内蒙古杭锦后旗2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷（解析版）

这是一份内蒙古杭锦后旗2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（共28分，每小题4分）
1. 如图所示是课本中交流发电机发电过程的示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，为了便于观察，图中只画了一匝线圈，线圈的AB边和CD边分别连接在滑环上，线圈在匀速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为0，此位置为中性面
B. 转到图乙位置时，线圈中电流方向发生改变
C. 转到图丙位置时，CD边切割磁感线，产生感应电流方向为D→C
D. 转到图丁位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最大
【答案】B
【解析】A．转到图甲位置时，磁场与线圈平行，线圈得磁通量为0，中性面为磁通量最大位置，因此甲图不是中性面位置，故A错误；
B．转到图乙位置时，即线圈为中性面位置，此时线圈中电流方向发生改变，故B正确；
C．转到图丙位置时，由右手定则可得，CD边感应电流方向为C一D，故C错误；
D．转到图丁位置时，线网中的磁通量最大，磁通量变化率为零，故D错误。
故选B。
2. 通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（ ）
A. 5AB. 4AC. 3AD. 1A
【答案】A
【解析】由等效法得
即
解得
3. 1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是（ ）
A. 实验证实了电磁波的存在
B. 实验证实了法拉第的电磁场理论
C. 实验可以说明电磁波是一种纵波
D. 在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电
【答案】A
【解析】ABC．该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论。故A正确；BC错误；
D．实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电。故D错误。
4. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 到内，弹簧振子的动能不断增加
B. 该弹簧振子的振动方程为
C. 时，弹簧振子的加速度沿轴负方向
D. 到内，弹簧振子运动的位移为
【答案】B
【解析】A．由题图可知，到内，弹簧振子从平衡位置振动到最大位移，则弹簧振子的动能不断减小，故A错误；
B．由题图可知，弹簧振子的振幅为，周期为，则该弹簧振子的振动方程为
故B正确；
C．由题图可知，时，弹簧振子处于平衡位置，弹簧振子的加速度为0，故C错误；
D．由题图可知，到内，弹簧振子运动的位移为
故D错误。
故选B。
5. “西电东送”是中国的一项重大能源战略工程，旨在将西部地区丰富的煤炭、水能资源转化为电力资源，并通过电网输送到电力需求较大的东部沿海地区。如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，已知发电机的输出功率为P，输电线上的电流为I，输电线的电阻为r，升压变压器原、副线圈的匝数比为，则下列判断正确的是（ ）
A. 发电机的输出的电流为
B. 降压变压器的输入电压为
C. 用户得到的功率为
D. 若增大，输送功率不变，则导线上损耗的功率增大
【答案】B
【解析】A．根据原副线圈电流与匝数的关系
所以
故A错误；
B．降压变压器的输入电压为
所以
故B正确；
C．用户得到的功率为
故C错误；
D．输电线上损失的功率为
若U2增大，根据原副线圈电压与匝数的关系可知，U1增大，由于输送功率不变，则I1减小，则输电线上的电流I减小，所以导线上损耗的功率减小，故D错误。
故选B。
6. 图甲所示为LC振荡电路，其电流随时间变化的规律如图乙所示。在时刻，电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在增大，且M板带负电，则这段时间对应图像中（ ）
A. Oa段B. ab段C. bc段D. cd段
【答案】C
【解析】在时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合i-t图像可知，电流以逆时针方向为正方向。某段时间里，回路的磁场能在增大，是电场能向磁场能的转化过程，说明回路中的电流在增大，电容器在放电，放电完毕时电流最大，而此时M板带负电，则电流方向为顺时针方向。因此这段时间内电流为负且正在增大，综合选项分析，符合条件的只有图像中的bc段。
故选C。
7. 如图甲所示，一小型发电机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场的固定轴转动，矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R，矩形线圈内阻为，其他电阻都不计，从图示位置开始计时，且当滑动变阻器为R，其中线圈匝数，穿过线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
B. 矩形线圈从图示位置转过的时间内，通过电流表的电荷量为0.1C
C. 滑动变阻器的滑片向上移动过程中，电流表示数不变，示数变小
D. 滑动变阻器的滑片向上移动过程中，电压表示数不变，和示数都变小
【答案】A
【解析】A．因为
矩形线圈产生的感应电动势的最大值
瞬时值表达式为
选项A正确；
CD．因
可得
（其中）
滑动变阻器的滑片向上移动过程中，R＇阻值变大，则次级电流I2减小，示数变小，初级电流I1减小，电流表示数变小；由于
R＇阻值变大，U2变大，示数变大，则示数变大，电阻R0上电压减小，可知示数变大，选项CD错误。
B．由上述表达式可知
即初级回路的等效电阻为
矩形线圈从图示位置转过的时间内，平均电动势
则通过电流表的电荷量
由
可知
选项B错误。
故选A。
二、多选题（共18分，每小题6分）
8. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁波的传播不需要借助任何介质
B. 麦克斯韦用实验成功地证明了电磁波的存在
C. 均匀变化的电场一定能形成电磁波
D. 电磁波的传播过程是电磁场能的传播过程
【答案】AD
【解析】A．电磁波可以在真空中传播，传播不需要借助任何介质，A正确；
B．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹用实验证明了电磁波的存在，B错误；
C．均匀变化的电场形成的磁场是稳定的，无法形成电磁波，C错误；
D．电磁波的传播就是将电磁场能传播出去，D正确；
9. 把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它的平衡位置为O，在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（ ）
A. 小球O位置时，动能最大，加速度最小
B. 小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大
C. 小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功
D. 小球从A经O过程中，回复力一直指向平衡位置
【答案】AD
【解析】A．小球在O位置时，回复力为零，加速度为零；弹性势能最小，动能最大，故A正确；
B．小球在A、B位置时，位移最大，回复力最大，所以加速度最大；由于弹性势能最大，小球动能最小，故B错误；
C．小球从A经O到B的过程中，回复力先向右后向左，先与小球运动方向相同后相反，所以先做正功后做负功，故C错误；
D．小球在整个运动过程中，回复力一直都指向平衡位置，故D正确。
故选AD。
10. 在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻，R为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为u=36sin50πt(V）
B. 在t=0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零
C. Rt处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2的比值不变
D. Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
【答案】BD
【解析】AB. 原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压，周期0.02s，故角速度
所以原线圈两端电压的瞬时表达式
当t=0.01s时，u=0，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故A项与题意不相符，B项与题意相符；
C. Rt处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C项与题意不相符；
D. Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，变压器输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率增大，故D项与题意相符．
三、实验题（共12分，每空3分）
11. 初中物理学习了电磁继电器，某同学学习了高中物理的传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，温度过高时电铃报警。电路如图所示，图中仪器还不完整。请完成以下问题：
（1）图中的甲还需要放入的元件是________；
A．随温度升高电阻阻值增大的热敏电阻
B．随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发现报警时温度比预期偏高了一点点。为了安全起见，要求在温度更低一点时就开始报警，则需要调节滑动变阻器的滑片往________（选填“左”或“右”）移动一点。
【答案】（1）B （2）右
【解析】（1）[1]由题意，正常情况绿灯亮，此时电磁继电器不工作，即电磁铁磁性较小，通过电磁铁的电流较小，所以在正常温度时，甲的电阻较大；当温度过高时，甲的电阻应减小，从而使通过电磁铁的电流增大，使电磁继电器工作，所以图中的甲还需要放入的元件是随温度升高电阻阻值减小的热敏电阻。
故选B。
（2）[2]要求在温度更低一点时就开始报警，需要电流在温度更低一点就达到原先报警时的电流，则需要减小滑动变阻器接入电路的阻值，调节滑动变阻器的滑片往右移动一点。
12. 已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100Ω）。
（1）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为___________kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图所示。
（2）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图求得，此时室温为___________℃（保留3位有效数字）。
【答案】（1）1.8 （2）25.5
【解析】（1）[1]由部分电路欧姆定律得
（2）[2]由该电阻的阻值随温度变化的曲线直接可读得热敏电阻的阻值为2.2kΩ时温度为25.5℃。
四、计算题（共42分）
13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n＝100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接,已知线圈绕OO′轴转动求：
（1）电压表和电流表示数？
（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（3）由图示位置转过90°的过程中,通过R的电量是多少？
【答案】（1）40V，2A；（2）80W；（3）0.04C
【解析】（1）首先应明确，交流电表的示数均为有效值。该交流发电机产生的感应电动势最大值为：
有效值为：
电键S合上后，由闭合电路欧姆定律得
根据闭合电路欧姆定律可得，电压为
即电压表的示数为40V，电流表的示数为2A。
（2）根据公式可得，电阻R上所消耗电功率为
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R上的电量为
14. 如图所示，理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2，在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
（1）若，求原副线圈两端的电压比；
（2）若R1=R2，，求原线圈两端的电压U1。
【答案】（1）3:1；（2）198V
【解析】（1）根据理想变压器电压与匝数比的关系可知
①
（2）根据理想变压器电流与匝数比的关系可知②
而③
④
由①②③④联立可得
15. 某个小型发电机的线圈匝数，内阻可忽略不计，在匀强磁场中以的角速度匀速转动，转动过程中通过线圈的最大磁通量。发电机的总功率，通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电，示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，其他导线电阻不计，用户端得到的电压为。求：
（1）升压变压器原线圈两端的电压；
（2）输电线上损失的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。
【答案】（1）500V （2）2000W （3）
【解析】（1）发动机输出电压的峰值为
升压变压器原线圈两端的电压
（2）输电线上损失功率
又，
联立，解得
（3）根据
又
联立，解得