江苏省扬州市高邮市2024-2025学年高二下学期期中调研物理试卷（解析版）

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一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 越来越多的汽车配备了自动大灯功能，当外部环境光线较暗时大灯将自动开启。此功能主要使用的传感器为（ ）
A. 光传感器
B. 声传感器
C. 位移传感器
D. 红外线传感器
【答案】A
【解析】A．自动大灯通过检测环境光线强度变化来工作，光传感器可直接感知外界光照强度，故A正确；
B．声传感器用于检测声音信号，与光线控制无关，故B错误；
C．位移传感器用于测量位置或运动状态，与光线无关，故C错误；
D．红外线传感器主要检测红外辐射（如人体或热量），并非直接用于环境光线检测，故D错误。
故选A。
2. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A. 晶体都具有规则几何外形
B. 天上飘落的雪花是非晶体
C. 物理性质表现为各向同性一定是非晶体
D. 天然水晶熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）是非晶体
【答案】D
【解析】A．晶体分为单晶体和多晶体，多晶体（如金属）无规则几何外形，故A错误；
B．雪花是水的晶体（冰晶），属于晶体，故B错误；
C．多晶体（如金属）的物理性质各向同性，因此各向同性可能是多晶体或非晶体，故C错误；
D．天然水晶（单晶体）熔化后快速凝固形成石英玻璃是非晶体，故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 毛细管内液面一定高于管外液面
B. 细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后，因表面张力作用而使尖端变钝
C. 水黾能在水面上行走靠的是浮力的作用
D. 液体的表面张力方向总是与液面垂直
【答案】B
【解析】A．毛细管内液面是否高于管外液面取决于液体是否润湿管壁。若液体润湿管壁（如水在玻璃管中），液面上升；若不润湿（如水银在玻璃管中），液面下降。因此“一定高于”错误，故A错误；
B．熔化的玻璃因表面张力作用会收缩成球形，使尖端变钝，故B正确；
C．水黾能浮于水面是因表面张力支撑其重量，而非浮力（浮力需排开液体体积），故C错误；
D．表面张力方向沿液面切线方向，而非垂直液面，故D错误。
故选B。
4. “中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 变化的电场周围一定产生变化的磁场
B. 不同的电磁波在真空中传播的速度不同
C. 额温枪测体温是利用红外线的辐射强度与温度有关
D. 在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最大
【答案】C
【解析】A．变化的电场周围会产生磁场，但若电场均匀变化（如线性变化），产生的磁场是恒定的，而非变化的。因此“一定产生变化的磁场”错误，故A错误；
B．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速c（约3×108 m/s），与电磁波种类无关，故B错误；
C．额温枪通过检测人体辐射的红外线强度来测温，而红外线辐射强度与温度正相关，故C正确；
D．LC振荡电路中，电容器电荷量最大时，电场能最大，磁场能（对应电流）为零，此时电流最小，故D错误。
故选C。
5. 关于分子动理论说法正确的是（ ）
A. 由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B. 由图甲可知，温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大
C. 图乙中连线表示花粉颗粒做布朗运动的轨迹
D. 图乙中ab段花粉颗粒运动最剧烈
【答案】A
【解析】A．温度升高，大速率分子数占总分子数的百分比增大，由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，故A正确；
B．由图甲可知，温度升高时，大速率区间内分子数的占比增大，小速率区间内分子数的占比减小，故B错误；
C．图乙中连线表示花粉颗粒在一定时间内始末位置的连线，并不是布朗运动的轨迹，故C错误；
D．图乙中ab段的连线最长，但不能说明该段花粉颗粒运动最剧烈，故D错误。
故选A。
6. 如图所示，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B是两个完全相同的小灯泡。以下说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S瞬间，A、B灯立即变亮
B. 闭合开关S待电路稳定后，A灯与B灯亮度相同
C. 断开开关S，A、B灯均慢慢熄灭
D. 断开开关S，流过L的电流方向与原来相反
【答案】C
【解析】A．开关闭合瞬间，由于线圈的自感作用，B灯逐渐变亮，而A灯立即变亮，故A错误；
B．闭合开关S，待电路稳定后，由于B与线圈的总电阻大于A的电阻，所以流过B的电流小于流过A的电流，A灯比B灯亮，故B错误；
CD．断开开关，由于线圈的自感作用，A、B两灯慢慢熄灭，流过A的电流方向与原来相反，流过L的电流方向不变，故C正确，D错误。
故选C。
7. 分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距r的关系图如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（ ）
A. r1为分子的平衡位置
B. 从r1到r2的过程，Ep不断减小
C. 从r2到r3的过程，F先减小后增大
D. 图线a为分子势能与分子间距离的关系图线
【答案】B
【解析】D．取无穷远处分子势能Ep=0，在r=r2时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以a图线为分子间作用力与分子间距离的关系图线，b图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故D错误；
A．r2为分子平衡位置，故A错误；
B．从r1到r2的过程，Ep不断减小，故B正确；
C．从r2到r3的过程，F先增大后减小，故C错误。
故选B。
8. 如图甲所示，边长为0.1m、匝数为100、电阻为1Ω的正方形线圈左半边存在垂直线圈平面的磁场，规定磁场垂直纸面向外为正，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，定值电阻R的阻值为4Ω，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 0~5s内，线框有收缩的趋势
B. 0~10s内，线圈中的电流方向会改变
C. 0~10s内，线圈受到的安培力方向不变
D. 0~10s内，流过定值电阻的电荷量为0.2C
【答案】D
【解析】A．由图可知，0~5s内，磁感应强度垂直纸面向里且减小，根据“增缩减扩”可知，线框有扩张的趋势，故A错误；
B．0~5s内，磁感应强度垂直纸面向里且减小，根据楞次定律可知，线圈中的电流为顺时针方向，5~10s内，磁感应强度垂直纸面向外且增大，则感应电流方向为顺时针方向，所以电流方向不变，故B错误；
C．感应电流的方向不变，根据可知，因磁场的方向改变，根据左手定则可知线圈受到的安培力方向改变，故C错误；
D．0~10s内流过定值电阻的电荷量为，故D正确。
故选D。
9. 小华在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验时，发现他测量出的油酸分子直径数量级为10-8m。出现结果偏大的原因可能是（ ）
A. 水面上的痱子粉洒得太厚
B. 使用的油酸酒精溶液搁置时间太长
C. 用注射器测一滴溶液的体积时，将溶液的滴数数多了
D. 计算坐标纸上油膜轮廓内方格个数时，不足一格的全部计入
【答案】A
【解析】油酸分子直径d的计算公式为
其中，c为油酸酒精溶液的体积浓度，V为N滴溶液的总体积，S为油膜面积。
A．水面上的痱子粉洒得太厚，S偏小，d偏大，A正确；
B．使用的油酸酒精溶液搁置时间太长，导致酒精挥发，溶液浓度c增大，计算时采用的溶液浓度c偏小，d偏小，B错误；
C．用注射器测一滴溶液的体积时，将溶液的滴数数多了，N偏大，d偏小，C错误；
D．计算坐标纸上油膜轮廓内方格个数时，不足一格的全部计入，S偏大，d偏小，D错误。
故选A。
10. 如图所示，用粗细均匀的导线制成正六边形的导体框，将导体框悬挂在弹簧测力计下端，通以顺时针方向电流，正六边形的顶点刚好在磁场边界上，平衡时弹簧测力计示数为F。下列说法正确的是（ ）
A. a边和ab边所受安培力大小不等
B. ab边和cd边所受安培力方向相反
C. 正六边形每边所受安培力大小为
D. ac边所受安培力是a边所受安培力的2倍
【答案】B
【解析】A．当电流方向与磁场方向垂直时
边与边的电流相同，长度相同，在同一磁场中，所以两边所受安培力大小相等，A错误；
B．根据左手定则，边所受安培力方向水平向左，边所受安培力方向水平向右，B正确；
C．正六边形所受安培力合力为0，根据安培力公式，可知每个边所受安培力大小相等，但不等于，C错误；
D．边为折线连接、两点，设正六边形的边长为L，根据几何关系可知
所以边所受安培力大小
边所受安培力大小
可知ac边所受安培力是a边所受安培力的倍，D错误。
故选B。
11. 如图所示，开口向下、导热性能良好的汽缸悬挂在天花板下，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞下方连接着一个沙桶，周围环境温度保持不变。现缓缓向沙桶里倒上细沙，则下列关于密封气体的图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由于汽缸导热性能良好，汽缸内的气体温度不变，现缓缓向沙桶里倒上细沙，气体体积增大，压强减小，由玻意耳定律得知，气体体积与压强成反比，即压强与体积的倒数成正比。
故选C。
二、非选择题：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. 某学习小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。图甲为变压器实物图，在原线圈两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压。请回答下列问题：
（1）观察甲图中变压器的横梁，它的结构和材料是
A. 硬塑料片叠成B. 绝缘的硅钢片叠成
C. 质地坚硬的大理石D. 长方形铁块
（2）原线圈两端应与图乙中的__________（填“a、b”或“c、d”）连接
（3）小宁同学将原线圈0、4接线柱与图乙中的a、b端相连，选择开关置于6V；电压表与副线圈0、8接线柱相连，则电压表的示数为
A. 48.0VB. 24.0VC. 12.0VD. 0
（4）小宣同学选择匝和匝两组线圈进行实验，正确接线后原线圈（匝）两端输入电压为8V，与副线圈相连的电压表指针位置如图丙所示，则电压读数为______V
（5）小宣同学用电压表测得线圈两端电压记为，通过计算得出的记为，多次实验都发现明显小于，且相对误差接近20%，因此小宣同学认为变压器电压之比不等于线圈匝数之比。你是否同意他的观点？请简要说明理由。
__________________________________________________________________________________________。
【答案】（1）B （2）c、d （3）D （4）12.8##12.9##13.0##13.1##13.2 （5）不同意。这是因为教学用可拆变压器不是理想变压器，工作时有能量损耗，且线圈通过电流时会发热，铁芯中产生涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，故不能因实际实验误差否定原理。
【解析】（1）变压器的横梁是由绝缘的硅钢片叠成，用来增强磁场，同时减少涡流损耗。
故选B。
（2）原线圈两端应接交变电流，故与c、d连接。
（3）小宁同学将原线圈0、4接线柱与图乙中的a、b端相连，即与直流电连接，变压器不能工作，即输出电压为0，电压表示数为0。
（4）若是理想变压器，则
考虑到漏磁现象，可知电压表读数应小于16V，可知电压表量程选择了，该量程电压表最小分度值为0.5V，故读数保留到十分位，故读数为13.0V；
（5）不同意。这是因为教学用可拆变压器不是理想变压器，工作时有能量损耗，且线圈通过电流时会发热，铁芯中产生涡流也会发热，交变电流产生的磁场不可能完全局限在铁芯内，故不能因实际实验误差否定原理。
13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A→B→C→A完成一次循环。已知该气体在状态C时的温度为900K，求：
（1）气体在状态B时的温度；
（2）已知气体从状态C→A的过程中，外界对气体做的功，试说明该过程气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量Q。
【答案】（1） （2）放热，
【解析】（1）对理想气体B→C过程，由盖—吕萨克定律得
解得
（2）该过程为等温变化，则有，根据
解得
所以气体放热。
14. 如图所示，有一对足够长的倾斜光滑导轨，倾角，间距L＝1m，导轨电阻不计。整个导轨处在垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2T。导轨上端接一阻值R＝3Ω的定值电阻，有一质量m＝1kg，r＝1Ω，长度也是L的金属棒放在导轨上，从静止释放，与导轨接触良好，。
（1）求金属棒能达到的最大速度；
（2）当金属棒下滑距离d＝6.5m时已达到最大速度，求此过程中整个回路产生的热量。
【答案】（1）m/s （2）J
【解析】（1）当a＝0时，金属棒速度最大，则有
根据法拉第电磁感应定律有
根据欧姆定律有
解得
（2）金属棒下滑过程中，根据能量守恒得
解得J
15. 共享单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有N＝50匝，线圈处于磁感应强度大小为B＝4T的匀强磁场中，线圈总电阻r＝5Ω，外电阻R＝15Ω，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以角速度ω＝10rad/s绕轴OO＇匀速转动时，求：
（1）线圈转动过程中产生感应电动势的最大值；
（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量；
（3）线圈转一圈的过程中，电阻R上产生的焦耳热。
【答案】（1）Em＝4V （2）q＝2×10-2 C （3）QR＝0.06π（J）
【解析】（1）根据电动势最大值的计算公式有Em＝NBSω
解得Em＝4V
（2）根据电流定义式有
解得q＝2×10-2C
（3）电动势的有效值为
根据欧姆定律有
周期为
根据焦耳定律有
解得QR＝0.06π（J）
16. 如图所示，在平面直角坐标系x轴的上方、半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为；x轴的下方、边长为2R的正方形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域与正方形区域相切于坐标原点O。一电荷量为q、质量为m的带负电粒子从A点（在过水平直径的圆周上）沿半径方向射入圆形区域，恰好从原点O离开圆形区域，不计带电粒子的重力。
（1）求带电粒子进入圆形区域时的速度；
（2）若正方形区域内磁感应强度为0.5，求带电粒子在整个磁场中的运动时间；
（3）若要使粒子从正方形区域的下边界射出，则该区域内磁感应强度满足什么条件。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据几何关系知粒子在圆形区域运动轨迹半径r1＝R
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
（2）根据洛伦兹力提供向心力，有
解得粒子在正方形区域运动轨迹半径r2＝2R
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系知，粒子运动轨迹圆心角为
粒子在圆形区域内运动的时间为
粒子在矩形区域内运动的时间为
带电粒子在整个磁场中的运动时间
（3）若粒子刚好从正方形区域下边界出射，则轨迹如图
根据几何关系，有
解得
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
所以要使粒子从下边界出射