勢為故選D。4.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比，原線圈電路中為定值電阻，副線圈電路中R為滑動變阻器，燈泡、完全相同。當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，兩燈泡均正常發(fā)光；斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為，調節(jié)滑動變阻器使其接入電路的阻值為R時兩燈泡也均正常發(fā)光，則前、后兩種情況下（）A.輸入端的輸入功率之比為 B.輸入端的電壓之比為C.與R消耗功率之比為 D.【答案】D【解析】B．當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，變壓器原、副線圈電壓比燈泡正常發(fā)光有故有當斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為時，變壓器原、副線圈兩端電壓比燈泡正常發(fā)光有故有故B項錯誤；A．兩種情況下流過燈泡的電流均為額定電流，即兩種情況下輸入端的電流都相等，根據可知輸入功率之比A項錯誤；C．根據，解得C項錯誤；D．當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，變壓器原、副線圈電流比兩燈泡正常發(fā)光有，解得當斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為時，變壓器原、副線圈電流比兩燈泡正常發(fā)光有，解得故根據解得D項正確。故選D。5.近年來，無線充電技術得到了廣泛應用。如圖為某種無線充電器的簡化原理圖。由于發(fā)射線圈與接收線圈處于兩個分離的裝置中，穿過接收線圈的磁通量少于發(fā)射線圈的磁通量。已知發(fā)射線圈與接收線圈的匝數分別為1210和55，當發(fā)射線圈接入220V交流電源時，接收線圈輸出電壓為9V。忽略其他損耗，下列說法正確的是（）A.發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比為1:22B.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比為2:1C.穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的90%D.只要發(fā)射線圈接入電壓為220V，接收線圈輸出電壓均為9V【答案】C【解析】AC．若沒有漏磁，發(fā)射線圈與接收線圈的電壓之比等于其匝數之比，則有解得U2=10V由于實際上有漏磁，接收線圈的電壓實際只達到了9V，故可知發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比不是匝數的反比，即不是1:22，因為理論上接收線圈中的輸出電壓為10V，而實際上只有9V，因此可得穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的90%，故A錯誤，C正確；B．發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相同，則可得發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比為1:1，故B錯誤；D．無線充電利用的是電磁感應，因此必須使用交變電壓，若使用恒定直流電，將不會產生變化的磁場，接收線圈中也就不會有電壓產生，故D錯誤。故選C。6.如圖甲為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO'勻速轉動，線圈的兩端經集流環(huán)和電刷與R=10Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數是10V。圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖像，則（）A.電阻R上的電功率為20WB.t=0.02s時，R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos100πt（V）D.通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=14.1cos50πt（A）【答案】C【解析】A．R上消耗的電功率為故A錯誤；B．0.02s時，磁通量為零，而磁通量的變化率最大，此時R兩端瞬時電壓最大，故B錯誤；C．R兩端電壓最大值為線圈轉動的角速度為故R兩端電壓表達式為故C正確；D．根據C選項可得電流故D錯誤。故選C。7.某個智能玩具的聲響開關與LC電路中的電流有關，如甲圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數，電容器電容，取電容器上極板帶正電，下極板帶負電開始放電時為時刻，規(guī)定甲圖中電流方向為正，電路中電流如乙圖所示，則（）A.LC振蕩電路的周期B.在時刻時，電容器上極板帶正電C.在時間內，電容器C正在放電，電場能正轉化為磁場能D.在時間內，電容器C正在放電，電路中電流方向為順時針【答案】C【解析】A．根據解得故A錯誤；B．在時刻，電流達到最大，電容器放電結束，隨后電容器充電，由于時刻電容器開始放電時，上極板帶正電，下極板帶負電，所以在時刻時，電容器下極板帶正電，上極板帶負電，故B錯誤；C．在時間內，電流正在增大，磁場能正在增大，則電場能正轉化為磁場能，電容器C正在放電，故C正確；D．在時間內，電流正在減小，磁場能正在減小，電場能正在增大，電容器C正在充電，電路中電流方向為逆時針，故D錯誤。故選C。8.某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對電容器充電，如圖甲所示。除顫時，經過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實施電擊治療，使心臟恢復竇性心律。某次除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，電容器在時間t0內放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時，下列說法正確的是（）A.放電時，電流方向為順時針B.線圈的自感系數L越小，放電脈沖電流的放電時間越長C.電容器的電容C越小，電容器的放電時間越長D.在該次除顫過程中，流經人體的電荷量約為120C【答案】A【解析】A．由題意知，電容器上極板帶正電，故放電時，電流方向為順時針，A正確；BC．振蕩電路的周期為T＝2π電容器在時間t0內放電至兩極板間的電壓為0，即t0＝＝則線圈的自感系數越小、電容器的電容C越小，放電脈沖電流的放電時間就越短，故B、C錯誤；D．除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，則電荷量為Q＝CU＝2×10-5×6000C＝0.12C故D錯誤。9.如圖甲所示，電路中的電流正在變大，保持不變，改變電容器的電容，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A.回路中的磁場能正在變小B.電路2的電容為電路1中電容的2倍C.電路2中電容器的最大電荷量與電路1中電容器的最大電荷量相等D.電路2的電流最大時電路1的電流也一定最大【答案】D【解析】A．回路中電流正在增大，電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，則回路中的磁場能正在變大，故A錯誤；B．根據可知，電路2的電容為電路1中電容的4倍，故B錯誤；C．根據電容的定義式可得，由于最大電壓相同，電路2中的電容為電路1中電容的4倍，可知電路2對應的電容器最大電荷量是電路1最大電荷量的4倍，故C錯誤；D．電路2的電流最大時電路1的電流也最大，故D正確。故選D。10.金屬探測儀內部電路可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路。某時刻線圈中磁場方向和電容器極板間電場方向如圖所示，在該時刻下列說法正確的是（）A.經過M點的電流方向向右B.電容器的帶電量在減少C.電路中的電流在減小D.電路中磁場能正在向電場能轉化【答案】B【解析】根據右手螺旋定則可知，線圈中電流方向從上到下，經過M點的電流方向向左，而電容器兩極板間電場從上到下，可知電容器正在放電，電流正在增大，電路中電場能正在向磁場能轉化，線圈的磁場能正在增大，電容器帶電量減小，故B正確，ACD錯誤。故選B。二、多項選擇題（共4小題，每小題4分，共16分）11.一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖所示．則下列說法中正確的是（）A.時刻，線圈處在中性面B.時刻，的變化率為0C.時刻，感應電動勢為0D.從時間內，線圈轉過的角度是【答案】ACD【解析】AC．由圖像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s時刻線圈平面位于中性面位置，最大故E＝0故AC正確；B．t＝0.01s時刻線圈平面與磁感線平行，最小，最大，故E最大，故B錯誤；D．從圖像可知，從t＝0.01s時刻至t＝0.04s時刻線圈旋轉周，轉過的角度為，故D正確。故選ACD12.如圖所示為一臺教學用手搖式交流發(fā)電機，當緩慢搖動大皮帶輪手柄時，連接在發(fā)電機上的小燈泡就會一閃一閃地發(fā)光。若已知大皮帶輪半徑為，小皮帶輪半徑為，搖動手柄的角速度為，且搖動過程中皮帶不打滑，則下列說法正確的是（）A.發(fā)電機產生的交變電流的頻率為B.小燈泡閃爍的頻率為C.小燈泡的瞬時功率等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積D.發(fā)電機啟動階段，當手柄轉速加倍后，小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】ABD【解析】A．大皮帶輪和小皮帶輪邊沿線速度大小相等，則有解得小皮帶輪的角速度再由可知發(fā)電機線圈轉動的頻率此即為發(fā)電機產生的交變電流的頻率，故A正確；B．小燈泡發(fā)光頻率只與電流頻率有關，它在一個周期內會閃爍兩次，所以閃爍的頻率故B正確；C．小燈泡閃爍，也就是小燈泡亮度時刻變化，說明小燈泡的瞬時功率是時刻變化的，而電流、電壓二者有效值的乘積是定值，故小燈泡的瞬時功率不一定等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積，故C錯誤；D．由題意知加倍，由可知電壓最大值加倍，由可知小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選ABD13.某節(jié)能儲能輸電網絡如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓為，輸出功率為500kW。輸電線上電流為8A，損失的功率為4kW，其余線路電阻不計，用戶端電壓，功率88kW。儲能站電路電流為51A，升壓變壓器的匝數比，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.輸電線總電阻B.發(fā)電機輸出電壓C.用戶增加時，用戶得到的電壓降低D.升壓變壓器的匝數比【答案】BCD【解析】A．輸電線上電流為8A，由功率公式可得A錯誤；B．用戶端電壓，功率88kW，可得輸電線上電流為8A，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數關系公式可得，降壓變壓器的匝數比由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數關系公式可得可知升壓變壓器副線圈上電壓可知升壓變壓器原線圈上電壓B正確；C．當用戶增加時，可知增大，則輸電線上電流增大，輸電線上電壓降增大，則減小，用戶得到的電壓降低，C正確；D．儲能站功率為可得儲能站電路電流為51A，則有由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數關系公式可得D正確。故選BCD。第II卷（非選擇題）三、實驗題（共3小題，總分24分）14.某實驗小組利用傳感器來探究彈力與彈簧伸長的關系。如圖甲所示，先將輕彈簧上端通過力傳感器固定在水平的長木板A上，下端自由下垂，將距離傳感器輕輕靠近輕彈簧下端。當力傳感器示數為零時，距離傳感器的示數為x0；然后再將輕彈簧下端與距離傳感器固定，下面連接輕質木板B，距離傳感器可以測量出其到力傳感器的距離x，木板B下面用輕細繩掛住一小桶C。（1）逐漸往小桶C內添加細沙，記錄相應的力傳感器的示數F和距離傳感器的示數x。作出圖像如圖乙所示。由圖及相關信息可知，彈簧的勁度系數k=_________N/m。（2）將該彈簧應用到電子秤上，如圖丙所示（兩根彈簧）。閉合開關S，稱不同物體的質量時，滑片P上下滑動，通過電子顯示器得到示數。彈簧處于自然伸長狀態(tài)時，滑片P位于R的最上端，通過驗證可知，電子顯示器的示數I與物體質量m的關系為（a、b均為常數，k為輕彈簧的勁度系數），則滑動變阻器R的長度L=_________，電源電動勢E=_________。（保護電阻和滑動變阻器最大阻值均為R0，電源內阻不計，已知當地重力加速度為g）【答案】（1）100（2）【解析】（1）彈簧的原長為，由彈簧的彈力與其形變量的關系可得可知圖像的斜率表示彈簧的勁度系數，則有（2）[1][2]當所稱的物體質量為零時，有此時由電路結構可得聯(lián)立解得電源電動勢當所稱的物體質量最大時，彈簧被壓縮L，此時有，聯(lián)立解得15.“飲酒不開車”是司機必須遵守的交通法規(guī)。圖甲是呼氣式酒精檢測儀的簡化電路原理圖。圖中電源電動勢。，內阻不計，電壓表量程為0~15V且內阻很大，電阻箱的阻值范圍為0~999Ω，為酒精氣體傳感器，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖乙所示。規(guī)定氣體中酒精濃度在：，之間為酒駕，等于或超過，為醉駕。測試儀使用前應先調零，即當氣體中酒精濃度為0時，調節(jié)電阻箱，使電壓表的示數調零后的值保持不變。（1）調零后接入電路中的阻值為________Ω。（保留三位有效數字）（2）當電壓表示數時，消耗的電功率為________W。（保留兩位有效數字）（3）在某次檢測中，電壓表示數，經分析該司機屬于_________。（填“正常”“酒駕”或“醉駕”）（4）若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出酒精的濃度將________（填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】（1）200（2）（3）酒駕（4）偏小【解析】（1）[1]根據圖乙知調零后為100Ω，根據閉合電路歐姆定律，推得接入電路中的阻值為（2）[2]當電壓表示數時，兩端電壓為2V,回路中的電流為故消耗的電功率為（3）[3]在某次檢測中，電壓表示數，兩端電壓為2.5V，回路中的電流為此時在電路中的阻值為對照圖乙查詢知氣體中酒精濃度在之間，故司機屬于酒駕。（4）[4]若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出的偏大，則測出的酒精的濃度將偏小。16.某同學利用微波發(fā)射器和接收器研究電磁波。發(fā)射器可發(fā)射頻率為10GHz的一定強度電磁波，接收器可顯示接收到電磁波的強度。（1）如圖（a）所示，接收器和發(fā)射器置于同一直線上，在發(fā)射器和接收器前均加裝一偏振片，此時接收器顯示接收到的信號最強。若接收器按圖示方向沿軸線轉動，接收到信號的強度發(fā)生變化，由此說明電磁波屬于______（填“橫波”或“縱波”），若從接受的信號最強開始旋轉的過程中，接受的信號強度變化情況是______。（2）如圖（b）所示，在發(fā)射器和接收器之間放置一塊帶雙縫的金屬平板，接收器沿虛線移動時，接收器接收到信號的強弱會發(fā)生變化。這種現象是電磁波的______（“偏振”、“干涉”或“衍射”）現象，接收器接收到的信號相鄰兩次最強位置之間的距離______（填“幾乎相等”、“中間大兩側小”或“中間小兩側大”），若雙縫的兩條縫之間距離減小，接收器接收到的信號相鄰兩次最強位置之間的距離______（填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）橫波先減弱后增強（2）干涉幾乎相等變大【解析】（1）[1]根據題意可知在旋轉偏振片后接收到信號的強度發(fā)生變化，由此說明電磁波屬于橫波；[2]若從接受的信號最強開始旋轉的過程中，接受的信號強度變化情況是先減弱后增強；（2）[3]在發(fā)射器和接收器之間放置一塊帶雙縫的金屬平板，接收器沿虛線移動時，接收器接收到信號的強弱會發(fā)生變化，這種現象是電磁波的干涉現象。[4]根據雙縫干涉條紋間距公式可知接收器接收到的信號相鄰兩次最強位置之間的距離幾乎相等；[5]根據雙縫干涉條紋間距公式若雙縫的兩條縫之間距離減小，可知接收器接收到的信號相鄰兩次最強位置之間的距離變大。四、計算題（共30分）17.如圖所示，水平導體棒的質量，長，接入電路的阻值，其兩個端點分別搭接在豎直平行正對放置的兩光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為，電阻均不計。阻值為的電阻用導線（電阻可忽略）與圓環(huán)相連接，理想交流電壓表V（未畫出）接在電阻兩端。整個空間有磁感應強度大小、方向豎直向下的勻強磁場。導體棒在外力作用下以速率繞兩圓環(huán)的中心軸勻速轉動。時，導體棒在圓環(huán)最低點，重力加速度。（1）推導出電阻兩端電壓隨時間變化的表達式；（2）求時間內，通過電阻的電荷量和外力做的功。【答案】（1）（2）2C，【解析】（1）時，導體棒在圓環(huán)最低點，速度方向與磁感線垂直，此時導體棒切割磁感線產生的感應電動勢最大，有經過時間，導體棒端點與圓環(huán)圓心的連線轉過的角度此時導體棒垂直磁感線的分速度此時導體棒切割磁感線產生的感應電動勢通過電阻的電流的最大值電阻兩端電壓的最大值電阻兩端電壓隨時間變化的表達式為。（2）導體棒做圓周運動的周期時間內，通過電阻的電荷量時間內，電流的有效值導體棒和電阻產生的總焦耳熱導體棒增加的重力勢能根據能量守恒定律可知，外力做的功18.如圖所示的LC電路中，電容C為，電感L為1mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關S斷開時，極板間有一帶負電灰塵恰好靜止。當時閉合開關S，灰塵在電容器內運動，重力加速度g取10m/s2。求：（1）LC電路中電磁振蕩的周期；（2）當時，帶電灰塵的加速度大??；（3）如電容器兩板電壓最大為，則在內的平均電流大小和方向?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），逆時針方向【解析】（1）由電磁振蕩的周期公式可得（2）開關斷開時，灰塵恰好靜止，則有當時，電流電荷量最大但電場的方向與開始時相反，則有解得（3）如電容器兩板電壓最大為，則電容器帶電量最大值為由于則在內平均電流大小開關S斷開時，極板間帶負電灰塵恰好靜止，則電容器的上極板帶正電，則在內的電流的方向是逆時針方向。19.如下圖所示是一個小型交流發(fā)電機的示意圖。線框abcd處于勻強磁場中，已知ab=bc=20cm，B=T，線圈匝數n=50，線圈電阻r=5Ω，外電路負載電阻R=5Ω，線圈以120r/min的轉速勻速轉動。所示電流表和電壓表均為理想交流電表。求：（1）若從線圈平面與磁場垂直的位置開始計時，感應電動勢瞬時表達式；（2）電流表和電壓表的示數；（3）由圖示位置轉過60°角的過程中產生的平均感應電動勢的大小?！敬鸢浮浚?）（2）4V，0.8A（3）V【解析】（1）線圈轉動產生的是正弦交流電，最大值為由題意可知聯(lián)立代入數據可得由于從垂直中性面位置開始計時，故電動勢的瞬時表達式為（2）由有效值計算公式，由閉合電路歐姆定律，回路中電流為（3）由圖示位置轉過60°角的過程中磁通量的變化量為產生的平均感應電動勢為其中聯(lián)立可解得V2024-2025學年度第二學期第一次階段性檢測高二物理注意事項：1.本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。2.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上。3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑?；卮鸱沁x擇題時，將答案直接寫在答題卡上。4.考試結束后將答題卡收回。第I卷（選擇題）一、單項選擇題（共10小題，每小題3分，共30分）1.有“海上充電寶”之稱的南鯤號是一個利用海浪發(fā)電的大型海上電站，其發(fā)電原理是海浪帶動浪板上下擺動，從而驅動發(fā)電機轉子轉動，其中浪板和轉子的鏈接裝置使轉子只能單方向轉動。圖圖示時刻線圈平面與磁場方向平行，若轉子帶動線圈逆時針轉動并向外輸出電流，則下列說法正確的是（）A.線圈轉動到如圖所示位置時a端電勢低于b端電勢B.線圈轉動到如圖所示位置時電流方向發(fā)生變化C.線圈轉動到如圖所示位置時感應電流最大D.線圈產生電動勢大小與海浪波動的頻率無關【答案】C【解析】A．根據右手定則，圖示位置的感應電流從a端流出，可知，a端為等效電源的正極，即線圈轉動到如圖所示位置時a端電勢高于b端電勢，故A錯誤；B．如圖所示位置，穿過線圈的磁通量為0，該位置與中性面垂直，電流只有在經過中性面位置時，電流方向才發(fā)生變化，即線圈轉動到如圖所示位置時電流方向不發(fā)生變化，故B錯誤；C．結合上述，圖示位置，穿過線圈的磁通量為0，感應電動勢最大，感應電流最大，故C正確；D．根據正弦式交流電產生的原理可知，從圖示位置計時的感應電動勢為可知，線圈產生的電動勢大小與海浪波動的頻率有關，故D錯誤。故選C。2.某國產品牌電動汽車配備基于電容器的制動能量回收系統(tǒng)，它有效增加電動汽車的續(xù)航里程。其工作原理為踩下驅動踏板時電池給電動機供電，松開驅動踏板或踩下剎車踏板時發(fā)電機工作回收能量。為進一步研究，某興趣小組設計如圖甲的模型。導線框abcd所在處剖面圖如圖乙所示，在磁極與圓柱形鐵芯之間形成輻射狀的磁場，導線框的ab、dc邊經過處的磁感應強度大小均相同，導線框可在兩金屬半圓A、D內側自由轉動，且接觸良好，當導線框在如圖所示位置時（）。A.松開驅動踏板或踩下剎車踏板，應該是接通開關1B.踩下驅動踏板，導線框將會順時針轉動C.松開驅動踏板，電容器上板帶負電D.松開驅動踏板，半圓環(huán)A、D兩端輸出的是交流電【答案】C【解析】A．由于工作原理為踩下驅動踏板時電池給電動機供電，線圈在安培力作用下開始轉動，此時應該接通開關1，松開驅動踏板或踩下剎車踏板時發(fā)電機工作回收能量，線圈轉動切割磁感線，產生感應電動勢，線圈開始對電容器充電，此時應該接通開關2，故A錯誤；B．結合上述，踩下驅動踏板時接通開關1，導線框中有沿的電流，根據左手定則可知，磁場對dc邊的安培力方向向右，磁場對ab邊的安培力方向向左，導線框將會逆時針轉動，故B錯誤；C．松開驅動踏板時接通開關2，導線框逆時針轉動，根據右手定則可知，導線框切割磁感線產生的感應電流方向沿，導線框為一個等效電源，a端為等效電源的負極，可知，電容器上板帶負電，故C正確；D．松開驅動踏板時接通開關2，導線框逆時針轉動，根據右手定則可知，導線框中的感應電流總是從金屬半圓A端進入導線框后再從金屬半圓D端流出，可知，半圓環(huán)A、D兩端輸出的是直流電，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，空間區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，其磁感應強度大小，為磁場的右邊界。磁場內一匝數的正方形閉合金屬導線框平行于紙面放置，線框的邊長，其右邊與磁場邊界重合。時刻線框從圖示位置開始逆時針（俯視）繞以角速度勻速轉動，此過程中感應電動勢E隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】線圈產生的電動勢最大值為線圈轉動的周期為在0~內，即0~時間內，線圈產生的電動勢為在內，即時間內，線圈處于磁場外部，產生的電動勢一直為0，在即時間內，線圈產生的電動勢為故選D。4.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比，原線圈電路中為定值電阻，副線圈電路中R為滑動變阻器，燈泡、完全相同。當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，兩燈泡均正常發(fā)光；斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為，調節(jié)滑動變阻器使其接入電路的阻值為R時兩燈泡也均正常發(fā)光，則前、后兩種情況下（）A.輸入端的輸入功率之比為 B.輸入端的電壓之比為C.與R消耗功率之比為 D.【答案】D【解析】B．當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，變壓器原、副線圈電壓比燈泡正常發(fā)光有故有當斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為時，變壓器原、副線圈兩端電壓比燈泡正常發(fā)光有故有故B項錯誤；A．兩種情況下流過燈泡的電流均為額定電流，即兩種情況下輸入端的電流都相等，根據可知輸入功率之比A項錯誤；C．根據，解得C項錯誤；D．當閉合開關、斷開開關且輸入端的電壓為U時，變壓器原、副線圈電流比兩燈泡正常發(fā)光有，解得當斷開開關、閉合開關，電路輸入端的電壓為時，變壓器原、副線圈電流比兩燈泡正常發(fā)光有，解得故根據解得D項正確。故選D。5.近年來，無線充電技術得到了廣泛應用。如圖為某種無線充電器的簡化原理圖。由于發(fā)射線圈與接收線圈處于兩個分離的裝置中，穿過接收線圈的磁通量少于發(fā)射線圈的磁通量。已知發(fā)射線圈與接收線圈的匝數分別為1210和55，當發(fā)射線圈接入220V交流電源時，接收線圈輸出電壓為9V。忽略其他損耗，下列說法正確的是（）A.發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比為1:22B.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比為2:1C.穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的90%D.只要發(fā)射線圈接入電壓為220V，接收線圈輸出電壓均為9V【答案】C【解析】AC．若沒有漏磁，發(fā)射線圈與接收線圈的電壓之比等于其匝數之比，則有解得U2=10V由于實際上有漏磁，接收線圈的電壓實際只達到了9V，故可知發(fā)射線圈與接收線圈的電流之比不是匝數的反比，即不是1:22，因為理論上接收線圈中的輸出電壓為10V，而實際上只有9V，因此可得穿過接收線圈的磁通量變化率是穿過發(fā)射線圈的90%，故A錯誤，C正確；B．發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相同，則可得發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率之比為1:1，故B錯誤；D．無線充電利用的是電磁感應，因此必須使用交變電壓，若使用恒定直流電，將不會產生變化的磁場，接收線圈中也就不會有電壓產生，故D錯誤。故選C。6.如圖甲為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO'勻速轉動，線圈的兩端經集流環(huán)和電刷與R=10Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數是10V。圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖像，則（）A.電阻R上的電功率為20WB.t=0.02s時，R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos100πt（V）D.通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=14.1cos50πt（A）【答案】C【解析】A．R上消耗的電功率為故A錯誤；B．0.02s時，磁通量為零，而磁通量的變化率最大，此時R兩端瞬時電壓最大，故B錯誤；C．R兩端電壓最大值為線圈轉動的角速度為故R兩端電壓表達式為故C正確；D．根據C選項可得電流故D錯誤。故選C。7.某個智能玩具的聲響開關與LC電路中的電流有關，如甲圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數，電容器電容，取電容器上極板帶正電，下極板帶負電開始放電時為時刻，規(guī)定甲圖中電流方向為正，電路中電流如乙圖所示，則（）A.LC振蕩電路的周期B.在時刻時，電容器上極板帶正電C.在時間內，電容器C正在放電，電場能正轉化為磁場能D.在時間內，電容器C正在放電，電路中電流方向為順時針【答案】C【解析】A．根據解得故A錯誤；B．在時刻，電流達到最大，電容器放電結束，隨后電容器充電，由于時刻電容器開始放電時，上極板帶正電，下極板帶負電，所以在時刻時，電容器下極板帶正電，上極板帶負電，故B錯誤；C．在時間內，電流正在增大，磁場能正在增大，則電場能正轉化為磁場能，電容器C正在放電，故C正確；D．在時間內，電流正在減小，磁場能正在減小，電場能正在增大，電容器C正在充電，電路中電流方向為逆時針，故D錯誤。故選C。8.某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對電容器充電，如圖甲所示。除顫時，經過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實施電擊治療，使心臟恢復竇性心律。某次除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，電容器在時間t0內放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時，下列說法正確的是（）A.放電時，電流方向為順時針B.線圈的自感系數L越小，放電脈沖電流的放電時間越長C.電容器的電容C越小，電容器的放電時間越長D.在該次除顫過程中，流經人體的電荷量約為120C【答案】A【解析】A．由題意知，電容器上極板帶正電，故放電時，電流方向為順時針，A正確；BC．振蕩電路的周期為T＝2π電容器在時間t0內放電至兩極板間的電壓為0，即t0＝＝則線圈的自感系數越小、電容器的電容C越小，放電脈沖電流的放電時間就越短，故B、C錯誤；D．除顫過程中將電容為20μF的電容器充電至6.0kV，則電荷量為Q＝CU＝2×10-5×6000C＝0.12C故D錯誤。9.如圖甲所示，電路中的電流正在變大，保持不變，改變電容器的電容，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A.回路中的磁場能正在變小B.電路2的電容為電路1中電容的2倍C.電路2中電容器的最大電荷量與電路1中電容器的最大電荷量相等D.電路2的電流最大時電路1的電流也一定最大【答案】D【解析】A．回路中電流正在增大，電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，則回路中的磁場能正在變大，故A錯誤；B．根據可知，電路2的電容為電路1中電容的4倍，故B錯誤；C．根據電容的定義式可得，由于最大電壓相同，電路2中的電容為電路1中電容的4倍，可知電路2對應的電容器最大電荷量是電路1最大電荷量的4倍，故C錯誤；D．電路2的電流最大時電路1的電流也最大，故D正確。故選D。10.金屬探測儀內部電路可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路。某時刻線圈中磁場方向和電容器極板間電場方向如圖所示，在該時刻下列說法正確的是（）A.經過M點的電流方向向右B.電容器的帶電量在減少C.電路中的電流在減小D.電路中磁場能正在向電場能轉化【答案】B【解析】根據右手螺旋定則可知，線圈中電流方向從上到下，經過M點的電流方向向左，而電容器兩極板間電場從上到下，可知電容器正在放電，電流正在增大，電路中電場能正在向磁場能轉化，線圈的磁場能正在增大，電容器帶電量減小，故B正確，ACD錯誤。故選B。二、多項選擇題（共4小題，每小題4分，共16分）11.一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖所示．則下列說法中正確的是（）A.時刻，線圈處在中性面B.時刻，的變化率為0C.時刻，感應電動勢為0D.從時間內，線圈轉過的角度是【答案】ACD【解析】AC．由圖像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s時刻線圈平面位于中性面位置，最大故E＝0故AC正確；B．t＝0.01s時刻線圈平面與磁感線平行，最小，最大，故E最大，故B錯誤；D．從圖像可知，從t＝0.01s時刻至t＝0.04s時刻線圈旋轉周，轉過的角度為，故D正確。故選ACD12.如圖所示為一臺教學用手搖式交流發(fā)電機，當緩慢搖動大皮帶輪手柄時，連接在發(fā)電機上的小燈泡就會一閃一閃地發(fā)光。若已知大皮帶輪半徑為，小皮帶輪半徑為，搖動手柄的角速度為，且搖動過程中皮帶不打滑，則下列說法正確的是（）A.發(fā)電機產生的交變電流的頻率為B.小燈泡閃爍的頻率為C.小燈泡的瞬時功率等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積D.發(fā)電機啟動階段，當手柄轉速加倍后，小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍【答案】ABD【解析】A．大皮帶輪和小皮帶輪邊沿線速度大小相等，則有解得小皮帶輪的角速度再由可知發(fā)電機線圈轉動的頻率此即為發(fā)電機產生的交變電流的頻率，故A正確；B．小燈泡發(fā)光頻率只與電流頻率有關，它在一個周期內會閃爍兩次，所以閃爍的頻率故B正確；C．小燈泡閃爍，也就是小燈泡亮度時刻變化，說明小燈泡的瞬時功率是時刻變化的，而電流、電壓二者有效值的乘積是定值，故小燈泡的瞬時功率不一定等于通過小燈泡的電流、電壓二者有效值的乘積，故C錯誤；D．由題意知加倍，由可知電壓最大值加倍，由可知小燈泡的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。故選ABD13.某節(jié)能儲能輸電網絡如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓為，輸出功率為500kW。輸電線上電流為8A，損失的功率為4kW，其余線路電阻不計，用戶端電壓，功率88kW。儲能站電路電流為51A，升壓變壓器的匝數比，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.輸電線總電阻B.發(fā)電機輸出電壓C.用戶增加時，用戶得到的電壓降低D.升壓變壓器的匝數比【答案】BCD【解析】A．輸電線上電流為8A，由功率公式可得A錯誤；B．用戶端電壓，功率88kW，可得輸電線上電流為8A，由理想變壓器原、副線圈電流與匝數關系公式可得，降壓變壓器的匝數比由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數關系公式可得可知升壓變壓器副線圈上電壓可知升壓變壓器原線圈上電壓B正確；C．當用戶增加時，可知增大，則輸電線上電流增大，輸電線上電壓降增大，則減小，用戶得到的電壓降低，C正確；D．儲能站功率為可得儲能站電路電流為51A，則有由理想變壓器原、副線圈電壓與匝數關系公式可得D正確。故選BCD。第II卷（非選擇題）三、實驗題（共3小題，總分24分）14.某實驗小組利用傳感器來探究彈力與彈簧伸長的關系。如圖甲所示，先將輕彈簧上端通過力傳感器固定在水平的長木板A上，下端自由下垂，將距離傳感器輕輕靠近輕彈簧下端。當力傳感器示數為零時，距離傳感器的示數為x0；然后再將輕彈簧下端與距離傳感器固定，下面連接輕質木板B，距離傳感器可以測量出其到力傳感器的距離x，木板B下面用輕細繩掛住一小桶C。（1）逐漸往小桶C內添加細沙，記錄相應的力傳感器的示數F和距離傳感器的示數x。作出圖像如圖乙所示。由圖及相關信息可知，彈簧的勁度系數k=_________N/m。（2）將該彈簧應用到電子秤上，如圖丙所示（兩根彈簧）。閉合開關S，稱不同物體的質量時，滑片P上下滑動，通過電子顯示器得到示數。彈簧處于自然伸長狀態(tài)時，滑片P位于R的最上端，通過驗證可知，電子顯示器的示數I與物體質量m的關系為（a、b均為常數，k為輕彈簧的勁度系數），則滑動變阻器R的長度L=_________，電源電動勢E=_________。（保護電阻和滑動變阻器最大阻值均為R0，電源內阻不計，已知當地重力加速度為g）【答案】（1）100（2）【解析】（1）彈簧的原長為，由彈簧的彈力與其形變量的關系可得可知圖像的斜率表示彈簧的勁度系數，則有（2）[1][2]當所稱的物體質量為零時，有此時由電路結構可得聯(lián)立解得電源電動勢當所稱的物體質量最大時，彈簧被壓縮L，此時有，聯(lián)立解得15.“飲酒不開車”是司機必須遵守的交通法規(guī)。圖甲是呼氣式酒精檢測儀的簡化電路原理圖。圖中電源電動勢。，內阻不計，電壓表量程為0~15V且內阻很大，電阻箱的阻值范圍為0~999Ω，為酒精氣體傳感器，其阻值隨氣體中酒精濃度的變化規(guī)律如圖乙所示。規(guī)定氣體中酒精濃度在：，之間為酒駕，等于或超過，為醉駕。測試儀使用前應先調零，即當氣體中酒精濃度為0時，調節(jié)電阻箱，使電壓表的示數調零后的值保持不變。（1）調零后接入電路中的阻值為________Ω。（保留三位有效數字）（2）當電壓表示數時，消耗的電功率為________W。（保留兩位有效數字）（3）在某次檢測中，電壓表示數，經分析該司機屬于_________。（填“正?！薄熬岂{”或“醉駕”）（4）若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出酒精的濃度將________（填“偏大”“偏小”或“不變”）【答案】（1）200（2）（3）酒駕（4）偏小【解析】（1）[1]根據圖乙知調零后為100Ω，根據閉合電路歐姆定律，推得接入電路中的阻值為（2）[2]當電壓表示數時，兩端電壓為2V,回路中的電流為故消耗的電功率為（3）[3]在某次檢測中，電壓表示數，兩端電壓為2.5V，回路中的電流為此時在電路中的阻值為對照圖乙查詢知氣體中酒精濃度在之間，故司機屬于酒駕。（4）[4]若電池使用時間較長，有明顯的內阻，則測出的偏大，則測出的酒精的濃度將偏小。16.某同學利用微波發(fā)射器和接收器研究電磁波。發(fā)射器可發(fā)射頻率為10GHz的一定強度電磁波，接收器可顯示接收到電磁波的強度。（1）如圖（a）所示，接收器和發(fā)射器置于同一直線上，在發(fā)射器和接收器前均加裝一偏振片，此時接收器顯示接收到的信號最強。若接收器按圖示方