上海市松江一中2025-2026学年高二（上）期末物理试卷（等级考）

这是一份上海市松江一中2025-2026学年高二（上）期末物理试卷（等级考），共10页。试卷主要包含了5A，5m2，空气的密度为1等内容，欢迎下载使用。
1.“风光互补”是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
(1)如图(a)所示是新型“风光互补”景观照明灯，它由：风轮、太阳能电池、照明灯以及蓄电池组成，灯规格为30V，2.5A。
①照明灯的额定功率为______W。
②如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W。太阳能电池板的面积至少要为______m2(太阳能电池板的效率取30%)。
③风轮是将空气的动能转化成风轮自身机械能的装置，其机械能再通过发电机组转化成电能。已知风轮的迎风面积为0.5m2，空气的密度为1.4kg/m3，整个装置的能量转化效率为30%。若此时风速为10m/s，那么单位时间内通过风轮的空气质量为______kg，风力发电机的输出功率为______W。
④夜晚，照明灯调用蓄电池内储存的电能进行供电(假定此时太阳能电池与风轮均不发电)，其电路图如图(b)所示，定值电阻R0的阻值未知。蓄电池两端的电压U与电流I的曲线如图(c)所示，则：
ⅰ.该蓄电池的电动势E= ______V和内阻r= ______Ω。
ⅱ.为确保规格为30V，2.5A的照明灯可以正常工作，定值电阻R0的阻值为______Ω。
2.当今人类生存的环境是一个“电的世界”，我们的生活离不开电。电流既有稳恒电流，又有变化的电流。
(1)图1中不属于交流电的是______。
(2)如图2，为交流发电机原理示意图。
①发电机是将______转化为电能的装置。当线框转至和中性面______时(选填A.“平行”，B.“垂直”)，感应电动势达最大值Em。
②若交流发电机电动势的瞬时值为e=Emsinωt，当线圈的匝数及转速都增加一倍时，其电动势的瞬时值为______。
(3)如图3甲，为线圈获得的正弦交流电的电压随时间变化规律。
①此交流电电压u随时间t变化的方程为u= ______V。
②如图3乙，为另一矩形交流电的电压随时间变化规律，则其电压的有效值为______。
A.10V
B.5V
C.5 2V
D.5 3V
③在研究交流的功率时，通常用有效值表示交流电的效果。有效值的引入体现了______。
A.控制变量的思想
B.极限的思想
C.微小量放大的思想
D.等效替代的思想
(4)如图4所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220 2sin(100πt)V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是______。
A.交流电的频率为100Hz
B.变压器的输入功率大于输出功率
C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.电压表的示数为44V
3.电子在电场和磁场中都能发生偏转，通过对这两种偏转情况的研究，有助于我们更好地了解电子在电场和磁场中的运动规律。
(1)如图1，虚线表示某电场中的三个等势面，相邻面间的电势差相等。一重力不计、带负电的粒子从左侧进入电场，运动轨迹与三个等势面分别交于a、b、c三点，则不正确的是______。
A.a点的电势比b点的电势高
B.粒子从a到c电势能不断增加
C.粒子在c点的加速度为零
D.粒子从a到b克服电场力做功等于从b到c克服电场力做功
(2)下列关于磁场的相关知识说法正确的是______。
A.图2甲图中，通电螺线管内部小磁针静止时N极水平向左
B.图2乙图中，小磁针正上方的直导线中通有电流时，小磁针S极会垂直纸面向里转动
C.图2丙图中，面积为2S的矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，此时通过线框的磁通量为2BS
D.图2丁图中，同向通电直导线之间的作用力是相互吸引的
(3)质量为m电量为e的电子，以水平速度v从左侧垂直进入宽度为d的局部匀强电场，如图3所示，电场强度大小为E、方向竖直向上。
①电子在电场中所做的运动是______。
A.匀加速直线运动
B.匀加速曲线运动
C.变加速曲线运动
②电子在电场中运动时间为______。
③电子在电场中向______偏移，离开电场时偏移的距离是______。
(4)如果将上题中宽度为d的局部匀强电场换成匀强磁场，如图4，磁感应强度大小为B、方向水平向里。
①电子在磁场中所做的运动是______。
A.匀加速直线运动
B.匀加速曲线运动
C.变加速曲线运动
②要使电子能从右侧离开磁场，B应满足什么关系(用m、e、v、d表示)：______。
③若电子不能从右侧离开磁场，它在磁场中运动的时间为______。
(5)如图5所示是磁流体发电机的装置，A、B组成一对长为L、宽为h的平行电极，两板间距为d，内有磁感应强度为B的匀强磁场。发电通道内有电阻率为p的高温等离子持续垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻的阻值为R，电离气体沿导管高速流动，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势，电离气体以不变的流速v通过发电通道。电容器的电容为C，不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题。
①A板的电势比B板______(“高”或“低”)，发电机的电动势E= ______；
②开关闭合，当发电机稳定发电时，求A、B两端的电压U= ______；
③开关断开，求稳定后电容器所带的电荷量q= ______。
4.法拉第发明了世界上第一台发电机—圆盘发电机，其发明利用了电磁感应定律。
(1)某实验装置如图1所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，那么在t1～t2这段时间内，哪种情况可以观察到线圈B中有变化的感应电流______。
A.甲图
B.乙图
C.丙图
D.丁图
(2)如图2(a)所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中顺时针匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2(b)所示。已知线圈匝数为N=20匝。
①该发电机线圈的角速度为______rad/s，产生电动势最大值为______V。
A.100π；40π
B.100π；4000π
C.50；20
D.50；2000
②图2(a)中流经负载上电流方向为______。
A.a→b
B.b→a
③由图2(b)可知，线圈中的感应电流改变方向的时刻为______。
④若发电机的最大电动势为Em，负载为最大阻值为RL的滑动变阻器，线圈总内阻为R0，则流经负载的电流有效值的最小值为IL= ______，发电机的最大输出功率为Pmax= ______。
(3)如图3(甲)所示，倾角α=30°、宽度L=0.5m、电阻不计的光滑金属轨道足够长，在轨道的上端连接阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.25Ω，质量m=0.2kg，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中。将金属杆由静止开始释放，在计算机屏幕上同步显示出电流i和时间t的关系如图3(乙)所示，已知t=3.2s之后电流渐近于恒定的数值1.6A，杆与轨道始终保持垂直，0～3.2s内金属杆下滑的距离s=2m。(g=10m/s2)求：
①磁感应强度B的大小？
②1.0s时金属棒的加速度大小？
③求3.2s时金属杆的速度大小？
④求0～3.2s内电阻R上产生的焦耳热？
5.电磁感应的发现，是电磁学领域最伟大的成就之一，它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，还为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。
、
(1)下列现象属于电磁感应现象的是______。
A.电磁炮发射出膛
B.通电导线在磁场中受到力的作用
C.一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性
D.当交变电流通过变压器的原线圈，能使副线圈中产生感应电动势
(2)石锅鱼味道鲜美，不仅保留了食物的自然味道，还含有多种微量元素和矿物质。某种铁合金复合石锅在电磁炉上也能使用。已知电磁炉只能加热含有磁性材料的锅具。下列相关说法正确的是______。
A.将该石锅换成陶瓷锅后也一定能通过电磁炉加热食物
B.电磁炉接电压合适的直流电源后也能正常加热该石锅内的食物
C.该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电磁感应现象
D.该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电流的磁效应
(3)如图1所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。实验过程中两灯泡均未烧坏，下列说法正确的是______。
A.开关S由断开变为闭合时，A灯保持亮度不变
B.开关S由断开变为闭合时，B灯保持亮度不变
C.开关S由闭合变为断开时，A灯泡逐渐变暗
D.开关S由闭合变为断开时，B灯先变亮再逐渐变暗，直到熄灭
(4)如图2所示，某水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，在用户端用降压变压器将电压降为U4=220V。已知输电电流I线=25A，两条输电线路总电阻R线=8Ω，变压器均视为理想变压器，则______。
A.用户得到电功率为98kW
B.升压变压器的匝数比n1：n2=4：5
C.降压变压器的匝数比n3：n4=190：11
D.发电机的输出的电流I1=40A
(5)某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图3所示(俯视)，在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框(线框与水平地面平行)，小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1.2T，不计摩擦。
①线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向______。
A.均为abcda
B.均为adcba
C.先abcda再adcba
D.先adcba再abcda
②求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q= ______C。
B.0.3
答案
1.①75。②0.5。③7，105。④ⅰ40，2。ⅱ2
2.A 机械能;B;4Emsin2ωt 10sin100πt;D;D D
3.C D B;dv;向下;eEd22mv2 C;0