江苏省连云港市赣榆区2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份江苏省连云港市赣榆区2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试卷（解析版），共13页。
考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求
1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卡交回。
2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。
4．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。
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. 进高铁站时，安检员会使用手持金属探测器对旅客全身进行扫描，探测到携带违禁的金属制品时会鸣笛提醒。探测器的工作原理是（ ）
A. 静电感应B. 静电屏蔽
C. 电磁感应D. 电磁驱动
【答案】C
【解析】探测器的工作原理是电磁感应；探测器工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化。
故选C。
2. 如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的（ ）
A. 调幅B. 调频C. 调谐D. 解调
【答案】C
【解析】电子调谐是指调节一个振荡电路的频率使它与另一个正在发生振荡的振荡电路（或电磁波）发生谐振，所以C正确；ABD错误；
故选C。
3. 把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 炭粒越大，运动越明显
B. 温度越低，运动越明显
C. 显微镜下能同时看到炭粒和水分子
D. 炭粒在水中的运动不属于分子热运动
【答案】D
【解析】A．炭粒越大，运动越不明显，选项A错误；
B．温度越高，运动越明显，选项B错误；
C．显微镜下只能看到炭粒，不能看到水分子，选项C错误；
D．炭粒在水中的运动属于布朗运动，不属于分子热运动，选项D正确。
故选D。
4. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，如图所示，条形磁铁N极朝下，现将磁铁靠近螺线管（ ）
A. 螺线管产生向上的感应磁场
B. 穿过螺线管中的磁通量减小
C. 螺线管受到磁铁向上的拉力
D. 电流计的指针会向左边偏转
【答案】A
【解析】AB. 条形磁铁N极朝下靠近螺线管时，穿过螺线管的磁通量向下增加，根据楞次定律，螺线管产生向上的感应磁场，选项A正确，B错误；
C. 根据“来拒去留”可知，螺线管受到磁铁向下的排斥力，选项C错误；
D. 根据楞次定律可知，螺线管中产生由上到下的感应电流，从正极流入电流表，因不清楚电流表的指针偏转方向与流入的电流方向关系，则不能确定电流计的指针的偏转方向，选项D错误。
故选A。
5. 如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】C
【解析】环中产生的感应电动势
小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU
解得W=πr2qk
故选C。
6. LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路中磁场能在增加，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】开始时电容器M带正电，则在时间内电容器放电，电流方向逆时针方向，且电流增加，则磁场能增加；时间内电容器充电，电流方向逆时针方向，且电流减小，则磁场能减小；时间内电容器反向放电，电流方向为顺时针方向，且电流增加，磁场能增加；时间内电容器反向充电，电流方向为顺时针方向，且电流减小，磁场能减小。
故选A。
7. 如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L是自感系数很大、直流电阻大于灯泡内阻的线圈。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合S瞬间，A灯不亮
B. 闭合S瞬间，A灯点亮后逐渐变暗
C. 断开S瞬间，A灯闪亮后逐渐熄灭
D. 断开S瞬间，B灯中有自右向左的电流
【答案】B
【解析】AB．闭合S瞬间，由于线圈L的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的增大，产生很大的感抗，此时基本全部电流会通过A灯，A灯会立即亮；之后，因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，随着电流逐渐稳定，总电流逐渐减小，通过线圈的电流逐渐增大，而线圈与A灯并联，根据并联电路分流原理，通过A灯的电流逐渐减小，所以A灯点亮后逐渐变暗，故A错误，B正确；
CD．因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，断开S瞬间，线圈L中的电流小于灯泡A的电流，线圈L与A灯组成闭合回路，B灯中没有电流，由于线圈L的自感作用，会产生自感电动势，使得回路中的电流逐渐减小，A灯不会闪亮，而是逐渐熄灭，故CD错误。
故选B。
8. 半导体掺杂过程中，一个硅基分子固定于原点O，一个掺杂分子从很远处向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。则掺杂分子（ ）
A. 由远处到的过程中，分子间斥力先减小后增大
B. 由远处到的过程中，分子间势能先减小后增大
C. 由远处到时，分子间的势能最小
D. 由减为过程中，分子力与分子势能都在减小
【答案】D
【解析】A．由远处到的过程中，分子间斥力一直增大，选项A错误；
BC．由远处到的过程中，分子力表现为引力，则分子力一直做正功，则分子间势能一直减小；分子距离小于时，分子力表现为斥力，则当分子距离从减小时，分子力做负功，分子势能增加，可知由远处到时，分子间的势能最小，选项BC错误；
D．由以上分析可知，由减为过程中，分子力与分子势能都在减小，选项D正确。
故选D。
9. 街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时（ ）
A. 示数增大，示数减小
B. 示数增大，示数增大
C. 示数减小，示数减小
D. 示数减小，示数增大
【答案】A
【解析】用户用电器增加，变阻器R减小时变压器的输入电压不变，所以V1、V2的读数都不变，由于用户用电器的总电阻R减小，则副线圈的电流增大，故原线圈中的电流增大，所以电流表A1、A2读数都变大，由于I2增大，所以输电线损失的电压增大，故V3的读数减小；
故选A。
10. 如图所示，在两块磁感应强度相同、同极相对放置，霍尔元件处于磁体缝隙中间位置，移动霍尔元件，可以实现微小位移的测量。则（ ）
A. 元件中通z方向的电流，可测y方向的位移
B. 元件中通z方向的电流，可测x方向的位移
C. 元件中通y方向的电流，可测z方向的位移
D. 元件中通x方向的电流，可测z方向的位移
【答案】B
【解析】A．元件中通z方向的电流，若沿y方向移动，则元件所处位置磁场仍为零不变，则不会产生霍尔电压，则选项A错误；
B．元件中通z方向的电流，若沿x方向移动，则元件所处位置磁场变得不为零，则在元件中会产生霍尔电压，则可以实现微小位移的测量，选项B正确；
CD．无论元件中通y方向的电流还是通x方向的电流，若沿z方向移动，元件所处位置的磁场均为零，则在元件中不会产生霍尔电压，选项CD错误。
故选B。
11. 如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。t=0时刻，金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场。则金属框进入磁场过程中，拉力F、金属框中电量q随时间t、位移x的变化关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．因t时刻的速度v=at
则感应电动势E=BLat
感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-t图像为直线，选项A错误；
BD．金属框中电量
可知q-x图像为过原点的直线；q-t图像为过原点开口向上的抛物线，选项BD错误；
C．因经过x的速度
则感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-x图像为不过原点的曲线，选项C正确。
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. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
①将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加。
②往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定。
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
④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。
⑤将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。
（1）在上述步骤______后（请填写步骤前面的数字），完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸体积______；
（3）某次实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是______；
（4）某次实验时，油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为N格（已知坐标纸正方形小方格边长为L），则可估算出油酸分子的直径约为______；（用符号“、N、L”表示）
（5）某次实验时，小组计算出的油酸分子直径偏大，导致这一结果的原因可能是______。
A. 在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点
B. 将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗
C. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
【答案】（1）② （2）4.0×10-6 （3）爽身粉撒得过多，厚度不均匀 （4） （5）A
【解析】（1）在上述步骤②后，完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
（3）爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是爽身粉撒得过多，厚度不均匀；
（4）估算出油酸分子的直径约为
（5）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，油酸酒精溶液浓度偏小，则油膜面积偏小，根据可知直径测量值偏大，选项A正确；
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的量偏大，形成的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项D错误；
故选A。
13. 水是生命之源，已知水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的密度为，阿伏加德罗常数为。
（1）求质量为m水中的水分子的数目N；
（2）求标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离d。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）质量为m水物质的量为n，则
水分子数
解得
（2）水蒸气体分子所占有空间视为立方体
解得
14. 如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
（1）0.2s时流过电阻R的电流大小I和方向；
（2）0~0.6s内流过电阻R的电荷量q。
【答案】（1）I=0.4A， 电流方向b→a （2）
【解析】（1）由图2可知，0~0.4s内磁场均匀增大
由知
电路中有恒定电动势
由闭合电路欧姆定律
解得I=0.4A
由楞次定律可知电流方向b→a
（2）由图2可知，0.4s~0.6s内磁场均匀减小，有恒定电流，方向与I相反
同理解得
由得
0~04s内
0.4s~0.6s内
因为电荷量为标量，故解得
15. 如图所示，交流发电机的线圈匝数N=10匝，面积，处于磁感应强度的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度，通过理想变压器连接的电阻，变压器的原、副线圈匝数比，电流表为理想电流表。
（1）图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式；
（2）若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数；
（3）若发电线线圈电阻，求电阻R消耗的功率P。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）线框转动，电动势最大值
电动势瞬时值
带入数值有
（2）变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2
可得U2=40V
次级电流
解得
（3）发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则
根据，，
则
解得
16. 如图所示，CD、EF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲轨道上端接有一阻值为R的电阻，水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为B。方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一阻值为2R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放，导体棒在水平导轨上运动距离d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好，它们之间动摩擦因数为，重力加速度为g。当导体棒从释放到最终停止过程中，求：
（1）通过电阻R的最大电流I；
（2）电阻R中产生的焦耳热；
（3）导体棒在水平导轨上运动的时间t。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为v，机械能守恒
速度最大时有最大电流，解得
（2）导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为Q，由能量守恒
解得
（3）导体棒在水平轨道上运动时，由动量定理
导体棒在水平方向的距离为d，则
可得
解得