【物理】河北省张家口地区2024-2025学年高二下学期4月期中考试试卷（B）（解析版）

这是一份【物理】河北省张家口地区2024-2025学年高二下学期4月期中考试试卷（B）（解析版），共13页。
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 条形磁体下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生了感应电流，说明电能是可以被创造的
B. 在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量的品质降低了
C. 第一类永动机不可能制成是因为违背了热力学第二定律
D. 热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
【答案】B
【解析】A．磁铁穿过线圈过程中是机械能转化成了电能，故A错误；
B．在能量转化的过程中，虽然能量的总量并不减少，但能量品质降低了，故B正确；
C．第一类永动机不可能制成是因为违背了能量守恒定律，故C错误；
D．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，故D错误。
故选B。
2. 某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为340m、497m、600m的无线电波，下列说法不正确的是（ ）
A. 在电磁波接收技术中，把声音信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调
B. 在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式
C. 为更好接收波长为600m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到5×105Hz
D. 为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数
【答案】D
【解析】A．在电磁波接收技术中，把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调，故A正确；
B．在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式，故B正确；
C．为更好接收波长为600m的无线电波，根据
可知应把收音机的调谐频率调到5×105Hz，故C正确；
D．为了能收到频率最高的中波电台，应增大调谐电路的固有频率，根据
（L为电感，与线圈匝数有关）
可知应减少线圈的匝数，故D错误。
故选D。
3. 下列关于液体和固体性质的说法，正确的是（ ）
A. 水黾可以在水面自由活动，说明它所受到水的浮力大于重力
B. 食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，是非晶体
C. 毛细现象是液体的浸润（或不浸润）与表面张力共同作用的结果
D. 石墨烯熔化过程中吸热，碳原子的平均动能增加
【答案】C
【解析】A．水黾可以在水面自由活动，是因为水的表面张力，故A错误；
B．食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，但仍是晶体，故B错误；
C．毛细现象是液体的浸润（或不浸润）与表面张力共同作用的结果，故C正确；
D．石墨烯是晶体，熔化过程中吸热，温度不变，碳原子的平均动能不变，故D错误。
故选C。
4. 5G是新一代蜂窝移动通信技术，数据传输速率比4GLTE蜂窝网络快100倍。下表为5G使用的无线电波的频率范围。已知光在真空中的传播速度c=3×108m/s，1MHz=1×106Hz，下列说法正确的是（ ）
A. FR1比FR2中无线电波更不容易发生明显衍射
B. FR1和FR2中的无线电波在传播时不需要介质
C. FR1和FR2中的无线电波不产生偏振现象
D. 在真空中传播时，FR2比FR1中的无线电波的传播速度更大
【答案】B
【解析】A．FR1比FR2对应的频率小，根据，则波长较大，衍射能力更强，故A错误；
BC．无线电波是电磁波，电磁波传播不需要介质，电磁波是横波，可以发生偏振现象，故B正确，C错误；
D．在真空中传播时，FR2与FR1中的无线电波的传播速度相同，均为3×108m/s，故D错误。
故选B。
5. 一定质量的理想气体经历从a→b→c→d→a的过程，其过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在a→c的过程中，气体吸收的热量为4p0V0
B. 在a→c的过程中，气体对外界做的功为2p0V0
C. 在a→c的过程中，温度先降低后升高
D. 在a→b→c→d→a的过程中，气体放出的热量为2p0V0
【答案】A
【解析】AB．p−V图像与V轴所围的面积表示气体对外界做的功
由图像知Ta=Tc，故从a→c的过程中ΔU=0，因为气体对外界做功，W0，即气体要吸收热量，吸收的热量
故A正确，B错误；
C．根据理想气体的状态方程
可知p−V图像的坐标值的乘积反映温度，a状态和c状态的坐标值的乘积相等，而中间状态的坐标值乘积更大，则a→c过程的温度先升高后降低，故C错误；
D．整个过程中气体对外界做的功大小等于Δacd的面积，即
又因ΔU=0，故气体吸收的热量，故D错误。
故选A。
6. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断竖直升降机运动状态的装置，其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动的过程中，电流表示数如图乙所示，已知升降机静止时电流表的示数为I1.下列判断不正确的是（ ）
A. 0到t1时间内，升降机可能向下匀速运动
B. t1到t2时间内，升降机可能做匀加速直线运动
C. t1到t2时间内，升降机运动时的加速度向上
D. t2到t3时间内，升降机可能匀加速上升
【答案】B
【解析】A．从时间内，电流为不变，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的总阻值不变，升降机可能静止也可能匀速运动，故A正确，不符合题意；
BC．时间内，电流增大，则电阻减小，因为压敏电阻阻值随所受压力的增大而减小，所以压力增大，由牛顿第三定律得物块受到的支持力逐渐增大，根据牛顿第二定律有，合力向上，加速度向上且逐渐增大，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．时间内电流不变，电阻不变，压力不变，电流大于静止时的电流，压力大于静止时的压力，物块受重力和支持力，根据牛顿第二定律有
合力向上，加速度向上且大小不变，所以时间内升降机匀加速上升或匀减速下降，故D正确，不符合题意。
本题选择错误选项，故选B。
7. 如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（ ）
A. 空气柱中气体分子的平均动能不变
B. 空气柱中气体分子的密集程度变大
C. 水银柱a液面将上升
D. 水银柱b的两个水银面的高度差h变大
【答案】C
【解析】AB．空气柱的压强
其中为水银柱的高度，由于的大小不变，故空气柱的压强不变，被封闭气体做等压变化，由于气体温度升高，气体分子的平均动能变大，故根据盖—吕萨克定律可得，气体的体积增大，故气体分子的密集程度变小，故AB错误；
CD．被封闭气体的压强，由不变，可知不变，水银柱b的两个水银面的高度差不变，又因气体的体积增大，则水银柱a液面将上升，故C正确，D错误。
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. 如图所示的后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射毫米级电磁波（毫米波），并对前车反射的毫米波进行运算，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（ ）
A. 毫米波比红外线的频率高
B. 毫米波比紫外线波动性更明显
C. 毫米波可以用于工业探伤
D. 前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流
【答案】BD
【解析】A．从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比红外线低，故A错误；
B．毫米波波长大于紫外线的波长，故毫米波的波动性更明显，故B正确；
C．由于频率越高，其穿透力越强，毫米波频率远低于X射线，其比X射线穿透能力更弱，不可以用于工业探伤，故C错误；
D．后车发出电磁波，电磁波会引起前车的金属尾板磁通量的变化，从而产生感应电流，故D正确。
故选BD。
9. 传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若电流从灵敏电流计“＋”接线柱流进时指针向右偏，从“－”接线柱流进时向左偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器所带电荷量将增大B. 电容器两极板间电势差变大
C. 灵敏电流计指针向左偏转D. M点的电势比N点的低
【答案】AD
【解析】电容与电源相连，电容器两极板间电势差不变，由，可知当待测压力突然增大时，向上压可动电极，可知减小，电容增大，电荷量增大，电容器充电，电路中形成逆时针方向的电流，则灵敏电流计指针向右偏；电流从N流向M，故的电势比的低。
故选AD。
10. 一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为1×105Pa。经等容过程，该气体吸收400J的热量后温度上升100K；若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。下列说法正确的是（ ）
A. 等容过程中，气体的体积为6L
B. 等压过程中，气体内能增加200J
C. 等容过程中，气体压强增加了原压强的
D. 等压过程中，气体体积增加了原体积的
【答案】AC
【解析】CD．设理想气体初始状态的压强、体积和温度分别为，，
等容过程为状态二：，，
等压过程为状态三：，，
由理想气体状态方程可得，
解得，
等容过程中，气体压强增加了原压强的，等压过程中，气体体积增加了原体积的，故C正确，D错误；
B．等容过程中气体做功为零，由热力学第一定律
因此内能增加都为，等压过程内能增加了，故B错误；
A．吸收热量为，由热力学第一定律可知气体对外做功为，即做功的大小为
解得，故A正确。
故选AC。
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. 用图甲所示实验装置探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______。
A. 为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦
B. 实验中应缓慢推拉柱塞，以免气体温度发生变化
C. 为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观
（2）在实验中，下列哪些操作不是必需的______。
A. 用橡胶套密封注射器的下端
B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的压强值
D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
（3）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则用上述方法作出的图线应为图乙中的____（选填“①”或“②”）。
【答案】（1）BD （2）B （3）①
【解析】（1）A．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故A错误；
B．改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化，故B正确；
C．手握紧注射器会导致温度的变化，造成实验误差，故C错误；
D．需要验证的规律是“一定质量的气体温度不变时，压强p与体积V成反比”。
图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线的一支，所以图像更直观，故D正确；
故选BD。
（2）A．为了保证气密性，应用橡胶套密封注射器的下端，故A必需；
BD．由于注射器粗细均匀，根据V=LS可知，体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度即可，无需测量直径，故D必需，B不必需；
C．为了得知压强的变化情况，需要读取压力表上显示的压强值，故C必需；
故选B。
（3）由玻意耳定律
得
可见，图像为一条过原点的倾斜直线。
环境温度逐渐升高，假设该气体体积V不变，则压强p增大，故C变大，即图线的斜率变大，作出的图像应为题图乙中的①。
12. 某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随压力F变化的图像如图甲所示，其中R0=10Ω，图像斜率k=1.5Ω/N。小组同学按图乙所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势E=4.0V，内阻未知，电流表量程为20mA，内阻RA=9Ω，g取10m/s2。按以下操作步骤进行实验。
①秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏；
②秤盘上放置已知重力的重物G，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变；读出此时电流表示数I；
③换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；
④将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。
（1）实验时发现电流表量程偏小，根据需要将其量程扩大为200mA，则应该给该电流表并联阻值为______Ω的电阻。
（2）改装后的刻度盘，其0刻度线在电流表__________（选填“零刻度”或“满刻度”）处。
（3）用改装后的电流表进行操作，若电流表示数为50mA，则待测重物质量为______kg。
（4）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤①的操作，则测量结果______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）1 （2）满刻度 （3）4 （4）偏大
【解析】（1）当小量程的电流表改装成量程较大的电流表时，需要并联一个小电阻，有
代入数据解得R=1Ω
（2）由于压敏电阻阻值R随压力增大而增大，则电流表示数随压力增大而减小，所以改装后的刻度盘，其零刻度线在电流表的满刻度处。
（3）根据闭合电路欧姆定律可得，当秤盘上不放重物时，调节滑动变阻器使得电流表满偏，有
当秤盘上放上重物，且电流表示数为50mA时，有，
联立解得m=4kg
（4）使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，电路中电流将减小，电流表示数将偏小，故其测量结果将偏大。
13. 轿车中的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，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊内有3.4ml的氮气，气囊中氮气的密度ρ=1.7kg/m3，已知氮气的摩尔质量M=28g/ml，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023ml-1.请估算：
（1）安全气囊的容积；
（2）气囊中氮气分子间的平均距离r。（结果保留一位有效数字）
【答案】（1）56L （2）m
【解析】（1）设安全气囊的容积，则有
（2）气囊中氮气分子的总个数为
气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为的立方体，则有
代入数据解得
14. 如图所示，一LC振荡电路，线圈的电感L=0.25H，周期T=9.42×10-3s，电容器两极板间电压最大为10V，以电容器开始放电的时刻为零时刻，上极板带正电，下极板带负电。
（1）求电容器的电容；
（2）在前内的平均电流为多大？
（3）当t=4.0×10-3s时，电容器上极板带何种电荷？电流方向如何？
【答案】（1）9µF （2）A （3）负电，逆时针
【解析】（1）根据
解得C=9µF
（2）若电容器两极板间电压最大为10V，则电容器所带电荷量最大值为
解得
则在前内的平均电流为
解得
（3）当时，即在从时刻开始的第二个周期内电容器充电，此时上极板带负电荷，电流沿逆时针方向。
15. 如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为、质量为、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为18cm，在活塞的右侧12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图（b）所示，取，环境温度不变。
（1）求活塞与汽缸底部之间的距离；
（2）给汽缸加热，求活塞恰好到达卡环处时汽缸内的温度；
（3）求加热到720K时封闭气体的压强；
（4）加热到720K过程中，气体从外界吸收热量，求气体内能的变化量。
【答案】（1）15cm （2）600K （3） （4）增加14J
【解析】（1）汽缸水平放置时，K，cm×m³
当汽缸竖直放置时，，
根据理想气体状态方程有
代入数据解得
（2）假设加热到时，恰好到达卡环处，则有，
根据理想气体状态方程有
解得
（3）加热到720K时，活塞已经到达卡环处，则有，
根据理想气体状态方程有
解得
（4）活塞向上运动时气体对外界做功，则有
根据热力学第一定律
解得
则气体内能增加14J频率范围名称
对应的频率范围
FR1
450MHz~6000MHz
FR2
24250MHz~52600MHz