[物理][期中]广东省茂名市高州市2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)

这是一份[物理][期中]广东省茂名市高州市2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)，共15页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容：粤教版选择性必修第二册，选择性必修第三册第一、二章。
一、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，只有一项是符合题目要求的。
1. 分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图像如图所示，当r=r0时，引力和斥力大小相等，以下说法正确的是（ ）

A. 时，随着分子间距离的增大，引力和斥力的合力逐渐减小
B. r=r0时，引力和斥力的合力最大
C. r=r0时，分子势能最大
D. 时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐增大
【答案】D
【解析】A．分子力随分子间的距离的变化而变化，当时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，故分子力表现为引力，且引力和斥力的合力先增大后减小，故A错误；
B．分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离r=r0时，引力等于斥力，分子力为零，故B错误；
CD．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的距离时，分子力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故当r=r0时，分子势能最小，故C错误、D正确。
故选D。
2. 一LC振荡电路如图所示，关于该电路产生的电磁振荡，下列说法正确的是（ ）
A. 在电磁振荡中，电荷、电流以及与之相联系的电场和磁场均周期性地变化
B. 在振荡电路中，电场能最大时电流最大
C. 没有能量损失、振荡永远持续下去的现象叫阻尼振荡
D. 振荡电路中能量逐渐损耗，振荡电流振幅逐渐减小，直至停止的振荡现象叫无阻尼振荡
【答案】A
【解析】A．在电磁振荡中，电荷、电流以及与之相联系的电场和磁场均周期性地变化，故A正确；
B．在振荡时，电场能最大时电路中的电流最小，故B错误；
CD．没有能量损失、振荡永远持续下去的现象叫无阻尼振荡，而有能量损失，振荡电流的振幅逐渐减小的振荡叫阻尼振荡，故CD错误。
3. 为防范和打击利用无线电技术手段进行考试作弊行为，确保2024年普通高考公平顺利进行，各市无线电管理处周密部署，多措并举，全力以赴确保高考期间无线电安全。关于电磁波的特性，下列说法正确的是（ ）
A. X射线有显著的化学作用，医院可用来杀菌消毒，也可用于进行人体透视
B. 红外线波长短，分辨率高，侦察上可用红外线拍摄指纹照片
C. 雷达发出或接收的电磁波受天气影响，在浓雾天能见度低的黑夜不能使用
D. 空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
【答案】D
【解析】A．X射线没有显著的化学作用，不能用来杀菌消毒，但X射线有较强的穿透能力，用来进行人体透视，故A错误；
B．侦察上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高，故B错误；
C．电磁波的使用不受天气影响，故雷达在能见度低的黑夜一样使用，故C错误；
D．红外线的热作用很强，有较好的穿透云雾烟尘的能力，可以制成热谱仪、红外线夜视仪等等，所以在空间站上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，一端封闭的粗细均匀的足够长玻璃管竖直放置，其开口向上，管中有两段水银柱封闭了两段空气柱，上段空气柱的体积为V1，下段空气柱的体积为V2，开始时V1=2V2。现将玻璃管缓慢地均匀加热，加热后上、下段空气柱的体积变化量为、，则和的大小关系为（ ）
A B.
C. D. 条件不足，无法确定
【答案】B
【解析】在整个加热过程中，上段气柱的压强为
可知，上段气柱的压强始终保持不变，下段气柱的压强为
可知，下段气柱的压强也始终不变，即整个过程两段气柱为等压变化，根据盖吕萨克定律有
，
则有
，
由于
V1=2V2
解得
5. 图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（ ）

A. 图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时P端为S极
B. 图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C. 图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电
D. 图乙中，按下按钮过程，螺线管B端电势比A端电势高
【答案】D
【解析】A．电流通过电磁铁时，由安培定则可知，电磁铁有磁性且P端为N极，故A错误；
B．电磁铁通电时有磁性，吸引小锤下落击打铃碗，此时衔铁与电路断开，而断电时电磁铁没有磁性，从而放开小锤，故B错误；
C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；
D．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从A端流入从B端流出，螺线管充当电源，则B端电势高，故D正确。
6. 2023年4月9日，深圳国际小家电产品展览会开展，参展产品中南北美洲的绝大多数国家家用电器的额定电压是110V。如图甲为一台南北美洲的小发电机的结构示意图，内阻为0.5Ω的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。外接电表均为理想交流电表，用电器的电阻R恒定为9.5Ω，则（ ）
A. 发电机产生电动势的最大值为220V，电动势的有效值是110V
B. 电流表的示数为11A，电压表的示数为110V
C. 发电机的输出功率为1100W
D. 在t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率为零
【答案】D
【解析】A．由题图乙可知，发电机产生电动势的最大值为，电动势的有效值是110V，故A错误；
B．电流表的示数为
电压表测量的是用电器两端的电压，示数为
故B错误；
C．发电机的输出功率
故C错误；
D．在t＝0.02s时刻，由题图乙可知此时的电动势为零，感应电动势与磁通量的变化率成正比，该时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场，一质子从A点由静止释放，沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上，不计质子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 质子从C到D，电场力做的是正功
B. D点的电势低于C点的电势
C. 质子从A到C，洛伦兹力不做功
D. 质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力
【答案】C
【解析】A．由题可知质子所受电场力水平向右，质子从C到D的过程中电场力做负功，故A错误；
B．根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知D点电势高于C点，故B错误；
C．由于洛伦兹力一直都与速度方向垂直，故质子从A到C洛伦兹力不做功，故C正确；
D．由于A点和D点在同一等势面上，故从A到D电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，A点速度为0，根据动能定理可知质子在D点速度也为0，则质子在A点和D点都只受电场力作用，在匀强电场中质子在这两点电场力相等，即合力相等，故D错误。
二、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，有选错的得0分。
8. 回旋加速器是一种粒子加速器，大小从数英寸到数米都有，它是由欧内斯特•劳伦斯于1929年在柏克莱加州大学发明的。现简化如图，回旋加速器D形盒上加有垂直于表面的匀强磁场，狭缝间接有交流电压。若A处粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速，下列说法中正确的是（ ）
A. 洛伦兹力对带电粒子不做功，出射粒子的动能与磁场的磁感应强度无关
B. 若仅增大电荷量和质量的比值需将交流电源的周期变小
C. 电场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会
D. 若仅增大加速电场的电压，带电粒子在加速器D形盒中运动的总时间变短
【答案】BD
【解析】A．出射粒子运动半径等于D形盒半径R时，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子的最大动能为
可知出射粒子动能与磁场的磁感应强度有关，故A错误；
B．交流电源的周期等于粒子在磁场中的周期，则有
T=2πmqB
若仅增大电荷量和质量的比值，则粒子在磁场中的周期变小，需将交流电源的周期变小，故B正确；
C．磁场的作用是使带电粒子做圆周运动，获得多次被加速的机会，故C错误；
D．若仅增大加速电场的电压，根据
可知粒子的最大动能保持不变，设粒子在电场中加速的次数为
根据动能定理可得
可知仅增大加速电场的电压，粒子在电场中加速的次数减小，即粒子在磁场中偏转的次数减小，而粒子在磁场中的运动周期不变，所以带电粒子在加速器D形盒中运动的总时间变短，故D正确。
故选BD。
9. 若以V1表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，V2表示水的摩尔体积，M表示水的摩尔质量，NA表示阿伏加德罗常数，则下列关系式中正确的是（ ）
A. 在标准状态下一个水蒸气分子的体积为
B. 一个水分子的体积为
C. 在标准状态下一个水蒸气分子的质量为
D. 一个水分子的质量为
【答案】BCD
【解析】A．由于水蒸气分子间距远大于分子直径，则，A错误；
B．一个水分子的体积为，B正确；
C．在标准状态下一个水蒸气分子的质量为，C正确；
D．一个水分子的质量为，D正确。
10. 某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，如图所示实线是数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况，其中0~t1段钩码做匀速运动。根据图中信息，下列说法正确的是（ ）
A. 0~t1段拉力的大小等于钩码重力的大小
B. 该钩码重力的大小为30N
C. A状态钩码处于超重状态
D. B状态钩码处于平衡状态
【答案】AC
【解析】AB．当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力传感器的读数就是钩码的重力，约20N，A正确，B错误；
CD．当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A状态，当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即B状态，C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，某同学用电流天平测量匀强磁场的磁感应强度。
（1）电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。已知重力加速度为g，则匀强磁场的磁感应强度B＝__________（用题中所给物理量的符号表示）；
（2）当n＝9，l＝10.0cm，I＝0.10A，m＝8.78g时，g取10m/s2，则磁感应强度大小等于__________T（保留2位有效数字）。
【答案】（1） （2）0.49
【解析】（1）设原来左盘内砝码质量为m1，右盘内砝码及线圈的总质量为m2，平衡时有
电流方向改变后，有
两式相减得
（2）根据
代入数据得
12. 在做“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，已知实验室中配制的油酸酒精溶液为每1000mL溶液中有纯油酸0.05mL，又用注射器测得每100滴这种油酸酒精溶液的总体积为5mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图所示），测得油膜占有的小正方形个数为X。
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V0＝__________mL。
（2）从图中可数出小正方形的效个数X＝_________个，油膜的面积S＝________cm2。
（3）油酸分子的直径大小D＝__________m（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1） （2）55 55 （3）
【解析】（1）由题意可知，一滴油酸酒精溶液的体积
其中纯油酸的体积
（2）[1]超过半格的算一个，不足半格的舍去，从图中可数出小正方形的有效个数
X＝55
[2]所形成的油膜的面积为
（3）纯油酸的体积
13. 某校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，输电过程如图所示，升压变压器原、副线圈匝数比为1：5，降压变压器原、副线圈匝数比为5：1，输电线的总电阻为R＝25Ω。全校共有33个班，每班有6盏“220V；40W”的灯，若要保证全部电灯正常发光，求：
（1）输电线损失的功率；
（2）升压变压器的输入电压。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）降压变压器副线圈的电流
降压变压器原线圈的电流
输电线损失的功率
（2）降压变压器原线圈的电压
输电线上损失的电压为
升压变压器的输出电压
升压变压器的输入电压
14. 如图，底部水平、开口向上的固定圆柱形汽缸内，用质量为m、横截面积为S的圆盘形活塞封闭着一定质量的理想气体，当封闭气体温度为T且活塞平衡时，封闭气体的体积为V。现保持封闭气体的温度不变，在活塞上缓慢放上质量为M的物体，活塞再次平衡时，封闭气体的体积为；再加热封闭气体使其缓慢升温至，活塞第三次达到平衡。不计汽缸与活塞间的摩擦，重力加速度大小为g。求：
（1）活塞第三次达到平衡时的体积；
（2）外界大气压强值。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设外界气体压强为p0，封闭气体在状态1、2（活塞再次平衡）的压强分别为p1、p2，从状态2到状态3（活塞第三次达到平衡）封闭气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有
将
联立解得
（2）从状态1到状态2，气体发生等温变化，由玻意耳定律有
p1V1=p2V2
将
联立解得
状态1，由力的平衡条件有
状态2，由力的平衡条件有
联立解得
15. 如图所示，左侧圆弧光滑导轨与右侧足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计。金属棒b和c静止放在水平导轨上，b、c两棒均与导轨垂直。图中虚线de右侧存在方向竖直向上、范围足够大的匀强磁场。绝缘棒a垂直于圆弧导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为h＝1.8m，之后与静止在虚线de处的金属棒b发生弹性碰撞，金属棒b进入磁场后始终未与金属棒c发生碰撞。已知金属棒b和绝缘棒a的质量均为m＝3kg，金属棒c质量是金属棒b质量的一半，重力加速度取g＝10m/s2，求：
（1）绝缘棒a与金属棒b碰撞后瞬间两棒的速度大小；
（2）金属棒b进入磁场后，金属棒c的最大速度大小；
（3）整个过程两金属棒b、c上产生的总焦耳热；
（4）若磁感应强度大小B＝2T，导轨间距L＝1m，则整个过程通过回路横截面的电荷量。
【答案】（1）6m/s；（2）；（3）18J；（4）3C
【解析】（1）设绝缘棒a滑上水平导轨时，速度为v0，下滑过程中绝缘棒a机械能守恒，有
绝缘棒a与金属棒b发生弹性碰撞，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
联立解得绝缘棒a的速度大小
金属棒b的速度大小
（2）最终两金属棒b、c以相同速度匀速运动，金属棒c速度达到最大v
由动量守恒定律有
（3）由能量守恒定律有
得两金属棒b、c上最终产生的总焦耳热
（4）由动量定理，对b有
即
解得