河北省衡水市2025届高二上学期三调考试物理试题（含答案）

第第页河北省衡水市2025届高二上学期三调考试物理试题一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1．下列说法中正确的是（）A．大小随着时间做周期变化的电流是交变电流B．变压器可以改变交流电压和直流电压C．带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量与加速电压有关D．在质谱仪中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大2．如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间t0内，磁感应强度方向向外且由0增大到BA．线圈中感应电流方向为逆时针方向B．线圈有扩张的趋势C．通过线圈的磁通量变化量大小为BD．线圈中感应电动势大小为B3．如图所示的理想变压器电路中，小灯泡A上标有“9V，18W”，小灯泡B的电阻是5Ω，副线圈回路中接入三个均标有“12V，24W”的小灯泡，小灯泡A与右边三个小灯泡均正常发光，下列说法中正确的是（）A．理想变压器的原、副线圈匝数比为nB．通过小灯泡B的电流是10AC．副线圈两端的电压为9VD．小灯泡B两端的电压20V4．如图所示，两条平行的金属轨道所构成的平面与水平地面的夹角为θ，在轨道的顶端接有恒定电源和滑动变阻器，一根质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，杆与导轨间的动摩擦因数恒定．整个装置处于垂直轨道平面向上的匀强磁场中，滑动变阻器的滑片P处于中点位置，杆处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向M端缓慢滑动一段时间后杆开始下滑，整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨及电源内阻不计。下列说法中正确的是（）A．此过程中金属杆所受安培力的方向垂直于斜面向下B．金属杆所受安培力的大小与滑动变电阻器的电阻成反比C．下滑后，金属杆所受摩擦力大小不变D．滑片向M端滑动的过程中，金属杆对轨道的压力变大5．如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力，下列说法正确的是（）A．质子从C到D，电场力做的是正功B．D点的电势低于C点的电势C．质子从A到C，洛伦兹力不做功D．质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力6．调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，若经过元件调节后，加在调速电风扇上的电压U与时间t的关系图像如图所示为部分正弦曲线，已知调速电风扇线圈电阻为R，此时调速电风扇正常工作，下列说法正确的是（）A．调速电风扇的额定电压为12UB．调速电风扇的额定电压为12UC．调速电风扇的额定电压为13UD．调速电风扇的额定电压为13U7．如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为l的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l，ab>cd．从t=0时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是（）A． B．C． D．二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．8．如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡，下列说法正确的是（）A．闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮B．闭合电键S稳定后，A灯最亮C．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭D．闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭9．电磁灶（又叫电磁炉）的基本结构图如图甲所示，利用电磁感应产生涡流的原理对食物进行加热，利用涡流现象来冶炼钢铁的炼钢炉装置如图乙所示，下列说法正确的是（）A．电磁灶的加热原理先是电能变成磁能，然后产生涡流最后产生焦耳热B．铁质锅换成铜、铝锅，其加热效果与铁质锅一样C．炼钢炉通上恒定电流也可以冶炼钢铁D．炼钢炉的涡流现象与电磁灶的涡流现象本质相同，结构也类似10．如图所示为一小型交流发电机的示意图，图中两磁极间的磁场可视为匀强磁场。匝数为N=20的矩形线圈绕对称轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动，线圈通过滑环和电刷与阻值为10Ω的定值电阻R形成闭合回路，已知穿过线圈的磁通量随时间的变化规律A．t=0.5sB．t=76C．0~1s时间内通过电阻R的电荷量为0D．0~1s时间内电阻R上产生的焦耳热为0.8三、非选择题：本题共5小题，共54分．11．在“测量电源的电动势和内阻”实验中，设计了如图甲所示的电路，实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U以及电流表示数I，绘制的U−I图像如图乙所示，已知定值电阻R0的阻值为0.5（1）实验中，定值电阻R0的作用是A．保护电源B．在电流变化时使电压表示数变化明显C．在电压变化时使电流表示数变化明显（2）由图乙求得电源的电动势E=V，内阻r=Ω；（结果均保留两位小数）（3）电表内阻的存在使电动势的测量值（填“偏大”“偏小”或“不变”）。12．某物理兴趣小组的同学利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻Rx①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径两端点裁剪好；②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；③将电阻箱的阻值调至R1，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角θ④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（θ，R）值；⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。根据分析，试回答下列问题：（1）某次调节电阻箱的示数如丙图所示，则此时电阻箱接入电路的电阻为Ω；（2）已知乙图中图像与纵轴的截距为−b，由此可求得Rx=，若考虑电流计的内阻，Rx（3）实验时，当金属夹K调至某位置时，该小组的同学因为观察不仔细，认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从K到P的电流，那么此时测出Rx的值与真实值相比13．近年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁橇”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，其原理如图所示。两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出。已知平行导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B与电流i的关系式为B=ki（k为常量且已知）。金属棒被该磁场力推动。当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由I1=2（1）金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小F；（2）金属棒经过第一、二级区域的加速度大小a1、a2；（3）金属棒从静止开始经过两级区域推进后的速度大小。14．如图甲所示是交流发电机模型示意图。在匀强磁场中有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO'轴逆时针匀速转动；输出一正弦交流电的电动势随时间变化的规律如图乙所示。连接的理想变压器原、副线圈的匝数比n1（1）请写出从图甲所示位置开始计时，原线圈接的交变电压瞬时值表达式；（2）求通过R2（3）求变压器的输入功率。15．在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确地注入离子，需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控，如图所示，在空间直角坐标系O−xyz内的长方体OABC−O1A1B1C1区域，OA=OO1=L1（1）仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场，所有的粒子从BB1边射出电场，求电场强度的大小（2）仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过A1ABB（3）在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场，已知磁感应强度B=43T，电场强度E=

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A．大小随着时间做周期变化的电流不一定是交变电流，交变电流主要是方向随着时间做周期变化，故A错误；B．变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压，故B错误；C．带电粒子的最大轨道半径等于D形盒半径，根据洛伦兹力提供向心力则有q则带电粒子在回旋加速器内运动的最终能量为E与加速电压无关，故C错误；D．在质谱仪中，粒子经过加速电场加速过程，根据动能定理有qU=粒子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力则有qvB=m联立可得q可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大，故D正确。故选D。

【分析】带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，其在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径．2．【答案】C【解析】【解答】A．根据楞次定律可知，线圈中磁通量向外增加，则感应电流磁场向里，则感应电流方向为顺时针方向，选项A错误；B．根据“增缩减扩”可知，线圈有收缩的趋势，选项B错误；C．通过线圈的磁通量变化量大小为

ΔΦ=BD．线圈中感应电动势大小为

E=nB0故选C。

【分析】1、根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。

若线圈中磁通量向外增加，感应电流的磁场方向应向里（阻碍磁通量增加）。

根据右手定则，感应电流的方向应为顺时针方向。

2、“增缩减扩”是指当线圈中的磁通量增加时，线圈有收缩的趋势；当磁通量减少时，线圈有扩张的趋势。若线圈中磁通量向外增加，线圈应有收缩的趋势。

3、通过线圈的磁通量变化量大小为ΔΦ，感应电动势的大小需要根据磁通量变化率公式E=nB3．【答案】B【解析】【解答】AC．小灯泡A上标有“9V，18W”，小灯泡A与右边三个小灯泡均正常发光，原线圈与小灯泡A并联，易得原线圈的电压是9V，副线圈两端的总电压是36V，因此得nAC错误；BD．由变压器电流与匝数的关系可得I有I解得I根据并联电路电流规律可得通过小灯泡B的电流I小灯泡B两端电压UB正确，D错误。故选B。

【分析】根据理想变压器的原、副线圈电压与匝数关系计算；由原、副线圈的功率相等、功率公式和串并联电路特点计算；根据电功率公式计算；根据欧姆定律计算。4．【答案】C【解析】【解答】A．由左手定则（磁场垂直轨道平面向上，电流沿杆从a到b），安培力方向沿斜面向下（非垂直斜面），A错误；B．根据安培力的计算公式可得F=BIL=B因此金属杆所受安培力的大小与滑动变电阻器的电阻和金属杆的电阻总和成反比，B错误；CD．由受力分析可得，滑片向M端滑动的过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路中的电流增大，导体棒受到的安培力沿斜面向下增大，但压力始终等于mgcosθ不变，下滑后，滑动摩擦力大小故答案为：C。

【分析】结合左手定则、安培力公式、受力分析，逐一分析选项：核心是明确安培力的方向、大小与电阻的关系，以及摩擦力的决定因素（正压力）。5．【答案】C【解析】【解答】A．由题可知质子所受电场力水平向右，质子从C到D的过程中电场力做负功，故A错误；B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知D点电势高于C点，故B错误；C．由于洛伦兹力一直都与速度方向垂直，故质子从A到C洛伦兹力不做功，故C正确；D．由于A点和D点在同一等势面上，故从A到D电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，A点速度为0，根据动能定理可知质子在D点速度也为0，则质子在A点和D点都只受电场力作用，在匀强电场中质子在这两点电场力相等，即合力相等，故D错误。故答案为：C。

【分析】本题结合电场力、洛伦兹力的性质，分析质子在复合场中的运动：核心是利用洛伦兹力的方向特点（始终与速度垂直）、电场力做功与电势的关系。6．【答案】A【解析】【解答】本题考查了交流的峰值、有效值以及它们的关系等知识点。求有效值的时候，一定要在一个周期内交流电和直流电产生的热量相等来求解。据有效值定义，可由2×解得U=因调速电风扇正常工作，调速电风扇的额定电压为12U0故选A。【分析】将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量，交流电产生的热量和直流电产生的热量相等，而且出去有效值。7．【答案】B【解析】【解答】由楞次定律可知，在0∼lv时间内感应电流方向沿逆时针方向，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，所以感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小；在lv故答案为：B。

【分析】通过分析线框穿越磁场的两个阶段（进入磁场、离开磁场），结合法拉第电磁感应定律、楞次定律，确定感应电流的方向和大小变化：核心是分阶段判断有效切割长度的变化，进而推导电流的变化规律。8．【答案】B,D【解析】【解答】AB．自感线圈中的电流不能突变，则电键闭合瞬间B、C立即亮起来，而A灯所在支路存在自感线圈，电流会从0逐渐增大，故A是逐渐变亮的。当电路稳定后，自感线圈的直流电阻可忽略，则根据并联电路中各支路电压相等，则电流之比等于电阻的反比，所以A灯所在支路电流比B、C灯更大，则A灯功率最大，A灯最亮。故A错误，B正确；CD．闭合电键S稳定后，再断开电键S，自感线圈中电流不能突变，则自感线圈充当电源作用，与A、B、C三个灯组成闭合回路，B、C灯电流突变成A灯电流的大小，再与A一起缓慢熄灭。所以，B、C灯先闪一下后缓慢熄灭，A灯直接缓慢熄灭，所以三个灯都是缓慢熄灭的，而不是立即熄灭的。故C错误，D正确。故答案为：BD。

【分析】结合自感线圈的“阻碍电流变化”特性（通电时阻碍电流增大，断电时阻碍电流减小），分析开关闭合、断开时的电路动态变化。9．【答案】A,D【解析】【解答】A．电磁灶中，交变电流通过线圈产生变化的磁场（电能→磁能）；变化的磁场使锅体（导体）中产生涡流；涡流在锅体电阻中转化为焦耳热（内能），能量转化过程为“电能→磁能→涡流的电能→焦耳热”，A正确；B．由于铜、铝的电阻比较小，在电磁感应中不能满足需要的发热功率，故铁质锅不能换成铜、铝锅，加热效果不同，B错误；C．炼钢炉通上恒定电流产生的磁场是恒定磁场，通过钢铁的磁通量不变，不会产生涡流即感应电流，则不能冶炼钢铁，C错误；D．炼钢炉的涡流现象与电磁灶的涡流现象本质相同，都是电磁感应现象，结构也类似，都是铁质金属整体能产生涡流的结构装置，D正确。故答案为：AD。

【分析】围绕涡流的产生条件（变化的磁场）和能量转化，分析电磁灶与炼钢炉的工作原理：核心是利用电磁感应产生涡流，将电能转化为内能。10．【答案】B,D【解析】【解答】发电机线圈中产生的感应电流在中性面处发生改变，穿过线圈的磁通量最大时，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；计算通过电阻的电荷量要用电流的平均值，而计算电阻产生的焦耳热要用电流的有效值。A．根据Φ=0.2cosπtWb可知，B．t=0.5sE线圈产生的交变电压的瞬时值表达式e=t=7e=−2由法拉第电磁感应定律可得穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦB正确；C.0~1s时间内线圈中平均感应电动势E通过电阻R的电荷量q=C错误；D．交变电压的有效值E=0∼1sQ=D正确。故选BD。

【分析】根据磁通量的瞬时值表达式求解t=0.5s时刻的磁通量，从而判断线圈平面的位置，再判断电流方向是否改变；根据磁通量的瞬时值表达式求解线圈转动的角速度，根据感应电动势最大值的表达式求最大值，然后求解感应电动势的瞬时值表达式；根据瞬时值表达式求解感应电动势的瞬时值，最后求磁通量的变化率；根据磁通量公式求磁通量的变化量，根据法拉第电磁感应电律、闭合电路的欧姆定律和电流的定义式求通过电阻的电荷量；根据正弦交流电有效值与最大值的关系求感应电动势的有效值，根据焦耳定律求电阻上产生的热量。11．【答案】AB；1.49；0.23；偏小【解析】【解答】本题考查了“测量电源的电动势和内阻”实验，要明确实验原理，掌握闭合电路的欧姆定律的运用。（1）定值电阻R0故选AB。（2）根据闭合电路欧姆定律可知U=E−I(根据图像的斜率及纵轴截距可知E=1.49Vr=|（3）由于电压表的分流作用导致电动势测量值偏小。

【分析】（1）定值电阻R0有保护电源的作用，电源内阻很小，可以使电流表和电压表的示数变化更明显，据此分析作答；

（2）根据闭合电路的欧姆定律求解U-I函数，结合图像纵截距和斜率的含义求解作答；

（3）实验的误差来源于电压表的分流作用，根据闭合电路的欧姆定律分析作答。12．【答案】596.0；1b【解析】【解答】本题是桥式电路，关键要知道当电桥平衡时，灵敏电流计的示数为0；要熟练掌握欧姆定律和串联、并联电路的特点。（1）电阻箱的读数为5×100（2）由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R与Rx串联，R与AK并联；同时RII化简可得II最后，得被测电阻的阻值为R整理得1由此可求得R则Rx与灵敏电流计的内阻无关，故若考虑电流计的内阻，R（3）若使灵敏电流计示数为零，则需减小θ（或增大电阻箱阻值R），由R知，此时测出Rx的值小于真实值。

【分析】（1）根据电阻箱的读数规则读数；

（2）当电流表示数为零时，R与Rx串联，R与AK并联；同时Rx与BK并联，根据欧姆定律、圆心角与弧长（电阻）的关系求解函数，结合图像纵截距的含义分析作答；并进行误差分析；

（3）灵敏电流计还有从P到K的电流，说明P点电势高于K点电势，因此I1R＞I2RAK，再结合待测电阻的表达式分析作答。13．【答