陕西省汉中市联盟学校2024-2025学年高二下学期期中检测物理试卷（解析版）

这是一份陕西省汉中市联盟学校2024-2025学年高二下学期期中检测物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）
1. 电磁波在现代通信中扮演着至关重要的角色，它们能够以光速传播。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
B. 电磁波能传播信息，但不能传播能量
C. 当电磁波的波源关闭后，已发出的电磁波立即消失
D. 电磁波能在空气中传播，也能在真空中传播
【答案】D
【解析】A．麦克斯韦用预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．电磁波能传播能量和信息，B错误；
C．当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，C错误；
D．电磁波空气、真空中都能传播，D正确。
故选D。
2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散现象与外界作用有关，是化学反应的结果
B. 某固体气凝胶密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数NA，则每个气凝胶分子直径为
C 俗话说破镜难重圆，说明玻璃分子间只有斥力没有引力
D. 气体压强是由分子间作用力引起的
【答案】B
【解析】A．扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是物质分子无规则运动产生的迁移现象，故A错误；
B．气凝胶体积为
气凝胶包含个分子，每个气凝胶分子体积为
分子体积
则每个气凝胶分子的直径为
故B正确；
C．破镜难重圆，是因为破损处玻璃分子间距离不能达到小于分子直径10倍程度，超出了分子力作用范围，无法产生引力，玻璃内部分子间仍存在着引力和斥力，故C错误；
D．气体分子间距离较大，超出分子力作用的距离，分子力为零，气体压强是由大量气体分子运动对容器的撞击引起的，故D错误。
故选B。
3. 下列热现象中说法正确的是（ ）
A. 的冰融化为的水过程中，分子势能不变
B. 温度越高分子平均动能越大
C. 温度越高布朗运动越剧烈，因此布朗运动是分子热运动
D. 相同温度下相同质量的不同物质其内能相同
【答案】B
【解析】A．的冰融化为的水过程中，温度不变，分子平均动能不变，吸收的热量全部转化为分子势能，故分子势能增加，A错误；
B．温度是分子平均动能量度，温度越高分子平均动能越大，B正确；
C．布朗运动的剧烈程度和温度有关，是分子热运动的反映，是固体颗粒的运动而不是分子热运动，C错误；
D．温度相同，分子平均动能相同，质量相同的不同物质，分子个数不同，分子势能不相同，则内能不同，D错误。
故选B。
4. 如图所示是两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图线，图线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互靠近。设两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A. 在r>r0阶段，分子动能减小
B. 在rr0阶段，分子力逐渐变大
【答案】C
【解析】A．在r>r0阶段，分子之间为引力作用，互相靠近时引力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故A错误；
B．在rr0阶段，分子力先变大后变小，故D错误。
5. 交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻线框平面与中性面重合
B. 线框的感应电动势最大值为
C. 线框转一周外力所做的功为
D. 从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为
【答案】C
【解析】A．由图像可知，时刻穿过线圈的磁通量为零，线框处于与中性面垂直的平面，故A错误；
B．线框的感应电动势最大值为
故B错误；
C．线框的感应电动势有效值为
根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为
故C正确；
D．从到过程中，线框的平均感应电动势为零，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，A和B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，直流电阻与两灯泡的电阻相等。忽略电源内阻，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S，灯泡A立即变亮，再逐渐变得更亮
B. 闭合开关S，灯泡B立即变亮，然后逐渐熄灭
C. 断开开关S，灯泡A逐渐熄灭
D. 断开开关S，灯泡B闪亮一下，再逐渐熄灭
【答案】A
【解析】AB．闭合开关S，由于线圈的自感，线圈中的电流由0逐渐增大至稳定值，灯泡A、B同时变亮，随后A的亮度逐渐变大，B逐渐变暗，但不会熄灭，A正确，B错误；
CD．断开开关S，线圈与灯泡B构成新的回路，由于线圈的自感，线圈中的电流在新回路中由原来的稳定值逐渐减为0，即A立即熄灭，B逐渐变暗直至熄灭，由于线圈中原来的电流与灯泡B中相同，故灯泡B不会闪亮，CD错误。
7. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设运动的速度为v，线框总电阻为R，线框进入磁场0~L时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针，大小为
线框进入磁场L~3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，感应电流方向为逆时针，大小为
线框离开磁场0~L时，金属线切割磁感线的有效长度为2L，从左侧长边进入磁场，至右侧的中间短边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为
线框离开磁场L~3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，从右侧中间短边离开磁场，至左侧长边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为
故选A。
8. 如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（ ）
A. LC振荡电路的周期
B. 当时，电容器上极板带正电
C. 当时，电路中电流方向为逆时针
D. 当时，电场能正转化为磁场能
【答案】AC
【解析】A．LC振荡电路周期公式
选项A正确；
B．当时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误；
C．当时，是之间，电容器正在放电，所以电流方向为逆时针，选项C正确；
D．当时，介于之间，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，选项D错误。
故选AC。
9. 如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为B. 原线圈中的电流有效值为0.2A
C. 交流电的频率为 10 HzD. 电阻R 的电功率为20 W
【答案】BD
【解析】A．由可知，原线圈两端电压最大值为
则有效值为
根据电压与匝数比的关系，则有
解得副线圈两端的电压有效值为
因电压表显示的示数是有效值，故电压表的示数为20 V，A错误；
B．副线圈的电流
根据
代入数据解得
B正确；
C．根据
解得5 Hz
C错误；
D．根据电功率公式有
D正确。
故选BD。
10. 如图所示是回旋加速器的核心构件，其中D形盒的半径为R，所加竖直向下的匀强磁场的磁感应强度大小为B。在两D形盒之间接上交变电压，交变电压大小恒为U，用于加速质量为m、电荷量为e的质子。质子从D形盒中央由静止开始，经若干次加速后，质子从D形盒边缘被引出。忽略质子的加速时间，不考虑相对论效应和重力作用。下列说法正确的是（ ）
A. 每个周期，质子被加速一次
B. 交变电压的频率为
C. 质子获得的最大动能为
D. 质子在回旋加速器中运动的总时间为
【答案】CD
【解析】B．回旋加速器工作时交变电压的频率等于质子在磁场中做圆周运动的频率，设质子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则有
又
解得，故B错误；
C．当质子在磁场中运动的轨道半径为D形盒的半径时，质子的速度最大，动能最大，设最大速度为，则有
又
解得，故C正确；
AD．设质子在电场中被加速的次数为，质子在磁场中运动一周被加速两次，则有
又
解得，故A错误，D正确。
故选CD。
二、实验题（本题共2小题，共16分）
11. 实验小组在做“油膜法估测分子的大小”实验时，实验步骤按操作流程进行。
（1）有下列实验步骤：
A.往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴两滴在水面上，待油膜形状稳定
C.将画有油膜形状的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
D.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，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；
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用描线笔描绘在玻璃板上
上述步骤中，正确的顺序是___________。（填写步骤前面的数字）
（2）在该实验中，配制好的油酸酒精溶液浓度为每1000mL溶液中有1mI油酸，测得该溶液100滴体积为1mL，现将2滴该溶液滴入盛水浅盘里，用描线笔画出油膜的形状如图所示，坐标格小正方形尺寸为“20mm×20mm”。由图可以估算出油膜的面积是__________m2，2滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为__________ m3，由此估算出油酸分子的直径是__________m（所有结果均保留2位有效数字）。
【答案】（1）DABEC （2）（） （）
【解析】（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤：配制油酸酒精溶液后要先测定一滴油酸酒精溶液的体积；准备浅水盘在水面上均匀撒上痱子粉；将两滴油酸酒精溶液滴入水中形成油膜；稳定后在玻璃板上描绘油膜边缘，测量油膜面积；计算分子直径，即DABEC。
（2）由图示油膜可知，小方格个数约为80，油膜面积
2滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
油酸分子直径为
12. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，d=_______mm。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A. 磁通量的变化量B. 磁通量的变化率C. 磁通量
（3）得到多组Δt与E的数据之后，若以E为纵坐标、 为横坐标作出图像，发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内___。
（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率_____（选填“增大” “不变”或“减小”）。
【答案】（1）5.661##5.662##5.663 （2）A （3）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同情况下，感应电动势与时间成反比）。 （4）增大
【解析】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度d=5.5mm+0.01mm×16.2=5.662mm
（2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故A正确，BC错误。
故选A。
（3）根据
线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（4）根据
其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率变大。
三、计算题（本题共3小题，共计38分。解答时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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，在真空中有两个宽度相同的区域，宽度均为。在上方区域中存在一个竖直向下的匀强电场，在下方区域中存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个质量为、电荷量为的带正电的粒子，从电场区域的上边界点由静止释放，粒子刚好无法穿过磁场区域的下边界。忽略粒子的重力影响，重力加速度为。求：
（1）匀强电场的电场强度；
（2）粒子从释放至第一次到达磁场下边界所用的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）粒子在电场中的运动过程由动能定理得
在磁场中有
由题意知运动的半径
联立解得
（2）粒子在电场中做匀加速直线运动
解得
在磁场中的运动有
粒子运动的总时间
14. 某一体积为V的密封容器，充入密度为、摩尔质量为M的理想气体，阿伏加德罗常数为。求：
（1）该容器中气体分子的总个数；
（2）分子中心间的平均距离；
（3）现将这部分气体压缩成液体，体积变为，分子直径大小。（将液体分子视为球体模型）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）气体的质量
m＝ρV
气体分子的总个数
（2）气体的摩尔体积
每个气体分子平均占有的空间体积
设气体分子间平均距离为a，则有
V1＝a3
则
分子中心间的平均距离为。
（3）该部分气体压缩成液体，分子个数不变，设每个液体分子的体积为V1，则
又
联立解得
15. 如图所示，两间距为L的平行光滑金属长导轨固定在水平面上。导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。材质相同的圆柱形金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、4m，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动，当a棒速度减为时，解除b棒的固定，又经足够长时间后，a、b棒间距离不变，且上述过程中a、b棒没有相碰。求：
（1）b棒的电阻；
（2）a、b棒最终的速度；
（3）整个过程b棒产生的电热；
（4）整个过程a、b棒间距的增加量。
【答案】（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）材料相同的a棒和b棒质量分别为m、4m，长度均为L，a棒的电阻为R，根据
可知，b棒的横截面积为a棒的4倍，根据电阻定律
可知b棒的电阻为
（2）b棒解除固定后，a、b棒系统动量守恒，有
解得
（3）由能量守恒得整个过程中产生的总热量
b棒产生的热量
（4）整个过程对a棒由动量定理有
则有
解得
又
解得