湖北省黃岡市黃州中學(xué)（黃岡外校）2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期12月第二次高考難度提前適應(yīng)性段測(cè)試物理試題

2023年秋湖北省黃州中學(xué)（黃岡外校）高二上第一學(xué)期12月第二次高考難度提前適應(yīng)性段測(cè)試物理試題本試卷選題多為近幾年高考真題，難度較高，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真答題，?？荚図樌?。一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。第1—7題單選，8—10題多項(xiàng)選。）1.圖是簡(jiǎn)化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點(diǎn)的條形磁鐵，繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值相等 B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同時(shí)達(dá)到最大值 D.兩電阻消耗的電功率相等【答案】B【解析】【詳解】AD．根據(jù)可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值不相等，有效值也不相等；根據(jù)可知，兩電阻的電功率也不相等，選項(xiàng)AD錯(cuò)誤；B．因兩線圈放在同一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊，則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等，選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)磁鐵的磁極到達(dá)一線圈附近時(shí)，一個(gè)線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，另一個(gè)線圈通過(guò)的磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，可知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不可能同時(shí)達(dá)到最大值，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。故選B。2.一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為，該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T(mén)，如圖所示。則Q方∶Q正等于（）A.1∶ B.∶1 C.1∶2 D.2∶1【答案】D【解析】分析】【詳解】由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量可得故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。3.如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻R1的阻值為R，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U，理想電流表A的示數(shù)為I。下列說(shuō)法正確的是（）A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小，U不變B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，R1消耗的功率增大C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，I減小，U增大D.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，R1消耗的功率減小【答案】B【解析】【詳解】AB．由題意可知，原副線圈的匝數(shù)比為，則副線圈的電流為，根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電壓有效值為則變壓器原線圈的電壓有效值為設(shè)輸入交流電的電壓有效值為，則可得保持位置不變，向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，不斷變大，根據(jù)歐姆定律可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)變小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據(jù)原副線圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正確，A錯(cuò)誤；CD．設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為，同理可得則整理可得保持位置不變，向下緩慢滑動(dòng)過(guò)程中，不斷變大，則變小，對(duì)由歐姆定律可知可知不斷變小，根據(jù)原副線圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知時(shí)，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后減小，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動(dòng)變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中（）A.電流表A1示數(shù)減小 B.電流表A2示數(shù)增大C.原線圈輸入功率先增大后減小 D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大【答案】A【解析】【分析】本題考查含理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析?！驹斀狻緼B．由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得可知副線圈的電流逐漸減小，由可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；C．原線圈的輸入功率為由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯(cuò)誤；D．由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過(guò)定值電阻的電流逐漸減小，則由公式可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離的輸電示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則（）A.用戶(hù)用電器上交流電的頻率是100HzB.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500VC.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D.當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失功率減小【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖乙知交變電流的周期為s，則頻率為Hz故A錯(cuò)誤；B．發(fā)電機(jī)輸出的最大電壓為500V，故B錯(cuò)誤；C．輸電線的電流由負(fù)載決定，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)用戶(hù)的用電器的總電阻增大時(shí)，輸出的電流減小，故輸電線上損耗的功率減小，故D正確。故選D。6.低壓鹵素?zé)粼诩彝ル娐分惺褂脮r(shí)需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素?zé)糁苯油ㄟ^(guò)變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A.鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е禐?B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3C.流過(guò)鹵素?zé)舻碾娏鳛?D.鹵素?zé)舻碾娮铻椤敬鸢浮緽【解析】【詳解】A．鹵素?zé)羯蠘?biāo)記的額定電壓即為鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е?，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)理想變壓器的原理可知B正確；C．流過(guò)鹵素?zé)舻碾娏鳛镃錯(cuò)誤；D．鹵素?zé)羰欠蔷€性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯(cuò)誤。故選B。7.某節(jié)能儲(chǔ)能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計(jì)，用戶(hù)端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)電機(jī)的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲(chǔ)能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數(shù)比n1：n2=1：44【答案】C【解析】【詳解】A．由題知，發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯(cuò)誤；BD．由題知，用戶(hù)端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯(lián)立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I(xiàn)3R=11500V再根據(jù)，解得BD錯(cuò)誤；C．根據(jù)理想變壓器無(wú)功率損失有P=U2I3＋P儲(chǔ)代入數(shù)據(jù)有P儲(chǔ)=408kWC正確。故選C。8.如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a，b所示，則()A.兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a，b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V【答案】AC【解析】【詳解】t＝0時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重合，A項(xiàng)正確；圖中a、b對(duì)應(yīng)的周期之比為2∶3，因此線圈轉(zhuǎn)速之比na∶nb＝∶＝3∶2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a線表示的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為fa＝＝25Hz，C項(xiàng)正確；a線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值Eam＝NBS·，由圖象知Eam＝15V，b線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值Ebm＝NBS·，因此＝＝，Ebm＝10V，有效值Eb＝V＝5V，D項(xiàng)錯(cuò)誤．9.如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開(kāi)關(guān)S后（）A.R的發(fā)熱功率不變 B.電壓表的示數(shù)不變C.電流表的示數(shù)變大 D.電流表的示數(shù)變小【答案】BC【解析】【詳解】AC．閉合開(kāi)關(guān)S后，負(fù)載電阻減小，匝數(shù)為的線圈輸出功率變大，匝數(shù)為的線圈輸入功率也變大，a、b兩端電壓有效值不變，由可知電流表的示數(shù)變大，根據(jù)因比值不變，變大，變大，因此，R的發(fā)熱功率變大，故A錯(cuò)誤，C正確；B．根據(jù)理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比可知輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變，故B正確；D．根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得由于匝數(shù)均保持不變，增大，所以、增大，故電流表的示數(shù)變大，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為D.從到過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為【答案】BC【解析】【詳解】由圖像可知時(shí)刻線圈的磁通量最大，因此此時(shí)線圈處于中性面位置，因此A錯(cuò)誤；由圖可知交流電的周期為T(mén)，則，由交流電的電動(dòng)勢(shì)的最大值為，則有效值為，故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動(dòng)一周的發(fā)熱量，，故C正確；從0時(shí)刻到時(shí)刻的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，故D錯(cuò)誤．二、非選擇題（本大題共5小題，共60分）11.（1）為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的是_____。A.有閉合鐵芯的原副線圈B.無(wú)鐵芯的原副線圈C.交流電源D.直流電源E.多用電表（交流電壓擋）F.多用電表（交流電流擋）用匝數(shù)匝和匝的變壓器，實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表：1.802.803.804.904.006.018.029.98根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是_________（填或）?！敬鸢浮竣?ACE②.【解析】【詳解】(1)變壓器原理是互感現(xiàn)象的應(yīng)用.是原線圈磁場(chǎng)的變化引起副線圈感應(yīng)電流的變化，如果原線圈中通的是直流電源.則副線圈中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.題意為探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系.需要測(cè)量電壓，所以需要一個(gè)測(cè)電壓的儀器，所以需要的器材有A、有閉合鐵芯的原副線圈；C交流電源;E多用電表交流電壓擋;故選ACE根據(jù)題意.電壓比與匝數(shù)比不相等.可知該變壓器為非理想變壓器，考慮到變壓器有漏磁鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱等影響判斷出U2為原線圈上電壓大小，則判斷出接電源的是.【點(diǎn)睛】本題主要考查探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系，若是理想變壓器則電壓之比應(yīng)該等于匝數(shù)之比，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明電壓之比不等于匝數(shù)之比，則說(shuō)明此變壓器有漏磁現(xiàn)象，根據(jù)電壓之間的關(guān)系找到應(yīng)該接電源．12.類(lèi)比是研究問(wèn)題的常用方法。（1）情境1：物體從靜止開(kāi)始下落，除受到重力作用外，還受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力（k為常量）的作用。其速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方程（①式）描述，其中m為物體質(zhì)量，G為其重力。求物體下落的最大速率。（2）情境2：如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，線圈自感系數(shù)為L(zhǎng)，電路中的總電阻為R。閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律類(lèi)似。類(lèi)比①式，寫(xiě)出電流I隨時(shí)間t變化的方程；并在圖2中定性畫(huà)出It圖線。（3）類(lèi)比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。情境1情境2物體重力勢(shì)能的減少量物體動(dòng)能的增加量電阻R上消耗的電能【答案】（1）；（2）a.，b.；（3）見(jiàn)解析【解析】【分析】【詳解】（1）當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度時(shí)，加速度零，有得（2）a.由閉合電路的歐姆定理有b.由自感規(guī)律可知，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流，使它逐漸變大，電路穩(wěn)定后自感現(xiàn)象消失，It圖線如答圖2（3）各種能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律如圖所示情境1情境2電源提供的電能線圈磁場(chǎng)能的增加量克服阻力做功消耗的機(jī)械能13.如圖，四個(gè)完全相同的電燈分別接在理想變壓器的原副線圈。當(dāng)原線圈接正弦式交變電壓U，四個(gè)電燈均正常發(fā)光。求：（1）原副線圈的匝數(shù)比為多少？（2）U與電燈的電壓比值是多少？【答案】（1）3：1；（2）4：1【解析】【詳解】（1燈泡均正常發(fā)光，所以有根據(jù)變壓器原理，可知（2）設(shè)燈的電壓為，則有解得14.如圖，兩固定的絕緣斜面傾角均為θ，上沿相連．兩細(xì)金屬棒ab(僅標(biāo)出a端)和cd(僅標(biāo)出c端)長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，質(zhì)量分別為2m和m；用兩根不可伸長(zhǎng)的柔軟輕導(dǎo)線將它們連成閉合回路abdca，并通過(guò)固定在斜面上沿的兩光滑絕緣小定滑輪跨放在斜面上，使兩金屬棒水平．右斜面上存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于斜面向上．已知兩根導(dǎo)線剛好不在磁場(chǎng)中，回路電阻為R，兩金屬棒與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.已知金屬棒ab勻速下滑．求：(1)作用在金屬棒ab上的安培力的大??；(2)金屬棒運(yùn)動(dòng)速度的大小．【答案】(1)mg(sinθ–3μcosθ)(2)(sinθ–3μcosθ)【解析】【詳解】(1)設(shè)導(dǎo)線的張力的大小為T(mén)，右斜面對(duì)ab棒的支持力的大小為N1，作用在ab棒上的安培力的大小為F，左斜面對(duì)cd棒的支持力大小為N2．對(duì)于ab棒，由力的平衡條件得對(duì)于cd棒，同理有聯(lián)立解得：(2)由安培力公式得：ab棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：由歐姆定律