[物理]江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试试题(解析版)

这是一份[物理]江苏省宿迁市泗洪县2023-2024学年高二下学期4月期中考试试题(解析版)，共14页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
B. 液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C. 自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体分子间相互排斥的原因
D. 为了把地下水分引上来要把地面上的土壤锄松
【答案】B
【解析】A．悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在做无规则的热运动，故A错误；
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B正确；
C．给车胎打气，越来越吃力，主要是因为打气过程中车胎内气体压强增大，故C错误；
D．土壤里有许多毛细管，地下水分可以沿着它们上升到地面蒸发，将地面的土壤锄松，破坏了这些土壤的毛细管，这样就可以保存地下水分，故D错误。
故选B。
2. 氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目占氧气分子总数的百分比，如图所示，由图线信息可得（ ）
A. 温度升高时，所有分子的速率都增大
B. 图线①的温度高于图线②的温度
C. 温度升高使得速率较小氧气分子所占比例变小
D. 温度升高，曲线峰值向左移动
【答案】C
【解析】A．温度升高时，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增加，但并不是所有分子的速率都增大，故A错误；
BD．温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增加，可知实线对应的温度高一些，故图线①的温度小于图线②的温度，温度升高，曲线峰值向右移动，故BD错误；
C．温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数目增大，速率小的分子数目减少，故温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小，故C正确。
故选C。
3. 传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A. 给货车称重的地磅使用了光传感器
B. 夜间自动打开的路灯使用了声传感器
C. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D. 电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
【答案】D
【解析】A．给货车称重的地磅使用了力传感器，故A错误；
B．夜间自动打开的路灯使用了光传感器，故B错误；
C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故C错误；
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片受热时的膨胀程度不相同，其作用是控制电路的通断，故D正确。
故选D。
4. 如图是某交流发电机产生交变电流的图像，根据图像可以判定（ ）
A. 该交变电流的电流方向每秒改变5次
B. 图像上对应的0.05s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面
C. 该交变电流的电压瞬时值表达式为（V）
D. 将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
【答案】C
【解析】A．由图可知，该交流电的周期
其频率
所以
该交变电流的电流方向每秒改变10次，A错误；
B．图像上对应的0.05s时刻感应电动势不为0，不是中性面，B错误；
C．根据上述分析
该交变电流的电压瞬时值表达式为
C正确；
D．该交流电的最大电压
故其有效值
灯泡的额定电压有效值为12V，所以灯泡不能正常发光，故D错误。
故选C。
5. 无线话筒是LC振荡电路一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电B. 振荡电流正在增大
C. 振荡电流的方向从a到bD. 电场能正在转化为磁场能
【答案】C
【解析】AC．根据安培定则，可知振荡电流的方向从a到b，电容器下极板带正电，可知电容器正在充电，故A错误，C正确；
BD．电容器正在充电，振荡电流正在减小，磁场能正在转化为电场能，故BD错误。
6. 对于远距离输电，在P一定的情况下，设输电线路中的电流为I，输电线的总电阻为R，为了减少损耗，采用增大电压U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】AB．根据
可知输电线上消耗的电压不等于输电电压，根据
可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，故A错误，B正确；
CD．根据
可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，输电线路消耗功率减小，故增大电压U输电会影响输电线路中的电流，故CD错误。
7. 分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能与分子间距离r的关系如图所示，为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（ ）
A. 当分子势能最小
B. 当分子间的距离从增大到的过程中，分子间作用力做负功
C. ，分子间作用力最大
D. 当分子间的距离从增大到的过程中，分子势能一直增大
【答案】A
【解析】A．由图可知，当分子势能最小，故A正确；
B．当分子间的距离从增大到的过程中，分子势能减小，分子间作用力做正功，故B错误；
C．图像斜率的绝对值表示分子间作用力大小，由图可知，当时，图像斜率的绝对值不是最大值，故，分子间作用力不是最大，故C错误；
D．由图可知，当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先减小后增大，故D错误。
故选A。
8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为、，原、副线圈两端的电压分别为、。通过原、副线圈中的电流分别为、。保持，和不变，且闭合开关S后A、B两灯泡均能发光，将开关S由闭合变为断开，则（ ）
A. 增大B. A灯泡变的更亮
C. 减小D. 变压器的输入功率增大
【答案】C
【解析】A．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
保持，和不变，则副线圈电压不变，故A错误；
BC．将开关S由闭合变为断开，副线圈总电阻增大，副线圈总电流减小，A灯泡电压不变则亮度不变，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可知原线圈总电流减小，故B错误，C正确；
D．变压器的输入功率等于输出功率，根据
可知将开关S由闭合变为断开，副线圈总电阻增大，变压器的输入功率减小，故D错误。
故选C。
9. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。下列说法正确的是（ ）
A. 实验时迅速推动活塞
B. 实验时用手握住注射器
C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确
D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观
【答案】D
【解析】A．为使气体做等温变化，实验时应缓慢推动活塞，故A错误；
B．实验时不能用手握住注射器，不然气体温度会升高，故B错误；
C．在柱塞上涂润滑油主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误；
D．根据玻意耳定律有
可得
可知图像是一条过原点倾斜的直线，图像是一条双曲线，故图像比图像更直观，处理数据时采用图像，故D正确。
故选D。
10. 如图所示为某种周期性变化的交变电流的电流-时间关系图像，其中前半个周期电流按正弦规律变化，则一个周期内该电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据有效值的定义
解得一个周期内该电流的有效值为
故选A。
11. 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】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。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______（填选项前的字母）。
A. 控制变量法
B. 等效替代法
C. 理想化模型法
D. 归纳法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
（3）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是______；
A. 将油酸分子视为球形
B. 油膜中分子沿直线排列
C. 将油膜看成单分子层
D. 油酸分子紧密排列无间隙
（4）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______。
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴
D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
（5）在实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，方格纸每格边长是0.5cm，根据以上信息估测油酸分子的大小______m。（结果保留一位有效数字）
【答案】（1）C （2）B （3）B （4）D （5）
【解析】（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选C。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是对油酸起到稀释作用，酒精稀释油酸是为了进一步减小油酸的面密度，使油酸分子尽可能的少在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜。
故选B。
（3）计算分子直径是根据体积油酸的体积与油膜的面积之比，故需将油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故与本实验无关的假设为油膜中分子沿直线排列。
故选B。
（4）A．计算油酸分子直径的公式是
是油酸的体积，是油膜的面积。油酸未完全散开，S偏小，故测得的分子直径将偏大，故A错误；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故测得的分子直径将偏大，故B错误；
C．求每滴油酸酒精溶液的体积时，lmL溶液的滴数少记了5滴，可知纯油酸的体积将偏大，则测得的分子直径将偏大，故C错误；
D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多导致油酸浓度增大，因此油膜面积偏大，则测得的分子直径将偏小，故D正确。
故选D。
（5）根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为
数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的计一个），约为140格，油膜轮廓的面积为
油酸分子的大小为
13. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（）爆炸产生气体充入气囊。若气体充入后安全气囊的容积V，囊中气体密度，已知气体摩尔质量M，阿伏加德罗常数。试估算：
（1）囊中气体分子的总个数N；
（2）囊中气体分子间的平均距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设囊中气体分子的物质的量为n，则
则囊中气体分子的总个数
（2）每个气体分子所占的空间为
设氮气分子间平均距离为a，则有
即
14. 理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入电压为的交流电源，副线圈接一个Ω的负载电阻。求：
（1）理想电压表的读数；
（2）原线圈中理想电流表的读数。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）原线圈两端电压有效值为
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得理想电压表的读数为
（2）副线圈的电流为
根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
可得原线圈中理想电流表的读数为
15. 如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，求：
（1）B点的压强：
（2）B→C的过程中气体对外界做功W；
（3）整个过程中气体从外界吸收Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）A→B过程，气体做等容变化，则
解得
（2）A→C过程，气体做等压变化，A→C的过程中气体对外界做功为
B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍，则
（3）经历A→B→C→A的过程，气体内能不变，A→B过程，气体做等容变化，气体不做功，则整个过程，气体对外做功为
根据热力学第一定律
解得整个过程中气体从外界吸收热量为
16. 如图所示，空间有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场，两平行光滑金属导轨水平放置，其电阻不计、间距为L，左端接有阻值为R的定值电阻。一质量为m、电阻也为R的导体棒与两导轨接触良好，在水平力F作用下在O位置两侧M、N间做往复运动。时刻起导体棒从M位置开始向右运动，其速度变化规律为，在O位置速度最大。
（1）写出定值电阻中的电流i随时间t变化的表达式；
（2）导体棒从M位置开始运动到O位置的过程中，经过的时间，求此过程中水平力F做的功W；
（3）单匝线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生电流的变化规律与题中导体棒运动产生电流的变化规律类似。试求导体棒从M位置运动到O位置的过程中，通过定值电阻的电荷量q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）导体棒中产生的感应电动势E＝BLv，由欧姆定律，导体棒中的电流
则电流随时间变化的表达式为
（2）导体棒中产生的感应电动势的有效值
导体棒中电流的有效值
定值电阻产生的热量
解得
由功能关系
（3）由题意可知
而
平均感应电动势
平均感应电流为
流过定值电阻的电荷量
解得