江苏省连云港市灌南县2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份江苏省连云港市灌南县2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共10小题，共40分。
1. 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线都是电磁波
B. 变化的电场一定产生变化的磁场
C. 在电场周围一定会产生磁场，在磁场周围一定会产生电场
D. 麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
【答案】A
【解析】A．电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，A正确；
B．只有非均匀变化的电场才会产生变化的磁场，B错误；
C．恒定的电场不会产生磁场，C错误；
D．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，D错误。
故选A。
2. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5Ω，现外接一只电阻为105Ω的灯泡，如图乙所示，则（ ）
A. 此交流电的变化周期为2s
B. 该交流电的峰值为220V
C. 灯泡中流过的电流为2A
D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为10J
【答案】C
【解析】A．根据图甲知，此交流电的变化周期，故A错误；
B．根据图甲知，该交流电的峰值为，故B错误；
C．结合上述，电动势的有效值
则灯泡中流过的电流为，故C正确；
D．结合上述，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，在空间中存在两个相邻、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，下列选项中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中感应电动势
感应电流
方向为逆时针方向，安培力的大小
根据左手定则，可知安培力方向水平向左。 在过程中，感应电动势
感应电流
方向为顺时针方向；安培力的大小
根据左手定则，知安培力方向水平向左。 在的过程中，感应电流的大小和方向与均相同，安培力的大小和方向也相同，故AC错误，BD正确。
故选BD。
4. 根据分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动
B. 温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大
C. 物体体积增大，分子势能可能减小
D. 某气体的摩尔质量为M、摩尔体积为V、密度为，用NA表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量，每个气体分子的体积
【答案】C
【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，在显微镜下观测到的不是液体分子运动，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体分子平均动能较大，但由于分子的运动是无规则的，因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大，故B错误；
C．物体体积增大，分子势能可能减小，例如，的水结冰，体积增大，分子势能减小，故C正确；
D．应用计算出的是每个气体分子所占空间的体积，由于气体分子间距较大，所以并不是每个分子的实际体积，故D错误。
故选C。
5. 用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率，则（ ）
A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流
B. 圆环具有扩张的趋势
C. 圆环中感应电流的大小为
D. 图中a、b两点间的电势差为
【答案】C
【解析】A．由题意可知磁通量随时间增大，则由楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场方向向外，则由右手螺旋定则可知感应电流的方向为逆时针；故A错误；
B．由“来拒去留”可知，圆环为了阻碍磁通量的增大，应有收缩且向右运动的趋势；故B错误；
C．电路中的感应电动势
感应电流，故C正确；
D．磁感应强度大小随时间的变化率
因 ，则磁通量在增大，根据楞次定律，则有：电流方向为逆时针，所以b点为正极，a点为负极，因此ab两点的电势差应等于路端电压，且小于0，故，故D错误。
6. 如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为PR，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示．则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是（ ）
A. 变大B. PR增大C. 变大D. 变小
【答案】B
【解析】A．由于输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，故不变，故A错误；
B．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故B正确；
C．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压不变，则不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压减小，故C错误；
D．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，根据，知变大，故D错误。
7. 两个相同的L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当、处接电压最大值、频率为的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个最大值仍为新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则新电源的频率（ ）
A. 频率小于B. 频率大于
C. 频率仍为D. 无法判断频率的大小
【答案】B
【解析】当将、接在电压最大值为、频率为正弦交流电源两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同；而更换一个最大值仍为的新电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则说明线圈的感抗比电容器的容抗大，那么新电源的频率大于。
故选B。
8. 以下说法正确的是（ ）
A. 的水的内能小于的水蒸气的内能
B. 的冰的内能比等质量的的水的内能大
C. 温度越高，物体的内能越大
D. 温度相同，质量相同的物体具有相同的内能
【答案】A
【解析】AB．水变成水蒸气要吸热，则同质量同温度水的内能小于水蒸气的内能，同理冰变成水要吸热，故同质量同温度冰的内能小于水的内能，故A正确，B错误；
CD．物体的内能与物质的量、温度、体积等因素有关。温度相同，质量相同的物体物质的量不一定相等，所以内能不一定相等，温度高的物体，内能也不一定大，故CD错误。
故选A。
9. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）
A. 在图中时刻穿过线圈的磁通量均为零
B. 交流电a的瞬时值为
C. 线圈先后两次转速之比为
D. 交流电b电压的有效值为
【答案】D
【解析】A．由图可知，时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A错误；
B．由图像可知，交流电a的最大值为10V，角速度为
所以交流电a的瞬时值为，故B错误；
C．由图像可知
故，故C错误；
D．交流电最大值，故
故
其有效值为，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，水平虚线MN的上方有一垂直纸面向里的匀强磁场，矩形导线框abcd从MN下方某处以v0的速度竖直上抛，向上运动高度H后垂直进入匀强磁场，此过程中导线框的ab边始终与边界MN平行．不计空气阻力，在导线框从抛出到速度减为零的过程中，以下四个图像中可能正确反映导线框的速度与时间的关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】线框进入磁场前做竖直上抛运动，是匀减速直线运动，其v-t图像是向下倾斜的直线；进入磁场后，产生感应电流，除重力外，还要受到向下的安培力，根据牛顿第二定律，有
其中
解得
故进入磁场后做加速度减小的减速运动，故图线逐渐水平，故C正确，ABD错误。
故选C。
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
11. “用单分子油膜法估测分子大小”的实验中
（1）如图所示的四个图反映了实验中的四个步骤，请将它们按操作先后顺序排列应是__________（用符号表示）。
（2）用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的__________。
A.摩尔质量B.摩尔体积
C.质量D.体积
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是__________。
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
（4）某同学在做实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.1mL，用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，求：（计算结果均保留2位有效数字）
①油酸膜的面积是__________；
②根据_上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。
【答案】（1）dacb （2）B （3）ACD （4）
【解析】（1）[1] “用单分子油膜法估测分子大小”的实验步骤为：①配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）；②将N滴酒精油酸溶液滴入量筒测出体积，根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V；③准备浅水盘，将痱子粉均匀的撒在水面上；④将一滴油酸酒精溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上；⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半格的舍去，多于半格的算一格），再根据方格的边长求出油膜的面积S；⑥根据可算出油膜的厚度，即为分子直径。故正确的操作顺序为dacb。
（2）[2]阿伏加德罗常数为1ml任何物质所含粒子的个数，等于摩尔体积除以一个分子的体积。用油膜法测出油酸分子的直径后，可知道一个油酸分子的体积，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道1ml油酸分子的体积，即摩尔体积，故B正确，故选B。
（3）[3] 计算结果数据偏大，根据原因可能是油酸体积V计算偏大或者油膜面积S偏小。
A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会造成V计算偏大，故A正确；
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，会造成油膜面积S偏大，故B错误；
C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数，会造成油膜面积S偏小，故C正确；
D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，会造成油膜面积S偏小，故D正确
故选ACD。
（4）①[4]数出轮廓内的方格数（不足半格的舍去，多于半格的算一格）n=40格，正方形小方格的边长为1cm
则小方格的面积为
则油酸膜的面积
（4）②[5]根据配制比例算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积
根据，可算出
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
12. 如图所示为远距离输电示意图，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250 V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220 V。要求在输电线上损失的功率控制为5 kW（即用户得到的功率为95 kW）。
（1）求输电线上的电流I2；
（2）求降压变压器的原副线圈匝数比。
【答案】（1）25A；（2）
【解析】（1）输电线上的电流为
（2）输电线上损失的电压为
升压变压器的输出电压为
则降压变压器的输入电压为U3=U2-U损＝4000V-200V=3800V
降压变压器的匝数比为
13. 轿车中的防撞安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，储存的三氮化钠（）爆炸产生的气体（假设都是氮气）充入安全气囊。若安全气囊充入氮气后的容积为，密度为，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：（结果均保留2位有效数字，已知）
（1）气囊中氮气分子的总个数N；
（2）气囊中氮气分子间的平均距离r。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）气体的物质的量为
气体分子总个数为
解得
（2）把每个气体分子看成立方体
则每个立方体的体积为
立方体的边长作为气体分子间的距离
解得
14. 如图所示，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度大小B=0.20T。正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转轴OO′与磁场方向垂直，线圈转速为n=120r/min。线圈的边长为L=20cm，线圈匝数N=20，线圈电阻为r=1.0Ω，外电阻R=9.0Ω，电压表为理想交流电压表，其它电阻不计，图示位置线圈平面与磁场方向平行．求线圈从图示位置转过90°过程中：
（1）所产生的平均感应电动势；
（2）通过外电阻R的电荷量q；
（3）电阻R上的电热Q；
（4）交流电压表的示数U。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）线圈转动的周期为
线圈从图示位置转过过程中，所经历的时间为
线圈中发生的磁通量的变化为
由法拉第电磁感应定律得平均电动势为
（2）通过电阻的平均电流为
在这个过程中通过的电荷量为
（3）线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为
通过电阻的感应电流的最大值为
通过电阻的感应电流的有效值为
在这个过程中，电阻上产生的热量为
（4）交流电压表的示数即电阻两端电压的有效值
15. 如图甲所示光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为M=3kg的重物，另一端系一质量为m=1kg、电阻为r=0.1Ω的金属杆．在竖直平面内有间距为L=2.0m的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值为R=0.9Ω的电阻，其余电阻不计．磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，重物的速度与下降的高度v-h图像如图乙所示．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度g=10m/s2），求：

（1）电阻R中的感应电流方向；
（2）重物匀速下降的速度v；
（3）重物从释放到刚开始匀速的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR．
【答案】（1）Q→R→F；（2）5m/s；（3）45J
【解析】（1）释放重物后，金属杆向上运动，由右手定则可知，电阻R中的感应电流方向为Q→R→F；
（2）重物匀速下降时，金属棒匀速上升，处于平衡状态，
对金属棒，由平衡条件得：T=mg+F，
金属棒受到的安培力：
对重物，由平衡条件得：T=Mg，
联立上式可得： ，解得；
（3）设电路中产生的总焦耳热为Q，由能量守恒定律得：

根据串联电路特点，电阻R中产生的焦耳热：.