湖南省衡阳市衡阳县第一中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省衡阳市衡阳县第一中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷（Word版附解析），共14页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，电磁技术在生活中的应用非常广泛等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，每小题4分,；第7～10题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，共48分。
1．某密闭容器中有一滴水，经一段时间后蒸发成水蒸气，温度不变，则在此过程中（ ）
A．分子平均动能减小 B．分子势能增加
C．分子势能不变 D．内能不变
2．如图所示，将甲分子固定于坐标原点，乙分子从a处由静止释放（仅考虑分子间作用力），下列说法正确的是（ ）
乙分子从a到b分子势能增加
B．乙分子从b到c分子间作用力减小
C．乙分子位于b处时，速度最大
D．乙分子可以b为平衡位置在a、c间做往复运动
3．如图所示，两端封闭的U形管中装有水银，分别封闭住A、B两部分气体，当它们温度相同且A、B端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为h，以下说法中错误的是（ ）
A．使A、B两部分气体降低相同的温度，则水银柱高度差h变大
B．两部分气体升高到相同的温度后，两部分气体的压强差比升温前大
C．当U形管由图示位置开始下落时，两侧水银柱高度差h变大
D．若U形管加速下落过程中（a=g）液柱稳定，则两部分气体的压强差为零
4．2023年 10月 26 日 11时 14分，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，送汤洪波、唐胜杰、江新林 3名航天员奔赴“天宫”。如图所示，神十六、神十七两个乘组“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波说法正确的是（ ）
A．电磁波传播过程中，电场和磁场不是独立存在的
B．电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同
C．电磁波不能发生衍射现象
D．太空中航天员讲话时画面与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
5．“南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B．线圈转动到如图所示位置时a端电势低于b端电势
C．线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻
D．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
6．一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，R为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压为31.1V
B．副线圈输出电压的频率为5Hz
C．光照强度减小时，原线圈的电流增大
D．光照强度增大时，变压器的输出功率增大
7．关于固体和液体，下列说法正确的是（ ）
A．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零
B．液体具有流动性是因为液体分子间相互作用的排斥力较大
C．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．无法通过是否具有各向异性来区别多晶体和非晶体
8．如图所示为一定质量的理想气体由状态到状态再到状态的图，下列说法正确的是（ ）
A．状态到状态过程，气体密度变大
B．状态到状态过程，气体先放热再吸热
C．、两状态气体分子单位时间内撞击单位面积的次数不相等
D．、两状态气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等
9．如图所示，在国庆盛典上，“空警-2000”预警机在天安门上空沿水平方向以的速度自东向西飞行。该机两翼的面积为，两翼尖间的距离为50m，北京上空地磁场的竖直分量为，下列说法正确的是（ ）
A．穿过该机两翼的磁通量为1.41Wb
B．两翼尖之间的电势差约为0.29V
C．该机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高
D．该机花样表演翻转过程中，两机翼磁通量变化量为0
10．电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点
B．图甲中，若霍尔元件的载流子为正离子，则M点的电势高于N点
C．图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D．图乙中，当真空冶炼炉线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题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。
11．(6分)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S
D．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．(10分)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下：
A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机；
B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
C．记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；
D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。
（1）该同学对器材操作错误的步骤是 ；
（2）在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示，原因是： ，图中代表的物理含义是： 。
（3）B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中 （选填“①”或“②”）。
（4）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为，，且。在如图丁所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是 。
13．(6分)如图所示为世界最大的钻石“非洲之星——库里南1号”，重达530克拉（1克拉等于0.2克），已知钻石的密度为，摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为，求：
（1）钻石分子的直径（可认为组成钻石的分子是一个紧挨一个的小球）；
（2）该钻石中含有的分子数。
14．(8分)中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。英语“CHINA”，既称中国，又名瓷器。瓷器是“泥琢火烧”的艺术，是人类智慧的结晶，是全人类共有的珍贵财富。如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0，温度为室温27℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到2p0时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持2p0压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1327℃。求：
（1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度；
（2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。
15．(10分)如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U0为已知量，T未知。求：
（1）振荡电路中电场能变化的周期；
（2）时刻的振荡电流；
（3）到T时间内振荡电流的平均值。
16．(12分)如图所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距，一阻值为的电阻通过导线与两导轨相连，导轨之间存在着方向相反的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，方向均与导轨平面垂直，磁场宽度均为5m。区域Ⅰ中的磁场是磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外且磁场边界满足的有界磁场，在的区域Ⅱ内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里且充满导轨间的矩形磁场，一根略长于导轨宽度的导体棒在外力F的作用下，从的位置开始向右匀速经过磁场，速度为。已知，导体棒的有效电阻，导体棒在经过区域Ⅰ时的最大感应电动势的值为10V。导线及导轨上的电阻忽略不计，求：
（1）磁感应强度、的大小；
（2）导体棒在通过磁场时，外力F的平均功率。
物理答案
1.【答案】B
【解析】温度是分子平均动能的标志，温度不变分子平均动能不变，故A错误；根据热力学第一定律，水由液态变为气态的过程中需要吸收热量，即，而密闭容器其体积不变，，由此可知，即内能增加，而内能是分子动能与分子势能之和，分子平均动能不变，则可知分子势能增加，故B正确，CD错误。
2.【答案】C
【解析】两分子处于平衡位置处时分子势能最小。由图像可知，乙分子从a到b分子势能减小，故A错误；乙分子从b到c分子间作用力先增大后减小，故B错误；从a到b甲分子对乙分子力的合力为斥力，做正功，动能增大，速度增大，从b到c乙分子位于b处时，甲分子对乙分子力的合力为引力，做负功，动能减小，速度减小，乙分子位于b处时，速度最大，故C正确；乙分子到达无限远时速度为零，乙分子不会以b为平衡位置在a、c间做往复运动，故D错误。
3.【答案】A
【解析】A管气压为，B管气压为，此时，升高或降低相同的温度，根据，知在体积不变时有，所以升高同样温度，初状态压强大的气体（B气体）压强增加量大，水银柱向左移动，所以h变大，两部分气体的压强差比升温前大；反之降低相同的温度，B气体压强减小量大，水银柱右移，高度差h变小，故A错误，B正确；当U形管由图示位置开始下落时，系统处于完全失重状态，高出h的水银柱不再对B产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，所以h变大，故C正确；若U形管加速下落过程中液柱稳定时，通过对水银柱受力分析（加速度等于重力加速度g）可知A、B两部分气体压强相等，则两部分气体的压强差为零，故D正确。本题选错误的，故选A。
4.【答案】A
【解析】电磁波传播过程中，电场和磁场是相互关联，相互联系的，不是独立存在的，故A正确；电磁波在真空中传播速度相同，在不同的介质中传播速度不同，故B错误；电磁波具有波的特性，可以发生衍射现象，故C错误；太空中航天员讲话时画面与声音都是通过电磁波传播到地面的，所以画面和声音同步，但不能说明电磁波与声波具有相同的传播速度，故D错误。
5.【答案】D
【解析】线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，A错误；根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，B错误；线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，则图示位置不是电流变向的时刻，C错误；根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，D正确。
6.【答案】D
【解析】由题图甲可知，原线圈的电压的有效值为，由于是理想变压器，所以有，解得，故A项错误；由题图甲可知，交流电的周期为，频率为，理想变压器不改变电流的频率，所以副线圈的输出电压的频率等于原线圈电压的频率为50Hz，故B项错误；光照强度减小时，光敏电阻的阻值增加，由于原线圈的输入电压不变，且原副线圈的匝数比不变，所以副线圈的输出电压不变，副线圈电流有，所以副线圈的电流减少，根据理想变压器有，所以原线圈的电流减少，故C项错误；光照强度增加时，光敏电阻的阻值减少，由之前的分析可知，副线圈的输出电压不变，副线的电流增加，所以副线圈的电功率为，所以副线圈的电功率增加，由于是理想变压器，所以有，所以原线圈的输出功率增加，故D项正确。
7.【答案】CD
【解析】分子在永不停息地做无规则运动，即使物体的温度为0℃，物体中分子的平均动能也不为零，故A错误；液体具有流动性是因为液体分子作用力较小，分子位置不固定，故B错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故C正确；多晶体和非晶体都具有各向同性，则无法通过是否具有各向异性来区别多晶体和非晶体，故D正确。
8.【答案】CD
【解析】根据可知状态到状态过程，压强减小，温度升高，则体积变大，气体密度变小，选项A错误；状态到状态过程，气体体积一直减小，外界对气体做功，即W>0；温度先升高后降低，则内能先增加后减小，根据∆U=W+Q可知，气体在前一阶段的吸热放热不能确定，后一阶段气体一定放热，选项B错误；、两状态压强相等，气体分子对容器壁上单位面积的平均撞击力相等，但是温度和体积不等，则气体分子单位时间内撞击单位面积的次数不相等，选项CD正确。
9.【答案】BC
【解析】穿过该机两翼的磁通量为，选项A错误；两翼尖之间的电势差约为，选项B正确；根据右手定则可知，电路中感应电动势方向自右向左,因飞机此时作为电源处理，故机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高，选项C正确；该机花样表演翻转过程中，两机翼磁通量变化量为，选项D错误。
10.【答案】BD
【解析】图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，由左手定则可判断负离子向M偏转，故N点电势高于M点，故A错误；图甲中，若霍尔元件的载流子为正离子，由左手定则可判断正离子向M偏转，则M点的电势高于N点，故B正确；真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，从而炼化金属，故C错误，D正确。
11.【答案】（1）BDAECF （2）0.022 （3）
【解析】（1）上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）根据描出的油膜轮廓，小于半格的舍弃，大于半格的算一格，共有55格，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，则油膜的面积约为。
（3）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为，则油酸分子的直径约为。
12.【答案】（1）B （2）由于胶管内存在气体 胶管内的气体体积 （3）② （4）AC
【解析】（1）将注射器的活塞移动到适当位置，逐一连接注射器、压强传感器和数据采集器和计算机，这样就封闭了一定体积的气体，A正确；缓慢推动活塞时，手不能握住注射器筒的空气柱部分，因为这样会改变封闭气体的温度，B错误；该实验是验证气体的等温变化，所以在实验过程中，要记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值，C正确；为了减小实验误差，所以要多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论，D正确。本题选择错误步骤，故选B。
（2）根据等温变化的规律，有，图线不通过坐标原点的原因是由于胶管内存在气体，是胶管内气体的体积。
（3）根据等温变化的规律，有，压缩气体过程中注射器漏气，图线的斜率会变小，故作出的图线应为图丙中②。
（4）气体温度不同，由理想气体状态方程，可知，气体温度越高，pV乘积越大，常数C越大，A正确，B错误；同理，由理想气体状态方程，气体温度越高，图线的斜率越大，C正确，D错误。
13.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）单个分子体积
则。
（2）该钻石质量
则分子数
则分子数。
14.【答案】（1）327℃；（2）
【解析】（1）以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有
初态，
末态，
由查理定律可得
代入数据解得。
（2）开始排气后，气窑内气体维持压强不变，则有
设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖—吕萨克定律可得
由于气体的密度不变，则有
代入数据解得。
15.【答案】（1）；（2）0；（3）
【解析】（1）振荡电路的周期
振荡电路中电场能变化的周期。
（2）根据题图可得
时间时，电场能最大，此时振荡电流。
（3）时
时
则
则到T时间内振荡电流的平均值。
16.【答案】（1），；（2）
【解析】（1）由题意可知，当导体棒经过区域Ⅰ时，产生的感应电动势的最大值，设速度为，感应电动势的最大值，则
代入得
由题意知
代入得。
（2）经过区域Ⅱ时，设产生的感应电动势，则
代入得
设经过区域Ⅰ、Ⅱ时，时间为，根据交变电流与其有有效值的关系知
代入得，电动势的有效值为
电流有效值为
代入得
导体棒匀速运动过程中，有
由能量守恒知
运动时间为
联立得。