精品解析：河北省唐山市开滦第二中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

开滦二中2023～2024学年第二学期高二年级4月考试 物理试卷 说明： 1、本试卷共8页。 2、本试卷共100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1、选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的题目标号涂黑。 2、非选择题答案填写在答题卡对应方框内，答在试卷上无效。 一、单选题（1-7题，每题4分，共28分） 1. 如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差h为20cm，则管内气体的压强为（　　） A. 20cmHg B. 56cmHg C. 76cmHg D. 96cmHg 【答案】D 【解析】 【详解】管内气体压强等于管内外水银面高度差产生的液体压强加大气压强，根据压强平衡可得 水银的压强可以用高度表示，因此管内气体的压强为 D正确，故选D。 2. 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D. 赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 【答案】D 【解析】 【详解】A．变化的电场一定会在周围空间产生磁场，但并不一定是变化的磁场。如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的磁场。故A错误； B．电磁波在真空中传播的速度。故B错误； C．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要依赖介质。故C错误； D．赫兹最先用实验证实了电磁波的存在。故D正确。 故选D。 3. 一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度ω在匀强磁场B中匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图甲。现让该线圈以角速度2ω匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（    ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线圈绕垂直匀强磁场的轴匀速转动，产生正弦交变电流，最大的感应电动势为 周期 若角速度提高2倍，可见电动势最大值提高2倍，周期为原来。故ACD错误，B正确。 故选B。 4. 如图甲所示为流过电阻R的交变电流随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电流按正弦规律变化，后二分之一周期电流恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为5Ω，则（　　） A. 理想电压表读数为10V B. 理想电流表读数为A C. 电阻R消耗的电功率为11.25W D. 电阻R在60秒内产生的热量为750J 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据电流的热效应，一个周期内产生的热量为 解得一个周期内电流的有效值为 故电流表示数为，电压表测电阻两端电压，则其示数为 故AB错误； C．电阻R消耗的电功率为 故C正确； D．电阻R在60秒内产生的热量为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻，（压力传感器的电阻随压力的增大而减小）在潜水器上浮的过程中下列说法正确的是（　　） A. 通过显示器的电流增大 B. 压力传感器两端的电压减小 C. 路端电压变大 D. 压力传感器的功率一定减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．潜水器上浮的过程中，受到水的压力会减小，R变大，根据闭合电路的欧姆定律 在电源电动势E和内阻r和R0都不发生变化的情况下，电流I会减小，故A错误； B．压力传感器的电压 可知随I减小，U增大；故B错误； C．路端电压 随I减小，增大，故C正确； D．由于不清楚压力传感器的电阻和其它电阻的关系，则传感器的功率变化情况不能确定。故D错误。 故选C。 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经b、、三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为a(V0,5P0)、b(5V0,5p0)、c(5V0,p0)，下列说法正确的是（　　） A. 气体在c状态的温度与a状态的温度一定相等 B. 气体在b状态的温度与a状态的温度可能相等 C. 在过程中，封闭气体的温度一定不变 D. 在过程中，气体分子的平均动能一定增大 【答案】A 【解析】 【详解】A.由理想气体实验定律有 其中 可得 所以气体在c状态的温度与a状态的温度一定相等，故A正确； BD.等容变化，压强增大，温度升高，有 所以 所以温度降低，气体分子的平均动能一定减少。故BD错误； C.在过程封闭气体的温度先升高再减少。故C错误。 故选A。 7. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻为3Ω、为可变电阻，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当R2为1Ω时，电流表的示数为4A；当R2为5Ω时，电流表的示数为1A。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　） A. 1.5 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】C 【解析】 【详解】设变压器原、副线圈匝数的比值为k，根据变压器公式可得 设副线圈电压为，则原线圈电压为，设原线圈电流为，则副线圈电流为，因此可得 当R2为1Ω时，电流表的示数为4A；当R2为5Ω时，电流表的示数为1A，代入数据联立解得 二、多选题（8-10题，每题6分，共18分，漏选给3分，多选或不选0分） 8. 关于分子动理论，下列说法正确的有（　　） A. 布朗运动不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性 B. 压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力 C. 当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少 D. 从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关 【答案】AD 【解析】 【详解】A．布朗运动不是分子运动，是小颗粒受液体分析无规则撞击导致的无规则运动，可以间接地反映了液体分子运动的无规则性，A正确； B．分子之间斥力是始终都有的，压缩气体时，单位面积上撞击的分子数增多，导致压强增大，并不能说明分子间存在着斥力，B错误； C．当分子间作用力表现为引力时，分子间距离的增大，引力做负功，分子势能增大，C错误； D．气体分子的平均动能和分子的密集程度都能影响气体压强大小，D正确。 故选AD。 9. 如图为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按图示方向匀速转动，转动角速度，线圈的匝数n=100、总电阻r=10Ω，线圈围成的面积S=0.1m2。线圈两端与阻值R=90Ω的电阻相连，交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度B=0.2T，图示位置矩形线圈与磁感线平行。则（　　） A. 图示位置，线圈中的电流最大，电流方向为abcda B. 感应电动势最大值为 C. 电路中交流电压表的示数为 D. 线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为C 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图示位置磁通量为零，电动势最大，电流最大，根据右手定则可知，线圈中电流方向为abcda，故A正确； BC．电动势的最大值 则电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律，可得电路中交流电压表的示数 故B正确，C错误； D．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量 而 得 线圈由图示位置转过90°的过程中 所以 故D错误。 故选AB。 10. 如图为通过变压器降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压一定。如果变压器上的能量损失可以忽略，滑动变阻器滑片向上移动时，对图中各表的读数变化说法正确的是（　　） A. 电流表A1、A2的读数变小 B. 电流表A1的读数不变，A2的读数变小 C. 电压表V1、V2的读数不变 D. 电压表V2的读数变大，V3的读数变大 【答案】AC 【解析】 【详解】C．变压器的输入电压一定，由变压器规律 所以电压表、示数不变，C正确； AB．滑动变阻器滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电流表的示数 变小，由变压器规律 变小，A正确，B错误； D．电压表的示数 变大，D错误。 故选AC。 三、实验题（11题8分，12题8分，共16分） 11. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.3mL。用滴管向量筒内滴50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。（结果保留两位有效数字） （1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为___________m2。 （2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________m3。 （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，下列措施可行的是___________。 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】 【小问1详解】 若每一小方格的边长为10mm，由图中可知轮廓中大约为个小方格，则油酸薄膜的面积为 【小问2详解】 每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 【小问3详解】 油酸分子的直径为 【小问4详解】 为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些；应油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图。 故选BD。 12. 在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。 （1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体； ①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是____________。 A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 ②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，______________________________________； ③实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________________。 A． B． C． D． （2）乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为____________mL。 【答案】 ①. BC##CB ②. 一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比 ③. A ④. 1 【解析】 【详解】（1）①[1]A．用橡皮帽堵住注射器的小孔，防止漏气，不能保证气体的温度不变，A不符合题意； B．在实验操作过程中，缓慢移动活塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，有助于气体的温度不变，B符合题意； C．实验时，不要用手握注射器，能防止气体与人体发生热交换，有助于气体的温度不变，C符合题意。 故选BC。 ②[2]可以得出结论：一定质量的理想气体，温度不变时，气体的压强与气体的体积成反比； ③[3]根据理想气体状态方程 解得 环境温度T逐渐降低，图像的斜率减小，图线向下弯曲。 故选A。 （2）[4]设注射器中气体的体积为V，软管中气体的体积为V0，根据玻意耳定律得 解得 根据图像得 四、计算题 13. 一根粗细均匀、长度L=89cm的导热玻璃管开口向下竖直放置，管中长度l1=12cm的水银封闭的理想气体柱的长度l2=77cm，如图甲所示；现将玻璃管沿纸面缓慢转动180°至开口向上并固定，如图乙所示。已知外界大气压强恒为76cmHg，环境的热温度始终为t0=15℃。 （1）求图乙中水银到管口的距离h； （2）对图乙中的封闭气体加热，要使水银恰好到达管口未溢出，封闭气体的温度为多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由平衡条件可得，甲图中封闭气体的压强为 由平衡条件可得，乙图中封闭气体的压强为 由玻意耳定律 联立解得图乙中水银到管口的距离为 （2）设封闭理想气体的水银柱长到达管口时，理想气体的热力学温度为，则由盖-吕萨克定律可得 可得 T=396K 14. 某同学在17℃的室内对篮球充气，假设充气前球的体积为8L，内部压强为1atm，充气筒每次充入0.2L压强为1atm的气体，忽略篮球体积变化及充气过程中气体温度的变化。求： （1）使球内气压达到1.6atm，需要充气多少次？ （2）若此时是室外温度为-13℃的冬天，将（1）问中充好气的篮球拿到室外放置一段时间，篮球内气体压强将变为多少？（保留三位有效数字） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设充气次数为，对充入的气体，充入前体积为 压强为 以篮球内最终气体为研究对象，篮球初始的体积 初始压强为，最终压强为 气体做等温变化，由玻意耳定律得 解得 （2）将篮球拿到室外放置一段时间，气体做等容变化，由查理定律得 其中 解得篮球内气体压强为 15. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）线圈转动的角速度 由 得 （2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式 （3）输电线上的电流 的输入电流 则原、副线圈匝数比 副线圈两端电压 原线圈两端电压 则原、副线圈匝数比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 开滦二中2023～2024学年第二学期高二年级4月考试 物理试卷 说明： 1、本试卷共8页。 2、本试卷共100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1、选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的题目标号涂黑。 2、非选择题答案填写在答题卡对应方框内，答在试卷上无效。 一、单选题（1-7题，每题4分，共28分） 1. 如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气压强为76cmHg），管内外水银面高度差h为20cm，则管内气体的压强为（　　） A. 20cmHg B. 56cmHg C. 76cmHg D. 96cmHg 2. 关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D. 赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 3. 一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度ω在匀强磁场B中匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图甲。现让该线圈以角速度2ω匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（    ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示为流过电阻R的交变电流随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电流按正弦规律变化，后二分之一周期电流恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为5Ω，则（　　） A. 理想电压表读数为10V B. 理想电流表读数为A C. 电阻R消耗的电功率为11.25W D. 电阻R在60秒内产生的热量为750J 5. 如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，显示器由电流表改装而成，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻，（压力传感器的电阻随压力的增大而减小）在潜水器上浮的过程中下列说法正确的是（　　） A. 通过显示器的电流增大 B. 压力传感器两端的电压减小 C. 路端电压变大 D. 压力传感器的功率一定减小 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经b、、三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为a(V0,5P0)、b(5V0,5p0)、c(5V0,p0)，下列说法正确的是（　　） A. 气体在c状态的温度与a状态的温度一定相等 B. 气体在b状态的温度与a状态的温度可能相等 C. 在过程中，封闭气体的温度一定不变 D. 在过程中，气体分子的平均动能一定增大 7. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻为3Ω、为可变电阻，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当R2为1Ω时，电流表的示数为4A；当R2为5Ω时，电流表的示数为1A。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　） A. 1.5 B. 2 C. 3 D. 4 二、多选题（8-10题，每题6分，共18分，漏选给3分，多选或不选0分） 8. 关于分子动理论，下列说法正确的有（　　） A. 布朗运动不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性 B. 压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力 C. 当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少 D. 从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关 9. 如图为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按图示方向匀速转动，转动角速度，线圈的匝数n=100、总电阻r=10Ω，线圈围成的面积S=0.1m2。线圈两端与阻值R=90Ω的电阻相连，交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度B=0.2T，图示位置矩形线圈与磁感线平行。则（　　） A. 图示位置，线圈中的电流最大，电流方向为abcda B. 感应电动势最大值为 C. 电路中交流电压表的示数为 D. 线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为C 10. 如图为通过变压器降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压一定。如果变压器上的能量损失可以忽略，滑动变阻器滑片向上移动时，对图中各表的读数变化说法正确的是（　　） A. 电流表A1、A2的读数变小 B. 电流表A1的读数不变，A2的读数变小 C. 电压表V1、V2的读数不变 D. 电压表V2的读数变大，V3的读数变大 三、实验题（11题8分，12题8分，共16分） 11. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.3mL。用滴管向量筒内滴50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。（结果保留两位有效数字） （1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为___________m2。 （2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________m3。 （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，下列措施可行的是___________。 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 12. 在某次物理实验设计大赛活动中，要求自选器材，完成“探究气体等温变化的规律”实验。 （1）甲实验小组利用如图所示的装置，在注射器中密封了一定质量的气体； ①在实验操作过程中，以下措施有助于满足实验恒温条件的是____________。 A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 ②实验小组根据实验数据，做出的图像是一条过坐标原点的倾斜直线，可以得出结论：一定质量的气体，______________________________________； ③实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，该过程中发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是________________。 A． B． C． D． （2）乙实验小组利用如图所示的DIS装置探究气体等温变化的规律，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，计算机根据实验数据绘制如图所示的关系图像。根据图像可知，软管中气体的体积为____________mL。 四、计算题 13. 一根粗细均匀、长度L=89cm的导热玻璃管开口向下竖直放置，管中长度l1=12cm的水银封闭的理想气体柱的长度l2=77cm，如图甲所示；现将玻璃管沿纸面缓慢转动180°至开口向上并固定，如图乙所示。已知外界大气压强恒为76cmHg，环境的热温度始终为t0=15℃。 （1）求图乙中水银到管口的距离h； （2）对图乙中的封闭气体加热，要使水银恰好到达管口未溢出，封闭气体的温度为多少？ 14. 某同学在17℃的室内对篮球充气，假设充气前球的体积为8L，内部压强为1atm，充气筒每次充入0.2L压强为1atm的气体，忽略篮球体积变化及充气过程中气体温度的变化。求： （1）使球内气压达到1.6atm，需要充气多少次？ （2）若此时是室外温度为-13℃的冬天，将（1）问中充好气的篮球拿到室外放置一段时间，篮球内气体压强将变为多少？（保留三位有效数字） 15. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $