山東省青島市萊西市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（含答案解析）

高二學(xué)業(yè)水平階段性檢測（二）物理試題本試卷共100分，考試時間90分鐘．一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．1.電磁波傳播過程中，電場方向，磁場方向，傳播方向三者互相垂直，電磁波是電波和磁波二者的總稱，有時可直接簡稱為電波．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A.麥克斯韋首先從理論上預(yù)言了電磁波，并用實驗證實了電磁波的存在B.常用的遙控器通過發(fā)出微波來遙控電視機C.電磁波的波長越長，其能量子的能量越低D.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同【答案】C【解析】【詳解】A．麥克斯韋首先從理論上預(yù)言了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故Ａ錯誤；B．遙控器通過發(fā)出紅外線脈沖信號遙控電視機，因紅外線波長較長，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故Ｂ錯誤；C．電磁波的波長越長，頻率越小，根據(jù)，則其能量子的能量越低，故Ｃ正確；D．電磁波在真空中的傳播速度大于在介質(zhì)中傳播速度，故Ｄ錯誤。故選Ｃ。2.我國新疆昌吉至安徽古泉新建了1100kV特高壓直流箱電工程．這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓輸電工程．如圖是交流特高壓α和直流特高壓輸電b的年耗費與輸電距離的對比圖．下列說法正確的是（）A.“西電東送”直流高壓輸電不需要使用變壓器B.相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少C.直流特高壓輸電的線路上沒有電能的損耗D.直流特高壓輸電在近距離輸電上經(jīng)濟效益更高些【答案】B【解析】【詳解】A．要想改變電壓，采用高壓輸電必須要使用變壓器，故A錯誤；B．感抗大小與交流電的頻率有關(guān)，則相同輸電距離直流輸電線路的感抗比交流輸電少，故B正確；C．直流特高壓輸電的線路上因輸電線有電阻，則仍有電能的損耗，故C錯誤；D．由圖可知，直流特高壓輸電在近距離輸電上年消耗過大，經(jīng)濟效益更低些，故D錯誤。故選B。3.為了研究電磁爐的工作原理，某個同學(xué)制作了一個簡易裝置，如圖所示，將一根電線纏繞在鐵芯外部，接通交流電源，放置在鐵芯上方的不銹鋼鍋具開始發(fā)熱，下述可以增大鍋具的發(fā)熱功率的辦法，可行的是（）A.增大交流電源的頻率B.把不銹鋼鍋換成銅鍋C.將電源換成電動勢更大的直流電源D.把線圈內(nèi)部鐵芯去掉【答案】A【解析】【詳解】A．當(dāng)下方線圈通入交流電時，在不銹鋼鍋具中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成渦流而產(chǎn)生熱量，因感應(yīng)電動勢與電流的變化率成正比，增大交流電源的頻率，感應(yīng)電動勢增大，電流增大，熱功率增大，故A正確；B．銅不是磁性材料，把不銹鋼鍋換成銅鍋，則不會產(chǎn)生渦流，則不發(fā)熱，故B錯誤；C．換成直流電源，恒定電流產(chǎn)生恒定的磁場，穿過線圈的磁通量不變，線圈中不會有感應(yīng)電流，熱功率為0，故C錯誤；D．把線圈內(nèi)部鐵芯去掉，則磁場減弱，感應(yīng)電動勢減小，感應(yīng)電流減小，熱功率變小，故D錯誤。故選A4.如圖所示，把開關(guān)K閉合后，要使Q線圈產(chǎn)生圖示方向的電流，下面采用的方法不正確的是（）A.把Q靠近PB.把P中的鐵心從左邊抽出C.把R滑片右移D.開關(guān)K斷開的瞬間【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)右手螺旋定則，線圈P中產(chǎn)生的磁場左側(cè)為N極，右側(cè)為S極，則把Q靠近P時，穿過Q的磁通量向左增加，根據(jù)楞次定律可知，線圈Q中產(chǎn)生與圖中相反方向的感應(yīng)電流，故A錯誤，符合題意；B．把P中的鐵心從左邊抽出，則穿過Q的磁通量向左減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈Q中產(chǎn)生圖中方向的感應(yīng)電流，故B正確，不符合題意；C．把R的滑片右移，則P中電流減弱，則穿過Q的磁通量向左減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈Q中產(chǎn)生圖中方向的感應(yīng)電流，故C正確，不符合題意；D．開關(guān)K斷開的瞬間，則穿過Q的磁通量向左減小，根據(jù)楞次定律可知，線圈Q中產(chǎn)生圖中方向的感應(yīng)電流，故D正確，不符合題意。故選A5.豎直方向振動的彈簧振子及其振動圖像如圖所示，已知小球質(zhì)量為，彈簧的勁度系數(shù)為，下列說法正確的是（）A.振子（小球）的位移隨時間變化的關(guān)系式為B.在第1s末到第2s末這段時間內(nèi)，小球的動能在減少、彈性勢能在增加C.小球的最大加速度為D.該小球在0~20s內(nèi)的位移為100cm【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，小球振動的周期T為4s，振幅A為5cm，則小球的位移隨時間變化的關(guān)系式為故A錯誤；B．在第1s末到第2s末這段時間內(nèi)，小球從最大位移運動到平衡位置，則小球的動能在增加、彈性勢能在減小，故B錯誤；C．小球在最大位移處時受到的彈力最大為則根據(jù)牛頓第二定律可得，小球的最大加速度為故C正確；D．由圖可知，小球在4s時的位移為零。小球周期為4s，20s即為4個周期，所以該小球在0~20s內(nèi)的位移為零，故D錯誤。故選C。6.汽油發(fā)動機內(nèi)經(jīng)過壓縮的汽油與空氣的混合物，需要火花塞來點燃。某汽油發(fā)動機火花塞需要高達(dá)10kV的電壓才能點火，一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的點火電路。已知直流電源的電壓為12V，升壓變壓器的輸出端接到火花塞上，開關(guān)是自動控制的。下列說法正確的是（）A.兩電路都不可能使火花塞點火，因為變壓器不能改變直流電壓B.圖（a）和（b）的電路中，保持開關(guān)閉合，輸出端都會獲得持續(xù)的高壓C.圖（a）的電路中，在開關(guān)斷開瞬間，輸出端會產(chǎn)生高壓D.圖（b）的電路中，在開關(guān)斷開瞬間，輸出端會產(chǎn)生高壓【答案】C【解析】分析】【詳解】變壓器是改變交流電的電壓的設(shè)備，由圖可知，當(dāng)圖（a）中的開關(guān)接通與斷開的瞬間，左側(cè)的電流發(fā)生變化，變化的電流引起左側(cè)的線圈內(nèi)磁通量的變化，進(jìn)而引起右側(cè)的線圈內(nèi)磁通量的變化，則在右側(cè)的線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該電動勢以高壓的形式對外輸出，即可使火花塞產(chǎn)生高壓點火。而圖（b）中，右側(cè)沒有電流，所以右側(cè)的開關(guān)的接通與斷開不能引起電流的變化，所以圖（b）不能使火花塞點火。故選C。7.如圖所示，電壓表、電流表均為理想電表，R是光敏電阻，光照增強時電阻變大，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比．原線圈接入“220V，50Hz”的正弦交流電時，下列說法正確的是（）A.若照射R的光照減弱，則電流表示數(shù)將減小B.當(dāng)電阻R=20Ω時，電流表的示數(shù)為11AC.把電流表換成二極管時，電壓表V的示數(shù)為11VD.把電流表換成二極管時，電壓表V的示數(shù)為【答案】D【解析】【詳解】A．若照射R的光照減弱，則電阻減小，次級電流變大，則初級電流也變大，則電流表示數(shù)將變大，故A錯誤；B．次級電壓為當(dāng)電阻R=20Ω時，根據(jù)解得電流表的示數(shù)為I1=0.11A故B錯誤；CD．把電流表換成二極管時，則可得初級電壓為電壓表V的示數(shù)為故C錯誤，D正確。故選D。8.如圖所示，導(dǎo)體小球A在光滑的絕緣水平圓形軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在使小球正上方的條形磁鐵在軌道正上方做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)速為n。關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是（）A.磁鐵轉(zhuǎn)動過程中遠(yuǎn)離小球時小球加速，靠近小球時小球減速B.安培力對小球做的功大于小球動能的增加C.安培力對小球做的功等于小球內(nèi)部產(chǎn)生的焦耳熱和小球動能的增量D.運動穩(wěn)定后，小球的轉(zhuǎn)速最后等于n【答案】D【解析】【詳解】A．磁鐵轉(zhuǎn)動過程中無論遠(yuǎn)離還是靠近小球，小球在安培力作用下都加速運動，故A錯誤；BC．安培力對小球做的功等于小球動能的增加，故BC錯誤；D．運動穩(wěn)定后，小球的轉(zhuǎn)速最后等于與磁鐵的轉(zhuǎn)速相同，安培力為零，故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．9.如圖甲所示，邊長為a的正方形線框電阻為R，線框左半部分有垂直線框平面的勻強磁場，MN分別為線框兩邊的中點，磁場隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，磁場方向以向里為正方向，下列說法正確的是（）A.0到時間內(nèi)磁通量的變化量為B.0到與到時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向相同C.到時間內(nèi)線框中點電勢始終比點電勢高D.過程，線框中感應(yīng)電流恒為【答案】BC【解析】【詳解】A．0到時間內(nèi)磁通量的變化量為故A錯誤；B．根據(jù)楞次定律，0到時間內(nèi)磁通量向里減小，在到時間內(nèi)磁通量向外增加，則0到與到時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流方向相同，均為順時針方向，故B正確；C．根據(jù)楞次定律，到時間內(nèi)線框中感應(yīng)電流為順時針方向，則點電勢始終比點電勢高，故C正確；D．過程，線框中感應(yīng)電流恒為故D錯誤。故選BC。10.如圖所示，電池的電動勢為，內(nèi)電阻為，電容器的電容為，繞在鐵芯上的理想線圖電感為，其直流電阻為零。開始電路中開關(guān)斷開，閉合。在時刻，斷開，閉合，此后回路中出現(xiàn)了振蕩電流。若不計電磁波的輻射能量，電路中電阻的存在不會影響振蕩電路的震蕩頻率。則下列說法正確的是（）A.閉合的瞬間，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為B.時刻，電容器帶電量為零C.時刻，電感線圈中產(chǎn)生的自感電動勢為零D.電路最后達(dá)到的狀態(tài)是兩端的電勢差恒為零【答案】AD【解析】【詳解】A．閉合的瞬間，電容器開始放電，此時放電電流為零，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，故A正確；BC．時刻，即經(jīng)歷，電容器剛好反向充電結(jié)束，電容器帶電量不為零，此時充電電流為零，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，故BC錯誤；D．振蕩電路中電阻產(chǎn)生焦耳熱，能量逐漸減少，直至不再震蕩，電路最后達(dá)到的狀態(tài)是兩端的電勢差恒為零，故D正確。故選AD。11.電子感應(yīng)加速器是利用感生電場使電子加速的設(shè)備，原理如圖．圖中電磁鐵的勵磁電流是交變電流，電子槍每次選擇時機注入電子束并使它被渦旋電場加速．電子束通常在真空室內(nèi)繞行幾十萬圈后，在電場尚未改變方向前被從加速器中引出，成為高能電子．如圖所示電子正在真空室中沿逆時針做半經(jīng)不變的加速圓周運動，下列說法正確的有（）A.圖中勵磁線圈內(nèi)的交變電流正在增大B.電子在圓形軌道上加速時，軌道處的磁場必須是逐漸增大的C.圓形軌道沿著電子的加速運動方向電勢越來越高D.若電流i是正弦交流電，該加速器每個周期T內(nèi)只有的時間能使電子加速【答案】AB【解析】【詳解】AB．電子正在真空室中沿逆時針做半經(jīng)不變的加速圓周運動，可知產(chǎn)生的感應(yīng)電場為順時針方向，根據(jù)楞次定律可知，圖中勵磁線圈內(nèi)的交變電流正在增大，選項A正確；B．粒子在電場中逐漸被加速，則做圓周運動需要的向心力增大，因洛倫茲力提供向心力，則要求軌道處的磁場是逐漸增大的，選項B正確；C．在磁場變化時產(chǎn)生的電場與靜電場不同，它的電場線是閉合的，我們把這樣的電場叫做感生電場，也稱渦旋電場。在渦旋電場中電場力做功與路徑有關(guān)，正因為如此，它是一種非靜電力。這使得電子在渦旋電場中受到的電場力做的功與其運動路徑有關(guān)。比如電子在渦旋電場中沿著導(dǎo)線環(huán)運動一周，電場力做的功不為零，而在靜電場中電子沿著導(dǎo)線環(huán)運動一周，其電場力做功為零。所以在渦旋電場中我們不能建立“電勢”和“電勢能”的概念。則電子在環(huán)形感應(yīng)電場中被加速，則圓形軌道沿著電子的加速運動方向不能判斷電勢高低，選項C錯誤；D．若電流i是正弦交流電，該加速器每個周期T內(nèi)右兩個的時間都能使電子加速，選項D錯誤。故選AB。12.如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)軌的左端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻．質(zhì)量為m、阻值也為R的導(dǎo)體棒MN靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強磁場中．開始時，電容器所帶的電荷量為Q，合上開關(guān)S，在以后的整個電路動態(tài)變化中，下列說法正確的是（）A.開關(guān)S中的電流一定大于電阻R中的電流B.導(dǎo)體棒MN向右先加速、后勻速運動C.導(dǎo)體棒MN速度最大時所受的安培力為0D.電阻R產(chǎn)生焦耳熱大于導(dǎo)體棒上產(chǎn)生焦耳熱【答案】CD【解析】【詳解】ABC．開始時導(dǎo)體棒上電流從M到N，導(dǎo)體棒受安培力水平向右，導(dǎo)體棒加速，同時導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢，回路里電流減小，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的電動勢與電容器板間電壓相等時，回路電流為零，導(dǎo)體棒速度達(dá)到最大，此時安培力為零，因中間有電阻R相聯(lián)接，電容器與電阻R形成各自的回路，電容放電，導(dǎo)體棒中電流反向，所受安培力反向，所以之后導(dǎo)體棒MN一直減速，直到速度變?yōu)榱悖娙莸碾娏繛榱?，最終電能和動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則開始時通過電鍵S的電流等于R和導(dǎo)體棒上電流之和，后來通過R的電流等于S的電流和導(dǎo)體棒的電流之和，故AB錯誤，C正確。D．因為在MN加速階段，由于MN存在反電動勢，所以通過MN的電流要比通過R上的電流要小，所以電阻R消耗的電能大于MN上消耗的電能，故加速階段電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱；當(dāng)安培力為零后，MN開始減速直到速度為0，此時電容器的電流和導(dǎo)體棒的電流都流經(jīng)電阻R，此時電阻R上的電流仍然大于導(dǎo)體棒上的電流，故該階段電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱也大于導(dǎo)體棒MN上產(chǎn)生的焦耳熱，則整個過程中電阻R產(chǎn)生焦耳熱大于導(dǎo)體棒上產(chǎn)生焦耳熱，故D正確。故選CD。三、非選擇題，共6小題，共60分．13.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系”實驗中，小張同學(xué)利用如圖甲所示可拆式變壓器進(jìn)行研究。①實驗還需要的器材是________。A．直流電壓表B.直流電流表C.多用電表D.條形磁鐵②正確選擇器材后，將上圖中變壓器的原線圈接線0、8接線柱，與直流電壓相連（如圖乙），副線圈接線0、4接線柱，則副線圈所接電表的示數(shù)是________。A．B.C.D.0【答案】①.C②.D【解析】【詳解】①[1]實驗測量的電壓是交流電壓，選擇多用電表的電壓擋測量，故選C；②[2]根據(jù)實驗電路連接圖，原線圈連接的電壓為直流電壓，因此副線圈兩端電壓為0。故選D。14.用圖示裝置完成“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”：（1）用游標(biāo)尺上有10個小格的游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑，結(jié)果如圖甲所示，可讀出擺球的直徑為______cm；（2）實驗時，擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動的最低點的左、右兩側(cè)分別放置激光光源與光敏電阻，如圖乙所示，光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t的變化圖線如圖丙所示，則該單擺的周期為______。（3）若把該裝置放到正在勻加速上升的電梯中，用完全相同的操作重新完成實驗，圖像中將______（選填“變大”“不變”或“變小”），圖像中將______（選填“變大”“不變”或“變小”）?！敬鸢浮竣?1.87②.2t0③.變?、?變小【解析】【詳解】（1）[1]擺球的直徑為d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm（2）[2]由圖可知，該單擺的周期為T=2t0（3）[3]若把該裝置放到正在勻加速上升的電梯中，則等效重力加速度變?yōu)間＇=g+a>g則用完全相同的操作重新完成實驗，則擺球經(jīng)過最低點時的速度變大，則遮光時間變短，即圖像中將變小，單擺的周期變小，可知圖像中將變小。15.某光伏電站的功率是200kW，電壓為12V直流，送往外地時，先通過逆變器轉(zhuǎn)化為200V的交流電（能量轉(zhuǎn)化效率為80%），然后經(jīng)變壓器I升壓，通過總電阻為r=50Ω的輸電線路送往用戶，再經(jīng)變壓器Ⅱ降為220V電壓供用戶使用，如圖所示．已知輸電線上損失的功率為3200W，求：（1）變壓器Ⅱ的原、副線圈匝數(shù)之比；（2）變壓器Ⅱ副線圈中的電流大小?！敬鸢浮浚?）980:11；（2）712.7A【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意輸電線上損失的功率解得解得變壓器II的原、副線圈匝數(shù)之比（2）用戶得到的功率解得16.如圖甲所示為手機無線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場，其磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙正弦規(guī)律變化，其中。已知受電線圈的匝數(shù)為匝，所圍面積為，電阻?，F(xiàn)在受電線圈的c，d兩端接一阻值的小燈泡。求：（1）受電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；（2）在1分鐘內(nèi)，電阻上產(chǎn)生的熱量；（3）從到半個周期內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。（結(jié)果可用表示）【答案】（1）5V；（2）135J；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)正弦交流電產(chǎn)生的原理，由法拉第電磁感應(yīng)定律得，受電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為（2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，感應(yīng)電流的最大值為感應(yīng)電流的有效值為由焦耳定律，1分鐘內(nèi)電阻上產(chǎn)生熱量為（3）從到時間內(nèi)磁通量的變化量為由法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路得歐姆定律得通過小燈泡的電荷量為17.如圖導(dǎo)體棒受外力作用在圓形軌道所圍磁場中繞端點以角速度，沿逆時針勻速轉(zhuǎn)動。磁場區(qū)域的半徑為，第一和第三象限的磁感應(yīng)強度為，第二和第四象限的磁感應(yīng)強度為，磁場均垂直于軌道平面，方向如圖，導(dǎo)體棒兩端分別與圓心和金屬導(dǎo)軌良好接觸，接入電路中的電阻為，外電路電阻，電且與圓心和導(dǎo)軌上的N點連接，不計一切摩擦。求：（1）圖中所示時刻導(dǎo)體棒OM兩點之間的電勢差；（為此時導(dǎo)軌上的接觸點）（2）若從導(dǎo)體棒剛進(jìn)入第一象限開始計時，規(guī)定中電流向右為正方向，畫出導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動一周的過程中，外電路電阻中電流i隨時間t變化的圖像；（3）圖中理想電流表的示數(shù)（結(jié)果