江苏省南通市2024-2025学年高二下学期4月期中调研物理试卷（解析版）

这是一份江苏省南通市2024-2025学年高二下学期4月期中调研物理试卷（解析版），共4页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每题有一个选项最符合题意。
1. “嫦娥六号”探测器上装有用石英制成的传感器，在其不同表面施加压力时产生不同的压电效应（即由压力产生电荷的现象），则（ ）
A. 石英是多晶体
B. 石英没有确定的熔点
C. 石英内部分子排列具有空间上的周期性
D. 石英熔化后再凝固依然会表现出不同的压电效应
【答案】C
【解析】AB．由题知，石英晶体上下表面间的压电效应与对应侧面间的不同，所以具有各向异性，属于单晶体，有一定的熔点，故AB错误；
C．组成晶体的微粒，按照一定的规律排列，具有空间上的周期性，故C正确；
D．石英熔化后再凝固就变成了非晶体，非晶体内部原子（或分子、离子）的排列没有空间上的周期性，不会表现出压电效应，故D错误。
故选C。
2. 关于气体和气体实验定律，下列说法正确的是（ ）
A. 容器内封闭气体压强是气体的重力引起的
B. 理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律
C. 一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，压强与摄氏温度成正比
D. 一定质量的理想气体，分子平均动能不变，分子数密度增加，气体压强可能不变
【答案】B
【解析】A．容器内封闭气体压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，而不是气体的重力引起的，故A错误；
B．理想气体是一种理想化模型，在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，故B正确；
C．一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，而不是摄氏温度，故C错误；
D．一定质量的理想气体，分子平均动能不变（即温度不变），分子数密度增加（即体积减小），根据pV=CT（C为常数）可知压强一定增大，故D错误。
3. 下图是交流发电机的示意图，则（ ）
A. 甲图线圈中电流的流向是B流向A
B. 乙图线圈中电流方向正在改变
C. 丙图线圈中的磁通量最小
D. 丁图线圈中电流最大
【答案】D
【解析】AC．甲图、丙图所示位置，线圈处于中性面，磁通量最大，感应电动势为0，感应电流为0，故AC错误；
B．根据右手定则，图乙位置，线圈的切割方向不变，只是切割速度开始减小，电流方向不变，大小减弱，故B错误；
D．根据右手定则，图丁位置，线圈的切割速度最大，感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。
故选D。
4. 如图所示为LC电磁振荡的一个周期内的四个状态，下列说法中正确的是（ ）
A. 的过程中振荡电流减小
B. 电场强度的变化周期和振荡周期相同
C. 磁场能量的变化周期是振荡周期的两倍
D. 该LC振荡电路可有效地向外辐射电磁波
【答案】B
【解析】A．在 LC 振荡电路中，a状态时电容器上电荷量最大，电场能最大，电流为零；从a→b的过程是电容器放电过程，电场能转化为磁场能，振荡电流增大，故A错误；
B．电场强度的变化是从正向最大到负向最大再回到正向最大，其变化周期与振荡周期相同，故B正确；
C．磁场能量是标量，其变化周期是振荡周期的一半。因为振荡电流一个周期内两次经过最大值，磁场能量两次达到最大，故C错误；
D．该 LC 振荡电路的振荡频率较低，要有效地向外辐射电磁波，需要提高振荡频率，一般通过减小L和C的值来实现，该电路不满足有效地向外辐射电磁波的条件，故D错误。
故选B。
5. 将粗细不同、两端开口的细玻璃管插入装有某种液体的容器中，现象如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 容器中的液体可能是水银
B. 若在正常运行的太空舱中进行实验，仍是较细玻璃管中的液面高
C. 玻璃管对液体分子的作用力比液体分子之间的作用力强
D. 若用不同液体进行实验，两玻璃管中液体的高度差一定相同
【答案】C
【解析】A．图中现象是毛细现象，水银对玻璃是不浸润的，不会出现这种液面上升的毛细现象，该液体不是水银，故A错误；
B．太空舱中处于完全失重状态，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，两玻璃管液面没有高度差，故B错误；
C．出现毛细现象中液面上升，说明玻璃管对液体分子的作用力（附着力）比液体分子之间的作用力（内聚力）强，使得液体被拉向玻璃管，故C正确；
D．不同液体的表面张力、浸润程度等不同，做实验时两玻璃管中液体高度差不同，故D错误。
故选C。
6. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法中不正确的是（ ）
A. 本实验中使用到了控制变量法
B. 本实验只能使用低压交流电，电压不要超过36V
C. 本实验原、副线圈上的电压之比并不严格等于匝数之比
D. 使用电压挡测量电压时，先用最大量程挡试测
【答案】B
【解析】A．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法，故A正确，不符合题意；
B．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，所用的电压不要超过12V，故B错误，符合题意；
C．由于存在漏磁、铁芯发热等因素，本实验原、副线圈上电压之比并不严格等于匝数之比，故C正确，不符合题意；
D．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确，不符合题意。
本题选错误的，故选B。
7. 随着经济发展，加之寒冬来临，用电需求增加，当火力发电供应紧张时，通过远距离调度方式，会及时将其他地区风力发电、太阳能发电并入电网保障电力供应。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，两个变压器均为理想变压器。当用户用电器增加（假设所有用电器均可视为纯电阻），电网中数据发生变化，下列说法正确的是（ ）
A. 降压变压器的输出电流减小
B. 输电线上损失的功率减小
C. 升压变压器的输出电压增大
D. 发电厂输出的总功率增大
【答案】D
【解析】
详解】C．根据原、副线圈电压比等于匝数比可得
可得升压变压器的输出电压为
由于匝数不变，发电厂输出电压恒定不变，可知升压变压器的输出电压不变，故C错误；
A．设输电线电阻为，用户端总电阻为，在高压传输电路上，有
又，，
联立可得
当用户用电器增加，可知减小，则降压变压器的输出电流增大，故A错误；
B．根据
由于增大，可知增大，输电线上损失的功率为
可知输电线上损失的功率增大，故B错误；
D．根据
由于增大，可知增大，发电厂输出的总功率为
可知发电厂输出的总功率增大，故D正确。
故选D。
8. 分子a固定在x轴上的O点，分子b由较远处只在分子力的作用下沿x轴负方向运动，其分子势能随两分子距离的变化规律如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 从较远处到处，分子b的速度先增大后减小
B. 从较远处到处，分子b的加速度先增大后减小
C. 分子b在处，两分子间的作用力最大
D. 分子b在处，两分子间的作用力为零
【答案】A
【解析】A．由图可知，分子b从较远处到处其分子势能先减小后增大，故分子b的分子动能先增大后减小，在处时分子b的分子势能最小，分子动能最大，所以此过程分子b的速度先增大后减小，故A正确；
BCD．由图可知，在处时分子b的分子势能最小，分子动能最大，即分子b的在处所受的分子间的作用力为零，所以在该过程中分子b所受分子间的作用力先增大后减小再增大，故分子b的加速度先增大后减小再增大，故BCD错误。
故选A。
9. 涡轮增压器能提升内燃机的输出功率。其工作过程简化为过程：一定质量的理想气体，在的过程中与外界无热量交换，的过程中压强不变，其图像如图所示，则（ ）
A. 过程中，温度不变
B. 过程中，外界对气体做的功等于气体放出的热量
C. 过程中，气体的内能一直增大
D. 过程中，外界对气体做的总功等于气体放出的热量
【答案】D
【解析】A．一定质量的理想气体，在的过程中与外界无热量交换，即；体积减小，外界对气体做功，即；根据热力学第一定律有
可知气体内能增大，温度升高，故A错误；
B．过程中气体压强不变，体积减小，由盖-吕萨克定律
可知，温度降低，则内能减小，根据热力学第一定律有
可知，气体放出的热量等于其内能减少量与外界做功之和，故B错误；
C．由AB选项分析，可知在的过程中气体内能增大，在过程中气体内能减小，故在过程中，气体的内能先增大后减小，故C错误；
D．由图可知，，
则有
可知
故、状态气体内能相同，根据热力学第一定律有
可知，过程中外界对气体做的总功等于气体放出的总热量，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，有一三角形脉冲电流，电流的最大值为，则该电流的有效值可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据三角形脉冲电流的有效值定义式，可得
故选C。
11. 如图所示，一根上细下粗的玻璃管上端开口、下端封闭，玻璃管上段足够长，下段中间有一段水银柱封闭了一定质量的理想气体。现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体的体积和热力学温度的关系最接近下列选项中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】在水银柱尚未进入细管时，封闭气体压强不变，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律，有
则图像是过原点的倾斜直线；当水银柱开始进入细管时，封闭气体的压强逐渐增大，由题可知，T增大，V增大，由理想气体状态方程
解得
图线上的点与原点连线的斜率
当p增大时，k减小；当水银柱完全进入细管时，封闭气体压强不变，发生等压变化，气体的图像也是过原点的倾斜直线，因为，则这段直线斜率较小。
故选A。
二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 在“用油膜法估测油酸分子直径”实验中
（1）将油酸分子视为球形，采用的方法是__________
A. 等效替代法B. 理想模型法
C. 控制变量法D. 极限思维法
（2）如图是实验的部分操作步骤，其合理的顺序是__________（填写字母即可）；
A. 描绘油膜轮廓B. 撒爽身粉
C. 配制溶液D. 滴油酸溶液
（3）实验中所用的油酸酒精溶液为1000mL，溶液中有纯油酸2mL，用量筒测得100滴上述溶液的体积为1mL，把1滴溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓如图所示，图中正方形方格的边长为2cm，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是__________（结果保留2位有效数字），由上面数据估算出油酸分子的直径是__________m（结果保留3位有效数字）；
（4）关于本实验的误差分析，下列说法中正确的有__________。
A. 若痱子粉撒的太厚，所测分子直径将偏小
B. 用放置时间过长的油酸酒精溶液来做本实验，所测分子直径将偏小
C. 估算油膜面积时，舍去油膜轮廓内所有不足一格的正方形，所测分子直径将偏大
D. 把描有油膜轮廓的玻璃板放在方格纸上，通过数格子的方法估算油膜的面积，所选用方格纸的格子的大小对实验结果没有影响
【答案】（1）B （2）CBDA （3）0.032 （4）BC
【解析】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油酸分子形成单层分子膜；油酸分子是紧挨在一起的；因此这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。
故选B。
（2）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（C）→在浅水盘上撒爽身粉（D）→滴油酸溶液，形成油膜（B）→描绘油膜边缘，测量油膜面积（A）。
故合理的顺序是CDBA。
（3）[1]每个正方形方格的面积为
由题知，一共有80个小方格，则油膜面积为
[2]已知1000mL溶液中有纯油酸2mL，1mL上述溶液为100滴。则每滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积
根据
代入数据解得
（4）A．若痱子粉撒得太厚，油酸不能充分展开，所形成的油膜面积偏小，根据
可知所测分子直径将偏大，故A错误；
B．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，根据
可知所测分子直径将偏小，故B正确；
C．估算油膜面积时，舍去油膜轮廓内所有不足一格的正方形，会使所测油膜面积偏小，根据
可知所测分子直径将偏大，故C正确；
D．通过数格子的方法计算出油膜的面积，则所选用方格纸格子的越大，测算出油膜的面积误差越大，根据
可知所选用方格纸格子的大小对实验结果的准确程度有影响，故D错误。
故选BC。
13. 中国空间站是国家级太空实验室，于2022年前后投入使用。宇航员在驻留空间站期间，水成了宇航员必不可少的生活物资和实验常用物品。
（1）已知水的密度为，水的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，求一个水分子的体积；
（2）已知阿伏加德罗常数，水的摩尔体积为，中国空间站有效空间约为，若水均匀挥发至整个空间站，求每立方米空间中约增加了多少个水分子N。（计算结果保留1位有效数字）
【答案】（1） （2）个
【解析】（1）根据，
可得每个分子的体积
（2）水的摩尔数
水分子总数
则每立方米中分子数为个
14. 某课外兴趣小组用薄壁轻质玻璃管制作温度计，如图所示，把上端A封闭、下端B开口的玻璃管竖直插入水中，室温为时，玻璃管内空气柱长度为，此时玻璃管内外水面高度相同。缓慢升高室温，空气柱长度发生变化，竖直玻璃管内、外水面高度始终相同。已知玻璃管横截面积为S，总长为L，大气压强为。
（1）通过计算分析该温度计刻度是否均匀；求该温度计能测量的最高温度；
（2）已知室温从升至能测量的最高温度的过程中气体与外界交换的热量为Q，求气体内能的变化量。
【答案】（1）刻度是均匀的； （2）
【解析】（1）气体作等压变化，设空气柱长为x时温度值为T，根据盖-吕萨克定律有
解得
故刻度是均匀的
将代入上式得
（2）气体吸收热量Q
气体对外做功
根据热力学第一定律可得
15. 一单匝矩形线圈ABCD垂直于纸面处于水平向右的匀强磁场中，线圈绕轴逆时针匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈电阻为r，线圈转动角速度为，AB和CD的长度为L，AD和BC的长度为d。线圈从中性面开始经过时间t到达图示位置，求：
（1）t时刻线圈中感应电动势e；
（2）t时刻AB边受到安培力F的大小和方向；
（3）从中性面位置转过过程中，线圈中的平均电流和产生的焦耳热Q。
【答案】（1） （2），竖直向上 （3），
【解析】（1）t时刻线圈中感应电动势
解得
（2）t时刻线圈中感应电流
AB边受到安培力
解得
方向竖直向上
（3）转过程中，线圈中的平均感应电动势
线圈中的平均感应电流
解得
线圈转所用时间
线圈中感应电动势有效值
线圈中产生的焦耳热
解得
16. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为R的电阻，a、b间接电压为的正弦交流电。求：
（1）原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比；
（2）副线圈两端的电压U；
（3）与副线圈并联连接的电阻称为负载，随着负载（每个负载的阻值均为R）数量的增加，求负载上消耗总功率的最大值。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设原、副线圈中电流分别为、，则有
根据、
解得
（2）设副线圈两端电压为U，根据
解得原线圈两端的电压为
设副线圈电流，根据
又副线圈两端的电压为
原线圈回路中R两端电压为
联立解
根据
可得
解得
（3）设有n个并联电阻R，则副线圈的电流为
根据
可得
根据
楞各
则有
可得
当时，