2022-2023学年江苏省如皋中学高二上学期8月综合测试物理试题（创新班）含解析

2022-2023学年江苏省如皋中学高二上学期8月综合测试

时间：75分钟：总分：100分

一、单选题（共40分）

1. 隐形飞机的原理是在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击。根据你所学的物理知识，判断下列说法正确的是（　　）

A. 运用隐蔽色涂层，无论距你多近的距离，你也不能看到它

B. 使用吸收雷达电磁波的材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现

C. 使用吸收雷达电磁波涂层后，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感应电流

D. 主要是对发动机、喷气尾管等因为高温容易产生紫外线辐射的部位采取隔热、降温等措施，使其不易被对方发现和攻击

【答案】B

【解析】

【分析】根据题中物理情景可知，本题考查雷达，根据雷达工作原理的规律，运用障碍物反射电磁波的特性等，进行分析推断。

【详解】A．雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置，飞机运用隐蔽色涂层后还要反射电磁波，故A错误；

B．使用吸收雷达电磁波的材料，可以减少电磁波的反射，故B正确；

C．使用吸收雷达电磁波涂层后，机翼为导体，根据电磁感应知识可知，传播到复合金属机翼上的电磁波在机翼上仍会产生感应电流，故C错误；

D．发动机、喷气尾管等采取隔热、降温等措施后仍会反射电磁波，故D错误

故选B。

2. 把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是（　　）

A. 炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的

B. 越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表现得越不明显

C. 该图像就是炭粒运动的轨迹

D. 水的温度越高，炭粒的运动越明显

【答案】D

【解析】

【详解】A．图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，是由于水分子撞击做无规则运动而形成的，说明水分子的无规则运动，不能说明碳分子运动也是无规则的，A错误；

B．炭粒越小，在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，B错误；

C．图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，不是碳粒的轨迹，C错误；

D．水的温度越高，水分子的无规则运动越剧烈，撞击作用的不平衡性表现得越明显，炭粒的运动越明显，D正确。

故选D。

3. 当两分子间距变化时分子势能变小了，则可以判定在此过程（   ）

A. 分子力一定做了功 B. 分子力一定增大

C. 分子间距一定变大 D. 分子力一定是引力

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】分子力做功与分子势能的关系是：分子力做正功分子势能变小，分子力做负功分子势能增大。

故选A。

4. 理想变压器与三个阻值相同的定值电阻R1、R2、R3组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1：2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（　　）

A. R1、R2、R3两端的电压之比为2：1：2

B. R1、R2、R3消耗功率之比为4：1：4

C. a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15：2

D. a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3：1

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．设的电流为，电压为，则有

根据理想变压器原理可得原线圈两端电压电流为

R2与原线圈是并联关系则有

R1两端的电压与电流为

所以R1、R2、R3两端的电压之比为5：1：2，则A错误；

D．a、b间输入电压为

所以a、b间输入电压与变压器输入电压之比为

则D错误；

B．由

可得，R1、R2、R3消耗的功率与其电压的平方成正比，则有

所以B错误；

C．a、b间输入功率为

变压器输入功率为

所以a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15：2，则C正确；

故选C。

5. 对于远距离输电，在一定的情况下，设输电线路中的电流为，输电线的总电阻为，为了减少损耗，采用增大电压输电，下列说法正确的是（　　）

A. 由，知输电线路中的电流变大

B. 由，知输电线路中的电流变小

C. 由，知输电线路消耗功率增大

D. 由，知不会影响输电线路中的电流

【答案】B

【解析】

【详解】A．由

得

故A错误；

BD．公式

针对的是同一研究对象，故B正确，D错误；

C．根据

因此增大时，输电线路消耗功率减小，故C错误。

故选B。

6. 如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为，原、副线圈的匝数比为，副线圈通过电阻接两个相同的灯泡，开关闭合。下列说法正确的是（　　）

A. 从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为

B. 副线圈上电压的有效值为

C. 将开关断开后，电阻两端电压升高

D. 保持开关闭合，若线框转动角速度增大，灯泡变亮

【答案】D

【解析】

【详解】A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为

故A错误；

B．原线圈电压的有效值为

由变压器电压与匝数的关系可知

得到副线圈上电压的有效值为

故B错误；

C．将开关断开后，副线圈电压不变，副线圈总电阻增大，故通过电阻R上的电流减小，则电阻R两端电压降低，故C错误；

D．保持开关K闭合，若线框转动角速度增大，由

可知，线框匀速转动时产生的感应电动势最大值增大，则副线圈上电压的有效值增大，灯泡变亮，故D正确。

故选D。

7. 货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻，为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（　　）

A. 电磁铁的上端为N极

B. 压敏电阻的阻值随压力的增大而增大

C. 压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强

D. 如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器的滑片P向右滑动

【答案】D

【解析】

【详解】A．由安培定则可知，电梯工作时电磁铁的上端为S极，选项A错误；

B．当出现超载情况时，电铃将发出警报声，此时K触点被吸引下来，说明当出现超载情况时，电磁铁所在电路电流增大，压敏电阻的阻值应减小，所以电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小，选项B错误；

C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁所在电路电流减小，电磁铁的磁性减弱，选项C错误；

D．如果要使货梯设定的超载质量变大，电磁铁所在电路中的电流应减小，那么滑动变阻器的电阻要增大，即滑片P向右滑动，选项D正确。

故选D。

8. 如图，竖直倒放的气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦。下列措施中，稳定后封闭气体压强变大的是（　　）

A. 升高气体温度 B. 使气缸向上匀速运动

C. 顺时针转30° D. 增加气缸质量

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．气缸刚开始平衡，设封闭气体压强为p，大气压强为，活塞质量为m，活塞横截面积为S，由活塞受力平衡可得

解得

升高气体后达到稳定状态，大气压强为，活塞质量为m，故由活塞受力平衡可得封闭气体的压强p不变，故A错误；

B．气缸向上匀速运动，受力平衡没有发生改变，故封闭气体的压强p不变,故B错误；

C．设顺时针转30°后，封闭气体压强为，根据活塞受力平衡有

解得

可得

故C正确；

D．增大气缸质量，活塞质量不变，由活塞受力平衡可得，封闭气体压强不变，故D错误。

故选C。

9. 如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管连接，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为273 K，B中气体的温度为293 K，如果将它们的温度都升高10 K，则水银柱将（　　）

A. 向A移动 B. 向B移动

C 不动 D. 不能确定

【答案】B

【解析】

【详解】假定水银柱两边气体的体积不变，即V1、V2不变，所装气体温度分别为T1=273 K和T2=293 K，当温度降低ΔT=10 K时，由查理定律可知

则

因为

，

所以

即A内压强增加得更多，所以最终A内压强大，水银柱将向B移动。

故选B。

10. 一打气机每打一次气，可把压强为（1个标准大气压），温度为，体积为的气体压入容器内。设容器的容积为，容器内原来气体的压强为，温度为，为使容器内的气体温度升为，压强达到，需打气的次数为（　　）

A. 200 B. 269 C. 300 D. 356

【答案】B

【解析】

【详解】容器中原有气体的状态参量为

，，

每次打入的气体为

，，

容器中最后的气体的状态参量为

，，

设需要打m次才能达到要求，由道尔顿分压定律知

代入数据解得

故选B。

二、实验题（共12分）

11. 如图甲所示为一利用光敏电阻测量储液罐中液面高度装置的示意图。当罐中装满液体时，液面与出液口高度差为h，罐外有一竖直放置的管，管内一侧有沿竖直线排列的多个光敏电阻，另一侧有一列光强稳定的光源。液面上一浮块与一块遮光板通过定滑轮相连，遮光板可随浮块的升降在管内上下运动，光敏电阻的总长度和遮光板的总长度都为h。当储液罐内装满液体时，遮光板的上沿与最下面的光敏电阻的下边缘等高，管内的光均匀地照射在光敏电阻上，光敏电阻和仪表相连。现要求设计一电路以利用上述装置测量液面的高度。

为将问题简化，假设管内只有3个光敏电阻R1、R2、R3，分别位于管的上端、下端和中央；它们的暗电阻均为R＝10kΩ，被管内光源照亮时电阻均为R′＝1.0kΩ。给定的仪器还有：直流电源E（电动势为9V，电阻不计），3个定值电阻，阻值分别为R4＝2.5kΩ，R5＝1.8kΩ，R6＝1.5kΩ；电压表V（量程为0~3V，内阻可视为无穷大），开关一个，导线若干。

要求：当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。

（1）如图乙所示为某次电压表的示数为________V。

（2）选择合适的定值电阻，在如图丙所示虚线框内画出电路图，并用题中给定的符号标明图中各元件________。

（3）液面与出液口等高时电压表的示数为________V。（结果保留两位有效数字）

（4）若管内的光强变暗，使得光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2kΩ，则定值电阻的阻值应变为________kΩ，便可达到题目要求。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. 1.40    ②.     ③. 0.43    ④. 1.8

【解析】

【详解】（1）[1]电压表量程为0~3V，每小格表示0.1V，指针示数为1.40V。

（2）[2]当罐内装满液体时，3个光敏电阻均受到光照射，电阻均为1.0kΩ，可把三个光敏电阻串联后再与定值电阻Rx串联，接在直流电源两端，把电压表接在定值电阻两端，则有

故

Rx＝1.5kΩ

电压表应与电阻R6并联构成电路，当罐内装满液体时，电压表恰好为满量程。电路图如图所示

（3）[3]当液面与出液口等高时，光源完全被遮光板遮住，此时三个光敏电阻的阻值均为10kΩ，则电压表的示数为

（4）[4]若光敏电阻被照亮时的阻值变为1.2kΩ，为使电压表满量程，则定值电阻的阻值变为R′x，R′x满足

解得

R′x＝1.8kΩ

三、解答题（共48分）

12. 某理想变压器原、副线圈的匝数之比为．当输入电压为时，输出电压为多少？当输入电压减少时，输出电压为多少？输入电压的改变量与输出电压改变量之比为多少？

【答案】3V，25V，

【解析】

【详解】根据

得输出电压

当输入电压减少2V时，则输入电压为

根据

得输出电压

根据

得

13. 已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1，试估算1 g水中含有的水分子个数和水分子的直径．（结果均保留1位有效数字）‍

【答案】，

【解析】

【详解】1克水中含有的水分子个数

一个水分子的体积为

根据球体积公式，有

联立解得

14. 两绝热的工字形汽缸如图所示竖直放置，活塞A和B用一个长为4l的轻杆相连，两活塞之间密封有温度为的空气，活塞A的质量为2m，横截面积为2S，活塞B的质量为3m，横截面积为3S，中间b部分汽缸的横截面积为S，初始时各部分气体状态如图所示。现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦，重力加速度为g，大气压强为。

（1）求加热前封闭气体的压强和轻杆上的作用力；

（2）气体温度上到时，封闭气体的压强。

【答案】(1)；，对活塞B方向竖直向下；(2)

【解析】

【详解】(1)设加热前封闭气体的压强为p，以活塞A、B和轻杆为研究对象，受平衡力作用，则

解得加热前封闭气体的压强为

设轻杆上的作用力大小为F，以活塞B为研究对象

解得

轻杆上的作用力大小为12mg，方向对活塞B竖直向下。

(2)气体温度上升，汽缸内气体压强增大，活塞向下运动，原来活塞间气体体积

假设气体温度上到时，活塞A到b上端，封闭气体的压强为，汽缸内气体体积

对封闭气体由理想气体状态方程得

解得

对活塞A、B和轻杆受力分析，活塞A受到汽缸向上的作用力，则

解得

说明假设成立，所以封闭气体的压强为。

15. 如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；

(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；

(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。

【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J

【解析】

【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。

在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度

①

在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有

②

由①②式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数

③

（2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为

金属棒切割磁感线产生的感应电动势为

④

根据闭合回路欧姆定律有

⑤

根据安培力公式有

⑥

根据平衡条件有

⑦

由③④⑤⑥⑦式解得

⑧

（3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为

⑨

解得，金属棒在磁场下滑的位移

⑩

由动能定理有

⑪

此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功

⑫

由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热