重庆市西北狼教育联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联合测试物理试卷

2023—2024（下）西北狼教育联盟半期联合测试高二物理试卷（试卷共4页，满分100分，考试时间90分钟）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考生作答时，将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。注意事项：1.答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案的标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.考生必须按照题号在答题卡各题号相对应的答题区域内（黑色线框）作答，写在草稿纸上、超出答题区域或非题号对应的答题区域的答案一律无效。4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。第Ⅰ卷（选择题）一、单项选题（本大题共8个小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确选项，有错、多选或者不选不给分）1.关于分子动理论，下列说法正确的是（）A.气体扩散的快慢与温度无关B.布朗运动的快慢与悬浮颗粒大小无关C.分子间同时存在着引力和斥力D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大【答案】C【解析】【详解】A．扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；B．布朗运动是由于液体分子的无规则运动对固体微粒的碰撞不平衡导致的，布朗运动越剧烈程度与悬浮颗粒大小有关，颗粒越小，布朗运动越剧烈，与分子大小无关，故B错误；C．分子间同时存在引力和斥力，当分子间距离小于平衡距离时表现为斥力，当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，故C正确；D．分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小，故D错误。故选C。2.关于下列四幅图的说法中正确的是（）A.如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属B.如图（b）所示，回旋加速器是利用电场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用磁场进行加速的仪器C.如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理D.如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向转动，且和磁铁转得一样快【答案】C【解析】【详解】A．如图（a）所示，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故A错误；B．如图（b）所示，回旋加速器是利用磁场控制轨道，使带电粒子“转圈圈”，利用电场进行加速的仪器，故B错误；C．如图（c）所示，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故C正确；D．如图（d）所示，摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转的慢，故D错误。故选C。3.如图所示，两束光在空气中传播时的交点为，在点前放入一块长方体的玻璃砖，则交点的位置将（）A.不变 B.向左移动C.向右移动 D.可能向左，也可能向右移动，由光的颜色决定【答案】C【解析】【分析】【详解】根据光的折射规律可知，入射光透过长方体玻璃砖后与原来的传播方向平行，上、下两条光线在透过玻璃砖后，别向上、下两侧平移了一小段距离，所以交点向右移动一段距离。故选C。4.字水中学2024年度体育节开幕式表演中，高二某班自主设计了一个大型“杠铃”，由100多个不徇形状气球组装而成。某同学某次吹气时将3980ml近似标准气压下的空气吹入气球中（已知在标准状态下1mol空气的体积V=22.4L），请估算该同学该次吹入到气球里的空气分子个数的数量级为（）A.1019 B.1021 C.1023 D.1026【答案】C【解析】【详解】该同学该次吹入到气球里的空气摩尔数为则该同学该次吹入到气球里的空气分子个数为故选C。5.在匀强磁场中，一个100匝的闭合圆形金属线圈，绕线圈平面内与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化，设线圈总电阻为2Ω，则（）A.t=0时，线圈在中性面B.t=1s时，线圈中磁通量对时间的变化率为零C.一个周期内，线圈产生的热量为D.0~1s时间内通过导线横截面电荷量为4C【答案】C【解析】【详解】A．t=0时，穿过线圈平面的磁通量为0，所以线圈在与中性面垂直的面，A错误；B．t=1s时，图像斜率最大，即最大，所以线圈中磁通量对时间的变化率最大，B错误；C．根据图像可知磁通量的最大值则电动势的最大值一个周期内，线圈产生的热量C正确；D．通过线圈的电荷量0~1s时间内根据图像可知，所以通过线圈的电荷量为0，D错误。故选C。6.如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知a<b，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）A.铝框上产生的热量相同 B.进磁场时A端电势高于B端C.铝框中的电流方向相同 D.安培力对铝框的冲量相同【答案】D【解析】【详解】B．进磁场时，根据右手定则可知，AB边产生的电流方向由A指向B，此时AB边相当于电源，则A端为负极，B端为正极，A端电势低于B端，故B错误；C．在滑入磁场区域的过程中，穿过铝框的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，铝框产生的电流方向为逆时针方向；在滑出磁场区域的过程中，穿过铝框的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，铝框产生的电流方向为顺时针方向；故C错误；D．设铝框的电阻为，以铝框的运动方向为正方向，铝框滑入磁场区域的过程，安培力对铝框的冲量为又联立可得同理可得铝框滑出磁场区域的过程，安培力对铝框的冲量大小为可知在滑入和滑出磁场区域的两个过程中安培力对铝框的冲量相同，故D正确；A．铝框滑入和滑出磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框滑入磁场过程的速度一直大于铝框滑出磁场过程的速度，根据可知铝框滑入磁场过程受到的安培力一直大于铝框滑出磁场过程受到的安培力，故铝框滑入磁场过程克服安培力做的功大于铝框滑出磁场过程克服安培力做的功，即铝框滑入磁场过程产生的热量大于铝框滑出磁场过程产生的热量，故A错误。故选D。7.空间中存在方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为，将该导线做成半径为的圆环固定在纸面内，圆心在上。时磁感应强度的方向如图（a）所示。磁感应强度随时间的变化关系如图（b）所示，则在到的时间间隔内（）A.圆环所受安培力的方向始终不变B.圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C.圆环中的感应电流大小为D.圆环中的感应电动势大小为【答案】C【解析】【详解】AB．根据Bt图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针；在t0时刻，磁场方向发生变化，故安培力方向在t0时刻发生变化，t=0至t=t0时段，安培力向左；t=t0至t=t1时段，安培力向右，故AB错误；CD．由闭合电路欧姆定律得又根据法拉第电磁感应定律得由电阻定律有联立解得故C正确，D错误。故选C8.如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（）A.保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B.保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C.保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D.保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小【答案】B【解析】【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为则变压器原线圈的电压有效值为设输入交流电的电压有效值为，则可得保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得则整理可得保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。故选B。二、多选题（本大题共4个小题，每小题4分，共16分。每小题有多个正确选项，少选给2分，有错、多选或者不选不给分）9.如图所示电路，两个相同的小灯泡A1、A2与电阻R的阻值相同，L为自感系数很大的电感，其直流电阻不计。下列说法正确的是（）A.S闭合时，灯A2先亮，稳定后两灯一样亮B.S闭合时，灯A1后亮，稳定后比A2更亮C.S由通路断开时，A1会闪亮一下再熄灭D.S由通路断开时，A2会闪亮一下再熄灭【答案】BD【解析】【详解】AB．闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，A2灯先亮，A1灯逐渐变亮，因L为自感系数很大，其直流电阻不计的电感，故稳定后A1支路的电流I1大于A2支路的电流I2，故稳定后A1比A2更亮，故A错误，B正确；CD．断开开关S，线圈L产生自感电动势，两灯串联组成新的回路，通过A1的电流反向通过A2，因I1>I2，故A2会闪亮一下再熄灭，故D正确，C错误。故选BD。点睛：对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。10.两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图甲、乙所示，图丙中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。则下列说法正确的是（）A.乙光以i入射时一定发生全反射B.甲光的频率比乙光的频率小C.甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC=D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上可能接收不到甲光【答案】CD【解析】【详解】AB．根据双缝干涉条纹的间距公式知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，对同一种介质，甲的折射率大。根据全反射的临界角可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点发生折射时，乙光以i入射时一定不会发生全反射，故AB错误；C．根据全反射的临界角结合所以甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC=故C正确；D．若绕O点逆时针旋转玻璃砖，随i的增大，由于甲的临界角小，先发生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故D正确。故选CD。11.如图所示，一“V”字形金属框架固定在匀强磁场中，磁场与框架平垂直，金属棒与框架接触良好，框架面导体和金属棒电阻率相同，截面积相等，现让金属棒从B点开始沿“V”字形角平分线方向做匀速直线运动，那么金属棒脱离框架前，电路中感应电动势E、感应电流I、流过回路横截面的电荷量为q以及金属棒受到的安培力的瞬时功率为P随时间变化的图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】ABD【解析】【详解】电路中，导体棒切割的有效长度为设框架与金属棒单位长度电阻为r，回路的总电阻为A．根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为感应电动势E与时间t成正比，故A正确；B．感应电流为：I与t无关，故B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可知电荷量q与时间t成正比，故C错误；D．根据安培力和功率的公式可知安培力的功率P与时间t成正比，故D正确。故选ABD。12.如图所示，MN、PQ是两根间距为L且电阻不计的足够长平行金属导轨，左侧弧形部分光滑，右侧水平部分粗糙且处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为，导轨右端接一阻值为R的定值电阻。一质量为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置，与水平导轨间的动摩擦因数为。现让其从导轨左端h高处由静止释放，进入磁场后经时间t停止运动。已知金属棒电阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，则金属棒进入磁场区域后（）A.定值电阻R产生的焦耳热为B.金属棒在水平导轨上运动时所受摩擦力越来越小C.定值电阻R两端的最大电压为D.金属棒在磁场中运动距离为【答案】CD【解析】【详解】A．令金属棒在水平导轨上减速至0过程的位移为x0，根据能量守恒定律可知，减小得重力势能转化为回路中产生的总的焦耳热与摩擦生热则定值电阻R产生的焦耳热为解得故A错误；B．金属棒在水平导轨上运动时所受摩擦力为在水平导轨上运动时，金属棒速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，可知，金属棒在水平导轨上运动时所受摩擦力越来越大，故B错误；C．金属棒下滑至弧形导轨底端速度增大，电动势最大，则有，，解得故C正确；D．根据动量定理有通过回路的电荷量感应电动势与感应电流的平均值分别为，解得故D正确。故选CD。第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2个小题，共12分。第13题4分，第13题8分）13.某同学利用双缝干涉实验装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：（1）关于本实验，下列说法正确的是（）A.仅将单缝向双缝靠近，干涉条纹间距减小B.仅将红色滤光片换成紫色滤光片，从目镜中看到的干涉条纹数目可能减少C.若去掉滤光片后，屏上会出现彩色的干涉条纹（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则单色光的波长λ=__________。【答案】（1）C（2）【解析】【小问1详解】根据干涉条纹间距公式A．仅将单缝向双缝靠近，干涉条纹间距不变，故A错误；B．仅将红色滤光片换成紫色滤光片，波长变小，干涉条纹间距减小，从目镜中看到的干涉条纹数目增加，故B错误；C．若去掉滤光片后，则将单色光的双缝干涉变成白光的双缝干涉现象，由于白光是复合光，有各种不同频率的光，屏上会出现彩色的干涉条纹，故C正确。故选C。【小问2详解】若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第2条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为x，则相邻暗条纹间距为根据联立解得单色光的波长14.用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。（1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成了油酸的_______（选填“单层分子油膜”或“多层分子油膜”）；（2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是_________cm2；（3）根据相关数据可算出油酸分子直径大小约为___________m；（结果保留一位有效数字）（4）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能Ep随分子间距r的变化图线。请你指出图乙的两个不合理处____________________________________。【答案】（1）单层分子油膜（2）240（3）（4）见解析【解析】【小问1详解】油膜法估测油酸分子直径大小，溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面尽可能散开，待水稳定后，在水面上形成了油酸的单层分子油膜。【小问2详解】由图示坐标纸可知，油膜所占的方格数大约为60个，故油膜面积为小问3详解】每一滴酒精油酸溶液含纯油酸的体积为故油酸分子直径为【小问4详解】①图乙处分子势能为0不合理。由于分子力做功等于分子势能的变化量，故分子间距由无穷远减小到过程中，分子势能改变量为0，因此分子力做的总功应为0，即图甲中处右侧图线下的正、负面积之和应为0，图中显然不符合；②图乙在范围内完全情况不合理。由于图线的切线斜率等于分子力，该区间的分子力是越来越大，而图中的斜率越来越小，故不合理。四、解答题（第15题8分，第16题8分，第17题10分，第18题14分）15.如图，光源S到水面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全发射，S到P的距离为，真空中光速。求（1）水的折射率n；（2）光在水中的传播速度v。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设发生全反射临界角为，则有根据图中几何关系可得可得水的折射率为（2）根据可得光在水中的传播速度为16.如图所示，间距为L的光滑导轨竖直固定在绝缘地面上，导轨顶端连接定值电阻R，质量为m电阻忽略不计的金属杆垂直接触导轨，磁感应强度大小为B的匀强磁场与导轨所在的竖直面垂直。使金属杆从静止开始下落，同时受到竖直向下的恒定拉力F的作用，当下落高度为h时速度达到稳定。重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与垂直导轨垂直且接触良好，金属棒有足够大的下落空间，导轨电阻不计，求：（1）金属杆稳定时速度大小；（2）金属杆从开始运动到速度稳定的过程中电阻R上产生的热量。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）金属杆从静止开始下落，设稳定时的速度为，则有，，竖直方向由受力平衡可得联立解得（2）金属杆从开始下落直到稳定时下落的高度为，根据功能关系可得产生的热量为解得电阻R上产生的热量为17.利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能发电叫潮汐发电，是目前海洋能利用中最主要的一种。陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电。一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电；当海湾水位涨至最高时，堵住通道；落潮至最低水位时，打开通道放水发电。以下是某小型双向型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题（取海水的密度为1.0×103kg/m3，g取10m/s2）：水坝高度H15m海湾面积Sm2涨潮海湾最高水位h110m发电机日平均发电量E4.8×104kW·h退潮海湾最低水位h26m水轮发电机总效率η10%（1）若采用U=200kV的直流电向某地区输电，要求输电线上损耗的功率ΔP不高于输送功率的5%，求输电线总电阻的最大值r；（2）试估算该小型发电站所圈占的海湾面积S的大小。【答案】（1）r=1000Ω；（2）【解析】【详解】（1）发电机的功率为采用U