江苏省徐州市第七中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项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，满分为100分，考试时间为75分钟.考试结束后，请将答题卡交回.
2.答题前请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.
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、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案.作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效.
5.如需作图必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等需加黑加粗。
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
2. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最先用实验证实了电磁波的存在
B. 均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场
C. 紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，人体接受适量的紫外线照射，能促进钙的吸收，改善身体健康状况
D. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波
3. 我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧排放的烟尘是形成PM2.5的主要原因，下列关于PM2.5的说法中正确的是（ ）
A. PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
B. 温度越低，PM2.5运动越剧烈
C. PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当
D. PM2.5中颗粒大一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈
4. 分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，时，。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化说法正确的是（ ）
A. 分子势能不断减小B. 分子势能不断增大
C. 分子势能先减小后增大D. 分子势能先增大后减小
5. 将1cm3油酸溶于酒精中，制成200cm3油酸酒精溶液。已知1cm3溶液中有50滴，现取一滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水后，油酸在水面上形成一单分子薄层。已测出这薄层的面积为0.2m2，由此估测油酸分子的直径为（ ）
A 2×10-10mB. 5×10-10mC. 2×10-9mD. 5×10-9m
6. 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的磁通量变化率最小
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
7. 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
8. 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
9. 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，和是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是（ ）
A. 闭合S，先亮，逐渐变亮
B. 闭合S，不亮，立即变亮
C. 断开S，亮，然后和同时慢慢熄灭
D. 断开S，不亮，亮，然后慢慢熄灭
10. 如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（ ）
A. 汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流
B. 在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流
C. 在汽车向左匀加速直线运动过程中，电路中有顺时针方向电流
D. 在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的充电电流
11. 2023年6月底投运的杭州柔性低频交流输电示范工程实现了杭州市富阳区、萧山区两大负荷中心互联互通，为杭州亚运会主场馆所在区域提供了最大功率为30.8万千瓦的灵活电能支撑。如图所示是该输电工程的原理简图，海上风力发电站输出电压，经升压变压器转换为220kV的高压后送入远距离输电线路，到达杭州电力中心通过降压变压器将电能分别输送给富阳和萧山负荷中心，降压变压器原副线圈的匝数比为。下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器原副线圈的匝数之比为
B. 通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比
C. 仅当富阳负荷中心负载增加时，萧山负荷中心获得的电压增大
D. 当换用传统电网输电时，远距离输电线路等效电阻R增大若萧山和富阳负荷中心负载不变，则海上风力发电站输出功率减小
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“探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________（填选项字母）
A. B. C. D. E.
（2）为了确保实验的安全，下列做法正确的是___________
A. 为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B. 即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
C. 为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D. 为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（3）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈两端的电压值。由于交变电流的电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___________（选填“有效”或“最大”）值。某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为___________v。
（4）某次实验中，用匝数匝和匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是___________。
A. 原线圈的匝数为，用较粗导线绕制B. 副线圈的匝数为，用较细导线绕制
C. 原线圈匝数为，用较细导线绕制D. 副线圈的匝数为，用较粗导线绕制
（5）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________（选填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________（选填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
13. 一种简易的LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器。将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通。稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止。将K拨至触点b并开始计时，当时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，求：
（1）带电液滴带何种电荷；
（2）LC振荡回路的周期；
（3）s时，液滴的加速度为多大。
14. 如图所示为食盐晶体结构示意图，食盐的晶体是由钠离子和氯离子组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，阿伏加德罗常数为，求：
（1）食盐的摩尔体积多大；
（2）试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
15. 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，有一条河流，水的流量为，落差m，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为V，输电线的总电阻为Ω，为满足用电的需求，使用户获得220V的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取m/s）
（1）求输电线中的电流I；
（2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比。
16. 如图甲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，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图所示，线圈的电阻Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。求：
（1）图甲电路中电压表的示数；
（2）若在电路中串联一滑动变阻器，如图乙所示，当滑动变阻器消耗的电功率最大时，求图乙中电压表的示数；
（3）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图丙所示，当电阻R消耗的电功率最大时，求图丙中电压表的示数。
/V
1.80
2.80
3.80
4.90
/V
4.00
6.01
8.02
9.98