陕西省西安八十五中2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含答案）

陕西省西安八十五中2024-2025学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，你认为下列陈述中符合事实的是( )
A. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在
B. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C. 空间有变化的电场或磁场存在，一定能形成电磁波
D. 将手机放在真空玻璃盒中，拨打该手机号码，手机会响铃或振动
2.如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是( )
A. B. C. D.
3.高压直流输电系统中，若某段线路采用千伏输送电能时，输电导线一年损失的电能约为亿千瓦，如果保持输送功率及其他条件不变，输送电压采用千伏时，则导线一年损失的电能约为( )
A. 亿千瓦 B. 亿千瓦 C. 亿千瓦 D. 亿千瓦
4.在磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，、、、是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，其中点的磁感应强度为零，则下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为
B. 、两点的磁感应强度相同
C. 点的磁感应强度在四个点中最大
D. 点的磁感应强度与竖直方向成斜向右上方
5.如图所示的电路中，如果交变电流的频率增大，、和灯的亮度变化情况是( )
A. 灯变暗，灯变亮，灯亮度不变
B. 灯变亮，、两灯均变暗
C. 、灯均变暗，灯亮度不变
D. 、两灯均变亮，灯变暗
6.如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有的水溶液，容器上下端装有铂电极和，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关闭合前容器两侧、两管中液面等高，闭合开关后( )
A. 处钠离子浓度等于处钠离子浓度 B. 处钠离子浓度小于处钠离子浓度
C. 处电势高于处电势 D. 管中液面高于管中液面
7.如图所示是电磁炮的发射原理，炮弹可沿固定的平行导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，电流形成的磁场可以简化为磁感应强度为的匀强磁场。已知两导轨内侧间距为，炮弹的质量为，炮弹在导轨间的电阻为，可控电源的内阻为，若炮弹滑行距离后获得的发射速度为。不计空气阻力、导轨电阻，不考虑炮弹切割磁感线产生的感应电动势，可控电源此时的电动势是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
8.如图所示，在电路中接一段钨丝从旧日光灯管中取出，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是( )
A. 该传感器利用了钨丝的化学性质
B. 该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
C. 该传感器能够把热学量温度转换为电学量电阻
D. 该传感器能够把电学量电阻转换为热学量温度
9.如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，其边界、均与导轨垂直。现将两相同的导体棒、先后自导轨上同一位置由静止释放，运动过程中、始终与导轨垂直且接触良好。已知进入磁场时加速度恰好为零，从进入磁场时开始计时，中电流记为，两端电势差记为，则下列、图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10.科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当间接上的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且：：。两个线圈中所接电阻的阻值均为，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为，流过手机的电流为，则下列说法正确的是( )
A. 受电线圈两端的输出电压为
B. 充电时，两线圈上所接电阻的阻值
C. 充电时，与送电线圈相连的电阻两端的电压为
D. 充电时，受电线圈两端的输出电压为
11.如图甲所示的电路，已知电阻，和并联的是理想二极管正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大，在、之间加一个如图乙所示的交变电压电压为正值时，。由此可知( )
A. 在 、之间所加的交变电压的周期为
B. 在、之间所加的交变电压的瞬时值表达式为
C. 加在上电压的有效值为
D. 加在上电压的有效值为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
12.在研究电磁感应现象的实验中所用的实验仪器如图所示，它们是：电流计、直流电源、带铁芯的线圈、线圈、电键、滑动变阻器。
按实验要求补充连接电路。
连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则会观察到电流计指针向______偏转。
把线圈从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小分别为和，流过线圈的电荷量分别为和有 ______， ______填，或。
13.某同学想通过实验探究一个热敏电阻的特性。
为探究热敏电阻的特性，设计了如图甲所示的电路，为电阻箱，为热敏电阻，开关、、先断开，滑动变阻器的滑片移到最______选填“左”或“右”端。
实验时，温控室的温度为，闭合、，调节滑动变阻器的滑片，使电流表有合适的示数，现断开闭合，滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值时，电流表的示数也为，则此室温的热敏电阻值为______。多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，室温为______。
把这个热敏电阻接入如丙图所示的电路中，可以制作温控报警器。已知电源电压为，内阻，；当图中的电流表达到或超过时，便触发报警器图中未画出报警。若要求开始报警时环境温度为，图中阻值为______保留位有效数字。
四、简答题：本大题共1小题，共18分。
14.图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引出的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为，长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动只考虑单匝线圈，线圈电阻为，其它电阻均不计。
线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；
求线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻的电荷量；
求线圈每转动一周电阻上产生的焦耳热。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
15.如图所示，直角坐标系处于垂直坐标平面向里的磁场中，区域匀强磁场的磁感应强度大小为，区域匀强磁场的磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子，从坐标原点沿轴正方向以速度运动，不计粒子重力。求：
粒子从点出发第一次到达轴所经过的时间；
粒子第一次到达轴的位置到点的距离。
16.某小型发电站发电机输出的交流电压为，输出的电功率为，用电阻为的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为供用户使用两个变压器均为理想变压器．
画出输送电路图，求输电线上的电流．
求升压变压器的原副线圈的匝数之比．
求降压变压器的原副线圈的匝数之比．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】左
13.【答案】左
14.【答案】解：矩形线圈转动过程中，只有和切割磁感线，设和的转动速度为，则有
在时刻，导线和因切割磁感线而产生的感应电动势均为
由图可知
则整个线圈的感应电动势为
过程中产生平均感应电动势为
平均电流为
电荷量为
流过电阻的电荷量
电动势的有效值为
则线圈转动一周在上产生的焦耳热为
其中
，
联立解得
答：线圈平面处于中性面位置时开始计时，整个线圈中的感应电动势的表达式为；
线圈从中性面开始转过的过程中流过电阻的电荷量为；
线圈每转动一周电阻上产生的焦耳热。
15.【答案】解：设粒子在区域内做匀速圆周运动的半径为，则
解得：
粒子从点出发第一次到达轴所经过的时间为
联立解得：
设粒子在区域做匀速圆周运动的半径为，则
解得：
则有
则可知粒子第一次到达轴的位置到点的距离为。
答：粒子从点出发第一次到达轴所经过的时间为；
粒子第一次到达轴的位置到点的距离为。
16.【答案】解：用电压输送时，电流：，
用高压输送时，示意图如下图所示．
要求，即 ．
输电电流．
故输电线上的电流为．
根据变压器的电流比与匝数比的关系可知：
发电站升压后输电电压
输电线上损失的电压 ．
到达用户输入变压器电压
，
降压变化器的匝数比
答：输送电路图如图所示，输电线上的电流为．
升压变压器的原副线圈的匝数之比为：．
降压变压器的原副线圈的匝数之比为．
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