河北新时代NT2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷（B卷）（原卷版+解析版）

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注意事项：1.考试时间为75分钟，满分100分。
2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
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. 如图所示，在显微镜下追踪三颗小炭粒在水中的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来。下列说法正确的是（ ）
A. 由图中连线可以计算出炭粒在30s的路程
B. 炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C. 温度越高炭粒的运动会越剧烈
D. 炭粒的运动是分子的热运动
2. 如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，可自由移动。甲分子对乙分子作用力与两分子间距离的关系如图中的曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。规定在无穷远处分子势能为零。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，其中位置c为图像与x轴的交点。现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A. 在b位置时，两分子的分子势能最小且为零
B. 从a到c的过程中，分子力对乙先做正功后做负功
C. 从c到d的过程中，分子力对乙分子做负功
D. 到达c位置时，两分子间的作用力为零，分子势能也为零
3. 如图是时下流行的“自热米饭”，底层有一发热包，加入水后，将饭菜层盖上，在底层会密封一部分气体，发热包中物质与水反应放出大量的热，一段时间后饭菜即被加热。底层内的气体可视为理想气体，忽略加热过程中饭盒的体积变化，下列说法正确的是（ ）
A. 加热后底层气体分子的平均动能增大
B. 加热后底层所有气体分子的运动速率均增大
C. 加热后底层气体对饭菜做功，气体的内能不发生变化
D. 加热后底层气体的压强不变
4. 手机是当下使用的最广泛的通讯工具。人们在使用手机时，经常通过Wi－Fi联网，有时也会通过蓝牙传输数据。Wi－Fi技术与蓝牙技术同属于短距离无线电技术，所使用的无线电波频率一般在2.4Hz附近。下列说法正确的是（ ）
A. Wi－Fi使用的无线电波会发生多普勒效应，蓝牙使用时不会发生多普勒效应
B. Wi－Fi使用的无线电波在真空中的速度比光速低
C. 蓝牙使用的无线电波不能发生衍射
D. 蓝牙使用的无线电波是横波
5. 如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是（ ）
A. 水不浸润石蜡仅由石蜡的性质决定，与水的性质无关
B. 石蜡上的水有表面张力，玻璃面上的水没有表面张力
C. 蜡面上水分子间作用力表现为引力
D. 水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用弱
6. 一定质量理想气体的卡诺循环过程图线如图所示，ad、bc两条绝热线下的面积分别为S1、S2（图中阴影部分），则（ ）
A. a到b过程中气体的内能变小
B. c到d过程中气体对外做正功，内能减小
C. TaD. S1=S2
7. 一交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，周期为T，其电压的有效值为（ ）
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. 2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母（ ）
A. 是晶体
B. 有规则的外形
C. 合成云母融化过程中温度会升高
D. 合成云母中每个分子都是固定不动的
9. 2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压U=880V，经升压变压器转换为高压后送入远距离输电线路，升压变压器原副线圈的匝数之比为n1∶n2=1∶250，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，输电线的电阻R=20Ω。下列说法正确的是（ ）
A. 经升压变压器转换的电压为220kV
B. 输电线上损失的电压为2.8×104V
C. 输送电压变为原来的10倍，输电线上的损失的电功率变为原来的
D. 仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
10. 一圆柱形导热汽缸水平固定，开口向右，横截面积为S。隔板a可在汽缸内无摩擦地移动，a的右侧与一端固定、劲度系数为k的水平弹簧相连。初始时，弹簧处于原长状态，缸内封闭某种体积为V0、温度为T0的理想气体。现使气缸周围的温度升高，使隔板缓慢移动。稳定后，弹簧的弹力大小为，弹簧始终处在弹性限度内。以下说法正确的是（ ）
A. 温度升高后压强变为B. 温度升高后压强变为
C. 升高后的温度为D. 升高后的温度为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。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。
11. 某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系，操作步骤如下：
（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用多用电表___________（填“电压”“电流”或“欧姆”）挡测量发现都导通。
（2）测量变压器的初级（原）与两次级（副）线圈匝数分别为n1、n2和n3：先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕n=100匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为55.0V，则初级线圈的匝数n1=___________匝；把理想交流电压表接在3、4接线柱上，n2=240匝，则交流电压表的示数U2=___________V。
（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想其中较粗的铜线属于___________（填“原线圈”或“副线圈”）。
12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将痱子粉撒在水面上；
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
⑤将画有油膜形状玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
（1）上述步骤②中操作的过程中应注意的事项是_________________________________；
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（ ）
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
（3）待水面稳定后，测得所形成油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1%，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20mm，求：
①油酸膜的面积是___________m2；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL；
③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（以上结果均保留两位有效数字）
13. 所谓氧气袋就是用来装氧气袋子，主要由无毒、无有害化学作用的材料合成。氧气袋主要用于医院急救输送和家庭病床吸氧，具有清洁、强度高、携带方便、安全耐用等特点。已知氧气充入后氧气袋的容积为V，氧气密度为ρ，氧气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，假设氧气袋充气前体积可忽略不计，求：
（1）充气后，该氧气袋中的氧气分子的总个数；
（2）充气后，该氧气袋中的氧气分子间的平均距离。
14. 某实验小组设计了简易的气压传动装置。如图a所示，面积为SA=6m2的活塞A静止，与气缸右端相距L1=2m。用力缓慢右移活塞A，通过压缩气体顶起竖直放置的面积SB=3m2的活塞B和上方高h=5cm的水银柱，最终活塞A移到最右端，如图b所示。活塞缓慢移动过程中，气体温度保持不变。气体视为理想气体，大气压强为p0=75cmHg=1×105Pa，忽略弯管中的气体体积，装置不漏气，水银不溢出，不计摩擦和两活塞质量。
（1）最终活塞B上升的高度L2；
（2）若整个过程中，活塞A对封闭气体做正功W=1×105J，忽略气体质量，求整个过程中气体从外界吸收的热量Q。
15. 如图所示，汽缸固定在水平面上，汽缸由截面积不同的两圆筒连接而成。活塞A、B用一长为3L的刚性轻质细杆连接，活塞可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动。A、B的质量分别为mA=7kg和mB=3kg，截面积分别为SA=30cm2、SB=15cm2。A、B之间封闭着一定质量的理想气体。两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为p0=1.0×105Pa。当汽缸内气体温度为T1=540K，汽缸内气体压强p1=1.2×105Pa时，活塞A、B在外力F作用下静止在如图位置。
（1）如果保持外力存在，现使汽缸内气体温度缓慢下降，求当温度降为多少时撤掉外力F，活塞仍可以静止；
（2）如果维持气体温度不变，撤掉外力F，求撤掉外力瞬间活塞的加速度；
（3）如果将温度缓慢降低到T3=270K不再变化，对活塞施加一个水平向左的推力，将两活塞慢慢推向左方，活塞B移到两圆筒连接处，求此时推力的大小和方向。