广西梧州市多校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024—2025学年度高二年级下学期5月段考物理（全卷满分100分，考试时间75分钟）注意事项：1、答题前，考生务必将学校、班级、姓名、考号填写在答题卡上。2、考生请在答题卡上作答（答题注意事项见答题卡），在本试题上作答无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。1.下列对物理现象的描述，错误的是（）A.昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用B.第一类永动机不可能制成，因为它违反能量守恒定律C.将车胎充气过足，车胎会爆裂，是因为车胎内气体分子过多，间距变小，斥力过大D.热量从低温物体传给高温物体的过程，既没有违反能量守恒定律，也没有违反热力学第二定律【答案】C【解析】A．昆虫能在水面自由走动是水的表面张力作用，使水面形成“弹性薄膜”支撑昆虫，故A正确，不符合题意；B．第一类永动机想不消耗能量持续对外做功，违反能量守恒定律，不可能制成，故B正确，不符合题意；C．车胎充气过足爆裂，因为气体压强过大，不是分子斥力（分子间距仍大于平衡距离，斥力可忽略），故C错误，符合题意；D．在外界做功等条件下，热量能从低温物体传向高温物体（如冰箱），不违反能量守恒（能量总量不变）和热力学第二定律（有外界影响时可发生），故D正确，不符合题意。故选C。2.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是()A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫【答案】B【解析】双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距可以知道波长越大，越大，故A是红光，C是蓝光．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故BD是单缝衍射图样，B为紫光的单缝衍射图样，D为黄光单缝衍射图样．故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．所以选项B正确的，选项ACD错误．A.当时，分子间的作用力表现为斥力B.当大于时，分子间作用力表现为引力C.当等于时，分子间的作用力为零D.当由变到的过程中，分子间的作用力做负功【答案】A【解析】因时分子势能最小，可知时分子力表现为零，则当时，分子间的作用力表现为斥力，当由变到的过程中，分子间的作用力做正功；当时，分子间的作用力表现为引力；故选A。4.如图，等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点、与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为，则导体棒ML和导体棒LN受到的安培力的合力大小为（）A. B. C. D.0【答案】C【解析】设三角形边长为l，通过导体棒MN电流大小为I，则根据并联电路的规律可知通过导体棒ML和LN的电流大小为，如图所示依题意有则导体棒ML和LN的等效长度为l，则所受安培力的合力为故选C。5.如图所示，一边长为的正方形导线框垂直于磁感线，以垂直于边的速度在匀强磁场中向右做加速运动。对此过程，下列说法正确的是（）A.穿过线框的磁通量变大 B.线框中有感应电流C.点电势高于点电势 D.点电势与点电势相等【答案】D【解析】AB．根据，穿过线框的磁通量不变，没有感应电流，故AB错误；CD．根据右手定则可知和边切割磁感线，产生感应电动势大小相等，且上端均为高电势、下端均为低电势，故点电势低于点电势，点电势与点电势相等均为高电势，故C错误，D正确。故选D。6.一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为，如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（  ）A.5V B.5V C.10V D.10V【答案】C【解析】设电热器的电阻为R，t时间内产生的热量为Q，则Q=此时功率是接交流电源上产生的热功率的2倍，所以Q′=Q=所以解得V所以最大值为故选C。7.如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。把线框进入磁场的过程称为①过程，线框离开磁场的过程称为②过程。下列物理量中，①过程与②过程不相等的是（）A.通过线框横截面的电荷量 B.线框克服安培力做的功C.安培力对线框的冲量 D.线框动量的变化量【答案】B【解析】A．线框在进和出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为由于线框在进和出磁场的过程中磁通量变化量相同，所以线框在进和出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量相等，故A错误；B．线框克服安培力做的功由于线框进入磁场和离开磁场的过程中均做减速运动，可知线框进入磁场过程中的平均速度大于其离开磁场过程中的平均速度，所以可知①过程与②过程线框克服安培力做的功不相等，故B正确；C．安培力对线框的冲量由于①过程与②过程通过导线横截面的电荷量相等，可知两过程中安培力对线框的冲量相等，故C错误；D．根据动量定理可知线框动量的变化量显然①过程与②过程线框动量的变化量相等，故D错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选、不选的得0分。8.沿轴正方向传播的一列简谐横波，时的波形如图甲所示。P、Q、R是介质中的三个质点，图乙为其中一个质点的振动图像。下列说法正确的是（）A.该波的波长为B.该波的传播速度为C.图乙为质点的振动图像D.质点在任意内运动的路程都为【答案】BC【解析】A．根据图甲可知，该波的波长为故A错误；B．根据图乙可知，周期为0.4s，则波传播速度故B正确；C．波沿轴正方向传播，时，根据同侧法可知，质点P向上运动，质点Q向下运动，根据图乙可知，0.2s时，质点向下运动，可知，图乙为质点的振动图像，故C正确；D．由于若质点初始位置在波峰、波谷或平衡位置，则在0.1s内运动的路程为20cm，若初始位置在平衡位置与波峰之间，或者初始位置在平衡位置与波谷之间，且速度方向靠近平衡位置，则0.1s内运动的路程大于20cm，若初始位置在平衡位置与波峰之间，或者初始位置在平衡位置与波谷之间，且速度方向远离平衡位置，则0.1s内运动的路程小于20cm，故D错误。9.我国是世界上第一个建成800千伏特高压直流输电工程的国家。某发电站输出的交流电的电压表达式为，先通过原、副线圈匝数比为的变压器升压，再经过整流后向远处直流输电。下列说法正确的是（）A.变压器输出电压的有效值为B.发电站输出的交流电的频率为C.相比低压输电，高压输电会增加输电线的热损耗率D.相比高压交流输电，高压直流输电可以减少电路中因电磁感应导致的能量损耗【答案】AD【解析】A．题意可得发电站输出电压有效值为由于联立以上解得变压器输出电压的有效值为故A正确；B．根据题中交流电的电压表达式可得可得发电站输出的交流电的频率为故B错误；C．根据可知高压输电时电流小，由热损耗可知高压输电会减小输电线的热损耗率，故C错误；D．相比高压交流输电，高压直流输电不会产生电磁感应，所以高压直流输电可以减少电路中因电磁感应导致的能量损耗，故D正确。故选AD。10.如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（）A.1→2过程中，气体做等温变化，内能不变B.2→3过程中，气体对外做功，内能增大C.3→4过程中，气体对外做功，内能减小D.4→1过程中，气体向外放热，内能减小【答案】BCD【解析】A．1→2过程中，气体绝热，则Q=0，气体体积减小，则W>0，根据热力学第一定律，则∆U>0，则气体内能增加，温度升高，选项A错误；B．2→3过程中，气体体积变大，对外做功，压强不变，则根据可知，气体的温度升高，则内能增大，选项B正确；C．3→4过程中，气体体积变大，对外做功W<0，，气体绝热Q=0，则根据热力学第一定律可知∆U<0，内能减小，选项C正确；D．4→1过程中，气体体积不变，则W=0，压强减小，根据可知温度降低，内能减小∆U<0，根据热力学第一定律Q<0，气体向外放热，选项D正确。故选BCD。三、实验题：本大题共2小题，每空2分，共16分。11.物体在空间站中，由于完全失重，无法直接用天平测量其质量。某兴趣小组成员在观看了“天宫课堂”中，航天员演示的“动量守恒实验”（如图甲所示）之后，提出了一种利用动量守恒在空间站测质量的设想（实验装置如图乙所示）。在某次实验中，A、B两个体积相同的钢球置于实验平台上，两球之间放一质量不计的压缩并锁定的轻质弹簧，某时刻解除锁定，A、B两小球在同一直线上运动，利用闪光频率为10Hz的照相机获取的一组频闪照片，如图丙所示。已知A球为标准小球，其质量为，B小球质量为（待测，弹簧与A、B物体脱离后，静止停留于原地）。（1）脱离弹簧后，小球A相对于空间站的地面做______运动，速度大小为______（保留两位有效数字）。（2）根据实验数据测算可得小球B的质量大小是______kg（保留两位有效数字）。（3）该实验搬到地面上，将两小球放在光滑水平面上，利用上述实验______（选填“能”或“不能”）测量小球B的质量。【答案】（1）匀速直线（2）（3）能【解析】（1）[1]由丙图可知，脱离弹簧后，小球A相对于空间站的地面做匀速直线运动；[2]由照相机的频率可知周期为则由图可知，小球A速度大小为（2）[3]由图可知，B的速度大小为由动量守恒可知代入数值可得（3）[4]该实验搬到地面上，将两小球放在光滑水平面上，动量守恒依然成立，故能测出小球B的质量。12.某学习小组利用以下器材测量两节新干电池串联的总电动势和总内阻：A、新干电池2节：每节电池电动势略大于，内阻约B、电压表：量程，内阻约C、电压表：量程，内阻约D、电流表：量程，内阻为E、滑动变阻器：规格F、不同规格的定值电阻若干、开关、导线。（1）图a为学习小组设计的电路图，为了使测量结果尽可能准确，应选用电压表__________（选填“”或“”）。（2）将滑动变阻器的滑片置于合适位置后，闭合开关，开始测量。由于电池组的内阻较小，导致移动滑动变阻器的滑片时，__________（选填“电压表”或“电流表”）无法有效读取多个数据。（3）学习小组对实验进行改进如图b：将一个阻值为的定值电阻串联在电路中。闭合开关，记录数据，并描绘出图线（图c）。由图线可得，两节干电池串联的总电动势__________，总内阻__________。（结果均保留2位小数）【答案】（1）V1（2）电压表（3）3.100.94【解析】（1）题意知电源总电动势约为3V，为了使测量结果尽可能准确，应选用电压表。（2）由于电源内阻较小，所以电源内阻分压小，故路端电压变化幅度小，即电压表变化小，则电压表无法有效读取多个数据。（3）[1][2]补全图像如下根据闭合电路欧姆定律有结合图c可知纵截距斜率解得四、解答题：本大题共3小题，共38分。其中第13小题10分，第14小题12分，第15小题16分。应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.如图，一竖直放置的汽缸上端开口，汽缸壁内有卡口和，、间距为，距缸底的高度为；活塞只能在、间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计它们之间的摩擦。开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为，温度均为。现用电热丝缓慢加热汽缸中的气体，重力加速度大小为，大气压强保持不变。求：（1）活塞刚好离开卡口时，汽缸内气体的温度；（2）活塞刚好到达卡口时，汽缸内气体的温度。【答案】（1）（2）【解析】（1）活塞未离开卡口a的过程，气体做等容变化。设活塞刚好离开卡口a时，汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，则有对此时的活塞有p1S＝p0S＋mg联立可得（2）活塞离开卡口a后，汽缸中的气体做等压变化，设活塞刚好到达b处时汽缸中气体的温度为T2，活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。则有其中V1＝SH，V2＝S(H＋h)联立解得14.某科技小组利用水平绝缘传送带设计运送工件装置，如图甲所示：待加工的工件固定在边长为的绝缘正方形载物台上，载物台侧面四周均匀缠绕匝总电阻为的闭合线圈，工件、载物台及线圈总质量为。为使工件在特定区域减速并对其进一步加工，在区域内加一个垂直于传送带平面向下、磁感应强度为的匀强磁场，、边界与传送带运行方向垂直且；载物台在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其底面与传送带间的动摩擦因数为，进入磁场区前已和传送带共速，传送带的速度为；载物台右侧线圈在时刻到达边，时刻到达边，该过程的图像如图乙所示，重力加速度大小为，求：（1）时刻匝线圈所受安培力的大小和方向（方向直接回答即可）；（2）载物台完全在磁场中运动时的加速度大小和方向（方向直接回答即可）；（3）在时间内匝线圈产生的焦耳热。【答案】（1），安培力的方向水平向左（2）a＝μg，加速度的方向水平向右（3）Q＝2μmgL【解析】（1）t＝0时刻线圈的速度大小为v0，安培力F＝NBIL其中，E＝NBLv0联立得，安培力的方向水平向左（2）