黑龙江省2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题（解析版）

这是一份黑龙江省2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题（解析版），共16页。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，磁场均为匀强磁场，其中不能产生正（余）弦式交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．线框从图中位置转到线框完全在磁场中过程中产生的感应电流大小恒定不变，框完全在磁场中转到图中位置过程中，电流方向相反，但大小恒定不变，产生的是不是正（余）弦交变电流，故A正确；
B．图中均能产生余弦式交变电流，故B错误。
C．图中均能产生正弦式交变电流，故C错误；
D．图中均能产生正弦式交变电流，故D错误．
故选A。
2. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其电动势随时间变化的图像如图乙所示，线圈电阻，定值电阻的阻值，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置产生的感应电动势最大
B. 时，电流表的示数为0
C. 电阻两端电压为
D. 矩形线圈的转速为
【答案】D
【解析】A．图示位置，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量变化率为0，则产生的感应电动势为0，故A错误；
B．电流表的示数为电流有效值，所以时，电流表的示数不为0，故B错误；
C．由图乙可知，电动势有效值
则电阻两端电压，故C错误；
D．由图乙可知，周期
则矩形线圈的转速，故D正确。
故选D。
3. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通量为
B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大
C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小
D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向
【答案】D
【解析】A．根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；
BC．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，故BC错误；
D．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。
故选D。
4. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若（ ）
A. 电容C增大，L1灯泡变亮B. 频率f增大，L2灯泡变亮
C. RG上光照增强，L3灯泡变暗D. S接到b时，三个泡均变暗
【答案】A
【解析】A．电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确；
B．频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误；
C．光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则L3灯泡电流增大，变亮，故C错误；
D．S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个泡均变亮，故D错误。
故选A。
5. 、为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图甲所示，两端的电压随时间按正弦规律变化如图乙所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】对，根据有效值的定义有
同理，对有
根据题意有
联立可得
6. 如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e、感应电流i、焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．0~1s内产生的感应电动势为
方向为逆时针；同理1~5s内产生的感应电动势为
方向为顺时针，故A错误；
B．0~1s内的感应电流大小为
方向为逆时针（负值），同理1~5s内的感应电流大小为
方向为顺时针（正值），故B错误；
C．ab边受到的安培力大小为
可知，0~1s内
方向向下；1~3s内
方向向上；3~5s内
方向向下，故C正确；
D．线圈产生的焦耳热为
0~1s内产生的热量为4J，1~5s内产生的热量为4J，故D错误。
故选C。
7. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）

A. 发电机的输出电流为368AB. 输电线上损失的功率为4.8kW
C. 输送给储能站的功率为408kWD. 升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【解析】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
则输电线上损失的功率为
P损 = I32R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据，解得
BD错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P储
代入数据有
P储 = 408kW
C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 交流电压表有一定的量度范围，它的绝缘能力也有限，不能直接连到电压过高的电路，电压互感器可以解决这一问题。电压互感器的工作原理如图所示，其原线圈的匝数较多，并联在电路中，副线圈的匝数较少，两端接在电压表上。关于电压互感器，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈电流的频率大于副线圈电流的频率
B. 原线圈电流的频率小于副线圈电流的频率
C. 原线圈的电流大于副线圈的电流
D. 原线圈的电流小于副线圈的电流
【答案】D
【解析】AB．电压互感器是一种变压器，不能改变电流的频率，故AB错误；
CD．根据变压器原副线圈电流与线圈匝数成反比可知，电压互感器原线圈的匝数较多，原线圈的电流小于副线圈的电流，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图为电吹风电路图，、为两个固定触点，、为可动扇形金属触片上两个触点，触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，已知小风扇额定电压为，下列说法正确的是（ ）
A. 停机时与接触
B. 吹热风时与接触，与接触
C. 吹冷风时与接触
D.
【答案】BD
【解析】ABC．当与接触时，电热丝没有接通，小风扇电路接通，则电吹风处于吹冷风状态；当与接触，与接触时，电热丝与小风扇都接入电路，吹热风；当、均不与、接触时，电热丝与小风扇都未接入电路，电吹风处于停机状态，故AC错误，B正确；
D．根据原副线圈两端的电压与匝数的关系得，故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，理想变压器的副线圈匝数可调，端接输出电压有效值恒定的正弦交流电，电流表及电压表均可视为理想的交流电表，电表示数为、、、，当副线圈的滑片向下滑动时，电表示数变化量的绝对值为、、、，下列说法正确的是（ ）
A. 比值可能不变B. 比值不变
C. 乘积可能变小D. 比值变大
【答案】BC
【解析】A．设原线圈匝数为、副线圈接入电路的匝数为，由理想变压器变压规律有，变压器输入功率等于输出功率，有
由欧姆定律有，把变压器及其右侧电路等效为电阻，有
当副线圈的滑片P向下滑动时，增加，等效电阻减小，减小，增大，减小，故A错误；
B．根据闭合电路欧姆定律有
图线斜率的绝对值等于，所以比值不变，故B正确；
C．变压器的输入功率
当时，有最大值，由于和的关系未知，所以与的关系也未知，若开始时，滑片向下滑动时，乘积可能会变小，故C正确；
D．由于为定值电阻，则，比值不变，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某兴趣小组的同学为了测量如图甲所示的磁极已知的方形磁铁表面附近磁场的磁感应强度的大小，设计了如图乙所示的装置，图乙中两根完全相同的弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘连接。已知方形磁铁的长度远大于金属棒的长度，现进行如下操作：
a．断开开关S，用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为；
b．用刻度尺测量金属棒ab的长度为L；
c．将方形磁铁置于金属棒ab附近，使方形磁铁在金属棒ab处的磁场垂直于纸面向里（可视为匀强磁场）；
d．闭合开关S，待系统稳定后，记录电流表的示数为I，用刻度尺测量两根轻弹簧的长度均为；
e．保持方形磁铁与金属棒ab的距离不变，在小范围内改变方形磁铁相对于金属棒ab的位置，重复实验。
回答下列问题：
（1）两根轻弹簧的长度______（填“>”“=”或“