山东省潍坊市寿光市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12023—2024学年下学期期中质量监测高二物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。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。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.下列说法正确的是（）A.用手拉铁棒两端时，分子间只存在引力而不存在斥力B.在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象不可能发生C.花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，布朗运动越明显D.两分子间距离变化时，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程〖答案〗D〖解析〗A．用手拉铁棒两端时，分子间同时存在引力和斥力，A错误；B．扩散现象是分子做无规则运动产生的结果，与重力无关，因此在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象仍会产生，B错误；C．花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显，C错误；D．当分子间的距离在平衡位置时，随两分子间距离增大，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程，D正确。故选D。2.我国正在建设中的高能同步辐射光源，发射的同步光覆盖红外线、可见光、紫外线、X射线等波段。与可见光相比，X射线（）A.在真空中的波长更长B.具有更强的穿透本领C.在真空中的传播速度更大D.同样能使人的眼睛产生视觉效应〖答案〗B〖解析〗A．X射线比可见光的波长更短，故A错误；B．具有更强的穿透本领，故B正确；C．在真空中二者的传播速度相等，均等于光速，故C错误；D．X射线不能使人的眼睛产生视觉效应，故D错误。故选B。3.光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直且彼此绝缘的长直导线，通有大小相同、方向如图所示的电流。在导线夹角的角平分线上对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线中的电流均匀增加且大小始终相等，则会产生逆时针方向感应电流的是（）A.线圈1 B.线圈2 C.线圈3 D.线圈4〖答案〗A〖解析〗AC．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈1所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向里，线圈3所在的角平分线上的合磁感应强度的方向垂直纸面向外，电流均匀增加时，则穿过线圈1和3的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈1中产生逆时针方向的感应电流，线圈3中产生顺时针方向的感应电流，A正确，C错误；BD．由右手定则和磁感应强度的叠加原理可知，线圈2和4所在的角平分线上的合磁感应强度是零，线圈2和4中没有感应电流产生，BD错误。4.无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（）A.t=0.01s时受电线圈中感应电流为零B.t=0.01s时两线圈之间的相互作用力最大C.供电线圈中电流的有效值为D.受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次〖答案〗A〖解析〗A．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故A正确；B．结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，则受电线圈此时没有激发出磁场，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故B错误；C．供电线圈中电流的有效值故C错误；D．交流电的周期一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为故D错误。故选A。5.如图所示的电路，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现断开S并开始计时，电路工作过程中会向外辐射电磁波，下列选项中能正确反映LC回路中电流i（逆时针方向为正）、两极板间电势差Uab、以及电容器中电场E（竖直向上为正）随时间变化的图像是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗A．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈L的电流向下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（正方向）且电流大小逐渐减小，故A错误；BCD．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即正方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故B正确，CD错误。6.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，接入回路的电阻为R，随轴以角速度ω顺时针匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）A.微粒带负电 B.回路中的电动势为C.电容器的电荷量为 D.R两端电压为〖答案〗C〖解析〗A．金属棒转动过程中，根据右手定则可知，电容器上极板与负极相连，下极板与电源正极相连，所以粒子受到向上的电场力与场强方向相同，粒子带正电，故A错误；B回路中的电动势为故B错误；D．R两端电压为，则故D错误；C．电容器的电荷量为故C正确。故选C。7.图所示为一台手摇发电机，它的大轮半径是小轮半径的10倍，小轮和线圈同轴转动，线圈的匝数为100匝、面积为50cm²，磁铁产生的匀强磁场的磁感应强度为0.1T。在该发电机两端接一个特殊的灯泡，灯泡两端电压达到2V时开始发光，但两端电压超过6V时灯丝就会烧断。不计发电机线圈电阻，则（）A.“6V”是指灯泡两端的最大电压B.当大轮匀速转动时发电机输出方波形交变电流C.若要灯泡能够安全发光，摇手柄的最小角速度为4rad/sD.若要灯泡能够安全发光，摇手柄的最大角速度为12rad/s〖答案〗C〖解析〗A．“6V”是指灯泡两端电压的有效值，故A错误；B．由于线圈在匀强磁场中匀速转动，所以产生的电流一定是正弦式交变电流，故B错误；CD．灯泡两端电压最大值为有效值为由皮带上各个位置线速度大小相等有解得该同学摇手柄的角速度当U=2V时，角速度最小值为当U=6V时，角速度最大值为故C正确，D错误。8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈回路中接有理想电流表A、阻值为10Ω的定值电阻R、二极管和开关S。开关S处于闭合状态，以下说法正确的是（）A.变压器的输入功率为80WB.电流表的示数为2.83AC.若将开关断开，电流表的示数为0.71AD.若将开关断开，则R每1s内产生的焦耳热为20J〖答案〗D〖解析〗A．由图可知，原线圈输入电压的有效值为根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系可得所以变压器的输入功率为故A错误；B．电流表的读数为故B错误；C．若将开关断开，设R两端电压的有效值为U2′,则解得所以电流表的示数为故C错误；D．若将开关断开，则R每1s内产生的焦耳热为故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为T1、T2，下列说法正确的是（）A.T2高于T1B.T1时气体压强一定比T2时气体压强小C.两温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同D.若将T1、T2温度下的氧气混合，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线〖答案〗ACB．温度高只能说明气体分子的平均动能大，但气体的压强不一定大，还与气体分子的数目等因素有关，故T1时气体压强不一定比

T2时气体压强小，故B错误；C．T1、T2温度下，实线1、2相交于一点，即该速率区间的分子数占比相同，故C正确；D．将T1、T2温度下氧气混合后，温度不会比的T1温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误。10.如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡，下列说法正确的是（）A.闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮B.闭合电键S稳定后，A灯最亮C.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭D.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭〖答案〗BD〖解析〗AB．自感线圈中的电流不能突变，则电键闭合瞬间B、C立即亮起来，而A灯所在支路存在自感线圈，电流会从0逐渐增大，故A是逐渐变亮的。当电路稳定后，自感线圈的直流电阻可忽略，则根据并联电路中各支路电压相等，则电流之比等于电阻的反比，所以A灯所在支路电流比B、C灯更大，则A灯功率最大，A灯最亮。故A错误，B正确；CD．闭合电键S稳定后，再断开电键S，自感线圈中电流不能突变，则自感线圈充当电源作用，与A、B、C三个灯组成闭合回路，B、C灯电流突变成A灯电流的大小，再与A一起缓慢熄灭。所以，B、C灯先闪一下后缓慢熄灭，A灯直接缓慢熄灭，所以三个灯都是缓慢熄灭的，而不是立即熄灭的。故C错误，D正确。故选BD。11.如图甲所示，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直，边长为0.4m、总电阻为0.04Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场，c、d两点之间的电势差Ucd随时间变化的图线如图乙所示，则（）A.磁场方向垂直于纸面向里B.磁感应强度大小为0.5TC.导线框运动的速度的大小为0.5m/sD.在0.8s~1.2s内，导线框所受的安培力大小为0.16N〖答案〗AD〖解析〗A．cd边于t=0时刻进入磁场，可知cd边切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，由图乙可知，c点电势高于d点电势，则有感应电流方向从d到c，由右手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里，A正确；BC．由图乙可知，在时，感应电动势是零，即ab边恰好进入磁场，因此导线框的运动速度为由闭合电路欧姆定律可知解得由电磁感应定律可得解得BC错误；D．在0.8s~1.2s内，ab边切割磁感线，电流方向从a到b，导线框中感应电流大小为导线框所受的安培力大小为D正确。12.如图甲所示，两根平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距d=2m，电阻不计；导轨左端接有R=1Ω的电阻，导体棒ab静置于导轨上，到导轨左端的距离L=4m；导轨左侧l=2m区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻导体棒ab以v0=1m/s的初速度开始向左运动，已知导体棒ab质量m=1kg、接入电路中的电阻r=1Ω，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，则（）A.ab中电流方向始终由a到bB.前2s，ab中的电流为1AC.进入磁场后，ab的加速度逐渐减小D.进入磁场后，R上产生的焦耳热为0.25J〖答案〗BCD〖解析〗A．0-2s内，根据楞次定律可知电流方向由a到b，2s后根据右手定则可知由b到a，故A错误；B．前2s的感应电动势为流过导体棒ab的电流为故B正确；C．设导体棒在磁场中的速度为v，根据牛顿第二定律其中联立解得根据左手定则，金属棒进入磁场时受到的安培力水平向左，与运动方向相反，金属棒做减速运动，所以加速度随着速度的减小而减小，故C正确；D．当导体棒在磁场中运动到静止过程中，对棒由动量定理可知通过导体棒的电荷量为联立可解得导体棒在磁场中运动时，通过棒的电荷量又因为联立可得所以导体棒在磁场中的最终速度为零，导体棒进入磁场后，动能全部转化成焦耳热，由功能关系可知电阻R上产生的焦耳热为故D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.公共场所的照明系统普遍使用声、光控开关，其示意图如图甲所示，该系统在光线较暗且有活动声音时启动照明。（1）声控开关和光控开关的连接方式为______（填“串联”或“并联”）。（2）其中光控开关的控制电路如图乙所示，电源电动势为3.0V，电磁继电器控制光控开关接通或断开，流过继电器的电流为0.05A时光控开关闭合，光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示，已知继电器线圈电阻为10Ω，电源内阻不计。①若要求照度为0.6lx时光控开关闭合，则电阻箱的阻值应调为______Ω；②为了节约用电，在更低光照度值时光控开关闭合，应该把电阻箱的阻值调______（填“大”或“小”）。〖答案〗（1）串联（2）20小〖解析〗（1）声、光控开关需要同时满足光线较暗、且有活动声音时方可打开的工作要求，则声控开关和光控开关的连接方式为串联。（2）[1]已知继电器线圈电阻为10Ω，由图丙可知，照度为0.6lx时，光敏电阻的阻值为，流过继电器的电流为0.05A，由闭合电路欧姆定律可得解得则电阻箱的阻值应调为。[2]为了节约用电，在更低光照度值时光控开关闭合，由图丙可知，光敏电阻阻值变大，在流过继电器的电流为0.05A时总电阻不变的情况下要让光控开关闭合，应该把电阻箱的阻值调小。14.某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作：A.将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2mLB.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉C.将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液D.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积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）上述操作正确的顺序是______（填步骤前的字母）；（2）将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm，则本次实验测得的油酸分子直径大小约为______m（结果保留两位有效数字）；（3）若实验时痱子粉撒得太厚，会导致所测的分子直径______（选填“偏大”或“偏小”）；（4）若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数N=______（用题中给出的物理量符号表示）。〖答案〗（1）CABEDF（2）（3）偏大（4）〖解析〗（1）用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，操作正确的顺序是：将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液；将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2m；向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉；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；把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积；按照得到的数据，估算出油酸分子的直径。故操作正确的顺序是CABEDF。（2）图中油膜中大约有个小方格，则油膜面积为一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为则本次实验测得的油酸分子直径大小约为（3）若实验时痱子粉撒得太厚，则油膜面积测量值比单层分子油膜面积真实值偏小，根据可知会导致所测的分子直径偏大。（4）纯油酸的摩尔体积为一个油酸分子的体积为则阿伏加德罗常数为15.如图所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n=100，边长l=40cm，质量m=0.2kg，电阻R=2Ω。线圈中线OO′上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B0=0.1T。t=0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率，重力加速度大小取g=10m/s²，求：（1）前5s内线圈产生的焦耳热；（2）t=5s时轻绳的拉力大小。〖答案〗（1）1.6J；（2）11.6N〖解析〗（1）根据法拉第电磁感应定律可得感应电流的大小为前5s内线圈产生的焦耳热为代入数据解得（2）根据楞次定律和左手定则可知，线框受到竖直向下的安培力，则联立可得16.如图甲所示，用压缩空气推动一单匝线框转动发电，并通过理想变压器给额定电压3V的小灯泡供电。已知变压器原副线圈匝数比为2:1，小灯泡正常发光，线框输出端的电流随时间变化图像如图乙，求：（1）灯泡的额定功率；（2）0.01~0.02s内通过原线圈的电荷量。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）线框输出端电流有效值为根据变压器原理可得通过灯泡的电流为则灯泡的额定功率为（2）根据交变电流表达式由图可知，其中通过原线圈的电荷量为联立解得17.如图所示，某个小型水电站发电机的输出功率P1=100kW，发电机的输出电压U1=250V，通过升压变压器升压