安徽省明光市2024-2025学年第二学期月考试卷高二物理试题（含解析）

安徽省明光市2024-2025学年第二学期月考试卷
高二物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题
1．关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是（　　）
A．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐
B．发射电磁波的LC振荡电路，由闭合电路变成开放电路才能有效地把电磁波发射出去
C．接收电磁波时，通过调制来使接收电路中出现电谐振现象
D．接收电磁波时，通过解调使接收电路中产生的振荡电流最强
2．1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就容易产生电火花。这就是最早发现的光电效应。如图所示为研究光电效应的电路图，分别用1、2两种材料作K极进行探究，颜色不同的a、b两束光分别照射1、2两种材料，光电流I随电压U变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大
C．从同种玻璃射入空气发生全反射时，b光的临界角大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大
3．如图所示是电视机显像管原理示意图，为使电子束发生偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，如果要使电子束打在荧光屏O点上方的A点，则偏转磁场的方向为（　　）
A．沿纸面向上
B．沿纸面向下
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
4．如图所示，圆形区域存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场.一质量为m，电荷量为g的粒子沿平行于直径AC的方向射入磁场，射入点到直径AC的距离为磁场区域半径的一半，粒子从D点射出磁场时的速率为v，不计粒子的重力。则（　　）
A．圆形磁场区蚊的半径为 B．圆形磁场区域的半径为
C．粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子在髓场中运动的时间为
5．如图所示，有a、b两个闭合正方形线圈，用材料和粗细均相同的导线制成，线圈边长La：Lb=2：1，a、b线圈匝数分别为5匝和10匝，图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　）
A．两线圈内会产生顺时针的感应电流
B．a、b线圈中感应电动势之比为4：1
C．a、b线圈中感应电流之比为2：1
D．a、b线圈中电功率之比为2：1
6．疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控技防措施有效发挥作用，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现一定强度的电压、电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号，下列说法中正确是（　　）
A．门磁系统的工作原理是利用了电流的磁效应
B．当房门缓慢打开时门线圈中电压、电流较小
C．房门不动时，线圈中会产生恒定的电流
D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后不能起到报警的作用
7．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　）
A．磁铁在A、E两处的重力势能相等
B．磁铁从A到D的过程中，圆环对桌面的压力小于圆环受到的重力
C．磁铁从D到E的过程中，圆环受到的摩擦力方向水平向右
D．磁铁从A到D的过程中，从上往下看，圆环中产生逆时针方向的电流
8．理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（　　）
A．R1、R2、R3两端的电压之比为2∶1∶2
B．R1、R2、R3消耗的功率之比为4∶1∶4
C．a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2
D．a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3∶1
二、多选题
9．粒子回旋加速器结构如图所示，有磁感应强度为B的匀强磁场垂直于回旋加速器在A点释放初速度为零、质量为m、电荷量为q的粒子，粒子最后从出口处射出并获得最大动能，加速电压为U，则下列说法正确的是（　　）
A．D形盒的最大半径为
B．粒子在加速器中运动的圈数为
C．减小加速电压，粒子从加速器射出时的动能变小
D．若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作
10．某同学在实验室设计了如图所示的理想变压器电路，原、副线圈匝数比，原线圈通过定值电阻连接在电压的交变电源上，变压器副线圈上接总阻值为20Ω的滑动变阻器，各个电表均为理想电表，则（　　）
A．当变阻器的电阻，电压表V1的读数为24V
B．当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动的过程中，电阻消耗的功率减小
C．当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动的过程中，当，乘积取最大值
D．当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动的过程中，
11．霍尔式转速传感器是利用霍尔效应把位移信号转换成电信号的传感器，霍尔元件是其中的核心部件。如图所示，一块长为a，宽为b，厚度为d的矩形霍尔元件，元件内的导电粒子是电量为e的自由电子，元件中通有大小为I、方向向右的电流，电子定向移动速度大小为v，单位体积内的自由电子数为n。当元件处于垂直于上下表面向上、大小为B的匀强磁场中，则前后表面间会产生霍尔电压U。则（　　）
A．前表面的电势比后表面的高 B．电流
C．霍尔电压 D．电子所受洛伦兹力的大小为
12．在如图所示的远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压为U1，输出功率为P1，输电线的电阻为R，已知升压变压器原副线圈匝数比，降压变压器原副线圈匝数比（k<1），下列说法正确的是（　　）
A．输电线上损失的电功率为
B．升压变压器副线圈的电流为
C．降压变压器副线圈的电压为
D．当夜深人静时，用电设备数目减少，输电线上损失的电压将增大
第II卷（非选择题）
三、实验题
13．半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中为定值电阻，酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。
（1）驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表的读数越_______（填“大”或“小”）。
（2）如图乙所示为酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线。则酒精气体浓度为0时的阻值为_______Ω。若某司机呼气酒精浓度为120mg/m3，此的阻值为_______Ω。
（3）现有一个电源，电动势为4.8V，内阻不计；电压表V量程为5V，内阻很大；定值电阻的阻值为60Ω；导线若干。按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为_______V处；酒精气体浓度为50mg/m3应刻在电压刻度线为_______V处。
14．传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1是保护电阻，R2是调零电阻（总电阻200），理想电流表量程为10mA，电源电动势E=10V （内阻不计），压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
（1）有三个规格的保护电阻，R1应选哪一个_________。
A．200
B．400
C．800
（2）选取、安装保护电阻后，要对压力传感器进行调零。调零电阻R应调为_________。
（3）现对表盘进行重新赋值，原2mA刻度线应标注______________N。
（4）由于电池老化，电动势降为9.8V，传感器压力读数会出现偏差，如果某次使用时，先调零、后测量，读出压力为500N，此时电流大小为_____ mA， 实际压力大小为_______N。
四、解答题
15．我国自行研制的一种大型激光器，能发出波长为的高纯度和高亮度的激光。如图所示，光电管的阴极用某种金属制成，闭合开关，当该激光射向阴极时，产生了光电流。移动变阻器的滑片P，当光电流恰为零时，电压表的示数为，已知普朗克常量为，电子电荷量为，真空中的光速为。
（1）求光电管阴极的截止频率；
（2）将电源正、负极反接，移动变阻器的滑片P，当电压表的示数为时，光电流达到最大值，求电子到达阳极时的最大动能。
16．如图所示，ab、cd为两根足够长的相距1m的平行金属导轨，导轨与水平面之间的夹角θ=37°，导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场。质量为0.15kg的金属棒MN垂直放置在导轨上，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为0.2。当通以方向从M到N、大小为2A的电流时，金属棒MN恰能沿导轨向下做匀速直线运动。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）当棒中电流方向不变，增大到4A的瞬间，棒获得的加速度a。
17．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，如图所示，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。利用总电阻R＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0＝100kW，发电机输出电压为250V，升压变压器原、副线圈的匝数比，用户需要的电压是220V，求：
（1）导线上损失的功率；
（2）用户得到的电功率；
（3）在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比。
18．如图所示，两足够长、阻值不计、间距为的光滑平行固定金属导轨、水平放置，两导轨间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量均为、阻值均为的导体棒、静止于导轨上，两导体棒与两导轨垂直，两棒间距也为，并与导轨保持良好接触。现给导体棒一个水平向右的瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度。求：
（1）稳定时、两导体棒速度的大小；
（2）从开始到稳定的过程中，棒上产生的焦耳热；
（3）从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量；
（4）稳定时、两导体棒之间的距离。
参考答案
1．B
【解析】A．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，A错误；
B．发射电磁波的LC振荡电路，由闭合电路变成开放电路才能有效地把电磁波发射出去，振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去，B正确；
CD．接收电磁波时，通过调谐来使接收电路中出现电谐振现象。当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，发生电谐振，接收电路中产生的振荡电流最强。将信号从电磁波上下载下来的过程称为解调，又称为检波。C、D错误；
故选B。
2．B
【解析】A．根据
可知光的频率较大，照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大，故A错误；
B．光的频率较大，则波长较短，光波长较长，根据可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大，故B正确；
C．光频率大，则折射率大，从同种玻璃射入空气发生全反射时，根据可知b光的临界角小，故C错误；
D．光频率大，则折射率大，通过同一玻璃三棱镜时，光的偏折程度大，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】电子束以一定的速度向右运动，且向上偏转，由左手定则可知，偏转磁场方向应为垂直纸面向外，ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可得粒子在磁场中偏转60°，则在磁场中运动的时间为，即
由几何关系可得四边形ODO′E是菱形，则圆形区域中匀强磁场的半径R与粒子运动的轨迹半径r相等，有
解得
则磁场半径为
ACD错误，B正确。
故选B。
5．C
【解析】
A．磁感应强度随时间均匀增大，则穿过线圈的磁通量增大，所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，应为垂直纸面向外，根据安培定则可以判断感应电流方向为逆时针，选项A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势为
因为两个线圈在同一个磁场中，所以磁感应强度的变化率相同，所以两线圈中的感应电动势之比为
选项B错误；
C．根据电阻定律可知两线圈的电阻之比为
所以根据欧姆定律可知，线圈中的电流之比为
选项C正确；
D．线圈中的电功率P=EI，所以两线圈中的电功率之比为
选项D错误。
故选C。
6．B
【解析】A．门磁系统的工作原理是利用了电磁感应原理，故A错误；
B．当房门缓慢打开时，门线圈中的磁通量变化的比较慢，则产生的感应电动势较小，感应电流也较小，故B正确；
C．房门不动时，线圈中磁通量不发生变化，则不会产生感应电流，故C错误；
D．将强磁棒与线圈和发射系统交换位置后，开关门都会使线圈中磁通量发生变化，则都会产生感应电流，都能起报警的作用，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
A．在摆动的过程中，穿过圆环的磁通量发生变化，圆环中产生感应电流，从而产生焦耳热，根据能量守恒，使磁铁的机械能减小，上摆的高度减小，因此磁铁在E处的重力势能小于磁铁在A处的重力势能，A错误；
BC．根据“来拒去留”，磁铁从A到D的过程中，与圆环间存在排斥力，从而使圆环对桌面的压力大于圆环受到的重力；从D到E的过程中，磁铁与圆环间存在吸引力，而圆环静止不动，因此圆环受到地面的摩擦力方向水平向右，B错误，C正确；
D．根据楞次定律，磁铁从A到D的过程中，从上往下看，圆环中产生顺时针方向的感应电流，D错误。
故选C。
8．C
【解析】A．设R3的电流为I，电压为U，则有
根据理想变压器原理可得原线圈两端电压电流为
，
R2与原线圈是并联关系，则有
，
R1两端的电压与电流为
，
所以R1、R2、R3两端的电压之比为5∶1∶2，A错误；
D．a、b间输入电压为
所以a、b间输入电压与变压器输入电压之比为
D错误；
B．由可得，R1、R2、R3消耗的功率与其电压的平方成正比，则有
P1∶P2∶P3＝25∶1∶4
B错误；
C．a、b间输入功率为
变压器输入功率为
所以a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15∶2，C正确。
故选C。
9．BD
【解析】A．根据题意可知，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
可得
可知，速度最大时，动能最大，半径最大，又有
联立可得
故A错误；
B．设粒子在磁场中转动圈数为，因每转一圈加速2次，则有
解得
故B正确；
C．由A分析可知，粒子获得的最大动能
可知，粒子所能获得的最大动能与加速电压无关，故C错误；
D．要想回旋加速器正常工作，交流电源的频率与粒子在磁场中做圆周运动的频率相等，即
若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作，故D正确；
故选BD。
10．AD【解析】
根据题意可知，原副线圈中电流之比为
由于原线圈的功率等于副线圈的功率，设原线圈的等效电阻为，则有
则
A．当变阻器的电阻时，原线圈的等效电阻为
交变电源的有效值为
根据闭合回路欧姆定律可知，电压表V1的读数为
故A正确；
B．当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动的过程中，逐渐减小，则原线圈的等效电阻减小，原线圈中的电流增大，根据可知，电阻消耗的功率增大，故B错误；
C．当滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动的过程中，当
时，原线圈的输入功率最大，即当
电阻的功率最大，即乘积取最大值，故C错误；
D．根据题意可知
则
根据闭合回路欧姆定律可知
可得
故D正确。
故选AD。
11．CD
【解析】
A．由左手定则知，电子向前表面偏转，则前表面的电势比后表面的低，故A错误；
B．根据电流的微观表达式得
故A错误；
CD．稳定后，电子受力平衡得
解得
结合
可得
故CD正确。
故选CD。
12．AC
【解析】AB．升压变压器原线圈的电流为，则副线圈的电流为，则输电线上损失的电功率为
故A正确，B错误；
C．升压变压器副线圈两电压为，降压变压器原线圈两端电压为，故降压变压器副线圈两端的电压为
故C正确；
D．当夜深人静时，用户的总功率减小，电流减小，输电线上损失的电压将减少，故D错误。
故选AC。
13． 大 60 24##25 2.40 2.88
【解析】（1）[1]由图可以看出，酒精气体浓度越大，传感器阻值越小，电路总电阻减小，总电流变大，R1两端电压变大，即电压表读数越大。
（2）[2]由图乙可知：酒精气体浓度为0时的阻值为60Ω；
[3]由图乙可知：酒精浓度为120mg/m3，此时的阻值为24Ω或25Ω。
（3）[4]按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0时，电阻R2阻值最大为60Ω，此时
则0刻度线应刻在电压刻度线为2.40V处；
[5]酒精气体浓度为时，电阻阻值为40Ω，此时
酒精气体浓度为应刻在电压刻度线为2.88V处。
14． C 100 4000 490
【解析】（1）[1]电流表满偏时，电路的总电阻
由图乙可知，当时，压敏电阻的阻值为，由调零电阻最大为，故只要不小于即可，AB错误，C正确。
故选C。
（2）[2]选取、安装保护电阻后，对压力传感器进行调零，电路的总电阻
当时，电阻为，，故只要调整为即可。
（3）[3]电流为时，电路的总电阻
因为，，压敏电阻为，由图像可得压敏电阻R与压力F的关系，可有
又
可得
（4）[4]由于电流表指针指在同一位置时，流过表头的电流是相同的，由压敏电阻R与压力F的关系
F=500N时，压敏电阻为，此时电流有
[5]电动势变为，重新调零，得，则有
故压敏电阻
解得
15．（1）；（2）
【解析】
（1）该激光的频率
对光电子分析，由动能定理有
根据光电效应方程有
根据阴极的截止频率与逸出功的关系有
解得
（2）对光电子分析，由功能关系有
解得
16．（1）0.33T；（2）4.4m/s2，方向沿导轨向上
【解析】
（1）根据左手定则可知，当通以方向从M到N的电流时，金属棒所受安培力沿导轨向上，金属棒MN恰能沿导轨向下做匀速直线运动，则有
mgsinθ=F安＋μmgcosθ
又
F安=BIL
代入数据解得
B=0.33T
（2）当棒中电流增大到I′=4A时，设棒的加速度为a，以沿导轨向下为正方向，由牛顿第二定律有
代入数据解得
a=-4.4m/s2
负号表示方向沿导轨向上。
17．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）升压变压器副线圈电压
导线上损失的功率为
（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
（3）依题意，降压变压器原线圈端电压为
降压变压器原、副线圈匝数比
18．（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
（1）两导体棒组成的系统水平方向不受外力，竖直方向合力为零。则系统动量守恒，且最终两导体棒会以相同的速度做匀速运动。以的方向为正方向，由动量守恒得
解得，稳定时、两导体棒速度为
（2）由能量守恒定律有
得
则棒上产生的焦耳热为
（3）对棒由动量定理有
即
又
联立解得，从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量为
（4）设两棒间的相对位移为，则
解得
则最终稳定时，、两导体棒之间的距离为
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