山东省菏泽第一中学2025-2026学年高二下学期4月阶段测试 物理试卷

这是一份山东省菏泽第一中学2025-2026学年高二下学期4月阶段测试 物理试卷，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
如图所示，圆形导体线圈 a 平放在水平桌面上，在 a 的正上方固定一竖直螺线管 b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路。若将滑动变阻器的滑片 P 向下滑动，下列表述正确的是（）
线圈 a 有扩张的趋势B．穿过线圈 a 的磁通量变小
C．线圈 a 中将产生顺时针方向的感应电流（俯视）D．线圈 a 对水平桌面的压力 FN 将增大
如图，在光滑水平桌面上有一边长为 L、电阻为 R 的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为 d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运 动．t＝0 时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列 v­t 图像中，可能正确描述上述过程的是()
A．B．
C．D．
如图电路，L 是线圈，A 是灯泡。在此电路中观察到如下三个现象。a 现象：闭合开关 S，A 发光；b 现象：保持 S 闭合，A 先变暗一些，然后亮度不变；c 现象：断开 S 瞬间，A 闪亮一下后熄灭。对这个电路及三个现象，下列说法正确的是（ ）
A．a 现象中 A 没有闪亮，表明合上 S 瞬间，L 没有自感电动势
B．b 现象表明 L 的电阻远小于 A 的电阻
C．c 现象表明断开 S 瞬间电源提供给 A 的功率瞬间增大
D．合上 S 瞬间，电源输出的电能大于灯泡 A 和线圈 L 产生的焦耳热之和
如图所示，假设“天宫一号”正以速度7.5km / s 绕地球做匀速圆周运动，运动方向与其太阳帆板两端相距
20m 的M、N 的连线垂直，太阳帆板视为导体。飞经某处时地磁场磁感应强度垂直于MN 所在平面的分量为1.0 105 T ，若此时在太阳帆板上将一只“1.5V, 0.3W ”的小灯泡与M、N 相连构成闭合电路（图中未画出），太阳帆板内阻不可忽略。则（）
此时太阳帆板中电流M 流向 N
此时小灯泡恰好能正常发光
“天宫一号”绕行过程中受到电磁阻尼
“天宫一号”在南、北半球水平飞行时M 端的电势始终高于 N 端
如图所示，在竖直向下的磁感应强度为 B 的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道 MN、PQ 固
定在水平面内，相距为 L。一质量为 m 的导体棒 ab 垂直于 MN、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好。轨道左端 MP 间接一电动势为 E、内阻为 r 的电源，并联电阻的阻值为 R。不计轨道和导体棒的电阻，闭合开关 S 后导体棒从静止开始，经 t 秒以 v 匀速率运动， 则下列判断正确的是（）
速率v 
ER BL(R  r)
从0 ~ t 秒电源消耗的电能 E电
C．t 秒后通过电阻 R 的电流为零
 1 mv2  (
2
E
R  r
)2 Rt
D．t 秒末导体棒 ab 两端的电压为 E
一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为 T，其电压的有效值为（）
B． 2 6VD． 2 5V
A． 7V
C． 5V
一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 4：1，原线圈通过电阻 R1 接在电压为 220V 的正弦交流电源上，副线圈接有电阻 R2，如图所示。电路接通后 R1 与 R2 的功率之比为 1：2，则 R1:R2 为（）
2:1B．4:1C．8:1D．16:1
边长为 L 的单匝正方形金属框，电阻为，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以恒定角速度ω绕垂直磁场的 OO 轴转动，外接电阻为 R 。如图甲所示，第一次在发电机的矩形线框处加水平向右的匀强磁场开始计时；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁场开始计时。下列说法正确的是（）
甲输出是交流电，转动一周的过程中电流的有效值为
BL2ω
2  R  r 
4BL2
甲输出是直流电，转动一周的过程中流过电阻的电荷量q 
R  r
乙输出是交流电，转动一周的过程中电阻 R 上电压最大值为 BωL2
B2 L4ω2
乙输出是直流电，转动一周的过程中电路的总功率为
R  r
二、多选题
如图，一输出电压为 U 的恒压交流电源和理想变压器原线圈间接有一光敏电阻 R，光敏电阻的阻值随光照强度变强而减小，副线圈接有一电阻为 RL 的灯泡 L，已知变压器原、副线圈的匝数之比n1 : n2  1: 3 ，当光照强度由强变弱时，下列说法正确的是（ ）
灯泡的亮度由亮变暗 B．流过光敏电阻和灯泡的电流之比为 1∶3
U 2
L
当 R  RL 时，光敏电阻消耗的功率最大，最大功率为 4R
当 R  RL 时，光敏电阻消耗的功率最大，最大功率为
9
9U 2
4RL
如图，理想变压器原线圈与定值电阻 R0 串联后接在电压为U0  220 2sin100πt 的交流电源上，副线圈接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器 R ，原、副线圈匝数比为1: 4 。已知 R0  5Ω ，R 的最大阻值为
100Ω 。下列说法正确的是（）
当 P 向下移动时，电压表示数不变，电流表示数变大
副线圈交变电流频率为50Hz
当 R  10Ω 时，电压表示数为55V
当 R  80Ω 时， R 获得的功率最大
一个电阻为 R 的单匝闭合矩形线框，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间 t 的关系如图所示，下列说法正确的是（）
t=0 时刻，线框平面与磁感线垂直
t  T 时刻，线框中的电流为零
2
2πm
转一个周期线框的感应电动势有效值为
T
3m
从 t=0 时刻转过 60°的过程中，通过线框某截面的电荷量为
2R
某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为U1  380V ，输电线的总电阻r  15Ω ，
为了减小损耗采用了高压输电。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为n1 : n2  1: 20 ，用户获得的电压为U  220V ，如果某次输电时发电厂的输出功率为 P  7.6105 W ，则下列说法中正确的有（ ）
41
输电线上的电流为 100AB．降压变压器的输入电压U3 为 6100V
用户获得的功率为1.5105 W
降压变压器的匝数比为n3 : n4  380 :11
三、实验题
在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。
下列说法正确的是。
变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同
实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过 12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为 800 匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为 400 匝）之间的电压为 3.0V，则原线圈的输入电压可能为。
A．1.5VB．3.5VC． 5.5VD．7.0V
实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为。 A．原、副线圈上通过的电流发热B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．原线圈输入电压发生变化D．变压器铁芯漏磁
图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻 R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻 R 与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为 n1、n2，在交流电源的电压有效值 U0 不变的情况下，调节可变电阻 R
R
R
的过程中，当
0
时，R 获得的功率最大。
传感器在科研、生产和生活中有着广泛的应用。
关于传感器，下列说法中正确的是（填正确答案的标号） A．传感器通常是将非电学量转化为电学量的装置 B．光敏电阻在光照增强时电阻值通常会变大 C．金属热电阻和热敏电阻的阻值都随温度升高而减小
某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻 RT 的特性。设计了如图甲所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻 R0  2kΩ 。
①开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最（填“左”或“右”）端；
②通过多次实验，得出热敏电阻 RT 的阻值随温度变化的规律图像如图乙所示，某次实验时，图甲中的电压
表V1 、V2 的示数分别为 4.0V、3.6V，则热敏电阻 RT 所处环境的温度约为℃（保留两位有效数字）；
③该种保温式自动电饭锅，采用电磁开关控制加热电路，电磁开关可等效为定值电阻，通过电磁开关的电
流小于某一值时加热电路的开关闭合。当锅内米饭温度低于 60℃时，加热电路开始工作，则下列电路图可能是该电饭锅中电路的是（选填“图丙”或“图丁”）；
④为了实现锅内米饭温度低于 65℃时，加热电路开始工作，应将电阻 R0 更换为阻值更（填“大”或
“小”）的电阻。
四、解答题
如图所示为交流发电机示意图，匝数为 n=100 匝的矩形线圈，边长分别为 a=10cm 和 b=20cm，内阻为
2
r=5Ω，在磁感应强度 B=0.5T 的匀强磁场中绕 OO′轴以 ω= 50rad/s 的角速度匀速转动，转动开始时线圈
平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部 R=20Ω 的电阻相接．求电键 S 合上后，
写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
电压表和电流表示数；
π
从计时开始，线圈转过 2 的过程中，通过外电阻 R 的电量．
如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈 abcd 电阻不计，面积S  0.02m2 ，匝数
N  200匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO ' 轴以角速度ω 10πrad/s 匀速转动。已知磁感应强度大小
B 2 T ，输电线路等效电阻 R  16Ω ，输电功率保持 P  400W 不变，电压表是理想交流电压表，升压变
π
压器T1 和降压变压器T2 均为理想变压器。从图示位置开始计时，求：
写出感应电动势随时间变化的关系式； (2)电压表的示数；
1
若用户得到的功率为 396 W，升压变压器T 原、副线圈的匝数比 n1 。
n2
如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨电阻不计，其间距为 L 1m 。左端通过导线连接一个 R 1.5Ω 的定值电阻，整个导轨处在磁感应强度大小 B  0.5T ，方向竖直向下的匀强
磁场中，质量m  0.2kg 、电阻r  0.5Ω 、长度为1m 的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良好。在杆的中点施加一个垂直杆的水平拉力 F ，使杆由静止开始运动，拉力 F 的功率 P  3W 保持不变，当杆的速度 v  6m/s 时撤去拉力 F 。求：
杆的速度为4m/s 时，杆的加速度的大小；
从撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，杆上产生的热量Q1 ；
从撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，杆滑动的位移大小 x 。
如图甲所示，倾角为θ 37 足够长的倾斜导体轨道与光滑水平轨道平滑连接。轨道宽度d  0.5m，电阻忽略不计。在水平轨道平面内有水平向右的匀强磁场，倾斜轨道平面内有垂直于倾斜轨道向下的匀强磁场，大小都为 B，现将质量m  0.4kg 、电阻 R 1 的两个相同导体棒 ab 和 cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道的顶端，同时由静止释放。导体 cd 下滑过程中加速度 a 和速度 v 的关系如图乙所示。cd
棒从开始运动到最大速度的过程中流过 cd 棒的电荷量q  0.4C （ sin 37∘  0.6 ， cs 37∘  0.8 ， g  10m/s2 ），则：
cd 和倾斜轨道之间的动摩擦因数是多少；
ab 和水平轨道之间的最大压力是多少；
cd 棒从开始运动到速度最大的过程中 ab 棒上产生的焦耳热是多少。
参考答案
n
2
n
2
13．BD/DBDC 2
1
14．(1)A
左40图丙大
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
D
C
A
C
C
B
AD
BD
题号
11
12
答案
CD
AB
2
15．（1）e= 50
cs 50
t（V）（2）40V，2A（3）0.04C
2
【分析】（1）根据感应电动势最大值 Em=nBSω，从垂直于中性面开始计时，则可确定电动势的瞬时表达式；
（2）根据交流电的最大值与有效值的关系，结合闭合电路欧姆定律，即可确定电流表与电压表示数；（3）
根据电量表达式，与感应电动势结合，得出 q=I△t= n
ϕ
公式，从而可求得．
R  r
2
【详解】（1）线圈从平行磁场开始计时，感应电动势最大值：Em=nBSω= 50V．
2
故表达式为：e=Emcsωt= 50
cs 50
t（V）；
2
2
根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值： E  Em ，
代入数据解得 E=50V．
电键 S 合上后，由闭合电路欧姆定律得： I 
联立解得 I=2A，U=40V；
E
R  r
，U=IR．
由图示位置转过 90°的过程中，通过 R 上的电量为：q=I△t= n
代入数据解得，q=0.04C．
ϕ
，
R  r
【点睛】本题主要考查了交流电的产生及其表达式与相关物理量的求解，较为简单．
16．(1) e  40 2cs10πt V
40V
1
20
【详解】（1）由题意e  NBSωcsωt ，得e  200 
2  0.02 10πcs 10πt  V  40 2 cs 10πt  V
π
则感应电动势随时间变化的关系式为e  40 2cs 10πt  V
因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值 U 即为感应电动势的有效值，所以U 
40 2
2
V  40 V
即电压表的示数为40 V。
由题意，设升压变压器原线圈的电流为 I1，升压变压器负线圈的电流为 I（即输电线中的电流），由
P损  P  P用
 I 2 R ，解得 I  0.5 A
则 I  P  400 A  10 A
1U40
1
升压变压器T 原、副线圈的匝数比 n1  I
 0.5  1
n2I1
1020
17．（1）1.25 ms2 或2.5 ms2 ；（2） 0.9J ；（3） 9.6m
【详解】（1）根据题意可知，杆加速阶段，当杆的速度为4m/s 时，感应电动势为
E  BLv  2V
感应电流为
杆受到的安培力为
IE

R  r
 1A
F安  BIL  0.5N
由公式 P  Fv 可得，此时拉力为
1
F  P  0.75N
v1
由牛顿第二定律可得，杆的加速度的大小为
a  F1  F安  1.25 m s2
1m
当杆的速度v  6m/s 时撤去拉力 F 之后，杆做减速运动，杆的速度减小到4 ms 时，杆受到的安培力为
0.5N ，由牛顿第二定律可得，杆的加速度的大小为
a  F安  2.5 m s2
2m
根据题意可知，撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，由能量守恒定律可知，杆的动能转化为电路中产生的总热量，则有
则杆上产生的热量为
Q  1 mv2  3.6J
2
Q1 
r R  r
Q  0.9J
根据题意，撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，由动量定理有
F安t  mv
由 E  BLv ， I 
则有
E
R  r
和 F安
 BIL 可得
F安 
B2 L2
B2L2v
R  r
可得
解得
18．（1） 0.125 ；（2） 6N ；（3） 0.3J
【详解】（1） cd 刚释放时，加速度
R  r vt  mv
B2 L2
x  mv
R  r
x  mv  R  r   9.6m
B2 L2
a  5m/s2
对cd 棒受力分析，由牛顿第二定律得
mg sinθ μmg csθ ma
解得
μ 0.125
由图像可知， a  0 时cd 棒速度达到最大，此时电路中的电流最大，此时cd 速度
v  1m/s ab 安培力达到最大，对地面压力也达到最大
对cd 受力分析
mg sinθ F +μmg csθ
对ab 棒受力分析
FN  mg  F
解得
F  2N ， FN  6N
安培力大小
解得
F  BId 
B2d 2v
2R
B  4T
由
q  It 
E t    Bdx
2R2R2R
解得
x  0.4m cd 从开始到速度最大的过程中，根据动能定理得
mgx sinθ μmgx csθW  1 mv2
2
产生的总焦耳热
Q  W ab 棒上产生的焦耳热