湖北省武汉市武昌区2023-2024学年高二下学期3月月考试题（含答案）

第第页湖北省武汉市武昌区2023-2024学年高二下学期3月月考试题一、选择题:本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．下列关于电磁波的说法正确的是（）A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐2．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数。若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为（球的体积公式V=A．d=VnS，NA=μnC．d=VS，NA=6μ3．如图甲和图乙为两个发电机设备与外接电路，两者仅电刷样式不同，其它部件均完全相同，线圈以相同的角速度在匀强磁场中旋转，从图示位置（该位置线圈平面与中性面垂直）开始计时，在一个周期T的时间内，下列说法错误的是（）A．两图中，R两端的电压有效值、流过R的电流有效值大小相等B．在0−T4时间内，两者流过C．在T4−TD．在0−T时间内，两者电阻R上产生的焦耳热相等4．在LC振荡电路中，t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则下列说法中正确的是（）A．在t2时刻电容器正在充电B．在t1时刻磁场能转化为电场能C．在t1时刻电路中的电流处在减小状态D．在t2时刻电路中感应电流方向与电路电流方向相反5．如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则（）A．乙分子从a运动到c，分子间作用力一直增大B．乙分子从a运动到d，分子间作用力先增大后减小再增大C．乙分子从a运动到d，两分子间的分子势能先增大后减小D．乙分子从a运动到d，在b点时两分子间的分子势能最小6．如图所示，在光滑绝缘水平桌面上建立一个直角坐标系，在坐标系的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直桌面向下、向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为1.0T，磁场边界线的方程为y=0.5sin2πx(m)(0⩽x⩽1.A．bc边到达x=0.25m时，线框中的感应电流最大B．拉力F的最大功率为0.5WC．整个过程中拉力F所做的功为3D．整个过程中线框产生的焦耳热为37．如图所示，理想变压器原线圈ab端输入交流电电压的瞬时表达式为u=2202sin100πt(V)，e为副线圈cd的中心抽头，DA．输入交流电的频率为100HzB．开关闭合时，电阻两端的电压为11VC．开关闭合时，原线圈ab的输入功率为3.025WD．开关断开后，副线圈cd两端的电压为08．如图甲所示连接电路，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响，不计电源内阻及电感线圈L的电阻。下列说法正确的是（）A．开关S闭合瞬间，流经灯D1和DB．开关S闭合瞬间至断开前，流经灯D2C．开关S断开瞬间，流经灯D2的电流方向改变，故DD．根据题中信息，可以推算出u9．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头。现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止。用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（）A． B．C． D．10．在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比n1:n2:n3=4:2:1，定值电阻R1=4.A．电阻R3B．理想变压器的最大输出功率为10C．当滑片Р滑至b端时，整个电路的功率达到最大D．电流表示数的最小值为5二、非选择题:本题共5小题,共60分题11．（1）下列说法中正确的是____；A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动B．气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加C．一定量的100℃水变成100℃水蒸气，其分子势能增加D．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低（2）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积SD．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积E．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓F．按照得到的数据，估算出油酸分子的直径①上述步骤中，正确的顺序是（填步骤前的字母）；②如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，油膜的面积约为m2；③已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为m（保留两位有效数字）。12．现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：A蓄电池（电动势E＝2V，内阻r＝0.6Ω）B表头G（满偏电流6.0mA，内阻未知）C电流表A（满偏电流10mA，内阻未知）D电阻箱R1（最大阻值999.9Ω）E电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）F开关及导线若干（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0Ω，则改装电表时应将R1调为Ω，改装结束后断开所有开关。（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为mA。（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0mA。已知酒精浓度在0.2～0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于（选填“酒驾”或“醉驾”）。（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整（“R1”或“R2”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。13．某星球可以近似看作一个半径为R的球体，它有稳定的大气层（大气层厚度比行星半径小得多），其表面附近的大气压强为p，空气的平均摩尔质量M，空气分子间的平均距离为d。已知大气压强是由于大气的重力而产生的，该星球表面的重力加速度为g，阿伏加德罗常数为NA。每一个空气分子平均占据的空间视为一个立方体。求该星球表面大气层的：（1）空气分子的平均密度ρ；（2）空气分子总数n；（3）厚度h。14．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨MN、PQ水平放置，两导轨间的距离l=2 m，导轨右侧与原、副线圈匝数之比n1:n2=2:1的理想变压器相连。导轨中间分布有磁感应强度大小B=2（1）试求导体棒ab两端的最大电压的大小；（2）电压表的示数，电流表的示数；（3）ab棒运动10m过程中水平外力对ab棒所做的功。15．为将川西地区丰富的清洁能源“运输”至成都大运会场馆，电力工人们有条不紊地开展500千伏线路加装串抗工程作业。据介绍，该工程在不新增输电通道的情况下，通过加装串抗技术提升供电能力。该工程建成投运后，将增加成都地区供电能力150万千瓦，有力提升大运会清洁电供应保障能力。某远距离输电装置如图所示，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生电压为e=2002sin100πt(V)的交流电，通过理想升压变压器和理想降压变压器进行远距离输电。已知输电线路总电阻（1）电动机的机械功率P机（2）输电线上损失的功率ΔP（3）电流表的示数IA

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A、均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A错误；

B、在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小，故B正确；

C、在真空中电磁波传播速度相同，故C错误；

D、在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故D错误。

故答案为：B。

【分析】熟悉掌握麦克斯韦理论的具体内容。LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小。真空中电磁波传播速度相同。2．【答案】B【解析】【解答】一滴油酸体积为Vn，故直径d=VnS；油酸的摩尔体积为Vmol=故答案为：B。

【分析】根据油酸摩尔体积的求解和阿伏加德罗常数和摩尔体积的关系得出油酸分子的直径和阿伏加德罗常数。3．【答案】C【解析】【解答】ABD、根据题意可知，图甲产生的是正弦交流电，图乙中，由于电刷的原因，线圈中电流方向不变，大小随时间正弦变化；由于两图它部件均完全相同，线圈以相同的角速度在匀强磁场中旋转，则感应电动势的最大值相同，R两端的电压有效值、流过R的电流有效值大小相等，在0−时间内，两者流过R的电荷量相等，在0-T时间内，两者电阻R上产生的焦耳热相等，故ABD正确，不符合题意；

C、由图示位置开始转动，两图电流方向相同，在t=时，图甲线圈中电流方向改变，图乙线圈中电流方向不变，故C错误，符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据电刷的不同，判断回路中产生的电流方向及大小的变化情况，再根据焦耳定律确定确定两电动机在回路中产生电流有效值的关系。根据转动情况判断感应电流的及构造判断感应电流的方向是否相同。4．【答案】A【解析】【解答】AD、由t2时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在充电，电流处于减小状态，故在t2时刻电路中感应电流方向与电路电流方向相同，故A正确，D错误；

BC、由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在放电，电流处于增大状态，故在t1时刻电场能转化为磁场能，故AC错误。

故答案为：A。

【分析】根据磁感线的方向确定回路中电流的方向，再根据电流方向与电容器正负极的关系确定电容器的充放电状态，电容器正在充电，电流处于减小状态，感应电流方向与电路电流方向相同。电容器正在放电，电流处于增大状态，电场能转化为磁场能。5．【答案】B【解析】【解答】A、根据图像可知，乙分子从a运动到c，受到的分子力表现为引力，分子间作用力先增大后减小，故A错误；

B、根据图像可知，乙分子从a运动到d，受到的分子力先表现为引力后表现为斥力，分子间作用力先增大后减小再增大，故B正确；

C、根据图像可知，乙分子从a运动到d，受到的分子力先表现为引力后表现为斥力，分子间的作用力先做正功后做负功，则两分子间的分子势能先减小后增大，故C错误；

D、结合上述可知，乙分子从a运动到c，分子势能一直减小，从c运动到d，分子势能一直增大，可知，在c点时两分子间的分子势能最小，故D错误。

故答案为：B。

【分析】根据f-x图确定分子在运动过程中分子力所表现的类别，分子力的正负表示方向。分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增大。6．【答案】D【解析】【解答】A、线框向右匀速运动过程中，当线框的bc边到达x=0.75m处时，前后两边都切割磁感应线，产生的感应电动势最大、感应电流最大，此时感应电流大小为I故A错误；

B、由选项A知，当bc边到达x=0.75m处时，感应电流最大、导体棒受到的安培力最大，由于线框做匀速运动，则有F=F安故B错误；

CD、线框向右匀速运动过程中，回路中产生的感应电流随时间变化的图象如图所示（规定逆时针方向为正）

在0~0.5s和1~1.5s的过程中感应电流有效值为I在0.5s~1s的过程中感应电流的有效值为I由于导体线框做匀速直线运动，则整个过程中拉力F所做的功，即整个过程中线框产生的焦耳热Q=2故C错误、D正确。

故答案为：D。

【分析】根据右手定则确定线框不同位置切割磁场时回路产生的感应电流的方向，再根据线框在运动过程中切割磁感线的有效边长变化情况确定线框中感应电流大小的变化情况。当有效长度最大时，感应电流最大，线框所受安培力最大，外力的功率最大。再根据回路中电流的变化情况确定运动过程回路中电流的有效值，再根据能量守恒定律及焦耳定律进行解答。7．【答案】C【解析】【解答】A、由f=可知，输入交流电的频率为50Hz，故A错误；

B、开关闭合时，由U可知U又UU故U故B错误；

C、开关闭合时，电阻R消耗的功率P=因变压器及二极管均为理想元件，故变压器的输入功率等于电阻消耗的电功率，故C正确；

D、开关断开后，有U可知副线圈cd两端的电压U故D错误。

故答案为：C。

【分析】理根据表达式确定输入交流电的频率。确定闭合及断开开关时，当闭合开关时，该理想变压器为多副线圈构造，当开关断开时，该理想变压器为单副线圈构造。再根据理想变压器规律及欧姆定律及电功率公式进行解答。8．【答案】A,D【解析】【解答】AB、开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯D1和D2串联，流经灯D1和D2的电流相等，设每个灯泡的电阻为R，故I=稳定后灯D3和D2并联再与D1串联，流过D2的电流为I故A正确，B错误；

C、开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯D3和D2提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯D3和D2的电流相等，所以灯D2逐渐熄灭，故C错误；

D、开关S闭合瞬间，灯D1和D2串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，由欧姆定律u电路稳定后，流过D3的电流为I=开关S断开瞬间，电感线圈能够为D3和D2提供与之前等大电流，故其两端电压为u所以u故D正确。

故答案为：AD。

【分析】电感线圈总是阻碍电流的变化，闭合开关瞬间电流无法通过自感线圈。开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，电感线圈相当于电源，继续为灯D3和D2提供电流。确定闭合和断开瞬间电路的连接方式，再根据闭合电路的欧姆定律及串并联规律进行解答。熟悉掌握断开开关，灯泡闪亮的条件。9．【答案】B,C【解析】【解答】A、副线圈匝数不断增加，输出电压U2不断增加，故电流I2不断增加，其功率不断增加，故输入功率也增加，输入电流I1也增加，故A不合题意；

BC、副线圈匝数不断增加，输出电压不断增加，P沿副线圈匀速上滑，故输出电压U2与时间成正比，电流I2也随时间逐渐增大，由于副线圈接入白炽灯L，其电阻会随电流的增大而增大，其伏安特性曲线为曲线，故BC符合题意；

D.、P沿副线圈匀速上滑，输出电压U2与时间成正比，输出功率为I2U2，P2-t图线应为曲线，故D不合题意。

故答案为：BC。

【分析】白炽灯L电阻会随电流的增大而增大，其伏安特性曲线为曲线。滑片P从均匀密绕的副线圈最底端开始沿副线圈匀速上滑，副线圈匝数不断增加。根据理想变压器规律确定输出电压的变化情况，再根据欧姆定律及电功率公式确定输出电流及电功率变化情况，继而确定符合题意的图像。10．【答案】B,C【解析】【解答】C、由电压的表达式为u=82U=等效电路图如图所示

其中R'2由图可知当滑片P从a端滑到b端的过程中滑动变阻器的阻值变小，有I故原线圈的电流不断变大，又因为P=U所以当滑片Р滑至b端时，整个电路的功率达到最大，故C正确；

A、由电路图可知原线圈电压为U随原线圈电流增大而减小，则电阻R3两端电压为U随原线圈电压减小而减小，电阻R3的功率为P故电阻R3的功率一直减小，故A错误；

D、当滑片P从a端滑到b端的过程中，原线圈的电流不断变大，即电流表的示数不断变大，即当滑片位于a端时，电流表的示数最小，此时滑动变阻器的阻值为3Ω，原线圈电流为I故D错误；

B、由等效电路图可知，输出功率最大时满足R此时原线圈电压与R1两端电压相等，输出功率为P'=故B正确。

故答案为：BC。

【分析】由于理想变压器的原副线圈匝数比不变。故可根据理想变压器规律及串并联规律画出整个电路的等效电路图，且可将电阻R1与电源视为整体构成等效电源。再根据滑动变阻器的移动情况，结合闭合电路的欧姆定律及串并联电路规律及输出功率极值问题进行解答。11．【答案】（1）A；C；D（2）BDAECF；0.022；9【解析】【解答】（1）A、布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，故A正确；

B、气体的温度升高，分子的平均动能增加，并非每个气体分子运动的速率都增加，故B错误；

C、一定量的100℃水变成100℃水蒸气，因吸收热量，分子动能不变，故其分子势能增加，故C正确；

D、温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，则气体的温度可以降低，故D正确。

故答案为：ACD。

（2）①上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。

②根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜面积为S=55×41滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为V=③油酸分子直径为d=【分析】（1）布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，气体的温度升高，分子的平均动能增加，温度不变，分子的平均动能不变，分子间距增大，分子势能增大。

（2）熟悉掌握油膜法估测分子直径的实验的操作步骤及注意事项。熟悉掌握1滴油酸酒精溶液中含油酸体积的计算方法，数据处理时注意单位的换算。12．【答案】（1）6.0（2）2.0（3）醉驾（4）R2【解析】【解答】（1）合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。则表头G与电流表A串联，可知I=合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G与R1并联，由图丁可知表头G的示数I则R1中的电流I由I'解得表头的内阻R将表头G的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻R1中的电流为I则由I解得改装电表时应将R1调为R（2）改装后电流表的内阻为R由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为R=80由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流I则表头G的读数为I（3）某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0mA，电路中总电流I由闭合电路欧姆定律可得I解得传感器的电阻R'=20由图乙可知酒精浓度为0.8mg/mL，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。

（4）由闭合电路欧姆定律可知I=使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把R2调小，使电路中总电阻减小。

【分析】熟悉掌握电表改装的原理，根据操作步骤及串并联规律和欧姆定律确定R1的阻值。确定电路的连接方式，再根据闭合电路欧姆定律及串并联规律确定不同浓度时电表的读数。使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，为保证电流不变，则需将所并电阻阻值减小。13．【答案】（1）解：每个分子占据一个边长为d的小立方体，各小立方体紧密排列，设空气的摩尔体积为V，则有：V=NAd3又：ρ解得：ρ（2）解：设该星球大气层中气体的质量为m，星球的表面积为S，则：S=4πR2由大气压强产生的原因可知：mg=pS大气层的空气分子总数：n=解得：n=（3）解：由于该星球大气层的厚度远远小于半径，所以有Sh=解得h=【解析】【分析】（1）每一个空气分子平均占据的空间视为一个立方体，结合阿伏加德罗常数确定空气的摩尔体积，再根据摩尔质量与摩尔体积的关系确定分子的平均密度；

（2）星球为球体模型，确定星球的表面积。根据压强公式确定大气中空气分子的质量，再根据质量与摩尔质量的关系确定分子数量；

（3）大气层厚度比行星半径小