河北省石家庄地区2024-2025学年高二下学期3月阶段性测试（B）物理试卷（解析版）

这是一份河北省石家庄地区2024-2025学年高二下学期3月阶段性测试（B）物理试卷（解析版），共13页。试卷主要包含了5W等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷考试时间为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、单选题：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，只有一项符合题目要求的。
1. 关于传感器，下列说法不正确的是（ ）
A. 传感器是通过把非电学量转换为电学量来传递信号的
B. 用“酶标法”检测三聚氰胺，这种检测方法用到了化学传感器
C. 电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器
D. 导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以制成传感器
【答案】B
【解析】A．传感器是通过把非电学量转换为电学量来传递信号的，故A正确；
B．酶标法的原理是利用了生物酶，故应为生物传感器，故B错误。
C．电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器，故C正确；
D．导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料都可以制成传感器，故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
2. 以下关于电磁波的说法不正确的是（ ）
A. 机械波和电磁波本质上是一致的，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B. 电磁波是交替变化的电磁场传播形成
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在
D. 不同频率的电磁波在真空中传播的速度是相同的
【答案】A
【解析】A．机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场（或磁场）产生，它们的本质是不一致的，但它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故A错误；
B．周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，从而形成电磁波，所以电磁波是交替变化的电磁场传播形成的，故B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故C正确；
D．不同频率的电磁波在真空中均以光速传播，故D正确。
由于本题选择错误的，故选A。
3. 关于交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 只要线圈磁场中转动，就可以产生交变电流
B. 线圈产生交变电流的过程中，在垂直中性面位置时电流的方向发生改变
C. 线圈产生交变电流的过程中，穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电流最大
D. 1s内正弦式交变电流出现最大值的次数等于频率的2倍
【答案】D
【解析】A．若线圈在磁场中转动时，穿过线圈的磁通量没有发生改变，则线圈中将不会产生感应电流，也就不会产生交变电流，故A错误；
B．线圈在磁场中转动的过程，经过中性面时电流的方向发生改变，故B错误；
C．当穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势为零，故C错误；
D．在一个周期内，正弦式交变电流会出现正向和负向的最大值各一次，相邻两个最大值之间的时间间隔为半个周期，1s内出现最大值的次数是交变电流频率的2倍，故D正确。
故选D
4. 下列关于分子力、分子力做功和分子势能的说法正确的是（ ）
A. 分子间距离大于且减小时，分子间引力和斥力都增大
B. 分子间距离从无限远靠近到处过程中分子力先做正功后做负功
C. 分子势能在处最大
D. 分子间距离由减小时，分子势能在减小
【答案】A
【解析】A．分子斥力与引力随着分子间距离的减小而增大，故A正确；
B．分子间距离大于时，分子力表现为引力，分子从无限远靠近到距离处过程中，分子力做正功，故B错误；
CD．分子从无限远靠近到距离处过程中，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离继续减小，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大。所以可知在处分子势能最小，故CD错误。
故选A。
5. 图甲是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈的电阻，外接灯泡的电阻为10Ω。则（ ）
A. 在时，理想电压表的示数为0
B. 在时，线圈中磁通量的变化率最大
C. 线框消耗的电功率为0.5W
D. 灯泡两端电压的瞬时值表达式（V）
【答案】C
【解析】A．理想电压表的示数为有效值，保持不变，并且测量外电路电压，故
故A错误；
B．在时刻，电动势为0，则线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故B错误；
C．由题图乙可知，电动势的最大值为，电路中电流的有效值为
则线框消耗的电功率
故C正确；
D．灯泡两端电压的最大值，周期为0.02s，则电压的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
6. 如图甲所示，“火灾警报系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入图乙所示电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表V示数为10V
B. 要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动
C. 处出现火情时，电压表V的示数减小
D. 处出现火情时，电流表A的示数减小
【答案】B
【解析】A．若原线圈的输入电压为U，其有效值为，根据有效值的定义，有
其中，解得
由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表示数
故A错误；
B．将的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，两端的电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，能使报警器报警的临界温度升高，故B正确；
CD．处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，电压表示数不变，故CD错误。
故选B。
7. 如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A. 线框转动到图示位置时，线框中感应电动势为80V
B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为4：1
C. 若将滑动变阻器滑片向上移动，灯泡会变亮
D. 若将自耦变压器触头向下滑动，电流表示数增大
【答案】B
【解析】A．线框转动到图示位置时，线框中感应电动势最大，为
故A错误；
B．原线圈电压为，灯泡电压即副线圈电压为
所以原、副线圈的匝数比为
故B正确；
C．若将滑动变阻器滑片向上移动，有效电阻增大，但不影响灯泡两端的电压，所以灯泡亮度不变，故C错误；
D．若将自耦变压器触头向下滑动，则副线圈匝数减小，根据变压器电压规律可知副线圈电压减小，则副线圈电流减小，原线圈电流也减小，故电流表示数减小，故D错误。
故选B。
二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。
8. 炎热的夏天，中午气温升高，汽车轮胎内的气体压强变大。与夜间相比，中午轮胎内的气体（ ）
A. 分子的平均动能增大
B. 单位体积内分子的个数增多
C. 所有分子的运动速率都增大
D. 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力增大
【答案】AD
【解析】AC．中午气温高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的运动速率都增大，故A正确，C错误；
BD．由于汽车轮胎内的气体压强变大，轮胎会略微膨胀，则单位体积内分子的个数减少，分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力增大，故B错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示，单刀双掷开关S先拨到a端让电容器充满电。时开关S拨到b端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（ ）
A. LC的振荡电路周期为0.02s
B. 时，M点与N点的电势差为零
C. 至内，电容器一直充电
D. 若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
【答案】AB
【解析】A．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，则周期，故A正确；
B．时，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M点与N点的电势相等，则M点与N点的电势差为零，故B正确；
C．至内，，电容器一直放电，故C错误；
D．LC振荡电路的周期公式为，若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故D错误。
故选AB。
10. 某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小。由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。下列说法正确的是（ ）
A. 电磁继电器是利用电磁感应原理工作的
B. 电磁铁工作时，上端为S极
C. 为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
D. 若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向上移动
【答案】BD
【解析】A．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，故A错误；
B．由题图可知电磁铁工作时线圈中电流的方向，根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为S极，故B正确；
C．温度升高时热敏电阻阻值减小，控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，将衔铁吸引下来与下方b处接通，故c应接在b处，故C错误。
D．若要使启动报警的温度降低些，相当于增大临界状态的热敏电阻阻值，为了仍等于电磁铁将衔铁吸引下来的电流临界值，则需要减小滑动变阻器的阻值，即滑片P向上移动。故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 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，某同学利用如图甲所示的测量电路探究热敏电阻阻值随温度变化的具体关系。
（1）实验时，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，则热敏电阻的计算值________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值；
（2）若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为4.5V和1.5mA，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随温度t变化的曲线如图乙所示。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1.4kΩ。由图乙求得，此时室温为________℃（保留2位有效数字）；
（3）在温度为10℃左右的环境中工作的自动恒温箱简图如图丙所示，箱内电阻，，，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像与图乙相同。当a、b端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃（保留2位有效数字）。
【答案】（1）小于 （2）3.0 36 （3）28
【解析】（1）实验采用电流表外接法，由于电压表的分流作用，使得测量的电流值偏大，则根据可知，测得热敏电阻值比真实值小。
（2）[1]热敏电阻的阻值
[2]根据图像，时，t约为36℃。
（3）设电路路端电压为U，当时，有
代入数据解得
由乙图可知，当时，。
12. 在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）如图反映实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）；
（2）关于本实验，下列选项正确的是________；
A. 将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙
B. 为了使得油膜边界更清晰，需要在油膜上轻轻撒上一些痱子粉
C. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化，会使所测的分子直径明显偏大
D. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，会使所测的分子直径明显偏大
（3）将油酸溶于酒精，其浓度为c，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状，每格边长是0.5cm，油膜所占坐标纸的格数为a，油酸分子的直径约为________m。
【答案】（1）dacb （2）AD （3）
【解析】（1）顺序应是：先量出一滴油酸酒精溶液的体积，然后将油酸酒精溶液滴入撒入痱子粉的浅水盘中，稳定后将一块玻璃板盖到浅盘上，用笔将油膜的轮廓画到玻璃板上，最后将玻璃板放到坐标纸上算出油膜的面积，因此顺序为dacb。
（2）A．将油膜看作单层分子薄膜，且不考虑油酸分子间的空隙，故A正确；
B．为了使得油膜边界更清晰，需要先在浅盘里倒入2cm左右深的水，然后将痱子粉均匀撒在水面上，而不是油膜上，故B错误；
C．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油膜的面积偏大，则测得的分子直径偏小，故C错误；
D．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，故D正确。
故选D。
（3）油酸膜的面积
每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积
根据，代入数据可得
13. 吸烟有害健康，拒绝烟草是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。人正常呼吸一次吸入气体的体积约为，若一位吸烟者一根烟大约吸10次，在标准状况下，空气的摩尔体积为，可认为吸入烟的体积等于呼出烟的体积，阿伏加德罗常数为。
（1）估算每吸一根烟被污染的空气分子数（结果保留两位有效数字）；
（2）一位不吸烟者与一位吸烟者共处的密闭空间，吸烟者吸完一根烟，不吸烟者呼吸一次大约吸入多少个被污染过的空气分子（结果保留两位有效数字）。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）吸烟者一根烟吸入的总气体体积为
含有空气分子数为
（2）密闭空间单位体积内含有的被污染空气分子数为
每个污染空气分子所占的空间体积为
不吸烟者一次呼吸吸入的被污染过的空气分子个数为个
14. 有一种测量体重的电子秤，其原理如图所示。它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆、压力传感器R（一个阻值可随压力大小变化的电阻）、显示质量的仪表G（其实质是电流表）。其中。已知压力传感器的电阻与其所受压力的函数关系式为，踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端电压恒为5.0V。
（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处；
（2）现有一孩子静止站在踏板上，电流表刻度盘示数为25mA，求这个孩子的质量。（重力加速度g取）。
【答案】（1）20mA （2）40kg
【解析】（1）依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为零，电阻
电路中的电流为
所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的20mA处；
（2）当电流表刻度盘的示数为时，压力传感器的电阻
由
解得
再由
可得
故孩子的质量为
15. 风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展。如图所示，风车阵中发电机通过理想升压、降压变压器把电能输给用户，已知风车阵中发电机输出功率为500kW，当使用的电压输电时，输电线因发热一昼夜损失的电能为1920kW·h。
（1）求输电线的总电阻r和输电线上损失的电压；
（2）已知用户端电压为220V，求在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）若想把损失功率控制为输送功率的4.0%，又不改变输电线，求发电站应使用多高的电压向外输电以及输电线上损失的电压。
【答案】（1）8Ω，800V （2） （3）10kV，400V
【解析】（1）输电线上损失的功率
输电线上的电流
由输电线上损失的功率
得输电线的总电阻
输电线上损失的电压
（2）降压变压器原线圈两端电压
降压变压器原、副线圈匝数比
（3）由题意知损失功率
由
得输电线上的电流
输送电压
输电线上损失的电压