江苏省宿迁市泗阳县2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份江苏省宿迁市泗阳县2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版），共14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。
（满分100分，考试时间75分钟）
一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 电磁波中最容易发生干涉、衍射现象的是γ射线
B. 全自动洗衣机的多段式水位自动感应装置采用了生物传感器
C. 验钞笔利用红外线检验人民币真伪
D. 使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制
【答案】D
【解析】A．电磁波的波长越长，干涉、衍射现象越明显，比如无线电波。而γ射线波长最短，最不容易发生干涉、衍射，故A错误；
B．水位感应装置通过检测压力或电容变化实现，属于力学或电容传感器，而非生物传感器，故B错误；
C．验钞笔利用紫外线激发荧光物质发光来检验人民币真伪，而非红外线，故C错误；
D．调制是将信号加载到电磁波上的技术，使电磁波随各种信号而改变的技术叫作调制，调制分为调幅和调频，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，在磁感应强度B随时间t变化以下四种磁场中，能产生电磁波的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波，故A错误；
BC．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能产生电磁波，故BC错误；
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，即周期性变化的磁场和电场交替产生，能产生电磁波，故D正确。
故选D。
3. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。在实验中，下列哪些操作不是必需的（ ）
A. 用橡胶塞密封注射器的下端B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的气压值D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
【答案】B
【解析】A．实验目的是探究气体的等温变化，所以需要保证注射器内气体质量不变，故需要用橡胶塞密封注射器的下端，防止漏气，故A正确，不符合题意；
BD．探究气体的等温变化需要测量气体的体积，但注射器的横截面积不变，所以注射器内气体的体积与空气柱的长度成正比，所以直接从注射器的刻度上读出空气柱的长度即可，即活塞的直径不是必需测量的，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
C．气体的等温变化，是探究压强变化与体积变化的关系，所以从压强计上读取气体压强是必需的，故C正确，不符合题意。
故选B。
4. 关于下图所示现象的分析，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B. 乙图中将棉线圈中P、Q两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C. 丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象
D. 丁图为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度比曲线②对应的温度高
【答案】B
【解析】A．因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；B．将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；C．浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面都属于毛细现象，故C错误；D．温度越高，分子热运动越剧烈，速率较大的分子数目占总分子数的比例越大，可知曲线②对应的温度高，故D错误。
5. 光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。下列说法正确的是（ ）
A. 锌板带的是正电荷
B. 将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会增大
C. 改用强度更大的紫外线弧光灯照射锌板，验电器指针偏转角不会变化
D. 使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角一定更大
【答案】A
【解析】A．用紫外线照射锌板，发生光电效应，锌板上的电子逸出，锌板失去电子，所以锌板带正电荷，故A正确；
B．锌板带正电，将带负电的金属小球与锌板接触，负电荷会中和锌板上的部分正电荷，验电器指针偏角会减小，故B错误；
C．改用强度更大的紫外线弧光灯照射锌板，单位时间内逸出的光电子数增多，锌板所带正电荷增多，验电器指针偏转角会增大 ，故C错误；
D．红外线的频率小于紫外线的频率，紫外线能使锌板发生光电效应，红外线不一定能使锌板发生光电效应，则改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角不一定更大，故D错误。
故选A。
6. 氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n  3能级上，下列说法正确的是（ ）

A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2 种频率的光子
B. 从n  3能级跃迁到n  4 能级需吸收0.66eV 的能量
C. n  3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量
D. 从n  3能级跃迁到n  1能级比跃迁到n  2 能级辐射的光子频率低
【答案】B
【解析】A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出 种频率的光子，A错误；
B．从n  3能级跃迁到n  4 能级需吸收的能量为
B正确；
C．n  3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为
C错误；
D．从n  3能级跃迁到n  1能级比跃迁到n  2 能级辐射的能量高，故辐射的光子频率高，D错误。
7. 如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（ ）
A. 电容器正在充电
B. 电容器中的电场能正在增加
C. 电感线圈中的磁场能正在减小
D. 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
【答案】D
【解析】ABC．由线圈中的磁场方向根据安培定则可知，电流方向由上极板流向下极板，且上极板带正电，下极板带负电，所以此时电容器正在放电，电容器中的电场能正在减小，电感线圈中的磁场能正在增加，故ABC错误；
D．由于电感线圈中的磁场能正在增加，线圈中的电流正在增大，根据楞次定律可知，此时刻自感电动势正在阻碍电流增大，故D正确。
故选D。
8. 一定质量的理想气体从状态A开始，经历A→B→C→A后回到原状态，其V−T图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. B→C过程气体对外界做功
B. B→C过程每个气体分子的速率都增大
C. A、B状态对应的气体压强之比为9∶1
D. A→B→C→A过程中，气体内能增加
【答案】C
【解析】A．B→C过程，气体体积不变，气体没有对外界做功，故A错误；
B．B→C过程，气体温度升高，气体分子平均动能增大，但不是每个气体分子的速率都增大，故B错误；
C．根据理想气体状态方程可得
可得A、B状态对应的气体压强之比为pA∶pB=9∶1，故C正确；
D．A→B→C→A过程中，由于初、末状态都是A状态，气体在初、末状态的温度相同，所以气体内能不变，故D错误。
故选C。
9. 某兴趣小组在校园内进行科学小实验，实验场地所处的磁场可视为方向竖直向下，大小的匀强磁场，兴趣小组使长为3m、宽为1m、匝数为100的金属线框以角速度匀速转动，再利用原、副线圈匝数比为1∶100的理想变压器使“12V，9W”电风扇正常工作，线框及电线电阻不计，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 当线框平面与地面平行时产生的电动势最大
B. 电风扇的内阻为16Ω
C. 为了使电风扇能正常工作，需把电风扇与一个阻值的电阻串联
D. 金属线框感应电动势的峰值为0.15V
【答案】C
【解析】A．当线框平面与地面平行时，此时穿过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0，产生的电动势为0，故A错误；
B．电风扇正常工作，则有
可得电风扇的内阻满足
故B错误；
CD．金属线框感应电动势的峰值为
则变压器原线圈的输入电压有效值为
变压器副线圈的输出电压有效值为
为了使电风扇能正常工作，副线圈电流为
根据欧姆定律可知，与电风扇串联的电阻阻值为
故C正确，D错误。
故选C。
10. 将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 分子Q由A运动到C的过程中，动能一直增大
B. 分子Q在B点时分子势能最小
C. 分子Q在B点时加速度最小
D. 分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先减小后增大
【答案】A
【解析】AB．分子Q由A运动到C的过程中，一直受分子引力作用，分子引力一直做正功，动能一直增大，分子势能一直减小，在C点时的分子势能最小，故A正确，B错误；
C．分子Q在C点时受到的分子力为零，分子Q在C点时加速度最小，故C错误；
D．分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，从A点到C点过程，分子引力先增大后减小，到C点左侧后，分子斥力逐渐变大，所以加速度先增大后减小再增大，故D错误。
11. 如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当R滑动片向下移时，如果变压器上的能量损耗可以忽略，下列说法正确的是（ ）
A. V1示数不变，V2示数不变，V3示数变大
B. A1示数变大，A2示数变大
C. V1示数变大，V2示数不变，V3示数不变
D. A1示数变小，A2示数变小
【答案】B
【解析】AC．理想变压器的输入电压U1由市区电网决定，负载变化时输入电压无大波动，所以V1示数不变。
根据变压器电压比
原、副线圈匝数不变，输入电压U1不变，则输出电压U2不变，即V2示数不变。
当R滑动片向下移时，R接入电路的电阻减小，副线圈回路总电阻R总=R0+R减小，根据欧姆定律
U2不变，R总减小，所以副线圈电流I2增大。R0两端电压增大，而
所以
减小，即V3示数减小，故AC错误；
BD．根据变压器电流比
副线圈电流I2增大，原、副线圈匝数不变，则原线圈电流I1增大，即A1示数变大，A2示数变大，故B正确，D错误。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13~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“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL；
（2）油膜的面积为___________cm2；
（3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字）
（4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。
（5）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（ ）
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
【答案】（1）2.5×10-6 （2）35 （3）7×10-10 （4）先变大后变小 （5）A
【解析】（1）[1] 一滴溶液中含纯油的体积
（2）[2] 由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为
（3）[3] 油酸分子的直径约为
（4）[4] 从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。
（5）[5]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由
导致所测的分子直径d偏小，A正确；
B．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由
导致所测的分子直径d偏大，B错误；
C．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由
导致所测的分子直径d偏大，C错误。
故选A。
13. 如图所示，匝的矩形线圈abcd，ab边长，ad边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，使线圈绕垂直于磁感线的轴以转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里，求：
（1）时感应电流的方向；
（2）感应电动势的瞬时值表达式及电压表示数。
【答案】（1）顺时针 （2）（V）；18 V
【解析】（1）根据右手定则可知感应电流的方向沿顺时针
（2）转速为n=6000r/min=100r/s
角速度
解得=200rad/s
感应电动势的最大值为Em=NBS=NB l 1l2=40（V）
感应电动势瞬时值表达式（V）
根据有效值与最大值的关系有=20 V
根据串联电路，电压规律有=18 V
14. 如图所示，汽缸内用厚度不计、质量为的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为，到汽缸底部距离为，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，汽缸导热性能良好，活塞静止时用螺栓将活塞固定。现在活塞上加一定质量的细砂，打开螺栓活塞缓慢下移达到稳定，环境温度保持不变，大气压强为，重力加速度为，求：
（1）所加的细砂质量
（2）活塞下移过程气体吸热还是放热？并求出热量。
【答案】（1） （2）放热，
【解析】（1）由题意知气体发生等温变化，初始状态对活塞进行受力分析，由平衡条件得
末状态对细砂和活塞受力分析，由平衡条件得
对封闭气体，由等温变化得
联立解得
（2）气体发生等温变化ΔU=0
气体被压缩，外界对气体做正功，由热力学第一定律
可知活塞下移过程气体放热
根据能量守恒定律有
则
放出的热量为
15. 在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差与气泡半径r之间的关系为，其中。现让水下10m处一半径为0.50cm的气泡缓慢上升。已知大气压强，水的密度，重力加速度g取。
（i）求在水下10m处气泡内外的压强差；
（ii）忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
【答案】（i）；（ii）。
【解析】（i）内外压强差
①
（ii）气泡在水下10m处有
②
接近水面处有
③
等温变化有
④
解②③④式得
由①式知，则
16. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，且不计空气对光的吸收。已知普朗克常量，光在真空中速度。求：
（1）一个光子的能量；
（2）光源每秒发射光子数；
（3）眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源。
【答案】（1） （2）个 （3）
【解析】（1）一个光子的能量为
（2）设光源每秒发出的光子的个数为个
（3）光子以球面波的形式传播，故以光源为球心的球面上的光子数相同，人眼瞳孔面积
由题意，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉到，也就是说在瞳孔所处的球面上要保证每秒不少于6个绿光的光子射入瞳孔，设人眼距光源的距离为r，那么以光源为球心、以光源到人眼距离为半径的球面的表面积为
所以
联立以上各式解得
则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为。