湖北省孝感市重点高中教科研协作体2022-2023学年高二物理下学期4月期中联考试题（Word版附答案）

2023年湖北省孝感市高二下学期期中考试

高二物理试卷

考试时间：2023年4月12日上午         试卷满分：100分

一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1、十四届全国人大一次会议于2023年3月5日在北京隆重召开，世界各地观众都能通过电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是(    )

A.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波

B.遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大

C.电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大

D. LC电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性

2.下列是关于布朗运动扩散现象的四幅图片，关于这些图片的说法错误的是 (    )

A.图甲中连接小颗粒位置的折线不代表小颗粒的实际运动情况

B.图乙中墨汁和水彼此进入对方，温度越高扩散越快，说明扩散快慢与温度有关

C.图丙中液溴变成溴蒸气，说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生

D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生

3.如图为一定质量的理想气体的V-T图像，该气体经历了从a→b→c的状态变化，图中ab连线平行于V轴，ac是双曲线的一部分，bc连线通过坐标原点O，则三个状态下的压强满足(     )

A. Pb<Pa=Pc      

B. Pa <Pb =Pc 

C. Pc >Pa >Pb     

D. Pa > Pb =Pc 

4．如图甲所示，是匝数为10匝、边长为20cm、总电阻为的正方形闭合导线圈，线圈平面垂直与匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（　 ）

A．导线圈中产生的是正弦式交变电流

B．内感应电流的方向为

C．在内通过导线横截面的电荷量为

D．该交流电的电压有效值为

5．利用电容传感器可检测矿井渗水及时发出安全警报,如图所示是一种通过电容传感器检测矿井中液面高低的仪器原理图，矿井水中掺杂有杂质可视为导电液体，根据该探究装置下列说法正确的是（   ）

A. 水面升高，则电容器的介电常数变大

B. 水面升高，则电容器的两极板之间的间距在变大

C.若G中有从a到b的电流，说明矿井出现渗水（h增加）

D. G的示数越小说明矿井水位变低

6. 如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，磁场的强度大小相等、方向相反，宽度为L。矩形闭合线圈的宽度也为L，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域。规定电流方向逆时针为正、磁场垂直纸面为正。以线框刚进入磁场时开始计时，能正确反映线圈中感应电流I、安培力F、线圈产生的热量Q、线圈的磁通量Φ随时间变化的图像的是（     ）

7.某监测动车运动速度的装置如图甲所示，平直轨道中央放置有宽20cm匝数为50的长方形线圈，在动车底部中央固定一磁铁，能产生宽d=10cm、方向垂直动车底部所在平面向下、磁感应强度大小为0.1T的矩形匀强磁场。动车经过线圈上方时线圈两端电压随时间变化的关系图象如图乙所示，线圈电阻忽略不计。关于动车经过线圈时的运动情况的描述，下列说法正确的是（   ）

A.磁场进入线圈时b端电势高

B.动车以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动

C.磁铁刚运动到线圈处时动车的速度大小为16.0 m/s

D.线圈沿铁轨方向的长度约为12 m

8.某智能手机充电器的内部电路如图所示，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作时ab端输入恒定的电压U，通过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器cd端获得如图乙所示的输入电压u，则（　  ）

A. 增加开关管的通断频率， cd端输入电压的有效值增加

B. cd端输入电压的有效值为

C. 若氮化镓开关管因故障短路，ef端无输出电压

D. 若氮化镓开关管因故障短路，ef端仍有输出电压

9.如图所示是分子间作用力随分子间距离r的变化图像，下列关于分子间作用力和分子势能的说法正确的是(    )

A.时，分子间只存在斥力

B.时，随着分子间距离的增大，引力和斥力的大小均减小

C.时，随着分子间距离的减小，分子势能一直增大

D.时，随着分子间距离的增大，分子势能一直增大

10．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（    ）

A．为定值电阻，为光敏电阻

B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越小

C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该天6:00后该系统即可工作

D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短

11.电动车制动能量再生技术对提升纯电动车能量回收利用率、增加纯电动车的续驶里程有着重大意义。行驶过程中电能驱动车轮，再生制动时车轮带动线圈转动给电池充电，完成能量的回收。某品牌的纯电动车工作在再生制动状态下的电路如图所示，R是能量回收电路中的等效电阻。若电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能（单位为J/s）与汽车功率P成线性关系，即（c、d为未知常数），汽车行驶时所受阻力为f=kv．单位行程内耗电为（单位J/m），线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（    ）

A.再生制动能有效缩短刹车距离

B.制动速度越大，发电机线圈转动一周经过R的电荷量更多

C.单位时间内消耗的电能与速度大小v成线性关系

D.当时，单位行程耗电量最小

二、非选择题（本大题共3小题,12题7分、13题每题9分,14题10分,15题14分，16题16分，共56分。把答案填在答题卡中的横线上或规定答题区域。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

12．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为滴。把滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。

（1）油酸膜的面积为       。

（2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为       （保留2位有效数字）。

（3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于____________。

A．油酸未完全散开

B．油酸酒精溶液中含有大量酒精

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D．在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴

13.某同学利用电流传感器探究电容器的对电感和电阻的放电情况。电路图如图甲所示，电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。

（1）第一次探究中该同学先将开关投掷1，待电路稳定后再掷向3，得到的电流图像如图乙所示，该同学从I-t图像的面积（小格子的个数）计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是(   )

A．若已知电源电动势，可知该电容器的电容

B．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短

C．  电阻R增加，I-t图像的面积将增大

D．  电容器在放电过程中，两端电压保持不变

（2）第二次探究中，该同学先将开关掷向1，待电路稳定后再掷向2，探究LC振荡电路的规律。

①若将电源的电动势增大，则LC振荡电路的频率将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)

②若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L，为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，?2为纵坐标的坐标纸上，如图中用“•”表示作图点。

③       根据图中给出的数据点作出与C的关系图线；

④求得L的值是______H。

14．如图所示，导热良好的气缸用质量不计横截面积为S的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下表面与气缸底部之间的距离为L。气缸底部有一体积不计的电阻丝，在活塞上放一重物，活塞平衡时下表面距离气缸底部的高度为。已知大气压强为p0，环境温度为t0=27℃，重力加速度为g。

（1）求重物的质量；

（2）加热电阻丝缓慢升高气体的温度，求当活塞回到原位置时，气体的温度T2；

15．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=100匝，面积S=0.02m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的每根电阻为R5Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n410：1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：

（1）交流发电机产生电动势的最大值Em；

（2）输电线路上损耗的电功率ΔP；

（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n29：112，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。

16.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。导轨间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，金属杆M以初速度向右运动，金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N材料相同且粗细均匀，两金属杆的长度为L，质量均为m，每根金属棒的电阻都是R，导轨的电阻忽略不计，忽略感应电流产生的磁场，两金属杆始终未相撞。

（1）M、N的最终速度和金属棒M产生的焦耳热Q；

（2）M、N之间的最小距离x；

（3）若将金属杆M的质量变成原来的k倍，金属杆的材料和长度不变，仍在原位置以相同初速度v0向右运动，求M、N不相撞的最小距离x1。

2023年湖北省孝感市高二下学期期中考试

高二物理试卷答案与解析

一、选择题答案（每小题4分，共计44分）

二、实验题（第12题7分、第13题9分，共计16分）

12.（1）116(115~120都正确)（2分）   （2）6.2~6.6×10-10  （3分）（3）D  （2分）

13.（1）A（2分）   （2）不变（2分）   （3）   （2分）    

（4）(4.9~5.1)×10-2（3分） 

三、计算题（第14题10分、第15题14分、第16题16分，共计40分）

第14题（10分）

【解析】（1）放重物后，气体压强

  （2分）

气体做等温变化

  （2分）

联立解得

      （1分）

（2）初始时刻气缸内气体的温度   T0=t0+273K=300K  （1分）

缓慢升高气体温度，活塞缓慢上升，气体做等压变化

                （2分）

解得

   （2分）

第15题（14分）

答案（1）；（2）160W；（3）56：9

（1）电动势的最大值

 （2分）

解得                     （1分）

（2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为，电动机恰能正常工作，有

  （2分）

由于                                 （1分）

解得                         

所以输电线路上损耗的电功率

（2分）

（3）由于，可得 ;           

升压变压器副线圈两端电压   （1分）

又由，可得                   （1分）

又升压变压器的原线圈输入功率

             （1分）

升压变压器副线圈电流关系

内阻r上的热功率                          （1分）  

所以                                   （2分）

第16题（16分）

（1）M、N之间动量守恒

（2分）

         （1分）

对M、M组成的系统，根据能量守恒有（1分）

得到  

金属棒M产生的焦耳热   （1分）

（2）对N由动量定理

（2分）

（2分）

（1分）

联立可得（1分）

（3）由于金属棒的质量，因此金属棒M的体积变为原来的k倍，因此横截面积：；

由电阻的决定式，可得   （1分）

M´与N之间由动量守恒定律可得

  （1分）

对N棒由动量定理

  （1分）

解得                                  （2分）

或者

由于金属棒的质量，因此金属棒M的体积变为原来的k倍，因此横截面积：；

有电阻的决定式，可得，（1分）

对导体棒N由动量定理
（2分）

且

（1分）

联立解得（1分）