2024-2025学年陕西省西安市部分学校联考高二下学期3月月考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年度第二学期第一次阶段性检测高二物理注意事项：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案直接写在答题卡上。4.考试结束后将答题卡收回。第I卷（选择题）一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）1.有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（）A.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势B.线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化C.线圈转动到如图所示位置时感应电流最大D.线圈产生电动势大小与海浪波动的频率无关【答案】C【解析】A．根据右手定则，图示位置的感应电流从a端流出，可知，a端为等效电源的正极，即线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故A错误；B．如图所示位置，穿过线圈的磁通量为0，该位置与中性面垂直，电流只有在经过中性面位置时，电流方向才发生变化，即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，故B错误；C．结合上述，图示位置，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确；D．根据正弦式交流电产生的原理可知，从图示位置计时的感应电动势为可知，线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故D错误。故选C。2.某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统，它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同，导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动，且接触良好，当导线框在如图所示位置时（）。A.松开驱动踏板或踩下刹车踏板，应该是接通开关1B.踩下驱动踏板，导线框将会顺时针转动C.松开驱动踏板，电容器上板带负电D.松开驱动踏板，半圆环A、D两端输出的是交流电【答案】C【解析】A．由于工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，线圈在安培力作用下开始转动，此时应该接通开关1，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量，线圈转动切割磁感线，产生感应电动势，线圈开始对电容器充电，此时应该接通开关2，故A错误；B．结合上述，踩下驱动踏板时接通开关1，导线框中有沿的电流，根据左手定则可知，磁场对dc边的安培力方向向右，磁场对ab边的安培力方向向左，导线框将会逆时针转动，故B错误；C．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框切割磁感线产生的感应电流方向沿，导线框为一个等效电源，a端为等效电源的负极，可知，电容器上板带负电，故C正确；D．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框中的感应电流总是从金属半圆A端进入导线框后再从金属半圆D端流出，可知，半圆环A、D两端输出的是直流电，故D错误。故选C。3.如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小，为磁场的右边界。磁场内一匝数的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框的边长，其右边与磁场边界重合。时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕以角速度匀速转动，此过程中感应电动势E随时间t变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】线圈产生的电动势最大值为线圈转动的周期为在0~内，即0~时间内，线圈产生的电动势为在内，即时间内，线圈处于磁场外部，产生的电动势一直为0，在即时间内，线圈产生的电动势为故选D。4.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中R为滑动变阻器，灯泡、完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为R时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（）A.输入端的输入功率之比为 B.输入端的电压之比为C.与R消耗功率之比为 D.【答案】D【解析】B．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电压比灯泡正常发光有故有当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈两端电压比灯泡正常发光有故有故B项错误；A．两种情况下流过灯泡的电流均为额定电流，即两种情况下输入端的电流都相等，根据可知输入功率之比A项错误；C．根据，解得C项错误；D．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电流比两灯泡正常发光有，解得当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈电流比两灯泡正常发光有，解得故根据解得D项正确。故选D。5.近年来，无线充电技术得到了广泛应用。如图为某种无线充电器的简化原理图。由于发射线圈与接收线圈处于两个分离的装置中，穿过接收线圈的磁通量少于发射线圈的磁通量。已知发射线圈与接收线圈的匝数分别为1210和55，当发射线圈接入220V交流电源时，接收线圈输出电压为9V。忽略其他损耗，下列说法正确的是（）A.发射线圈与接收线圈的电流之比为1:22B.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为2:1C.穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90%D.只要发射线圈接入电压为220V，接收线圈输出电压均为9V【答案】C【解析】AC．若没有漏磁，发射线圈与接收线圈的电压之比等于其匝数之比，则有解得U2=10V由于实际上有漏磁，接收线圈的电压实际只达到了9V，故可知发射线圈与接收线圈的电流之比不是匝数的反比，即不是1:22，因为理论上接收线圈中的输出电压为10V，而实际上只有9V，因此可得穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90%，故A错误，C正确；B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相同，则可得发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为1:1，故B错误；D．无线充电利用的是电磁感应，因此必须使用交变电压，若使用恒定直流电，将不会产生变化的磁场，接收线圈中也就不会有电压产生，故D错误。故选C。6.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（）A.电阻R上的电功率为20WB.t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt（V）D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πt（A）【答案】C【解析】A．R上消耗的电功率为故A错误；B．0.02s时，磁通量为零，而磁通量的变化率最大，此时R两端瞬时电压最大，故B错误；C．R两端电压最大值为线圈转动的角速度为故R两端电压表达式为故C正确；D．根据C选项可得电流故D错误。故选C。7.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如甲图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数，电容器电容，取电容器上极板带正电，下极板带负电开始放电时为时刻，规定甲图中电流方向为正，电路中电流如乙图所示，则（）A.LC振荡电路的周期B.在时刻时，电容器上极板带正电C.在时间内，电容器C正在放电，电场能正转化为磁场能D.在时间内，电容器C正在放电，电路中电流方向为顺时针【答案】C【解析】A．根据解得故A错误；B．在时刻，电流达到最大，电容器放电结束，随后电容器充电，由于时刻电容器开始放电时，上极板带正电，下极板带负电，所以在时刻时，电容器下极板带正电，上极板带负电，故B错误；C．在时间内，电流正在增大，磁场能正在增大，则电场能正转化为磁场能，电容器C正在放电，故C正确；D．在时间内，电流正在减小，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器C正在充电，电路中电流方向为逆时针，故D错误。故选C。8.某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为20μF的电容器充电至6.0kV，电容器在时间t0内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（）A.放电时，电流方向为顺时针B.线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长C.电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长D.在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为120C【答案】A【解析】A．由题意知，电容器上极板带正电，故放电时，电流方向为顺时针，A正确；BC．振荡电路的周期为T＝2π电容器在时间t0内放电至两极板间的电压为0，即t0＝＝则线圈的自感系数越小、电容器的电容C越小，放电脉冲电流的放电时间就越短，故B、C错误；D．除颤过程中将电容为20μF的电容器充电至6.0kV，则电荷量为Q＝CU＝2×10-5×6000C＝0.12C故D错误。9.如图甲所示，电路中的电流正在变大，保持不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.回路中的磁场能正在变小B.电路2的电容为电路1中电容的2倍C.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等D.电路2的电流最大时电路1的电流也一定最大【答案】D【解析】A．回路中电流正在增大，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则回路中的磁场能正在变大，故A错误；B．根据可知，电路2的电容为电路1中电容的4倍，故B错误；C．根据电容的定义式可得，由于最大电压相同，电路2中的电容为电路1中电容的4倍，可知电路2对应的电容器最大电荷量是电路1最大电荷量的4倍，故C错误；D．电路2的电流最大时电路1的电流也最大，故D正确。故选D。10.金属探测仪内部电路可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路。某时刻线圈中磁场方向和电容器极板间电场方向如图所示，在该时刻下列说法正确的是（）A.经过M点的电流方向向右B.电容器的带电量在减少C.电路中的电流在减小D.电路中磁场能正在向电场能转化【答案】B【解析】根据右手螺旋定则可知，线圈中电流方向从上到下，经过M点的电流方向向左，而电容器两极板间电场从上到下，可知电容器正在放电，电流正在增大，电路中电场能正在向磁场能转化，线圈的磁场能正在增大，电容器带电量减小，故B正确，ACD错误。故选B。二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分）11.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（）A.时刻，线圈处在中性面B.时刻，的变化率为0C.时刻，感应电动势为0D.从时间内，线圈转过的角度是【答案】ACD【解析】AC．由图像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s时刻线圈平面位于中性面位置，最大故E＝0故AC正确；B．t＝0.01s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，故B错误；D．从图像可知，从t＝0.01s时刻至t＝0.04s时刻线圈旋转周，转过的角度为，故D正确。故选ACD12.如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪地发光。若已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A.发电机产生的交变电流的频率为B.小灯泡闪烁的频率为C.小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流、电压二者有效值的乘积D.发电机启动阶段，当手柄转速加倍后，小灯泡的功率变为原来的4倍【答案】ABD【解析】A．大皮带轮和小皮带轮边沿线速度大小相等，则有解得小皮带轮的角速度再由可知发电机线圈转动的频率此即为发电机产生的交变电流的频率，故A正确；B．小灯泡发光频率只与电流频率有关，它在一个周期内会闪烁两次，所以闪烁的频率故B正确；C．小灯泡闪烁，也就是小灯泡亮度时刻变化，说明小灯泡的瞬时功率是时刻变化的，而电流、电压二者有效值的乘积是定值，故小灯泡的瞬时功率不一定等于通过小灯泡的电流、电压二者有效值的乘积，故C错误；D．由题意知加倍，由可知电压最大值加倍，由可知小灯泡的功率变为原来的4倍，故D正确。故选ABD13.某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.输电线总电阻B.发电机输出电压C.用户增加时，用户得到的电压降低D.升压变压器的匝数比【答案】BCD【解析】A．输电线上电流为8A，由功率公式可得A错误；B．用户端电压，功率88kW，可得输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得可知升压变压器副线圈上电压可知升压变压器原线圈上电压B正确；C．当用户增加时，可知增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确；D．储能站功率为可得储能站电路电流为51A，则有由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得D正确。故选BCD。第II卷（非选择题）三、实验题（共3小题，总分24分）14.某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系。如图甲所示，先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上，下端自由下垂，将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端。当力传感器示数为零时，距离传感器的示数为x0；然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定，下面连接轻质木板B，距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x，木板B下面用轻细绳挂住一小桶C。（1）逐渐往小桶C内添加细沙，记录相应的力传感器的示数F和距离传感器的示数x。作出图像如图乙所示。由图及相关信息可知，弹簧的劲度系数k=_________N/m。（2）将该弹簧应用到电子秤上，如图丙所示（两根弹簧）。闭合开关S，称不同物体的质量时，滑片P上下滑动，通过电子显示器得到示数。弹簧处于自然伸长状态时，滑片P位于R的最上端，通过验证可知，电子显示器的示数I与物体质量m的关系为（a、b均为常数，k为轻弹簧的劲度系数），则滑动变阻器R的长度L=_________，电源电动势E=_________。（保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R0，电源内阻不计，已知当地重力加速度为g）【答案】（1）100（2）【解析】（1）弹簧的原长为，由弹簧的弹力与其形变量的关系可得可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则有（2）[1][2]当所称的物体质量为零时，有此时由电路结构可得联立解得电源电动势当所称的物体质量最大时，弹簧被压缩L，此时有，联立解得15.“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。图甲是呼气式酒精检测仪的简化电路原理图。图中电源电动势。，内阻不计，电压表量程为0~15V且内阻很大，电阻箱的阻值范围为0~999Ω，为酒精气体传感器，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。规定气体中酒精浓度在：，之间为酒驾，等于或超过，为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节电阻箱，使电压表的示数调零后的值保持不变。（1）调零后接入电路中的阻值为________Ω。（保留三位有效数字）（2）当电压表示数时，消耗的电功率为________W。（保留两位有效数字）（3）在某次检测中，电压表示数，经分析该司机属于_________。（填“正常”“酒驾”或“醉驾”）（4）若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出酒精的浓度将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）【答案】（1）200（2）（3）酒驾（4）偏小【解析】（1）[1]根据图乙知调零后为100Ω，根据闭合电路欧姆定律，推得接入电路中的阻值为（2）[2]当电压表示数时，两端电压为2V,回路中的电流为故消耗的电功率为（3）[3]在某次检测中，电压表示数，两端电压为2.5V，回路中的电流为此时在电路中的阻值为对照图乙查询知气体中酒精浓度在之间，故司机属于酒驾。（4）[4]若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出的偏大，则测出的酒精的浓度将偏小。16.某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。（1）如图（a）所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方向沿轴线转动，接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于______（填“横波”或“纵波”），若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是______。（2）如图（b）所示，在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化。这种现象是电磁波的______（“偏振”、“干涉”或“衍射”）现象，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“几乎相等”、“中间大两侧小”或“中间小两侧大”），若双缝的两条缝之间距离减小，接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离______（填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）横波先减弱后增强（2）干涉几乎相等变大【解析】（1）[1]根据题意可知在旋转偏振片后接收到信号的强度发生变化，由此说明电磁波属于横波；[2]若从接受的信号最强开始旋转的过程中，接受的信号强度变化情况是先减弱后增强；（2）[3]在发射器和接收器之间放置一块带双缝的金属平板，接收器沿虚线移动时，接收器接收到信号的强弱会发生变化，这种现象是电磁波的干涉现象。[4]根据双缝干涉条纹间距公式可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离几乎相等；[5]根据双缝干涉条纹间距公式若双缝的两条缝之间距离减小，可知接收器接收到的信号相邻两次最强位置之间的距离变大。四、计算题（共30分）17.如图所示，水平导体棒的质量，长，接入电路的阻值，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为，电阻均不计。阻值为的电阻用导线（电阻可忽略）与圆环相连接，理想交流电压表V（未画出）接在电阻两端。整个空间有磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒在外力作用下以速率绕两圆环的中心轴匀速转动。时，导体棒在圆环最低点，重力加速度。（1）推导出电阻两端电压随时间变化的表达式；（2）求时间内，通过电阻的电荷量和外力做的功。【答案】（1）（2）2C，【解析】（1）时，导体棒在圆环最低点，速度方向与磁感线垂直，此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势最大，有经过时间，导体棒端点与圆环圆心的连线转过的角度此时导体棒垂直磁感线的分速度此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势通过电阻的电流的最大值电阻两端电压的最大值电阻两端电压随时间变化的表达式为。（2）导体棒做圆周运动的周期时间内，通过电阻的电荷量时间内，电流的有效值导体棒和电阻产生的总焦耳热导体棒增加的重力势能根据能量守恒定律可知，外力做的功18.如图所示的LC电路中，电容C为，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电灰尘恰好静止。当时闭合开关S，灰尘在电容器内运动，重力加速度g取10m/s2。求：（1）LC电路中电磁振荡的周期；（2）当时，带电灰尘的加速度大小；（3）如电容器两板电压最大为，则在内的平均电流大小和方向。【答案】（1）；（2）；（3），逆时针方向【解析】（1）由电磁振荡的周期公式可得（2）开关断开时，灰尘恰好静止，则有当时，电流电荷量最大但电场的方向与开始时相反，则有解得（3）如电容器两板电压最大为，则电容器带电量最大值为由于则在内平均电流大小开关S断开时，极板间带负电灰尘恰好静止，则电容器的上极板带正电，则在内的电流的方向是逆时针方向。19.如下图所示是一个小型交流发电机的示意图。线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=20cm，B=T，线圈匝数n=50，线圈电阻r=5Ω，外电路负载电阻R=5Ω，线圈以120r/min的转速匀速转动。所示电流表和电压表均为理想交流电表。求：（1）若从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，感应电动势瞬时表达式；（2）电流表和电压表的示数；（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势的大小。【答案】（1）（2）4V，0.8A（3）V【解析】（1）线圈转动产生的是正弦交流电，最大值为由题意可知联立代入数据可得由于从垂直中性面位置开始计时，故电动势的瞬时表达式为（2）由有效值计算公式，由闭合电路欧姆定律，回路中电流为（3）由图示位置转过60°角的过程中磁通量的变化量为产生的平均感应电动势为其中联立可解得V2024-2025学年度第二学期第一次阶段性检测高二物理注意事项：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案直接写在答题卡上。4.考试结束后将答题卡收回。第I卷（选择题）一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）1.有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。图图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（）A.线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势B.线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化C.线圈转动到如图所示位置时感应电流最大D.线圈产生电动势大小与海浪波动的频率无关【答案】C【解析】A．根据右手定则，图示位置的感应电流从a端流出，可知，a端为等效电源的正极，即线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，故A错误；B．如图所示位置，穿过线圈的磁通量为0，该位置与中性面垂直，电流只有在经过中性面位置时，电流方向才发生变化，即线圈转动到如图所示位置时电流方向不发生变化，故B错误；C．结合上述，图示位置，穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确；D．根据正弦式交流电产生的原理可知，从图示位置计时的感应电动势为可知，线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故D错误。故选C。2.某国产品牌电动汽车配备基于电容器的制动能量回收系统，它有效增加电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计如图甲的模型。导线框abcd所在处剖面图如图乙所示，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均相同，导线框可在两金属半圆A、D内侧自由转动，且接触良好，当导线框在如图所示位置时（）。A.松开驱动踏板或踩下刹车踏板，应该是接通开关1B.踩下驱动踏板，导线框将会顺时针转动C.松开驱动踏板，电容器上板带负电D.松开驱动踏板，半圆环A、D两端输出的是交流电【答案】C【解析】A．由于工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，线圈在安培力作用下开始转动，此时应该接通开关1，松开驱动踏板或踩下刹车踏板时发电机工作回收能量，线圈转动切割磁感线，产生感应电动势，线圈开始对电容器充电，此时应该接通开关2，故A错误；B．结合上述，踩下驱动踏板时接通开关1，导线框中有沿的电流，根据左手定则可知，磁场对dc边的安培力方向向右，磁场对ab边的安培力方向向左，导线框将会逆时针转动，故B错误；C．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框切割磁感线产生的感应电流方向沿，导线框为一个等效电源，a端为等效电源的负极，可知，电容器上板带负电，故C正确；D．松开驱动踏板时接通开关2，导线框逆时针转动，根据右手定则可知，导线框中的感应电流总是从金属半圆A端进入导线框后再从金属半圆D端流出，可知，半圆环A、D两端输出的是直流电，故D错误。故选C。3.如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小，为磁场的右边界。磁场内一匝数的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框的边长，其右边与磁场边界重合。时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕以角速度匀速转动，此过程中感应电动势E随时间t变化的图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】线圈产生的电动势最大值为线圈转动的周期为在0~内，即0~时间内，线圈产生的电动势为在内，即时间内，线圈处于磁场外部，产生的电动势一直为0，在即时间内，线圈产生的电动势为故选D。4.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈电路中为定值电阻，副线圈电路中R为滑动变阻器，灯泡、完全相同。当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，两灯泡均正常发光；断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为，调节滑动变阻器使其接入电路的阻值为R时两灯泡也均正常发光，则前、后两种情况下（）A.输入端的输入功率之比为 B.输入端的电压之比为C.与R消耗功率之比为 D.【答案】D【解析】B．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电压比灯泡正常发光有故有当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈两端电压比灯泡正常发光有故有故B项错误；A．两种情况下流过灯泡的电流均为额定电流，即两种情况下输入端的电流都相等，根据可知输入功率之比A项错误；C．根据，解得C项错误；D．当闭合开关、断开开关且输入端的电压为U时，变压器原、副线圈电流比两灯泡正常发光有，解得当断开开关、闭合开关，电路输入端的电压为时，变压器原、副线圈电流比两灯泡正常发光有，解得故根据解得D项正确。故选D。5.近年来，无线充电技术得到了广泛应用。如图为某种无线充电器的简化原理图。由于发射线圈与接收线圈处于两个分离的装置中，穿过接收线圈的磁通量少于发射线圈的磁通量。已知发射线圈与接收线圈的匝数分别为1210和55，当发射线圈接入220V交流电源时，接收线圈输出电压为9V。忽略其他损耗，下列说法正确的是（）A.发射线圈与接收线圈的电流之比为1:22B.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为2:1C.穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90%D.只要发射线圈接入电压为220V，接收线圈输出电压均为9V【答案】C【解析】AC．若没有漏磁，发射线圈与接收线圈的电压之比等于其匝数之比，则有解得U2=10V由于实际上有漏磁，接收线圈的电压实际只达到了9V，故可知发射线圈与接收线圈的电流之比不是匝数的反比，即不是1:22，因为理论上接收线圈中的输出电压为10V，而实际上只有9V，因此可得穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90%，故A错误，C正确；B．发射线圈与接收线圈中磁通量变化的频率相同，则可得发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为1:1，故B错误；D．无线充电利用的是电磁感应，因此必须使用交变电压，若使用恒定直流电，将不会产生变化的磁场，接收线圈中也就不会有电压产生，故D错误。故选C。6.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（）A.电阻R上的电功率为20WB.t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt（V）D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πt（A）【答案】C【解析】A．R上消耗的电功率为故A错误；B．0.02s时，磁通量为零，而磁通量的变化率最大，此时R两端瞬时电压最大，故B错误；C．R两端电压最大值为线圈转动的角速度为故R两端电压表达式为故C正确；D．根据C选项可得电流故D错误。故选C。7.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如甲图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数，电容器电容，取电容器上极板带正电，下极板带负电开始放电时为时刻，规定甲图中电流方向为正，电路中电流如乙图所示，则（）A.LC振荡电路的周期B.在时刻时，电容器上极板带正电C.在时间内，电容器C正在放电，电场能正转化为磁场能D.在时间内，电容器C正在放电，电路中电流方向为顺时针【答案】C【解析】A．根据解得故A错误；B．在时刻，电流达到最大，电容器放电结束，随后电容器充电，由于时刻电容器开始放电时，上极板带正电，下极板带负电，所以在时刻时，电容器下极板带正电，上极板带负电，故B错误；C．在时间内，电流正在增大，磁场能正在增大，则电场能正转化为磁场能，电容器C正在放电，故C正确；D．在时间内，电流正在减小，磁场能正在减小，电场能正在增大，电容器C正在充电，电路中电流方向为逆时针，故D错误。故选C。8.某种除颤器的简化电路，由低压直流电源经过电压变换器变成高压电，然后整流成几千伏的直流高压电，对电容器充电，如图甲所示。除颤时，经过电感等元件将脉冲电流（如图乙所示）作用于心脏，实施电击治疗，使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为20μF的电容器充电至6.0kV，电容器在时间t0内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时，下列说法正确的是（）A.放电时，电流方向为顺时针B.线圈的自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长C.电容器的电容C越小，电容器的放电时间越长D.在该次除颤过程中，流经人体的电荷量约为120C【答案】A【解析】A．由题意知，电容器上极板带正电，故放电时，电流方向为顺时针，A正确；BC．振荡电路的周期为T＝2π电容器在时间t0内放电至两极板间的电压为0，即t0＝＝则线圈的自感系数越小、电容器的电容C越小，放电脉冲电流的放电时间就越短，故B、C错误；D．除颤过程中将电容为20μF的电容器充电至6.0kV，则电荷量为Q＝CU＝2×10-5×6000C＝0.12C故D错误。9.如图甲所示，电路中的电流正在变大，保持不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.回路中的磁场能正在变小B.电路2的电容为电路1中电容的2倍C.电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等D.电路2的电流最大时电路1的电流也一定最大【答案】D【解析】A．回路中电流正在增大，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则回路中的磁场能正在变大，故A错误；B．根据可知，电路2的电容为电路1中电容的4倍，故B错误；C．根据电容的定义式可得，由于最大电压相同，电路2中的电容为电路1中电容的4倍，可知电路2对应的电容器最大电荷量是电路1最大电荷量的4倍，故C错误；D．电路2的电流最大时电路1的电流也最大，故D正确。故选D。10.金属探测仪内部电路可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路。某时刻线圈中磁场方向和电容器极板间电场方向如图所示，在该时刻下列说法正确的是（）A.经过M点的电流方向向右B.电容器的带电量在减少C.电路中的电流在减小D.电路中磁场能正在向电场能转化【答案】B【解析】根据右手螺旋定则可知，线圈中电流方向从上到下，经过M点的电流方向向左，而电容器两极板间电场从上到下，可知电容器正在放电，电流正在增大，电路中电场能正在向磁场能转化，线圈的磁场能正在增大，电容器带电量减小，故B正确，ACD错误。故选B。二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分）11.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（）A.时刻，线圈处在中性面B.时刻，的变化率为0C.时刻，感应电动势为0D.从时间内，线圈转过的角度是【答案】ACD【解析】AC．由图像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s时刻线圈平面位于中性面位置，最大故E＝0故AC正确；B．t＝0.01s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，故B错误；D．从图像可知，从t＝0.01s时刻至t＝0.04s时刻线圈旋转周，转过的角度为，故D正确。故选ACD12.如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪地发光。若已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A.发电机产生的交变电流的频率为B.小灯泡闪烁的频率为C.小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流、电压二者有效值的乘积D.发电机启动阶段，当手柄转速加倍后，小灯泡的功率变为原来的4倍【答案】ABD【解析】A．大皮带轮和小皮带轮边沿线速度大小相等，则有解得小皮带轮的角速度再由可知发电机线圈转动的频率此即为发电机产生的交变电流的频率，故A正确；B．小灯泡发光频率只与电流频率有关，它在一个周期内会闪烁两次，所以闪烁的频率故B正确；C．小灯泡闪烁，也就是小灯泡亮度时刻变化，说明小灯泡的瞬时功率是时刻变化的，而电流、电压二者有效值的乘积是定值，故小灯泡的瞬时功率不一定等于通过小灯泡的电流、电压二者有效值的乘积，故C错误；D．由题意知加倍，由可知电压最大值加倍，由可知小灯泡的功率变为原来的4倍，故D正确。故选ABD13.某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）A.输电线总电阻B.发电机输出电压C.用户增加时，用户得到的电压降低D.升压变压器的匝数比【答案】BCD【解析】A．输电线上电流为8A，由功率公式可得A错误；B．用户端电压，功率88kW，可得输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得可知升压变压器副线圈上电压可知升压变压器原线圈上电压B正确；C．当用户增加时，可知增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确；D．储能站功率为可得储能站电路电流为51A，则有由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得D正确。故选BCD。第II卷（非选择题）三、实验题（共3小题，总分24分）14.某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系。如图甲所示，先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上，下端自由下垂，将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端。当力传感器示数为零时，距离传感器的示数为x0；然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定，下面连接轻质木板B，距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x，木板B下面用轻细绳挂住一小桶C。（1）逐渐往小桶C内添加细沙，记录相应的力传感器的示数F和距离传感器的示数x。作出图像如图乙所示。由图及相关信息可知，弹簧的劲度系数k=_________N/m。（2）将该弹簧应用到电子秤上，如图丙所示（两根弹簧）。闭合开关S，称不同物体的质量时，滑片P上下滑动，通过电子显示器得到示数。弹簧处于自然伸长状态时，滑片P位于R的最上端，通过验证可知，电子显示器的示数I与物体质量m的关系为（a、b均为常数，k为轻弹簧的劲度系数），则滑动变阻器R的长度L=_________，电源电动势E=_________。（保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R0，电源内阻不计，已知当地重力加速度为g）【答案】（1）100（2）【解析】（1）弹簧的原长为，由弹簧的弹力与其形变量的关系可得可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，则有（2）[1][2]当所称的物体质量为零时，有此时由电路结构可得联立解得电源电动势当所称的物体质量最大时，弹簧被压缩L，此时有，联立解得15.“饮酒不开车”是司机必须遵守的交通法规。图甲是呼气式酒精检测仪的简化电路原理图。图中电源电动势。，内阻不计，电压表量程为0~15V且内阻很大，电阻箱的阻值范围为0~999Ω，为酒精气体传感器，其阻值随气体中酒精浓度的变化规律如图乙所示。规定气体中酒精浓度在：，之间为酒驾，等于或超过，为醉驾。测试仪使用前应先调零，即当气体中酒精浓度为0时，调节电阻箱，使电压表的示数调零后的值保持不变。（1）调零后接入电路中的阻值为________Ω。（保留三位有效数字）（2）当电压表示数时，消耗的电功率为________W。（保留两位有效数字）（3）在某次检测中，电压表示数，经分析该司机属于_________。（填“正常”“酒驾”或“醉驾”）（4）若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出酒精的浓度将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）【答案】（1）200（2）（3）酒驾（4）偏小【解析】（1）[1]根据图乙知调零后为100Ω，根据闭合电路欧姆定律，推得接入电路中的阻值为（2）[2]当电压表示数时，两端电压为2V,回路中的电流为故消耗的电功率为（3）[3]在某次检测中，电压表示数，两端电压为2.5V，回路中的电流为此时在电路中的阻值为对照图乙查询知气体中酒精浓度在之间，故司机属于酒驾。（4）[4]若电池使用时间较长，有明显的内阻，则测出的偏大，则测出的酒精的浓度将偏小。16.某同学利用微波发射器和接收器研究电磁波。发射器可发射频率为10GHz的一定强度电磁波，接收器可显示接收到电磁波的强度。（1）如图（a）所示，接收器和发射器置于同一直线上，在发射器和接收器前均加装一偏振片，此时接收器显示接收到的信号最强。若接收器按图示方