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（解析版）

2023~2024学年度第二学期期中考试高二物理试题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【答案】B【解析】【详解】当电动车进入电梯时，这种“黑科技”就会自动报警，说明用了红外线传感器A．电饭锅用到了温度传感器，故A错误；B．烟雾报警器用到了红外线传感器，故B正确；C．刷脸考勤机用到了人脸识别，故C错误；D．酒精检测仪用到了酒精传感器，故D错误。故选B。2.关于电磁场和电磁波，下列说法正确是（）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【答案】D【解析】【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．均匀变化的电场能够产生恒定的磁场，故B错误；C．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，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，故C错误；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，故D正确。故选D。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【答案】A【解析】【详解】A．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，故A项正确；B．PM2.5受到大量空气分子对它的无规则碰撞，温度越高，空气分子对颗粒的撞击月剧烈，则PM2.5的运动越剧烈，反之温度越低，PM2.5运动越不剧烈，故B项错误；C．PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5μm的悬浮颗粒，而空气中氧气分子尺寸的数量级为，所以PM2.5的尺寸远大于空气中氧气分子的尺寸的数量级，故C项错误；D．PM2.5中颗粒小一些的，其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈，故D项错误。故选A。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【答案】C【解析】【详解】一分子固定于原点O，另分子从距O点很远处向O点运动，直到不能再靠近的过程中，根据图像可知，分子力先前表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大，在图中平衡位置位置，分子力为0，分子动能最大，之后分子进一步靠近原点，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，分子动能减小，直至分子动能减小为0，分子势能增大至最大值，即分子势能先减小后增大。故选C。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.2×10-10m B.5×10-10m C.2×10-9m D.5×10-9m【答案】B【解析】【详解】1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为油膜分子是单分子油膜，根据故B正确，ACD错误。故选B。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【答案】A【解析】【详解】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。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【答案】B【解析】【详解】A．时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，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。8.如图所示，是一个正弦式交变电流的波形图。则（）A.该交变电流的周期为2sB.交变电流瞬时值表达式C.若将该电流通过10Ω的电阻时，1s内产生热量为125JD.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】【详解】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电阻时，1s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。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【答案】C【解析】【详解】AB．闭合S，由于二极管加反向电压，不导通，所以不亮，由于线圈感应电动势阻碍电流增加，所以所在支路的电流逐渐变大，即逐渐变亮，故AB错误；CD．断开S，由于线圈中的自感电动势阻碍电流减小，则会在二极管、和中形成新的回路，使二极管导通，即亮，然后和同时慢慢熄灭，故C正确，D错误。故选C。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.在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【答案】D【解析】【详解】A．汽车向左匀速直线运动过程中，加速度为零，弹簧处于原长状态，弹力为零，即电介质插入极板间的深度一定，则极板间的电介常数一定，根据平行板电容器的决定式可知电容一定，根据电容器与电源相连，极板间的电压恒定，极板所带的电荷量恒定，即电路中没有电流，故A错误；BC．汽车向右匀加速直线运动过程中或汽车向左匀加速直线运动过程中，加速度均保持不变，电介质插入极板间的深度一定，则极板间的电介常数一定，根据A中分析可知电路中没有电流，故BC错误；D．汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，加速度方向向右，大小逐渐增大，弹簧处于拉伸状态，弹簧的长度增大，电介质插入极板间的深度增大，极板间的电介常数增大，根据A中分析可知极板所带的电荷量增大，即电路中有充电电流，根据图形可知电容器的上极板带正电，电荷量增多，则电路中有顺时针方向的充电电流，故D正确。故选D。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【答案】D【解析】【详解】A．升压变压器原副线圈的匝数之比为A错误；B．根据变压器的功率关系有又，整理得可见通过R的电流与通过富阳负荷中心的电流之比B错误；C．当富阳负荷中心负载增加时，功率增大，负载线路电流增大，则降压变压器原线圈中的电流增大，输电线损耗的电压增大，降压变压器原线圈上得到的电压减小，萧山负荷中心获得的电压将减小，C错误；D．当换用传统电网输电时，发电站输出功率设萧山和富阳负荷中心负载为，则有由于远距离输电线路等效电阻R增大，则输电的电流I变小，则发电站输出功率减小，D正确。故选D。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12VB.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___________。/V1.802.803.804.90/V4.006.018.029.98A.原线圈匝数为，用较粗导线绕制 B.副线圈的匝数为，用较细导线绕制C.原线圈的匝数为，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。【答案】（1）BDE（2）BD（3）①.有效②.4.8（4）C（5）①.正比②.大于【解析】【小问1详解】给出的器材中，本实验需使用学生电源输出交流电压，需使用多用电表的交流挡测电压，需使用可拆变压器探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。故选BDE。【小问2详解】A．为了人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V，故A错误；B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电，故B正确；C．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，而且这样操作时，将人体并联到电路中，将导致测量数据不准确，故C错误；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，故D正确。故选BD。【小问3详解】[1]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有效值。[2]此时电表读数为【小问4详解】由表格数据可知考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈电压之比大于匝数比，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为；原线圈电压较大，电流较小，所以原线圈用较细导线绕制，而副线圈电压较小，电流较大，所以副线圈用较粗导线绕制。故选C。【小问5详解】[1]理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。[2]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大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。【答案】（1）正电荷；（2）0.08s；（3）2g【解析】【详解】（1）电容器的下极板与电源正极相连，上极板与电源负极相连，电容器中电场方向竖直向上，带电液滴在电场中受力平衡，电场力竖直向上，可知带电液滴带正电荷。（2）将K拨至触点b电容器开始放电，电容器的电场强度逐渐减小，当时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，此时电容器放电结束，可知LC振荡回路的周期为（3）s时，电容器被反向充电结束，电容器的上极板带正电荷，下极板带负电荷，电场方向竖直向下，则有零时刻带电液滴在电场中静止时有解得液滴的加速度为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。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）已知食盐的摩尔质量是M，食盐的密度是ρ，则食盐的摩尔体积为（2）食盐晶体的每个分子的体积为每个钠离子占有的体积为正方体的边长为则两个最近的钠离子中心间的距离为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