【物理】山东省烟台市2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版）

这是一份【物理】山东省烟台市2024-2025学年高二下学期期中考试试题（解析版），共19页。试卷主要包含了 下列说法正确的是， 关于电磁波，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
－、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 水中放入茶叶后，水颜色由浅变深，是布朗运动现象
B. 当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小
C. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D. 当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，这是因为气体浮力作用
【答案】C
【解析】A．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是扩散运动现象，A错误；
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均随距离的增大而减小，B错误；
C．当分子力表现为引力时，随分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，C正确；
D．微小颗粒在气体中长时间悬浮的主要原因是布朗运动，即气体分子的无规则碰撞导致颗粒的无规则运动，而非浮力，D错误。
故选C。
2. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. X射线的波长比微波的波长长
B. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制
C. 高铁站、机场等地进行安全检查时，利用红外线能探测到箱内的物品
D. 利用紫外线遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮
【答案】B
【解析】A． X射线的波长比微波的波长短，A错误；
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制，B正确；
C．高铁站、机场等地进行安全检查时，利用X射线探测到箱内的物品，C错误；
D．利用红外线遥感技术可以在飞机或人造地球卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮，D错误。
故选B。
3. 传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是（ ）
A. 走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器
B. 霍尔元件能把电压这个电学量转换成磁感应强度这个磁学量
C. 非触摸式自动水龙头（自动感应水龙头）应用的传感器是压力传感器
D. 电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断
【答案】D
【解析】A．在天黑楼道里出现声音时，楼道里灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器；但红外报警装置是应用了红外线传感器，故A错误；
B．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故B错误。
C．利用红外线热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用光传感器而制成的，故C错误；
D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确。
故选D。
4. 如图甲、乙所示为两个交流电的电压随时间变化的关系图像，已知图甲前、后半个周期都是正弦曲线的周期图像，则甲、乙交流电电压的有效值之比为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】根据焦耳热效应，有
解得有效值为
根据焦耳热效应，有
解得有效值为
所以有
故选A。
5. 如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，是自感系数很大的线圈，下列说法正确的是（ ）
A. 在断开的情况下，若闭合；则、灯均逐渐变亮
B. 在闭合的情况下，若闭合，则A灯立即变亮，而B灯逐渐变亮
C. 闭合、，待电路稳定后，断开，则A灯逐渐熄灭，B灯立即熄灭
D. 在断开、闭合的情况下，若断开，则A灯闪亮一下，B灯逐渐熄灭
【答案】C
【解析】A．在断开的情况下，若突然闭合时，由于线圈的自感现象，出现自感电动势阻碍电流的增大，A灯立即亮，B灯逐渐亮，故A错误；
B．在闭合的情况下，若突然闭合时，由于线圈的自感很大，相当于断路，两灯立即亮，故B错误；
C．当同时闭合、，待电路稳定后，突然将断开，B灯立即熄灭，因自感现象，L与A组成回路，A灯不会立即熄灭，而是逐渐熄灭，故C正确；
D．在断开、闭合的情况下，由于线圈电阻较大，则线圈电流较小，若断开，则A、B灯逐渐熄灭，故D错误；
故选C。
6. 如图所示，有一边长的单匝正方形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动角速度，轴分别通过和的中点，线圈的电阻，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。已知时刻，线圈平面与磁场方向垂直，下列说法正确的是（ ）
A. 时线框中的电流改变方向
B. 时线框中产生的感应电动势最大
C. 时间内，流过线框的电荷量为
D. 线圈每转动一周，电阻上产生的焦耳热为
【答案】D
【解析】A．由题可知，交流电的周期
时刻，线圈平面与磁场方向垂直，线圈处在中性面的位置，此时电路中的电动势和电流均为零，时，穿过线圈平面的磁通量为零，电动势最大，电流最大，电流方向不变，A错误；
B．时刻，电路中的电动势为零，时，电路中的电动势依然为零，B错误；
C．时间内，线圈中磁通量的变化大小为
感应电动势
电路中的电路
故通过定值电阻的电荷量，C错误；
D．由题可知，线圈感应电动势的最大值
电路的电压的有效值
电路中的有效电流
则线圈转动一周，定值电阻R上产生的热量，D正确。
故选D。
7. 某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波，光速为。则在汽车两次接收电磁波过程中，则下列说法正确的（ ）

A. 汽车两次接收无线电波的时间间隔为
B. 第一次接收到电磁波时汽车到雷达的距离为
C. 汽车行驶的距离为
D. 汽车车速的表达式为
【答案】D
【解析】A．汽车两次接收到电磁波的时间间隔为，A错误；
B．第一次接收到电磁波时汽车到雷达的距离为，故B错误；
C．第二次接收到电磁波时汽车到雷达的距离为
故汽车行驶的距离，C错误；
D．根据上述分析可得，汽车的速度为，D正确。
故选D。
8. 如图所示，在虚线的上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为的正方形金属线框斜向上进入磁场，当对角线刚进入磁场时，线框的速度大小为，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为，则下列说法正确的是（ ）
A. 刚进入磁场时，、两端电势差为
B. 刚进入磁场时，线框中感应电流为
C. 刚进入磁场时，线框所受安培力为
D. 线框从如图所示位置到全部进入磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为
【答案】C
【解析】A．线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，则感应电流的方向为逆时针，C端电势较低，CD边切割磁感线，有效的切割长度为a，所以产生的感应电动势为
、两端电势差为，故A错误；
B．感应电流大小为，故B错误；
C．AC刚进入磁场时线框的CD边产生的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是
且AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，即为，故C正确；
D．根据电流定义式可知，故D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测两端的电压，每获得一次低电压就记数一次。下列说法正确的是（ ）

A. 有光照射时的阻值比无光光照时小
B. 有光照射时两端的电压比无光照射时大
C. 有光照射时电源两端的电压比无光照射时小
D. 有光照射时消耗的电功率比无光照射时小
【答案】AC
【解析】AB．由图可知，每当光照被挡住时，信号处理系统获得一次低电压就记数一次，则此时光敏电阻两端电压较大，阻值较大；故有光照射时的阻值比无光光照时小，有光照射时两端的电压比无光照射时小，故A正确，B错误；
C．有光照射时，光敏电阻的阻值比无光光照时小，则外电阻总阻值比无光照射时小，电源两端的电压比无光照射时小，故C正确；
D．有光照射时，光敏电阻的阻值比无光光照时小，则电路总电阻比无光照射时小，电路总电流比无光照射时大，定值电阻消耗的电功率比无光照射时大，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示振荡电路，线圈自感系数，电容器电容。时刻电容器开始放电时，上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是（ ）
A. 振荡电路的周期
B. 时，电容器上极板带负电
C. 时，线圈中的磁场能最小
D. 时，电路中的电场能正转化为磁场能
【答案】ABD
【解析】A．由题可知，振荡电路的周期，A正确；
B．当时，电容器在时开始放电，放电完毕，电容器反向充电，在经过时，电容器反向充电尚未结束，此时上极板上的电荷与原来相反，即上极板带负电，B正确；
C．电容器在时开始放电，放电完毕，当时，电场能还在继续转化为磁场能，故此时磁场能不是最大，也不是最小，C错误；
D．当时，恰好处在之间，此时电容器尚处在放电阶段且放电尚未结束，正在把电场能转化为磁场能，D正确。
故选ABD。
11. 图甲是某型号的热敏电阻的阻值随温度变化的图像（已做近似处理），图乙是用做测温探头的某热敏电阻温度计的电路图，其中电源电压可在之间调节，为的定值电阻。该电路工作原理是：将放入待测温度处，闭合开关，调节电源电压，使电路中电流保持3mA不变，可直接从温度计表盘上得出待测温度。下列说法正确的是（ ）
A. 温度计表盘上显示时，电源电压为1.5V
B. 温度计表盘上显示时，电源电压为1.4V
C. 该热敏电阻温度计的测温范围为
D. 该热敏电阻温度计的测温范围为
【答案】AD
【解析】AB．温度计表盘上显示时，根据数学方法可知，的阻值为330，根据欧姆定律有
解得V
故A正确，B错误；
CD．当电源电压为1.8V时，电阻最大，有
当电源电压为0.6V时，电阻最小，有
根据数学方法可知热敏电阻的阻值随温度变化的关系式为
代入数据可知该热敏电阻温度计的测温范围为，故D正确，C错误；
故选AD。
12. 如图所示，一导体棒两端分别水平搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环的内侧，两圆环半径均为，电阻均不计，导体棒的质量为，接入电路的长度为，阻值为。阻值为的电阻用导线（电阻可忽略）与两圆环相连接。整个空间有磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒在外力作用下以速率绕两圆环的中心轴匀速转动，整个运动过程中导体棒与圆环接触良好。已知时刻，导体棒在圆环最低点。则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，导体棒两端电压最小
B. 电阻两端电压随时间变化的表达式
C. 在时间内，通过电阻的电荷量
D. 在时间内，电阻上产生的热量
【答案】CD
【解析】AB．时，导体棒在圆环最低点，速度方向与磁感线垂直，此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势最大，导体棒ab两端电压最大，有
感应电动势变化符合正余弦函数关系，电阻两端电压随时间变化的表达式，故AB错误；
C．导体棒做圆周运动的周期
由于，则时间内，通过电阻R的电荷量，故C正确；
D．电流的有效值
则时间内，电阻上产生的热量为，故D正确
故选CD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①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；
②根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
③将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
④往浅盘里倒入约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，用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是______（填写步骤前面的数字）；
（2）某同学在实验中将1mL的油酸溶于酒精，制成2000mL的油酸酒精溶液，测得该1mL的油酸酒精溶液有50滴。则每滴所含纯油酸的体积为______。
（3）油膜面积如图所示，已知坐标纸中每一个正方形小格的边长为2cm，由此估算出油酸分子的直径为______m（结果保留2位有效数字）。
（4）在该实验中，某同学计算的油酸分子直径结果明显偏小，可能是由于______。
A. 油酸溶液的计算浓度低于实际浓度
B. 水面痱子粉过多，导致油酸未完全散开
C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
【答案】（1）④③①② （2）1×10-11##10-11 （3）2.5×10-10##2.4×10-10##2.6×10-10 （4）AD
【解析】（1）该实验按步骤可简化为形成油膜、描绘油膜边缘、测量油膜面积、计算分子直径，所以顺序为④③①②。
（2）由题可知，1滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
（3）油酸的面积
故油酸分子的直径
（4）A．若油酸溶液的计算浓度低于实际浓度，那么计算出的纯油酸的体积偏小，根据可知，油酸分子的面积S不变，体积V偏小，则油酸分子直径测量值偏小，A正确；
B．水面痱子粉过多，导致油酸未完全散开，导致测量油膜的面积偏小，油酸分子直径的测量值则偏大，B错误；
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，同样会导致油膜面积测量偏小，油酸分子直径的测量值偏大，C错误；
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，导致纯油酸体积的计算偏小，根据可知，S不变，V偏小，则分子直径d偏小，D正确。
故选AD。
14. 某实验小组利用如图所示的器材来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中为原线圈，为副线圈。
（1）在下方虚线框中，将给出的实验仪器连成完整的实验电路；
（2）若连接好实验电路并检查无误后，闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向左偏了一下，说明线圈______（选填“”、“”或“和”）中有了感应电流；稳定后，电流计指针______（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；调节滑动变阻器滑片P的位置，使线圈中的电流增大，电流计指针______（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；将线圈从线圈中迅速拔出，电流计指针将______（选填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）；
（3）该实验小组通过实验总结出：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的______。
【答案】（1） （2）L2 不偏转 向左偏 向右偏 （3）磁通量的变化
【解析】（1）实物连线如图
（2）[1]若连接好实验电路并检查无误后，该同学闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向左偏了一下，说明线圈L2中有了感应电流；
[2] 稳定后，磁通量不变，电流计指针不偏转；
[3]当穿过线圈的磁通量增加时，产生的感应电流使电流计指针左偏；那么开关闭合后，调节滑动变阻器滑片P的位置，使线圈中的电流增大，磁通量变大，则电流计向左偏；
[4]将线圈迅速拔出时，穿过线圈的磁通量减小，则电流计指针将向右偏；
（3）该同学通过实验总结出：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化；
15. 如图所示为某研究小组设计的一款电吹风电路原理图，、、、为四个固定接触点。可动的扇形金属接触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。、两端接入的交流电源的电压，已知小风扇的电阻，电热丝的电阻值，小风扇在正常工作时输出的功率，电吹风吹冷风时电源的输入功率，和分别是理想变压器原，副线圈的匝数。求：
（1）理想变压器原、副线圈的匝数比；
（2）电吹风吹热风时电源的输入功率。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设小风扇正常工作时流过变压器副线圈中的电流为I，则风扇正常工作时输出的功率
设小风扇两端电压为，
由题意可知变压器输入电压为
（2）设电吹风吹热风时电热丝消耗的热功率为，
电吹风吹热风时电源的输入功率
16. 现有一水力发电站的发电机组设计为：水以的速度流入水轮机后以的速度流出，已知流出水位比流入水位低20m，水流量，水轮机效率为，发电机效率为，然后利用如图所示的高压输电线路将发电机输出的电能输送给用户。该发电机组输出的电压，在输电线路上接入一个原，副线圈的匝数比为的电流互感器，其电流表的示数。已知输电线的总电阻，用户两端的电压为220V，水的密度，重力加速度，变压器均为理想变压器。求：
（1）该发电机组输出的电功率；
（2）升压变压器的原、副线圈匝数比；
（3）降压变压器的原、副线圈匝数比。
【答案】（1）kW （2） （3）
【解析】（1）经时间t，参与发电的水损失的机械能
该发电机组的输出电功率kW
（2）输电线中的电流为I，对电流互感器，根据电流之比与线圈匝数之比的关系有
解得I=16.6A
升压变压器的输出电压为U，根据电功率公式有V
升压变压器的原、副线圈匝数比
（3）根据欧姆定律有V
根据串联电路电压规律有
V
则
17. 如图所示，两组宽度不等、足够长且不计电阻的光滑平行金属导轨水平固定，导轨、之间的宽度为，导轨、之间的宽度为、、和、所在空间均存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为和，磁场方向均垂直纸面向里。将质量分别为、的金属棒、分别垂直轻放在水平导轨、和、上，两金属棒接入电路中的电阻均为，、两端间接有阻值也为的定值电阻。先闭合开关，断开开关，在棒上沿导轨方向施加水平向右的恒力，经过时间，棒达到匀速运动状态，求：
（1）棒匀速运动时的速度大小；
（2）棒从静止开始到匀速运动的过程中，恒力做的功；
（3）棒达到匀速运动状态后，断开开关、闭合开关，同时撤去力，当再次匀速运动时，产生的焦耳热为多少。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）闭合开关S1、断开开关S2，cd棒做加速度逐渐减小的加速运动，设匀速时cd棒的速度为v，则有E=2BLv
回路电流
cd棒受到的安培力F安=2BIL
cd棒匀速F=F安
解得
（2）cd棒从静止开始到达到匀速运动，设cd棒的位移为x，根据动量定理
整理可得
即
解得
外力F做功
（3）cd棒达到匀速运动状态，断开开关S1、闭合开关S2，设ab、cd再次做匀速运动时的速度分别为v1、v2，则
可得v1=v2
ab、cd动量守恒mv=2mv1+mv2
联立解得
电路中的总热量为
ab棒产生的焦耳热为
联立解得
18. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行长直导轨、沿斜面方向固定在斜面上，该斜面与水平面间的夹角，两导轨间距为，其电阻不计，底端、之间连接一阻值为的定值电阻，导轨所在的空间存在方向垂直于轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度的大小随着时间变化的图像如图乙所示。一质量为、长度为、电阻值为的金属杆垂直于导轨放置并且和导轨接触良好，杆和之间距离为。现在杆的中点处系一根不可伸长的轻绳，绳子跨过定滑轮与一质量为的物块相连接，滑轮左侧轻绳与导轨平面保持平行。已知在时间内，金属杆在沿斜面方向的外力作用下保持静止状态。时刻撤去外力，金属杆从静止开始运动，当物块下落的高度为时，物块开始做匀速运动。重力加速度为，，求：
（1）外力随时间的变化关系式；
（2）从时刻到物块开始做匀速运动的时间内，通过电阻的电荷量；
（3）从时刻到物块开始做匀速运动的时间内，金属杆所产生的热量。
【答案】（1） （0＜t＜） （2） （3）
【解析】（1）由平衡条件得：
（0＜t＜）
（2）时间内，通过电阻R的电荷量为
联立上述可得
由联立得：
（3）金属杆ab产生的焦耳热为，
联立
物块做匀速运动时，由平衡条件得：
解得：
回路中产生的焦耳热为，金属杆ab产生的焦耳热为，由能量守恒定律可得：
，