2022-2023学年山东省聊城第一中学高二下学期期中考试物理试题 （解析版）

2022－2023学年第二学期期中考试

高二物理试题

第Ⅰ卷（40分）

一、单选题：本题包括8个小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，下列叙述中正确的是（　　）

A. 该气体每个分子的质量为 B. 该气体在标准状态下的密度为

C. 每个气体分子在标准状态下的体积为 D. 该气体单位体积内的分子数为

【答案】A

【解析】

【详解】A．每个气体分子的质量为摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，即为

故A正确；

B．摩尔质量除以摩尔体积等于密度，则该气体在标准状态下的密度为

故B错误；

C．每个气体分子占据的空间大小为

由于分子间距较大，所以每个气体分子的体积远小于，故C错误；

D．气体单位体积内的分子数等于物质的量乘以阿伏伽德罗常数再除以标准状态的体积，即为

故D错误。

故选A。

2. 下列关于教材中四幅插图的说法，正确的是（　　）

A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快，这是电磁驱动现象

B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而加热冶炼金属

C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理

D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁驱动原理

【答案】C

【解析】

【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A错误；

B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误；

C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈会做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确；

D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D错误。

故选C。

3. 如图所示，电路中L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左、右两端点，A、B、C为完全相同的三盏灯泡，开关S闭合时，三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开，则下列说法正确的是（　　）

A. a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭

B. b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭

C. a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

D. b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】开关S闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流，且电流方向，由a到b。当开关S断开，电感线圈会产生自感现象，由楞次定律知，感应电流方向由a到b，电感线圈相当于电源，故b点电势高于a点，断开开关S，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭，ABC错误，D正确。

故选D。

4. 如图所示，一导热性良好汽缸内用活塞封住一定量的气体（不计活塞与缸壁摩擦），温度升高时，没改变的量有（　　）

A. 活塞高度h B. 汽缸高度H

C. 气体压强p D. 弹簧长度L

【答案】ACD

【解析】

【详解】AD．根据整体法分析可知，弹簧的拉力大小等于活塞、汽缸以及气体重力之和，所以当温度升高时，弹簧拉力大小不变，根据胡克定律可知弹簧伸长量不变，即弹簧长度L不变，根据长度关系分析可知，活塞高度h也不变，故AD符合题意；

C.对活塞单独进行受力分析，由题意及上述分析可知活塞受力情况不变，则气体压强p不变，故C符合题意；

B．根据理想气体状态方程=C可知，当T增大且p不变时，气体体积V增大，所以汽缸将向下运动，则汽缸高度H减小，故B不符合题意。

故选ACD。

5. 某时刻，LC振荡电路中电流的方向与线圈中磁感线的方向如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 若电容器的上极板带正电，则电容器正在充电

B. 若磁场正在减弱，则电容器的上极板带负电

C. 减小电容器两极板间距离，振荡周期将变小

D. 若在线圈中加一铁芯，则充放电过程会变快

【答案】B

【解析】

【详解】A．图示电流沿顺时针方向，若电容器的上极板带正电，则电容器上极板的带电荷量减少，电容器正在放电，故A错误；

B．若磁场正在减弱，则电流在减小，磁场能减小，电场能增大，则电容器正在充电，电流沿顺时针方向，负电荷向上极板移动，则电容器的上极板带负电，故B正确；

C．振荡电路的周期为

根据电容的决定式

减小电容器两极板间距离，则电容增大，振荡周期将变大，故C错误；

D．若在线圈中加一铁芯，线圈的自感系数L增大，振荡周期增大，则充放电过程会变慢，D错误。

故选B。

6. 图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为，，两端电压分别为，，电流分别为、，升压变压器与降压变压器之间的输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出电压不变，则下列说法正确的是（　　）

A. 远距离输电线上的电流

B. 远距离输电线上损失的功率

C. 若用户端负载增加，那么用户端电压不变

D. 无论用户端的负载如何增加，始终有

【答案】B

【解析】

【详解】A．R是输电线上的电阻，是输电线上电阻两端的电压，则输电线上的电流为

且

则

故A错误；

B．远距离输电线上损失的功率为

B正确；

C．若用户端负载增加，用户端功率增加，则发电厂的输出功率P增加，输出电压U1不变，电流I1增大，根据

可知U2不变，电流I2增大，则损耗电压ΔU增大

U3=U2-ΔU

U3减小，因为

故U4减小，故C错误；

D．变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得，无论用户端的负载如何变化，始终有

即

故D错误。

故选B。

7. 如图所示电路，电阻与电阻阻值相同，都为R，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电（V），则加在上的电压有效值为（　　）

A. 10V B. 20V C. 15V D. V

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压

  当电源在负半轴时B点电位高于A点电位，二极管截止 R1，R2串联各分得一半电压；则由有效值的概念可得

解得

故D正确，ABC错误。

故选D。

8. 如图所示，一个各短边边长均为L，长边边长为3L的线框，匀速通过宽度为L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，线框沿纸面运动，开始时线框右侧短边ab恰好与磁场左边界重合，此过程中最右侧短边两端点a、b两点间电势差Uab随时间t变化关系图像正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由题意可知，在0~L的运动中，即0~1时间内，ab边切割磁感线产生的感应电动势

a点电势高于b点电势，则有

L~2L的运动中，即1~2时间内，产生的感应电动势

a点电势低于b点电势，则有

2L~3L的运动中，即2~3时间内，最左边切割磁感线产生的感应电动势

a点电势高于b点电势，则有

故选D。

二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。

9. 下列有关热现象和热规律说法正确的是（   ）

A “酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关

B. 用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有空隙的缘故

C. 用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力

D. 同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律

【答案】AD

【解析】

【详解】A．“酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关，A正确；

B．用手捏面包，面包的体积缩小了，是将面包里的部分空气挤压出来了不是因为分子间有间隙，B错误；

C．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是因为气体压强增大的缘故，并非说明气体分子之间有斥力，C错误；

D．同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律，D正确。

故选AD。

10. 下列说法正确的是（　　）

A. 晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何外形

B. 晶体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，内能不变

C. 液体表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部

D. 液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点

【答案】AD

【解析】

【详解】A．晶体有单晶体和多晶体，单晶体有天然规则的几何外形，故A正确；

B．体在熔化过程中吸收热量，但温度不变，内能增加，故B错误；

C．液体表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，故C错误；

D．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。

故选AD。

11. 如图所示是法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间，圆盘平面与磁感线垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD 平面与铜盘平面垂直。如果圆盘的半径为r，匀速转动的周期为T，圆盘全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。下列说法中正确的是（　　）

A. 电阻R中电流方向向上

B. 回路中有周期性变化的感应电流

C. 圆盘转动产生的感应电动势为

D. 若铜盘转速增大为原来的2倍，则R的电功率也将增大为原来的2倍

【答案】AC

【解析】

【详解】A．圆盘转动时，根据右手定则可知，圆盘电流方向由圆心流向边缘，则电阻R中电流方向向上，故A正确；

B．圆盘转动时，产生的感应电动势大小、方向均不变，则回路中的感应电流恒定不变，故B错误；

C．圆盘转动产生的感应电动势为

故C正确；

D．根据

若铜盘转速增大为原来的2倍，可知角速度增大为原来的2倍，感应电动势增大为原来的2倍，感应电流增大为原来的2倍，则R的电功率也将增大为原来的4倍，故D错误。

故选AC。

12. 在四冲程内燃机奥托循环中，一定质量的理想气体经历两个绝热和两个等容的循环过程，从状态a依次经过状态b、c和d后再回到状态a，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 气体在状态a时内能小于状态b时的内能

B. 气体分子的平均动能

C. 在由状态c到d的过程中，单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小

D. 在由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量小于由状态c经d到a过程中放出的热量

【答案】AC

【解析】

【详解】A．从状态a到b是绝热过程，体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体内能增加，则气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，故A正确；

B．由于气体在状态a时的内能小于状态b时的内能，可知，则分子平均动能满足；从状态b到c气体发生等容升压，则气体温度升高，分子平均动能满足；从状态c到d是绝热过程，体积增大，外界对气体做负功，气体内能减少，则有，分子平均动能满足；从状态d到a气体发生等容降压，则气体温度降低，分子平均动能满足；故B错误；

C．从状态c到d为绝热过程，体积增大，外界对气体做负功，内能减少，分子平均动能减小，分子数密度减小，则单位时间内气体分子对汽缸壁单位面积的碰撞次数一定减小，故C正确；

D．由状态a经b到c的过程中，外界对气体做的正功为，吸收的热量为，由状态c经d到a过程中，气体对外界做的正功为，放出的热量为，由热力学第一定律可得

图像中，图线与坐标轴所围成的面积表示外界对气体做功的绝对值，则有

所以

则由状态a经b到c的过程中，气体吸收的热量大于由状态c经d到a过程中放出的热量，故D错误。

故选AC。

第Ⅱ卷（60分）

三、非选择题：本题包括7个小题，共60分。

13. 某同学用如甲图所示的实验装置探究电磁感应现象的规律。

（1）经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈____________（填“”或“”）的磁通量发生了变化；

（2）把线圈从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是__________；（填“＞”、“＝”或“＜”）

（3）现将甲图中的线圈换为条形磁铁，已知电流从灵敏电流计“+”接线柱流入时指针向右偏转，现将条形磁铁N极迅速插入线圈时，观察到电流表指针向左偏转，则可以判断出线圈的绕制方向如乙图中的________。（填“A”或“B”）

【答案】    ①. N    ②. ＞    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]经多次探究发现，产生电磁感应现象的原因是穿过线圈N的磁通量发生了变化；

（2）[2]把线圈从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，因快插时穿过线圈的磁通量的变化率较大，则产生的感应电动势较大，即两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是＞；

（3）[3]将条形磁铁N极迅速插入线圈时，观察到电流表指针向左偏转，则电流从左侧流入电流表，即电流从a端流出，根据楞次定律结合右手定则，可以判断出线圈的绕制方向如乙图中的A。

14. 某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。

(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱__________相连（均选填“A”或“B”）；

(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值将__________，继电器的磁性将__________（均选填“增大”、“减小”或“不变”），当环境温度达到__________℃时，警铃报警；

(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是__________

A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U2

【答案】    ①. B    ②. A    ③. 减小    ④. 增大    ⑤. 80    ⑥. A
 

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1][2]根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；

(2)[3][4][5]当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知电路中电流增大，则继电器的磁性将增大。当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为

此时热敏电阻阻值为

由图乙知，此时环境温度为，所以环境温度在大于等于时，警铃报警；

(3)[6]要使报警电路在更高的温度就报警，则线圈中的电流等于50mA时，热敏电阻R变大，由（2）知，热敏电阻

则可通过适当减小U1达到这个目的。

故选A。

15. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量，半径，匝数n=200匝的圆形线圈，其总电阻，在圆形线圈的圆心位置以下区域分布着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示。g取10m/s2，π=3.14。求：

（1）0~4s内通过线圈电流为多大；

（2）第5s末细线对圆形线圈的拉力大小。

【答案】（1）1.25A；（2）231N

【解析】

【详解】（1）内磁通量向外增加，由楞次定律和安培定则可知P点电势高；内由法拉第电磁感应定律得产生的感应电动势

由闭合电路欧姆定律得线圈中的感应电流大小为

得

（2）4~6s由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得，线圈中的感应电流大小为

解得

由乙图可知，第末的磁感应强度，第末的安培力

解得

FA=200N

第末细线对圆形线圈的拉力

代入数据解得

16. 粗细均匀的U形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银面高度差为19 cm，封闭端空气柱长度为40 cm，如图所示，问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高？已知外界大气压强p0＝76 cmHg，注入水银过程中温度保持不变。

【答案】39cm

【解析】

【详解】以右管中被封闭气体为研究对象，气体在初状态下

p1＝p0－ph＝(76－19) cmHg＝57 cmHg

V1＝L1S＝40S

末状态

p2＝p0＝76 cmHg

V2＝L2S

则由玻意耳定律得

57×40 S＝76×L2S

解得

L2＝30 cm

需注入的水银柱长度应为

h＋2(L1－L2)＝39 cm

17. 图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转动角速度=60rad/s，线圈的匝数N=100匝、电阻r=5Ω，线圈的两端经金属环、电刷与电阻R连接，电阻R=25Ω。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。（计算结果可保留）。求：

（1）从t=0时刻开始计时，通过电阻R上电流的瞬时值表达式；

（2）在线圈转动一周时间内电阻R上产生的热量；

（3）线圈从t=0时刻开始转动过程中通过电阻R的电量。

【答案】（1）；（2）；（3）0.05C

【解析】

【详解】（1）发电机产生电动势的最大值

得

通过电阻R电流最大值

得

通过电阻R电流的瞬时值表达式

（2）电流有效值

电阻R上产生的热量

（3）通过电阻R的电量

、

可得

解得

q=0.05C

18. 一圆柱形汽缸直立在地面上，内有一具有质量而无摩擦的绝热活塞，把汽缸分成容积相同的A、B两部分，如图所示，两部分气体温度相同，都是T0＝27 ℃，A部分气体压强PA0＝1.0×105 Pa，B部分气体压强PB0＝2.0×105 Pa.现对B部分的气体加热，使活塞上升，使A部分气体体积减小为原来的2/3.求此时：

(1)A部分气体的压强pA；

(2)B部分气体的温度TB.

【答案】（1）1.5×105pa（2）500K

【解析】

【详解】（1）设开始时两部分气体的体积均为V0．
对A部分气体：
初态：P1=105Pa，V1=V0
末态：P2=？V2=V0
因为部分气体保持温度不变，所以由玻意耳定律，有P1V1=P2V2
代入解得，P2=1.5×105Pa                                            
（2）初态时，B、A的压强差△p=pB0-pAO=2.0×105pa-1.0×105Pa=1.0×105Pa
这个压强差是由活塞的重力产生的，由于活塞的重力不变，则这个压强差不变．两部分气体体积之和保持不变，则此时B部分气体的体积为2V0-V0=V0
对于B部分气体：
初态：P3=2×105Pa，V3=V0，T3=300K
末态：P4=P2+△P=2.5×105Pa，V3=V0，T4=？
根据理想气体状态方程得：
代入解得 T4=500k

19. 如图所示，某光滑金属导轨由水平平行轨道和半径为r=0.18m的半圆轨道组成，水平平行轨道MN、ST相距L=0.5m，轨道左端用阻值的电阻相连。水平轨道的某区域内有方向竖直向上、磁感应强度大小B=6T的匀强磁场。现有一根质量m=0.2kg、电阻的金属杆ab以v=6m/s的初速度沿水平导轨从左端冲入磁场，离开磁场后沿竖直半圆轨道上升，恰好通过半圆轨道的最高处。设金属杆ab与轨道接触良好，并始终与导轨垂直，导轨电阻忽略不计，且不考虑离开轨道后的情况，重力加速度g取。求：

（1）金属杆刚进入磁场时，通过金属杆的电流大小和方向；

（2）整个过程电阻R上产生的焦耳热；

（3）磁场区域的长度。

【答案】（1）1.2A，电流方向从a沿杆流向b；（2）；（3）x=1m

【解析】

【详解】（1）导体棒刚进入磁场时，切割磁感线产生的电动势

感应电流

由右手定则知感应电流方向从a沿杆流向b；

（2）在半圆轨道最高处有

导体棒整个运动过程，根据能量守恒定律

得

所以电阻R产生的焦耳热

（3）设通过磁场时的电量为q，在磁场中运动的距离为x，刚离开磁场时的速度为，离开磁场运动到最高处的过程中，根据动能定理

得

在磁场中的运动过程，根据动量定理

又因为

解得