山东省聊城重点中学2022-2023学年高二下学期第一次阶段性考试物理试题及参考答案

级高二（下）第一次阶段性考试物理试题时间100分钟满分100分一、单选题（每题3分，共30分）1.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）。A.电磁波和机械波都要通过弹性介质向外传播；B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波；C.通过振荡电路发射电磁波的过程，就是向外传递能量的过程；D.电磁波从真空进入介质，频率要变小。2.如图所示的四种情况中，满足磁铁与线圈相互排斥且流过R的感应电流方向从b到a的是（）A. B. C. D.3.如图所示，关于涡流，下列说法中错误的是（）冶炼炉 电磁炉 阻尼摆 硅钢片A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流4.如图所示是一交变电流的i−t图象，则该交变电流的有效值为（）A. B. C. D.5.如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，图甲中箭头方向为电流正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（）甲 乙A.t1时刻FN>G，P有扩张的趋势B.t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量为0C.t3时刻FN＝G，此时P中有感应电流D.t4时刻FN<G，此时穿过P的磁通量最小6.将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM＝R，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于如图所示的直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。从t＝0时刻开始让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，假定沿OMN方向的电流为正，则线框中的电流随时间的变化规律描绘正确的是（） A B C D7.如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略，a、b、c是三个相同的小灯泡下列说法正确的是（）A.开关S闭合瞬间，b、c灯立即亮，a灯逐渐亮B.开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮C.开关S断开后，b灯立即熄灭，a、c灯逐渐熄灭D.开关S断开后，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭8.如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO′以恒定的角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是（）A.t＝0时刻流过电阻R的电流方向向左B.线圈中感应电动势的瞬时表达式为C.线圈转动的过程中，电阻R两端的电压有效值为D.从t＝0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压瞬时值为9.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入图乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是（）甲 乙A.图乙中电压的有效值为220VB.电压表的示数为VC.R处出现火警时电流表示数变小D.R处出现火警时电阻R0消耗的电功率减小10.如图所示，变频交变电源的频率可在20Hz到20kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的亮度相同。则下列说法正确的是（）A.如果将频率增大，A1变暗、A2变亮B.如果将频率增大，A1变亮、A2变暗C.如果将频率减小，A1变亮、A2变亮D.如果将频率减小，A1变亮、A2变暗二、多选题（每题4分，部分2分，共28分）11.若已知某种气体的摩尔体积，摩尔质量，阿伏加德罗常数，则可估算出这种气体的（）A.每个分子的质量 B.每个分子的体积C.每个分子占据的空间 D.分子之间的平均距离12.如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，逆时针方向为感应电流i的正方向，水平向右为ad边所受安培力F的正方向，则图中可能正确的是（）甲 乙A. B. C. D.13.如图所示，金属杆ab以恒定的速率v在间距为L的光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路总电阻为R（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，下列叙述正确的是（）A.ab杆中的电流与速率v成正比B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比C.电阻R上产生的电热功率与速率v成正比D.外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比14.如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，匝数为n、边长为L的正方形线圈绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，其角速度为ω，线圈总电阻为r.下列说法正确的是（）A.线圈转动过程中的最大电流为B.线圈转动一周产生的热量为C.当线圈与中性面的夹角为30°时，线圈产生的瞬时电动势为D.线圈从中性面开始，转动60°的过程中，通过导线横截面的电荷量为15.图1为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数n=50匝，电阻r=1.0Ω，在它的c、d两端接一阻值R=9.0Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间按图2所示的规律变化，可在受电线圈中产生电动势的最大值为20V的正弦交流电，设磁场竖直向上为正。则（）。图1 图2A.在时，受电线圈中产生的电流为2.0AB.在时，c端电势低于d端C.在一个周期内，电阻R上产生的热量约为D.从到时间内，通过电阻R的电荷量为16.如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是（）A.t＝0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电B.时刻，线圈L的感应电动势最大C.时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左D.时刻，电容器C两极板间电压最大17.如图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是（IR、IC均为有效值）（）A.若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC＝0B.若ab棒匀速运动，则IR＝0，IC＝0C.若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则IR≠0，IC≠0D.若ab棒做匀加速运动，则IR≠0，IC＝0三、实验题（每空2分，共16分）18.如图所示，厚度为h、宽度为d的半导体材料放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中。当电流通过导体时，在导体的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数称为霍尔系数。（假设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v、电量为e、导体单位体积的自由电子个数n）。（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势______（填“高于”、“低于”或“等于”）下侧面AA′的电势；（2）电子所受的洛伦兹力的大小为_______；（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为_______；（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，推导可知霍尔系数=_______（用微观量表示）。19.某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约为20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.162.949.1（1）提供的实验器材有：电源（3V，内阻不计）、电源（6V，内阻不计）、滑动变阻器（）、滑动变阻器（）、热敏电阻Rt，继电器、电阻箱（）、开关、导线若干。为使该装置实现对30∼80℃之间任一温度的控制，电源应选用_______（选填“”或“”），滑动变阻器R应选用_______（选填“”或“”）。（2）实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障，用调节好的多用电表排查测量各接点间的电压.闭合开关S，在图中，若只有a、b间断路，则应发现表笔接入a、b时指针_______（选填“偏转”或“不偏转”）。（3）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤正确顺序是_______。（填写各步骤前的序号）①将热敏电阻接入电路②观察到继电器的衔铁被吸合③断开开关，将电阻箱从电路中移除④合上开关，调节滑动变阻器的阻值⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω四、解答题（共36分）20.（8分）小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡.线圈的水平边长L＝0.1m，竖直边长H＝0.3m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0T，方向垂直线圈平面向里.线圈中通有可在0～2.0A范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量.（重力加速度取g＝10m/s2）甲 乙（1）为使“电磁天平”的量程达到0.5kg，线圈的匝数N1至少为多少？（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10Ω.不接外电流，两臂平衡.图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1m.当挂盘中放质量为0.01kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率.21.（12分）一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为500V，现用电阻率为，横截面积为的输电线向4×103m远处的用户输电，已知发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，求：（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？（2）如果用户用电器的额定电压为220V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？（3）画出远距离输电过程线路示意图（4）当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于220V？（不必说出理由）22.（16分）如图甲所示，MN、PQ为两根足够长的固定平行光滑金属导轨，间距为L，电阻不计，导轨平面与水平面间的夹角𝜃=30°，上端N、Q连接一个阻值为R的定值电阻。两导轨间存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。一长为L，质量为m，电阻为R的金属棒AC放置在导轨上。现将AC由静止释放，同时对AC施加一个方向沿导轨向下的恒定拉力，下滑距离d后，AC的运动状态达到稳定。已知重力加速度大小为g，AC的加速度大小随速率的变化规律如图乙所示。AC始终与导轨垂直且接触良好。求：甲 乙（1）拉力F的大小；（2）磁场的磁感应强度B的大小；（3）从开始运动至达到稳定状态的过程中，通过电阻R的电荷量q；（4）从开始运动至达到稳定状态的过程中，金属棒AC上产生的焦耳热Q。2021级高二（下）第一次阶段性考试物理试题参考答案2023.31.C.解析：电磁波可以在真空中传播，不需要介质，故A错误。空间电场或磁场发生周期性变化，才会在其周围产生电磁波；如果是均匀变化的（电）磁场产生恒定的（磁）电场，不会激发电磁波，故B错误。发射电磁波的过程，就是向外传递能量的过程，故C正确。电磁波从真空进入介质，频率不变，速度减小，波长减小，故D错误。故选C。2.C 3.B 4.D.5.C解析：当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有收缩的趋势，线圈中产生逆时针感应电流（从上向下看），由安培定则可判断，螺线管下端为N极，线圈等效成小磁铁，N极向上，则此时FN>G，故A错误；当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，线圈和磁铁间无相互作用力，故t2时刻FN＝G，此时穿过P的磁通量不为0，故B错误；t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流，故C正确；t4时刻电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中磁通量不变，故D错误.6.C解析：在0～t0时间内，线框从图示位置开始（t＝0）转过90°的过程中，产生的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律得，回路中的电流为，根据楞次定律判断可知，线框中感应电流方向为逆时针方向（沿ONM方向）。在t0～2t0时间内，线框进入第三象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿OMN方向）。回路中产生的感应电动势为；感应电流为。在2t0～3t0时间内，线框进入第四象限的过程中，回路中的电流方向为逆时针方向（沿ONM方向），回路中产生的感应电动势为；感应电流为。在3t0～4t0时间内，线框出第四象限的过程中，回路中的电流方向为顺时针方向（沿OMN方向），回路中产生的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律得，回路电流为，选项C正确。7.C解：CD.S断开瞬间，线圈中的电流减小，产生阻碍原电流减小的感应电流，相当于一个电源，此时L、a、c形成闭合回路，故a、c灯逐渐熄灭，而b灯中的电流是立即为零的，所以b立即熄灭，故C正确，D错误；AB.S闭合瞬间，穿过线圈的电流增大，产生感抗，所以c逐渐亮起来，而a、b不受影响，立即亮，稳定后，L相当于一根理想导线，故a、b、c均亮，故AB错误；故选：C。8.【答案】C【解析】t＝0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，由右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；从与中性面垂直的位置开始计时，感应电动势随时间按余弦规律变化，且最大感应电动势，所以感应电动势的瞬时值表达式为，故B错误；线圈转过的过程中，最大感应电动势，则产生的感应电动势的有效值为，因此电阻R两端的电压为，故C正确；线圈从t＝0开始转过时，电阻R两端的电压为，故D正确错误。9.【答案】B【解析】题图乙中电压的最大值，则有，解得电压的有效值为，故A错误；变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10∶1，所以电压表的示数为，故B正确；R处温度升高时，电压表示数不变，阻值减小，副线圈电流I2增大，则输出功率增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数变大，根据知，电阻R0消耗的电功率增大，故C、D错误.10.B解析：某一频率时，两只灯泡亮度相同，可知两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，A1变亮，通过A2的电流减小，A2变暗，故选项A、错误B正确；同理可得选项C，D错误。11.答案：ACD12.AD13.ABD【解析】A.ab杆中的电流，可知，I∝v，故A正确；B.磁场作用于ab杆的安培力，可知F安∝v，故B正确；CD.由于杆匀速运动，拉力与安培力大小相等，则外力F=F安；所以外力对ab杆做功的功率为，则知，根据功能关系可知，电阻R上产生的电热功率等于拉力的功率，所以电阻R上产生的电热功率也与速率的平方成正比，故C错误D。正确故选ABD。14.【答案】AB【解析】线圈转动过程中的最大电动势为，根据闭合电路欧姆定律得，A正确；电流的有效值为，线圈转一圈的时间为，线圈转动一周产生的热量为，B正确；当线圈与中性面的夹角为30°时，线圈产生的瞬时电动势为，C错误；线圈从中性面开始，转动60°的过程中，穿过线圈磁通量的变化为，通过导线横截面的电荷量为，D错误.15.【答案】ACD【解析】由题图2知时受电线圈中产生的电动势最大，为，线圈中产生感应电流的大小，A项正确；由楞次定律可以得到此时c端电势高于d端，B项错误；通过电阻的电流的有效值，电阻在一个周期内产生的热量，C项正确；线圈中感应电动势的平均值，通过电阻R的电流的平均值，通过电阻R的电荷量，由题图2知，在的时间内，，解得，D项正确。16.答案：BD解析：没断开开关前，线圈与R串联，由于线圈的电阻不计，所以线圈两端的电压为零，电容器两极板上电荷量为零.此时通过线圈的电流自右向左，当断开开关时，开始给电容器充电，电流逐渐减小，经过个周期（时刻），充电电流减小到最小，此时电容器上电荷量最多（左板带正电，右板带负电），线圈L的感应电动势最大.故选项A错，B正确.随后电容器放电，再经过（即时刻）放电完毕，电流达到最大，从左向右通过线圈，故选项C错误.随后再充电，经过（即时刻），充电完毕，此时电容器上电荷量最多，两极板间电压最大，故选项D正确.17.答案：BCD解析：ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，故副线圈电流为零，选项A错，选项B正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零.电容器进行充放电，故选项C正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电.故选项D也正确.18.【答案】（1）低于；（2）；（3）；（4）。【解答】（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子