精品解析：湖北省仙桃市田家炳实验高级中学2022-2023学年高二下学期期中物理试题（解析版）

实验高中2023年春季学期期中考试

高 二 物 理 试 卷

考试时间：75分钟            分值：100分

一、选择题（本大题共11小题，每小题4分，共44分。其中1-7为单选题，8-11为多选题，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1. 关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（　　）

A. 均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场

B. 如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场，就能产生电磁波

C. 电磁波是纵波，不能产生偏振现象

D. 电磁波和机械波都不能在真空中传播

【答案】B

【解析】

【详解】A．均匀变化的电场在它的周围产生恒定的磁场，故A错误；

B．振荡的电场或振荡的磁场会在周围产生振荡的电磁场，就能产生电磁波，故B正确；

C．电磁波是横波，能产生偏振现象，故C错误；

D．电磁波能在真空中传播，机械波不能在真空中传播，故D错误。

故选B。

2. 下列可以算出阿伏伽德罗常数，并表示正确的一组数据是（　　）

A. 由水的密度ρ和水的摩尔质量M，得NA=

B. 由水的摩尔质量M和水分子的体积V0，得NA =

C. 由水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得NA=

D. 由水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，得NA=

【答案】C

【解析】

【详解】A．知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积

故A错误；

B．根据水的摩尔质量M和水分子的体积V0，和水的密度ρ可得，阿伏伽德罗常数

故B错误；

C．根据水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得阿伏伽德罗常数

故C项正确；

D．水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，因为水蒸气分子间间隙较大，水分子所占据空间比水分子的体积大的多，所以

故D错误。

故选C。

3. 如图所示，理想变压器原线圈接的正弦交流电源，图中电流表内阻不计。副线圈接入“110 V  60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光。下列说法正确的是（　　）

A. 通过灯泡的电流的频率为50Hz B. 原线圈中的输入功率为

C. 电流表的示数为A D. 理想变压器原、副线圈匝数之比为

【答案】A

【解析】

【详解】A．通过灯泡的电流的频率为

故A正确；

B．因为是理想变压器，灯泡正常发光，所以原线圈中的输入功率等于灯泡的额定功率，即60W，故B错误；

CD．原线圈电压为220V，则原、副线圈匝数比为

副线圈电流为

则原线圈电流，即电流表示数为

故CD错误。

故选A。

4. 一交变电流的图像如图所示（初始部分为正弦函数的二分之一周期），则该交变电流的有效值为（　　）

A. 4 A B. 2 A C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由电流有效值的定义可得

解得

故选D。

5. 如图所示，、、、为四只规格均为“12V，6W”的灯泡，如图接入理想变压器原、副线圈回路中，、两端连接交流电源，已知交流电流表A示数为0.5A，灯泡正常发光，以下说法正确的是（　　）

A. 、端输入功率为18W

B. a、端输入电压为36V

C. 灯泡L1的功率为6W

D. 若副线圈回路再并联一只同样的灯泡，L2仍能正常发光

【答案】C

【解析】

【详解】A．灯泡的额定电流

灯泡、、并联，可知四个灯泡均正常发光，则、端输入功率

A错误；

B．根据

结合上述，解得

C．根据上述，灯泡L1正常发光，则其功率为6W，C正确；

D．将负载与变压器等效为一个电阻，则等效电阻为

当副线圈回路再并联一只同样的灯泡时，负载等效减小，等效电阻减小，则原线圈中的电流增大灯泡两端电压增大，原线圈两端电压减小，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压减小，L2不能正常发光，D错误。

故选C。

6. 如图所示为一定质量理想气体状态变化p-t图像。图中BA的延长线过（，0 atm）点，CB平行于t轴，则下列说法正确的是（　　）

A. 气体由状态A变为状态B，气体的体积减小

B. 气体由状态C变为状态A，气体体积增大

C. 气体在状态B时的分子数密度比在状态C时的大

D. 气体在状态B时的分子数密度比在状态A时的大

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据

图中BA的延长线过（，0 atm）点，可知从状态A到状态B气体做等容变化，故A错误；

B．从状态C变为状态A时，气体温度不变，内能不变，压强减小，体积增大，故B正确；

CD．从状态B到状态C气体做等压变化，温度降低，体积减小，所以状态B的分子数密度比状态C时的分子数密度小，状态A、B气体的体积相等，分子数密度相同，故CD错误。

故选B。

7. 用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气125cm3，自行车内胎的容积为2L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为 （　　）

A. 5atm B. 25atm C. 2.5atm D. 40atm

【答案】C

【解析】

【详解】每打一次可打入压强为1atm的空气0.125L，打了40次，气压为1atm时总体积为

打入自行车体积变为2L，根据玻意耳定律

带入数据解得

故选C。

8. 下列说法中正确的是（　　）

A. 单晶体的所有物理性质都是各向同性的

B. 液晶是液体和晶体的混合物

C. 露珠呈球形是因为液体表面张力的作用

D. 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的可能降低

【答案】CD

【解析】

【详解】A．单晶体的物理性质都是各向异性的，A错误；

B．液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，不是液体和晶体的混合物，B错误；

C．液体表面张力有使液体表面收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，C正确；

D．由于液体的浸润与不浸润，毛细管中的液面有的升高，有的可能降低，D正确。

故选CD。

9. 将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A. 分子b在x=x2处时的速度最大

B. 分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小

C. 分子b在x=x2处受到的分子力为零

D. 分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，分子b的加速度先增大后减小

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】C．分子b在x=x2处受到的分子力为零，故C正确；

A．分子b在向x=x2处运动时，分子力做正功，分子b速度增大，在x=x2处向x=x1处运动时，分子力做负功，分子b速度减小，所以分子b在x=x2处时的速度最大，故A正确；

B．分子b由x=x2处向x=x1处运动过程中分子力增加，故B错误；

D．分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，b受到的分子力先增大后减小，根据牛顿第二定律，分子b的加速度也是先增大后减小，故D正确。

故选ACD。

10. 如图所示，质量为M的绝热活塞把一定质量的理想气体密封在竖直放置的绝热汽缸内，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。现通过电热丝对理想气体缓慢地加热，汽缸处在大气中，大气压强恒定，活塞始终在汽缸内。经过一段较长时间后，下列说法正确的是（　　）

A. 汽缸中气体的压强比加热前要大

B. 汽缸中气体的压强保持不变

C. 汽缸中气体的体积比加热前要大

D. 活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前要多

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．汽缸内封闭气体的压强

则知加热时封闭气体的压强保持不变，故A错误，B正确；

C．封闭气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律知，温度上升时，气体的体积增大，故C正确；

D．温度升高，分子的平均动能增大，体积增大，单位体积气体分子数减少，由于气体的压强不变，根据压强的微观意义知活塞在单位时间内受汽缸中分子撞击的次数比加热前减少，故D错误。

故选BC。

11. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是（　　）

A. 副线圈两端M、N的输出电压减小

B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压增大

C. 通过灯泡L1的电流增大

D. 原线圈中的电流增大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由

可知副线圈两端M、N的输出电压不变，故A错误；

BC．当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，故B正确，C错误；

D．由

可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，故D正确。

故选BD。

二、非选择题（本题共5小题，共56分）

12.  (1)某学生选用匝数可调的可拆压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是______。

A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡

B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡

C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡

D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡

(2)该学生继续做实验，电源电压一定时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（选填 “增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压______（选填“增大”“减小”或“不变”）。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是______。

【答案】    ①. D    ②. 增大    ③. 减小    ④. 控制变量法

【解析】

【详解】(1)[1]变压器是根据电磁感应原理制成的，原线圈必须接交变电流才能工作，副线圈上的感应也是交变电流，所以电压表必须用交流电压挡。

故选D。

(2)[2]根据变压比公式

保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；

[3]保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小。

[4]上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是控制变量法。

13. 在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中：

（1）如图所示的abed四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中配置好油酸酒精溶液后的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是_______（用符号表示）；

（2）现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴，把一滴这样的溶液滴人盛水的浅盘中，正确描绘出油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，根据以上数据可估算出油酸分子直径为d=______；

（3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是______。

A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开

B．油酸中含有大量酒精

C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留

D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴

【答案】    ①. dacb    ②. （系数59、60、61均可）    ③. A

【解析】

【详解】（1）[1]“用油膜法估测分子的大小”实验中，先配制好油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液所含纯油酸的体积，之后将配制好的溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，当油膜扩散稳定后，将玻璃板放在浅盘上，描绘出油酸膜的形状，最后将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，统计出油酸薄膜的面积，并计算出油酸分子的直径。所以操作先后顺序排列应是dacb。

（2）[2]根据题意可知，油酸酒精溶液的浓度为

1滴油酸酒精溶液体积为

1滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为

由图可知，油膜的面积为

油酸分子直径为

（3）[3]A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，导致所测面积偏小，则所测分子直径偏大，故A正确；

B．酒精的作用是使油酸更容易展开形成单分子油膜，最终会挥发或溶于水，只要油酸酒精溶液中纯油酸的体积计算正确，油膜面积计算正确，则油酸中含有大量酒精对实验结果不会造成影响，故B错误；

C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，导致所测面积偏大，则所测分子直径偏小，故C错误；

D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，导致所测1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积偏小，则所测分子直径偏小，故D错误。

故选A。

14. 发电机转子是匝数，边长的正方形线圈，其置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω。

(1)写出交变电流瞬时值表达式；

(2)求外电阻上消耗的功率。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】(1)电动势的最大值为

根据闭合电路欧姆定律得

故交变电流瞬时值表达式为

(2)电流的有效值为

由得外电阻上的消耗功率为

15. 如图所示，粗细均匀竖直放置的U形玻璃管左端封闭，右端开口且足够长。两管内水银面等高，左管内封闭的理想气体气柱长，现给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气柱长度变为。已知大气压强为。

（1）求加热后封闭气体的压强；

（2）保持加热后的温度不变，为使封闭气柱长度恢复为，求从开口端注入的水银柱长度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）给左管封闭气体缓慢加热，使封闭气体气柱长度变为，则左右两管水银面的高度差为

加热后封闭气体的压强为

代入数据解得

（2）设该状态封闭气体的压强为，由玻意耳定律有

代入数据解得

从右端再次注入的水银柱长度为

16. 风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为40kW，输出电压为250V，用户得到的电压是220V，输电线的电阻为，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器为理想变压器，求：

（1）用户得到的电功率；

（2）升压变压器原、副线圈的匝数之比；

（3）降压变压器原、副线圈匝数之比。

【答案】（1）38kW；（2）1:16；（3）190:11

【解析】

【详解】（1）用户得到的功率为

（2）升压变压器原线圈中的电流

根据焦耳定律有

解得

升压变压器原、副线圈的匝数之比

（3）升压变压器副线圈两端电压

降压变压器原线圈两端电压

降压变压器原、副线圈的匝数之比