河北省唐山市2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试卷（解析版）

这是一份河北省唐山市2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试卷（解析版），共13页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 电磁波以30°角由一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是（ ）
A. 该波的频率B. 该波的波长
C. 该波的传播方向D. 该波的波速
【答案】A
【解析】A．电磁波的频率由波源决定，当电磁波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，故A正确；
BCD．当电磁波从一种介质进入另一种介质时，电磁波将发生折射，传播方向改变。波速由介质决定，不同介质，波速不同，根据
可知该波的波长发生变化，故BCD错误。
故选A。
2. 物理知识在生产生活中应用很广泛，下列关于用电器的工作原理中说法正确的是（ ）
A. 电饭煲自动控制温度是使用压力传感器来实现的
B. 话筒利用电磁振荡原理将声音信号转换为电信号
C. 家用微波炉利用波长很短的机械波加热食物
D. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
【答案】B
【解析】A．电饭煲自动控制温度是使用温度传感器来实现的，故A错误；
B．话筒利用电磁振荡原理将声音信号转换为电信号，故B正确；
C．家用微波炉利用波长很短的电磁波加热食物，故C错误；
D．红外测温枪是接收人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故D错误。
故选B。
3. 关于晶体和非晶体，下列说法正确是（ ）
A. 有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
B. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
C. 同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质
D. 无论什么条件晶体都不可能转化为非晶体
【答案】A
【解析】A．固体可以分为晶体和非晶体两类，单晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，故A正确；
B．晶体是由很小的晶胞构成，将一块晶体敲碎后，晶胞的结构并没有被破坏，得到的小颗粒还是晶体，故B错误；
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，从而具有不相同的物理性质，例如石墨和金刚石，故C错误；
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体；把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故D错误。
故选A。
4. 关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的物体中分子不做无规则运动
B. 布朗运动就是水分子无规则运动
C. 扩散现象表明分子在做永不停息的热运动
D. 液体中的扩散现象是由液体的对流形成的
【答案】C
【解析】A．0℃的物体中分子仍做永不停息的无规则运动，选项A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是水分子的无规则运动的具体表现，选项B错误；
C．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，选项C正确；
D．液体中的扩散现象是由分子无规则运动造成的，不是液体的对流形成的，选项D错误。
故选C。
5. 如图所示，在LC振荡电路中，电容器的电容为C=250pF，线圈自感系数为。先将开关S掷向1位置给电容器充电，再将开关掷向2位置，电容器C上的电荷第一次完全释放经历的时间约为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】该LC振荡电路的周期为
电容器C上的电荷第一次完全释放经历的时间约为
故选D。
6. 已知水的密度，水的摩尔质量，在标准状况下，水蒸气的摩尔体积，水蒸气分子的间距约是水分子直径的（ ）
A. 1倍B. 10倍C. 100倍D. 1000倍
【答案】B
【解析】水蒸气是气体，在标准状况下的摩尔体积，每个水蒸气分子所占体积（包括水分子和它的周围空间即“势力范围”的体积）
把每个分子和它所占空间看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体的边长，即
液体时水分子的摩尔体积
若建立液态水分子的球模型，有
水分子的直径
所以
故选B.
7. 某水电站送电的总功率是，输电线路的总电阻为25Ω，若其输电电压为500kV，则输电线上（ ）
A. 电流大小为B. 损失电压为500kV
C. 损失的功率为D. 损失的功率为
【答案】D
【解析】A．电流大小为
选项A错误；
B．损失电压为
选项B错误；
CD．损失的功率为
选项C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图是某传感装置内部部分电路图，为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；为定值电阻，A为理想电流表，电源不计内阻。若发现电流表示数增大，可能的原因是（ ）
A. 热敏电阻温度降低，其他条件不变
B. 热敏电阻温度升高，其他条件不变
C. 光照减弱，其他条件不变
D. 光照增强，其他条件不变
【答案】AD
【解析】AB．当热敏电阻温度降低，其他条件不变，热敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，干路电流增大，即电流表的示数增大；同理可得当热敏电阻温度升高，其他条件不变，电流表的示数减小，故A正确，B错误；
CD．当光照减弱时，其他条件不变，光敏电阻增大，电路的总电阻增大，干路电流减小，即电流表的示数减小，同理可得当光照增强，其他条件不变，电流表的示数增大，故C错误，D正确。
9. 质量一定的理想气体从状态A经过状态B变化到状态C，如图是该气体的图像。下列说法正确的是（ ）

A. A→B的过程中，气体释放出热量
B. A→B的过程中，气体对外界做正功
C. B→C过程中，气体压强不变
D. A→B→C的过程中，气体内能不变
【答案】AC
【解析】AB．由题图可知，从A到B过程气体的体积减小，外界对气体做功，气体的温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故A正确，B错误；
C．的延长线过原点，则有
可知B→C的过程中，气体发生的是等压变化，故C正确；
D．从B到C的过程中，气体的温度降低，气体内能减少，故D错误。
10. 如图所示，分子势能随分子间距离r变化的图像，零势能位置取无穷处。将两分子从相距r处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 当时，两分子将互相远离
B. 当时，两分子将保持静止不动
C. 当时，两分子运动至相距位置时它们的速度最大
D. 当时，两分子运动的加速度先减小后增大
【答案】BC
【解析】AB．当时，两分子间的分子力表现为零，则两分子既不互相远离，也不相互靠近，保持静止不动，选项A错误，B正确；C．当时，两分子表现为斥力，则将向右运动，运动至相距位置时受分子力为零，此时它们的速度最大，选项C正确；D．当时，分子力表现为斥力，释放两个分子，它们将开始远离，随着分子间的距离增大，分子力减小，当r=r2时，分子力为零，此时它们的加速度为零，此后随着分子间距离的增大，分子间表现为引力，引力先增大后减小，所以它们的加速度先减小后增大再减小，故D错误。
三、非选择题：共54分。11-12题为实验题；13-15题为计算题，需要写出必要过程，只有结果，不给分。
11. 某学习小组利用传感器研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系实验中，实验装置如图。

按照以下步骤操作实验：
（1）用注射器抽取长度为d的纯净水，再把抽取的纯净水全部倒入量筒中，测得纯净水的体积为V，可知注射器的横截面积是______；
（2）利用该注射器抽取一定质量的空气为研究对象，注射器的开口端有橡胶套密封，并与压强传感器连接；
（3）缓慢移动活塞，并读取空气柱的长度与压强的几组数据，如下图所示。
根据以上数据可知空气柱的体积V与压强p的乘积______（填写“变大”、“不变”或“变小”）
（4）出现上述现象可能原因是在实验过程中______。（单选）
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度增大了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（5）由于（3）中的现象，为了减小实验误差，可采取的改正措施是______。（写出一种即可）
【答案】（1） （3）变小 （4）D （5）在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性
【解析】（1）[1]注射器的横截面积是
（3）[2]根据
可知空气柱的体积V与压强p的乘积变小。
（4）[3]A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，由于缓慢推动活塞，故不影响研究温度不变时气体的压强跟体积的关系，故A错误；
B．根据理想气体状态方程
实验时环境温度增大了，空气柱的体积V与压强p的乘积将增大，故B错误；
C．实验时外界大气压强发生了变化，对本实验没有影响，故C错误；
D．实验时注射器内的空气向外发生了泄漏，则空气柱的体积V减小，空气柱的体积V与压强p的乘积将减小，故D正确。
故选D。
（5）[4]为了减小实验误差，可采取的改正措施是：在注射器活塞上涂上润滑油增加密封性。
12. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴100滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（以下计算结果均保留1位有效数字）
（1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为______。
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为______mL。
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为______m。
（4）为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小，下列哪些措施是可行的______。
A. 油酸浓度适当大一些
B. 油酸浓度适当小一些
C. 油酸扩散后立即绘出轮廓图
D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
【答案】（1） （2） （3） （4）BD
【解析】（1）每个正方形的面积为
面积超过正方形面积一半的正方形的个数为80个，则油酸膜的面积约为
（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
mL= mL
（3）把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为
（4）为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些；绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行。
故选BD。
13. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，求：
(1)副线圈回路中电阻两端的电压；
(2)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
【答案】(1)；(2)
【解析】(1)设原线圈的电流为，则根据理想变压器电流关系，得副线圈中的电流为，变压器输入电功率与输出电功率相等，则有
求得原线圈中电流
原线圈中电阻两端的电压为，输入电压
再根据理想变压器电压关系得副线圈电压
(2)根据焦耳定律得原、副线圈电路的功率分别为
，
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比
14. 如图所示，一粗细均匀的导热U形管竖直放置，右侧上端封闭，左侧足够长且上端与大气相通，左侧密封空气柱A的长度为，空气柱A上方水银柱长h=14.0cm，右侧顶端密封空气柱B的长度为，空气柱A、B下方左右两侧水银面等高。已知大气压强，环境温度。现用特殊手段只对空气柱B加热，直到空气柱A、B长度相等。求：
（1）加热前空气柱A、B的压强各为多少；
（2）空气柱A、B长度相等时空气柱B的温度；
（3）空气柱A、B长度相等时空气柱A、B的密度之比。
【答案】（1）90.0cmHg；（2）；（3）
【解析】（1）加热前有
（2）空气柱A压强保持不变为
加热后对空气柱B有
cmHg
根据理想气体状态方程
其中
解得
可知
（3）等温等压时，空气柱A、B的质量之比为
空气柱A、B长度相等时空气柱A、B的密度之比为
15. 如图所示，面积的正方形线圈abcd，线圈匝数N=440匝，电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=9Ω，线圈在磁感应强度的匀强磁场中旋转产生交变电流。发电机在正常工作时，线圈转速稳定到50r/s。以线圈平面与磁感线垂直时为计时起点，求：
（1）线圈转过一周过程中产生的感应电动势的最大值；
（2）线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量Q；
（3）线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）线圈转动角速度为
线圈转过一周过程中产生的感应电动势的最大值
（2）线圈转动周期为
感应电动势的有效值为
感应电流为
线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量
（3）线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量
序号
l/mm
p/
1
40.0
1.0010
2
36.0
1.0952
3
32.0
1.2313
4
28.0
1.4030