江苏省泰州市兴化市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份江苏省泰州市兴化市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了非选择题等内容，欢迎下载使用。
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. 为保障住户安全，多地小区开始在电梯里尝试使用一种“黑科技”，来阻止电动车进电梯。当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，它用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器相同（ ）
A. 电饭锅B. 烟雾报警器
C. 刷脸考勤机D. 酒精检测仪
【答案】C
【解析】当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，利用抓取图像识别的方式实现。
A．电饭锅用到了温度传感器，故A错误；
B．烟雾报警器用到了光电传感器，故B错误；
C．刷脸考勤机用到了人脸识别，故C正确；
D．酒精检测仪用到了酒精传感器，故D错误。
故选C。
2. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 电磁波加载信息的方式有调制与调频两种方式
B. X射线的波长比红外线的波长更长
C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D. 电磁波在真空中也能传播
【答案】D
【解析】A．电磁波加载信息的方式有调幅与调频两种方式，故A错误；
B．X射线的频率比红外线的频率大，根据
可知X射线的波长比红外线的波长更短，故B错误；
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．电磁波传播不需要介质，在真空中也能传播，故D正确。
故选D。
3. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图甲为氧气分子的速率分布图像，图中温度小于温度
B. 图乙是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动
C. 图丙中方解石能形成双折射现象，说明方解石所有的物理性质都是各向异性
D. 图丁中水黾可以停在水面，是因为受到浮力的作用
【答案】A
【解析】A．氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多，故温度较高，故A正确；
B．布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．图丙中方解石能形成双折射现象，这是由方解石晶体各向异性的光学性质决定的，并不能说明方解石所有的物理性质都是各向异性，故C错误；
D．图丁中水黾可以停在水面，是因为表面张力的作用，故D错误。
故选A。
4. 如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封
B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等
C. 各实验小组计算的气体压强p与体积V的乘积值都相等
D. 实验过程中应缓慢地推动活塞
【答案】D
【解析】A．为防止漏气，在活塞上涂油，以保证气体质量不变，缓慢的推，拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变，不能用石蜡密封，故A错误；
BC．气体的状态方程的使用的条件是一定质量的气体，实验中发现各组同学的气体压强p与体积V的乘积值不完全相等，就是因为不同的同学做实验时封闭气体的质量是不同的，故BC错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，绝缘材料制成的轻弹簧上端连在天花板上，下端吊着条形磁铁，条形磁铁正下方水平绝缘桌面上放着一个闭合铜环，将磁铁下端N极向下拉，在其下降一定高度时由静止释放，在此后磁铁运动过程中，铜环静止不动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，则在磁铁向上运动过程中（ ）
A. 铜环有收缩趋势
B. 磁铁和弹簧总的机械能保持不变
C. 铜环对桌面的压力小于自身重力
D. 从上向下看，铜环中的感应电流沿逆时针方向
【答案】C
【解析】AD.在磁铁向上运动过程中，铜环中的磁通量在向下减小，由楞次定律知，铜环中的感应电流要产生阻碍原磁通量减小的磁场，即向下的磁场，所以铜环中的电流沿顺时针方向，铜环有扩张趋势，故AD选错误；
B.铜环中产生的焦耳热是由弹簧和磁铁的机械能转化来的，所以磁铁和弹簧的机械能减小，故B错误；
C.为阻碍自身磁通量的减小，铜环有向上运动的趋势，所受支持力减小，对桌面的压力减小，所以铜环对桌面的压力小于自身重力，故C正确。
故选C。
6. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，它的电阻可忽略不计，二极管的正向导电电阻为0，D1和D2是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是（ ）
A. 闭合S，D1先亮，D2逐渐变亮
B. 闭合S，D1不亮，D2逐渐变亮
C. 断开S，D1不亮，D2亮，然后慢慢熄灭
D. 断开S，D1不亮，然后和D2同时慢慢熄灭
【答案】B
【解析】AB．开关S闭合后，二极管两端是反向电压，不导通，所以灯泡不亮。自感线圈产生的反电动势会阻碍电流的变化，所以灯泡会逐渐变亮。故A错误，B正确；
CD．开关S断开后，线圈上储存的电能释放，流经电感的电流会逐渐减小。此时电感与二极管的电路会形成新的闭合回路，二极管两端是正向电压，灯泡变亮，然后与灯一起逐渐熄灭。故CD错误。
故选B。
7. 如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入的交变电流，则（ ）
A. 入户端接入交变电流方向每秒变化50次
B. 没有发生漏电时，通过副线圈的电流恒定不变且不为0
C. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0
D. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
【答案】C
【解析】A．由题意得交流电的周期
因为正弦式交流电每个周期内电流方向改变两次，故每秒变化100次。故A错误；
B．没有发生漏电时，变压器不工作，通过副线圈的电流为0。故B错误；
CD．控制器中线圈内的磁通量，是由火线和零线中的电流产生的，当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈内的磁通量始终为零，且当电流增加，甚至出现用电器短路时，在副线圈内的磁通量依旧始终为零。故C正确；D错误。
8. 2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（ ）
A. 在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势
B. 在图乙所示位置时穿过线圈磁通量变化率最小
C. 在图乙所示位置时，线圈中电流方向将发生改变
D. 在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上
【答案】A
【解析】A．在图乙所示位置时，根据右手定则可知，电流从a端流出，从b端流入，所以线圈a端电势高于b端电势，故A正确；
B．在图乙所示位置时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，故B错误；
C．在图乙所示位置时，线圈与中性面垂直，线圈中电流方向不发生改变，故C错误；
D．在图乙所示位置时，根据左手定值可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。
故选A。
9. 如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则（ ）
A. 该交变电流的周期为2s
B. 交变电流瞬时值表达式
C. 若将该电流通过10Ω的电阻时，1 s内产生热量为125 J
D. 若将该电流输入匝数比为5∶1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为1A
【答案】C
【解析】A．由图像可知，该交变电流的周期为
故A错误；
B．由图像可知，交变电流瞬时值表达式为
故B错误；
C．电流有效值为
若将该电流通过10Ω的电阻时，1 s内产生热量为
故C正确；
D．若将该电流输入匝数比为5∶1的降压变压器，副线圈输出电流的最大值为
故D错误。
故选C。
10. 图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电路如图乙，则下列有关说法正确的是（ ）
A. 时刻电容器间的电场强度为最大值
B. 时刻电容器充电过程结束，电场能最大
C. 汽车靠近线圈时，振荡电流频率变大
D. 从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
【答案】B
【解析】A．时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间电场强度为最小值，故A错误；
B．时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故时刻电容器充电过程结束，电场能最大，故B正确；
C．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据
可知周期变大，频率变小，故C错误；
D．从图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误。
故选B。
11. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（ ）
A. A→B温度升高，压强变大
B. C→A体积减小，压强不变
C. A→B→C→A体积不变，外界对气体不做功，气体与外界传递热量为零
D. A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功
【答案】D
【解析】A．A→B为等压线，A→B温度升高，压强不变，即有
故A错误；
B．B→C体积不变，压强变小，有
所以C→A体积减小，压强变大，故B错误；
CD．A→B过程气体体积变化等于C→A过程气体体积变化，但A→B过程气体平均压强大于C→A过程气体平均压强，所以A→B过程气体对外做功大于C→A外界对气体做功，B→C体积不变，此过程气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以A→B→C→A过程
根据
则Q>0
即气体从外界吸热，故C错误，D正确。
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题—第15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“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，且测得1滴油酸酒精溶液的体积为。现滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如下图所示，已知每个格子的面积为，根据以上信息，回答下列问题：
（1）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________。
（2）不同实验小组向水面滴入一滴油酸酒精溶液时得到以下油膜形状，做该实验最理想的是_______。
A. B.
C.
（3）需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要的器材是______。
A. 玻璃板B. 游标卡尺C. 圆规
（4）若实验中数得的油膜格子数为N，则油酸分子的直径为_______m（用题目的符号表示）。
（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的大小”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. 乙在计算注射器演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）先变大后变小 （2）C （3）A （4） （5）A
【解析】（1）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。
（2）该实验最理想的面积为形状规则近于圆形。
故选C。
（3）需要的器材和原料除油酸酒精溶液、浅盘、注射器、痱子粉、坐标纸、彩笔等外，还需要一项重要的器材是玻璃板，用来描绘油膜的形状，计算其面积。
故选A。
（4）若实验中数得的油膜格子数为N，则油酸分子的直径为
（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，由可知所测的分子直径d偏小。故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，由可知所测的分子直径d偏大。故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，由可知所测的分子直径d偏大。故C错误。
故选A。
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）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中氮气的密度，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：（结果保留一位有效数字）
（1）一个氮气分子的质量m；
（2）气囊中氮气分子间的平均距离r。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）一个氮气分子的质量为
（2）气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体
则有
其中
联立解得
14. 绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。如图为电动汽车安装充电桩的电路，已知总电源的输出电压为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为，汽车充电桩获得的电压为50V，用户获得的功率为，求：
（1）输电线上的电流I；
（2）升压变压器的匝数比。
【答案】（1）100A；（2）1:15
【解析】（1）降压变压器副线圈电流
输电线上的电流
（2）降压变压器原线圈电压
输电线上电压降
升压变压器副线圈电压
升压变压器的匝数比
15. 如图，一个内壁光滑且导热的圆柱形汽缸静止在一水平面上，缸内有一质量m＝10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸右下端有一个关闭的小阀门K。一劲度系数k＝500N/m的弹簧一端与活塞相连，另一端固定在O点。整个装置都处于静止状态，此时弹簧刚好处于原长，活塞到汽缸底部的高度为h＝30cm。已知活塞的表面积为S＝50cm2。大气压恒为p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2。
（1）求缸内气体的压强p1；
（2）缓慢打开阀门K，当活塞稳定时，汽缸内剩余的气体为原来的几分之几。
【答案】（1）1.2×105Pa；（2）
【解析】活塞的表面积为
S＝50cm2＝0.005m2
h＝30cm＝0.30m
（1）弹簧刚好处于原长，对活塞，由平衡条件得
p0S+mg＝p1S
代入数据解得
p1＝1.2×105Pa
（2）打开阀门K活塞稳定时汽缸内气体的压强
p2＝p0＝1.0×105Pa
设弹簧的伸长量为x，对活塞，由平衡条件得
mg＝kx
代入数据解得
x＝0.2m＝20cm
缸内气体初状态的压强
p1＝1.2×105Pa
体积
V1＝hS＝0.30×0.005m3＝1.5×10﹣3m3
气体温度不变，由玻意耳定律得
p1V1＝p2V2
代入数据解得，气体的体积
V2＝1.8×10﹣3m3
当活塞稳定时
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16. 某科学兴趣小组制作了一个电磁阻尼测速仪。如图，空间中存在一个竖直向下的匀强磁场，MN、PQ分别为磁场的左、右边界，磁感应强度大小，磁场宽度为。将一个塑料玩具小车底部固定一个单匝矩形金属线圈，线圈宽度，长度，小车和线圈总质量，线圈总电阻。整个装置放置在光滑的水平玻璃板上。小车从磁场左边界开始以一定的初速度向右进入磁场，运动后停下来，忽略空气阻力和一切摩擦。求：
（1）小车进入磁场的初速度的大小；
（2）从小车进入磁场到停下来，求此过程线圈中产生的焦耳热；
（3）从小车进入磁场到停下来，求此过程通过线圈横截面的净电荷量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据动量定理，可得
又
其中x=40cm，联立，解得
（2）由能量守恒，可得
（3）金属线圈右边框切割磁场与左边框切割磁场过程，感应电流方向是相反的，可得
，
此过程通过线圈横截面的净电荷量为