广东省湛江市三校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题（解析版）

这是一份广东省湛江市三校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题（解析版），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 下列各图中不属于交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】交变电流是指大小和方向都发生周期性变化的电流，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2. 在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如，1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，实验装置如图所示，为避免磁铁的磁场对小磁针产生影响，他把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是（ ）
A. 该实验线圈中肯定没有电流产生
B. 通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C. 科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束
D. 科拉顿没看到小磁针偏转，是因为该实验中的磁铁磁性太弱
【答案】C
【解析】B．通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应。B错误；
ACD．将磁铁插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流；电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动。但当科拉顿跑到另一个房间时，电磁感应过程已经结束，此时穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，所以小磁针不偏转，C正确，AD错误。
故选C。
3. 如图所示电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（ ）
A. 合上S，当电流稳定后，A、B一直亮
B. 合上S瞬间，A先亮，B后亮
C. 断开S瞬间，A闪亮一下再熄灭
D. 断开S瞬间，A熄灭、B重新亮后再熄灭
【答案】D
【解析】AB．合上S瞬间，电路中出现电流，根据楞次定律，线圈会产生自感现象阻碍电流的增加，此时灯泡B不会被短路，故灯泡A、B同时变亮；当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故开关闭合后，灯泡A、B同时亮，但灯泡B逐渐变暗直至熄灭，灯泡A变得更亮，故A错误，B错误；
CD．断开S瞬间，灯泡A立即熄灭，线圈产生自感现象，和灯泡B构成闭合电路，灯泡B灯先闪亮后逐渐变暗，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，充电基座安装有送电线圈，手机内部安装有受电线圈。当充电线圈接上220V的正弦交流电源后，受电线圈产生的电流给手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A. 受电线圈中感应电流产生的磁场不变
B. 送电线圈中需要接交流电
C. 基座接直流电源也能对手机充电
D. 基座对手机传递电能过程中无电能损失
【答案】B
【解析】AB．由于送电线圈中通入正弦交流电源，可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，则在受电线圈中产生感应电流也是正弦交流电，此感应电流产生的磁场也是周期性变化，故A错误；B正确；
C．无线充电利用的是电磁感应原理，送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，因此基座接直流电源不能对手机充电，故C错误；
D．无线充电利用的是电磁感应原理，基座对手机充电中，由于存在漏磁现象，再有线圈本身有直流电阻，所以基座对手机传递电能过程中仍有电能损失，故D错误。
故选B。
5. 如图所示是光感式烟雾报警器的原理图，烟雾报警器光源发出光线，在没有烟雾时沿直线传播（虚线），有烟雾时则光会散射到光敏电阻中，使蜂鸣器达到额定电流发出报警声，已知光敏电阻的阻值随光的强度增强而减小，接收光的强度随烟雾浓度增大而增强，关于烟雾报警器，下列说法正确的是（ ）

A. 无论浓度多大的烟雾均可使蜂鸣器报警
B. 电源电动势越大，蜂鸣器越难发出报警声
C. 光源发光强度越强，蜂鸣器越难发出报警声
D. 滑动变阻器 P向a端滑动，蜂鸣器更容易发出报警声
【答案】D
【解析】A．只有当烟雾的浓度足够大时，散射到光敏电阻上的光足够强，使得光敏电阻的阻值减小，电路中电流足够大时才能使蜂鸣器报警，选项A错误；
B．电源电动势越大，在同等条件下回路中的电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，选项B错误；
C．光源发光强度越强，光敏电阻的阻值越小，则回路中电流越大，则蜂鸣器越容易发出报警声，选项C错误；
D．滑动变阻器 P向a端滑动，电阻减小，则回路中电流增加，则蜂鸣器更容易发出报警声，选项D正确。
故选D。
6. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，已知发电机线圈电阻为5Ω，外接一只阻值为5Ω的电阻R，不计电路的其他电阻，已知电阻R两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。则（ ）
A. 线圈的转速为100r/s
B. 交流电流表的示数为
C. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D. 电阻R在1min内产生的热量为4800J
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，交流电的周期为，故线圈的转速为
A错误；
B．电阻R两端的电压最大值为，则有效值为
交流电流表示数为
B错误；
C．0.01s时线圈产生的感应电动势为零，故此时线圈位于中性面，此时线圈平面与磁场方向垂直，C错误；
D．电阻R在1分钟内产生的热量为
D正确。
故选D。
7. 如图所示，理想变压器原线圈匝数为匝，两个副线圈匝数分别为匝和匝，是“6V，2W”的灯泡，是“12V，4W”的灯泡，当原线圈接正弦式交变电流时，两灯泡均正常发光，那么原线圈中的电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】两灯泡正常发光，则，原线圈两端电压为
副线圈上总的输出功率
原线圈上输入功率
则原线圈中的电流为
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流。已知发电机内阻，与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则此时发电机（ ）
A. 输出电流的有效值为B. 输出电流的最大值为
C. 输出的交流电频率为10HzD. 输出电压的有效值为9V
【答案】AD
【解析】AD．白炽灯泡额定电压为9V、阻值为，灯泡恰好正常发光，则输出电流的有效值为
输出电压的有效值为9V，故AD正确；
B．题图中电流为正弦式交变电流，则输出电流的最大值为，故B错误；
C．根据题图乙可知，周期为，则频率为，故C错误。
故选AD。
9. 如图为LC振荡电路，P为电路上一点。某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，则（ ）
A. 此时刻电容器内电场强度正在减小
B. 此时刻通过P点的电流方向由左向右
C. 若只在线圈中插入铁芯，LC振荡电路的频率将增大
D. 若只减少电容器极板间正对面积，LC振荡电路的频率将增大
【答案】AD
【解析】AB．由图可知，此时线圈中的电流为逆时针方向，通过P点的电流方向由右向左，则此时电容器正在放电，电容器的电压正在减小，电容器内电场强度正在减小，故A正确，B错误；
C．根据，在线圈中插入铁芯，则L增大，LC振荡电路的频率减小，故C错误；
D．根据、，只减少电容器极板间正对面积，则电容C减小，LC振荡电路的频率增大，故D正确。
故选AD。
10. 电磁阻拦索是航空母舰的核心战斗力之一。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机通过绝缘阻拦索与金属棒ab一起在磁场中减速滑行至停止已知舰载机质量为M，金属棒ab质量为m，两者以共同速度v0进入磁场。轨道一端MP间所接电阻为R，其他电阻均不计。水平平行金属导轨MN与PQ间距离为L，轨道间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．除安培力外舰载机系统所受其他阻力均不计，则（ ）

A. 舰载机将做匀减速直线运动
B. 运动过程中，电阻R中的电流方向为M→R→P
C. 舰载机和金属棒一起运动的最大加速度为
D. 舰载机减速过程中金属棒ab中产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】A．因为舰载机与金属棒一起减速运动，则产生的感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，则加速度减小，不是匀减速直线运动，故A错误；
B．根据右手定则可知金属棒R中感应电流方向M→R→P，故B正确；
C．金属棒向右运动时，受到向左的安培力使其减速，故可知金属棒产生的最大感应电动势为以共同速度v0进入磁场的瞬间，此时根据闭合电路的欧姆定律可知最大电流为
最大加速度
故C正确；
D．轨道一端MP间所接电阻为R，其他电阻均不计。所以金属棒ab中产生的焦耳热为0，故D错误。
故选BC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，在如下电路中，合上电键后可能出现的情况有：
（1）将A线圈中迅速插入铁芯时，灵敏电流计指针将向______（“左”或“右”）偏转。
（2）A线圈插入B线圈后，开关由闭合到断开时，灵敏电流计指针将向_______（“左”或“右”）偏转。
（3）A线圈插入B线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端滑到最右端，第一次快速滑动，第二次滑动较慢，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是_______；通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是_______。（均填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】（1）右 （2）左 （3）大于 等于
【解析】（1）[1]根据题意，当闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明B线圈中磁通量变大时，引起的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏；故将A线圈中迅速插入铁芯时，B线圈中磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏转。
（2）[2]A线圈插入B线圈后，开关由闭合到断开时，B线圈中磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏转。
（3）[3][4]根据公式
在相同的情况下，第一次快速滑动，所用时间小，可得
根据公式
可知通过线圈导线横截面电荷量的大小关系是
12. 某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
（1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱_________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱_________相连（均选填“A”或“B”）；
（2）当环境温度升高时，继电器的磁性将_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是_________。
A. 适当减小U1 B. 适当增大U1
C. 适当减小U2 D. 适当增大U2
【答案】（1）B A （2）增大 （3）A
【解析】（1）[1][2]由于B接通时警铃响，A接通时指示灯亮，因此C接B，D接A。
（2）[3]由于热敏电阻随温度升高，阻值减小，回路的电流强度增大，因此继电器的磁性增大。
（3）[4]温度更高时，热敏电阻阻值更小，而报警电流不变，因此应适当降低U1值。
故选A。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在t=0至时间内，求：
（1）电阻R中电流的方向；
（2）感应电动势的大小E；
（3）a、b两点间的电势差。
【答案】（1）电流方向由a到b（2）（3）
【解析】（1）由乙图可知，磁场向里增大，根据楞次定律，可知电流方向由a到b
（2）根据法拉第电磁感应定律：，
其中，
代入得到：
（3）根据闭合回路欧姆定律：，
及，R=2r
可得：
14. 某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为R＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）输电线损失的功率；
（2）升压变压器的输入电压。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）降压变压器副线圈的电流
降压变压器原线圈的电流
输电线损失的功率
（2）降压变压器原线圈的电压
输电线上损失电压为
升压变压器的输出电压
升压变压器的输入电压
15. 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图所示，该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻。绝缘橡胶带上镀有间距为d的平行细金属条，金属条电阻为0.5R，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电极和其余导线的电阻，若橡胶带匀速运动，电压表读数为U，求：
（1）橡胶带匀速运动的速率；
（2）一根金属条经过磁场区域安培力做的功；
（3）若从某根金属条刚进入磁场区域开始计时，一段时间R上产生热量，则一共有几根金属条通过磁场区域？
【答案】（1）；（2）；（3）9
【解析】（1）设橡胶带匀速运动的速率为，根据法拉第电磁感应定律，可知
根据闭合回路的欧姆定律，可知
解得
（2）根据题意可知，流过金属棒的电流为
则安培力的大小为
一根金属条经过磁场区域安培力做功
（3）由上述分析可知，每根金属条经过磁场区整个电路产生的
电阻R上产生的
根据题意，设一共有根金属条通过磁场区域，则
解得
则一共有9根金属条通过磁场区域。