精品解析：重庆市南开中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题

重庆南开中学高2025级高二（下）期中考试． 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试时间120分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共66分） 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，不选、多选或错选得0分。 1. 以下关于物理学史的叙述中正确的是（ ） A. 卢瑟福发现了电子 B. 爱因斯坦预言光波是一种电磁波 C. 普朗克指出实物粒子具有波动性 D. 康普顿效应说明光子不仅具有能量，而且具有动量 【答案】D 【解析】 【详解】A.汤姆孙发现了电子，故A错误； B.麦克斯韦预言光波是一种电磁波，故B错误； C.德布罗意指出实物粒子具有波动性，故C错误； D.康普顿效应说明光子不仅具有能量，而且具有动量，故D正确。 故选D。 2. 关于固体和液体知识，下列说法正确的是（ ） A. 非晶体具有固定的熔点 B. 液体表面层分子间的相互作用力表现为斥力 C. 雨伞、冲锋衣的制作应选择水不浸润的材料 D. 水银不浸润玻璃，将毛细玻璃管插入水银中将观察到毛细管内水银面上升 【答案】C 【解析】 【详解】A．非晶体没有固定的熔点，A错误； B．液体表面层分子分布比内部稀疏，分子间作用力表现为引力，B错误； C．雨伞、冲锋衣应具有防水功能，应选择水不浸润的材料制作，C正确； D．水银在毛细管内附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩趋势，水银在毛细管内下降，D错误。 故选C。 3. 有关热力学定律的描述，下列说法正确的是（ ） A. 热量可以从低温物体传递给高温物体 B. 绝热过程，物体内能一定不变 C. 物体从外界吸热，分子平均动能一定增大 D. 两物体接触达到热平衡时，它们每个分子的动能都相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．热量可以从低温物体传递给高温物体，但要引起其它影响。故A正确； B．由热力学第一定律可知，绝热过程，如果外界对物体或物体对外界做了功，物体内能会发生变化，故B错误； C．物体从外界吸热，但可以同时对外界做功，那么物体的温度可能降低，分子平均动能可能减少，故C错误； D．热量从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等，两物体分子的平均动能相等，故D错误。 故选A。 4. 有关内能及分子的动能、势能，下列说法正确的是（ ） A. 静止的物体不具有分子动能 B. 物体体积增大，则分子势能一定增大 C. 50℃的水的内能不一定大于20℃的水的内能 D. 质量相等的0℃的水和0℃的冰，分子势能相等 【答案】C 【解析】 【详解】A.静止的物体不具有动能，但其内部的分子在永不停息做无规则运动，所以具有分子动能，故A错误； B.由于未知物体分子原来的状态，物体体积增大，分子力可能做正功也可能做负功，所以分子势能不一定增大，故B错误； C.由于水的质量未知，所以50℃的水的内能不一定大于20℃的水的内能，故C正确； D. 一定质量的0℃的水结成0℃的冰，体积增大且需要放出能量，所以质量相等的0℃的水和0℃的冰，分子平均动能相等，分子势能不相等，水的分子势能更大，故D错误。 故选C。 5. 关于分子热运动，下列说法正确的是（ ） A. 分子做热运动，只有动能，没有势能 B. 扩散现象的快慢与物质种类及温度有关 C. 布朗运动是液体分子的无规则运动 D. 温度升高，分子的平均速率增大，所有分子的速率都增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．分子做热运动，有动能，也有势能，故A错误； B．气体扩散的快慢与物质种类及温度有关，故B正确； C．布朗运动是悬浮在液体中小颗粒的无规则运动，反应液体分子的无规则运动，故C错误； D．温度是分子热运动平均动能的标志，对同一物体，温度越高，分子热运动的平均动能越大，分子热运动的平均速率越大，但不是所有分子的速率都增大。故D错误。 故选B。 6. 如图所示是卢瑟福粒子散射实验实验装置图，以下说法正确的是（ ） A. 粒子是电子 B. 图中仅在A点可以观察到粒子 C. 粒子发生大角度偏转主要是由于粒子与金箔中电子的相互作用引起的 D. 绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，说明原子内部绝大部分是空的 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子是氦核，A错误； B．绝大部分粒子会通过金属箔到达A点，但有少部分粒子发生偏转，故其它位置也可以观察到粒子，B错误； C．粒子发生大角度偏转主要是由于粒子与金箔中的原子核相互作用引起的，C错误； D．由于原子内部绝大部分是空的，则绝大多数粒子与原子核的作用力很小，穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，D正确。 故选D。 7. 如图所示为分子间的作用力F与分子间距离x的关系曲线，图中a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，假设甲分子固定在坐标原点，乙分子仅在分子间作用力F的作用下从a点由静止向甲分子运动，并能到达d点。下列说法正确的是（　　） A. 乙分子到c点时，分子间的作用力为零，分子势能最小 B. a到b的过程，分子间的作用力增大，分子势能增大 C. b到c的过程，分子间的作用力减小，乙分子的速度减小 D. a到d的过程，分子间的作用力不断变化，分子势能一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图像可知，c点为平衡位置，则乙分子到c点时，分子间的作用力为零，分子势能最小，故A正确； B．根据图像可知，a到b过程，分子间的作用力增大，分子力做正功，分子势能减小，故B错误； C．根据图像可知，b到c的过程，分子间的作用力减小，分子力做正功，分子势能减小，动能增大，则乙分子的速度增大，故C错误； D．根据图像可知，a到d的过程，分子间的作用力先增大后减小，最后增大，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小后增大，故D错误。 故选A。 8. 重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（ ） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 【答案】C 【解析】 【详解】由可知，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，则使频率变大，即或变小。 A．对接收信号进行调制，不改变、，故A不符合题意； B．增大电容器两端的电压，不改变、，故B不符合题意； C．减小电容器的正对面积，根据可知，变小，频率变大，故C符合题意； D．减小电容器两极板间的距离，根据可知，变大，频率变小，故D不符合题意。 故选C。 9. 过节、商场庆典、婚庆…人们都喜欢以气球来欢庆美好的日子。某商场在周年庆祝活动时，小李用压强为18atm、体积为15L的气罐给气球充气（充气过程温度保持不变且忽略充气前气球内的气体），若充气后每个气球压强为2.5atm、体积为1L，则最多可以充气球的个数为（ ） A. 86 B. 93 C. 96 D. 100 【答案】B 【解析】 【详解】由玻意耳定律可知 代入数据 解得最多可以充气球的个数为 故选B。 10. 在研究气体物态变化规律时，小江同学用传感器研究一定质量的理想气体的图像如图所示，初状态为a，后经ab、bc、ca三个过程回到初状态。则（　　） A. a、b两状态温度相等 B. b到c的过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 C. c到a的过程，气体从外界吸收热量，气体内能增大 D. a到b的过程，气体对外界做功，其值等于 【答案】B 【解析】 【详解】A．由理想气体的状态方程可知，在a、b两状态的值不同，因此a、b两状态温度不相等，A错误； B． b到c的过程，气体的体积不变，压强增大，单位体积的分子数不变，由压强的微观意义可知，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加，B正确； C．c到a的过程，气体压强不变，体积减小，外界对气体做功，由盖−吕萨克定律可知，温度减小，气体的内能减小，由热力学第一定律可知，，气体对外界放出热量，C错误； D． a到b的过程，气体压强减小，体积增大，气体对外界做功，其值等于图像与V轴所围面积，由图可知气体对外界做功则有 D错误。 故选B。 11. 简易温度计构造如图所示，两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入水银，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度；多次改变温度，完全重复上述操作，得到左管不同位置上相应的刻度值，即可制成标有刻度的温度计。则该温度计（ ） A. 刻度值上小下大且刻度均匀 B. 刻度值上大下小且刻度均匀 C. 刻度值上小下大且刻度不均匀 D. 刻度值上大下小且刻度不均匀 【答案】A 【解析】 【详解】以右侧球型容器内的气体为研究对象，由题意可知，气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得 整理可得 温度T与体积V成正比，刻度线是均匀的，温度越高，气体体积越大，刻度线越低，因此刻度值上小下大。 故选A。 12. 如图所示，匝数匝的矩形线圈在匀强磁场中绕轴做匀速转动，其电动势的瞬时值表达式，线圈总电阻，外电阻，不计电流表内阻。则（ ） A. 线圈是从中性面开始计时 B. 磁通量的最大值为0.1Wb C. 电流表示数为2A D. 2s内R上产生热量为16J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据电动势的瞬时值表达式 其中 则磁通量的最大值为 可得磁通量瞬时值表达式为 故线圈是从与中性面垂直的平面开始计时的，故AB错误； C．感应电动势的有效值为 由欧姆定律可知，电流表示数为 故C错误； D．由焦耳定律可知，2s内R上产生热量为 故D正确。 故选D。 13. 氢原子的能级结构示意图如图所示，大量处于能级的氢原子吸收某种频率的光后，能发出6种不同频率的光，其波长大小依次为。已知可见光的光子能量范围约为，下列说法正确的是（　　） A. 入射光具有显著的热效应 B. 入射光的波长为 C. 发出的6种不同频率的光中，有3种为可见光 D. 用光照射基态的氢原子不能使其电离 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于大量氢原子吸收入射光后共辐射6种不同频率的光，由于 所以可知，其是氢原子吸收入射光后处于能级，结合波尔的原子理论可知，其入射光具有的能量为 由题意可知，该光子的能量在可见光的光子能量范围内，所以该入射光为可见光，而具有显著热效应的是红外线，故A项错误； C．该6种释放的光子是大量能级原子向低能级跃迁释放的，其释放的能量分别为 由题意可知，可间光的范围为，由此可知，其可见光的种类为2种，故C项错误； B．由之前的分析可知，入射光的能量等于氢原子从能级跃迁到能级所释放的光子的能量。由于 且又有 由题意可知释放光子的波长关系有 而入射光的能量与上述中的能量相同，即波长与相同，故B项错误； 故B项错误； D．结合之前的分析以及题意可知 所以不能使基态的氢原子电离，故D项正确。 故选D。 14. 周末、节假日人们都喜欢郊游，重庆铜梁龙景区就是一个好的去处，那儿有烟花瀑布、巨龙巡游、热气球…等项目，其中乘坐热气球的项目深受游客喜欢。小南同学某次体验热气球项目时，热气球质量为M（不包括气球内空气质量），所载人员总质量为m。最初气球内部和外部空气温度均为，空气密度为，加热后刚升空时热气球内部空气温度为T，外部空气温度不变，当地重力加速度为g。假设热气球系统排开周围空气的体积为V，热气球内部空气的体积也为V，则（　　） A. 刚升空时热气球受到浮力为mg B. 刚升空时热气球内部空气密度为 C. 刚升空时热气球内部空气温度满足 D. 刚升空时热气球内部空气温度满足 【答案】C 【解析】 【详解】A．刚升空时热气球受到的浮力为，气球刚刚升空时，浮力等于热气球、气球内空气与所载人员的总重力，大于mg，故A错误； B．由理想气体状态方程 可得热气球升温前后压强相同，因此 故B错误； CD．刚升空时浮力等于热气球、气球内空气与所载人员的总重力，则有 结合上述解得 故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个答案符合题目要求，全部选对得4分，漏选得2分，错选得0分。 15. 下列描述中不可能实现的有（ ） A 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B. 烧开的水倒入冷却的茶杯中，水与杯子温度均变高 C. 某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D. 一个制冷机能够从低温环境中吸收热量，并将其传递到高温环境中 【答案】BC 【解析】 【详解】A．汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热符合热力学第一、第二定律。故A可能实现； B．热水和杯子的温度不可能都升高，只能是一个升高、一个降低， 描述违背了热力学第一定律，故B不可能实现； C．从高温热源吸收的热量全部转化为功的描述虽然不违背热力学第一定律，但违背了热力学第二定律。故C不可能实现； D．冰箱消耗电能从而可以从低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，不违背热力学第二定律。故D可能实现。 本题选不可能实现的，故选BC。 16. 下列说法正确的是（　　） A. 普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的，一个能量子的能量大小 B. 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C. 当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应 D. 光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的，一个能量子的能量大小，A错误； B．由黑体辐射强度与波长的关系图像可知，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，B正确； C．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应，C正确； D．光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为，D错误。 故选BC。 17. 在某实验中，研究者测量了一种气体在不同温度下的速率分布。下图显示了该气体在温度0℃和80℃下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化。下列说法正确的是（ ） A. 图中实线对应的温度为0℃ B. 图中虚线对应于该气体分子平均动能较小的情形 C. 在0℃和80℃两种温度下，图中两条曲线与v轴围成的面积相等 D. 与80℃时相比，0℃时气体分子速率在0到400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．温度越高，速率大的分子所占比例越大，则实线对应气体分子平均动能较大的情形，虚线对应于该气体分子平均动能较小的情形。实线对应的温度为80℃，A错误，B正确； C．曲线与坐标轴围成的面积等于分子总数，故在0℃和80℃两种温度下，图中两条曲线与v轴围成的面积相等，C正确； D．80℃时气体分子速率出现在0到400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比小于0℃时的百分比，D错误。 故选BC。 18. 如图所示远距离输电简图（发电机输出电压恒定），在用电高峰期，由于用电器增多，导致通过用户的总电流增大，用户消耗的功率也增大，则（ ） A. 升压变压器的输出电压变大 B. 高压输电线路的电压损失变大 C. 降压变压器的输出电压变大 D. 输电线上损失功率占总功率的比值增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A.发电机输出电压和升压变压器的原副匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误； B.用电高峰期，由于用电器增多，导致通过用户的总电流增大，即变大，所以降压变压器的原线圈电流也变大，因为升压变压器副线圈的电流满足 由 可知高压输电线路的电压损失变大，故B正确； C.由于升压变压器的输出电压不变，高压输电线路的电压损失变大，所以降压变压器的输入电压变小，所以降压变压器的输出电压变小。故C错误； D.输电线上损失功率占总功率的比值为 因为和不变，变大，所以输电线上损失功率占总功率的比值增大，故D正确。 故选BD。 19. 如图所示，甲图为氢原子的能级图，乙图为研究光电效应的实验装置，处于量子数的氢原子向低能级跃迁时发出三种光，用它们分别照射阴极K，仅得到两条电流与电压之间的关系曲线，其横轴的两个交点分别为和。下列说法正确的是（ ） A. a光是氢原子从跃迁到时发出的光 B. 保持P位置不变，若从图示位置向左滑少许，则G示数增大 C. 若，则该金属的逸出功为3.585ev D. 若，则该金属的逸出功为3.635ev 【答案】BC 【解析】 【详解】A.由题意可知只有从n=3跃迁到n=1时发出的光和从n=2跃迁到n=1时发出的光能使阴极发生光电效应现象。由图丙可知a光的遏止电压小，所以a光的频率小，能量小，所以对应从n=2跃迁到n=1时发出的光，故A错误； B.保持P位置不变，若P′从图示位置向左滑少许，这时相当加正向电压，光电流增大，则G示数增大，故B正确； CD.由光电效应方程有 又 得 对从n=3跃迁到n=1时发出的光，即b光，有 对从n=2跃迁到n=1时发出的光，即a光，有 得 故C正确，D错误。 故选BC。 20. 气压调节式自行车座椅不只为骑行爱好者提供了便利，也成为了一种新型的户外运动装备，其主要结构简化如下：导热良好的圆柱形气缸竖直固定于自行车框架上，面积为S的活塞与座椅相连，气缸内由活塞密封一定量的理想气体，忽略活塞、座椅的质量及活塞与气缸间的摩擦。在骑手没有坐上座椅时，活塞位于距离缸底为H的位置A，此时气体温度为27℃。当骑手坐上座椅正常骑行时，活塞被压缩到距离缸底的位置B处重新平衡。若骑行过程中环境温度变为37℃（缸内气体温度也变为37℃），会导致活塞到达位置C处（图中未画出）达到平衡。已知大气压强为，重力加速度为g，骑行过程中骑手对座椅的压力保持不变，则（ ） A. 该骑手对座椅的压力为 B. 位置C到气缸底的距离为 C. 活塞从B到C的过程中气体吸收热量大于 D. 骑手在温度37℃骑行时，由于故障导致气缸漏气，使活塞重新到达位置B，则漏出气体的质量与漏气前气缸中气体质量的比值为1∶31 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据等温变化 当骑手坐上座椅正常骑行时，由平衡得 联立得，该骑手对座椅的压力为 A错误； B．根据等压变化 位置C到气缸底的距离为 B正确； C．活塞从B到C的过程中，气体对外做功为 得 由于气体温度升高，内能增大，则气体吸收的热量大于，C正确； D．根据 得 漏出气体的质量与漏气前气缸中气体质量的比值为 D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题：本题共2小题，共14分。 21. 在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液体积浓度为A，N滴油酸酒精溶液的总体积为V，1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S，则： （1）估算油酸分子直径大小的表达式为______； （2）实验中，把玻璃板盖在浅盘上描出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是______； （3）某同学在实验中，计算结果明显偏大，可能是由于______． A. 油酸未完全散开 B. 油酸中含有大量的酒精 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴体积时，总体积为V的溶液的滴数误多计了8滴 【答案】（1） （2） （3）AC 【解析】 【小问1详解】 1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积为 1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S，则有油酸分子直径大小的表达式为 【小问2详解】 由油酸膜的轮廓图，面积超小正方形一半的算一个，面积小于一半的舍去，可知小正方形的个数为116个，则油酸膜的面积是 【小问3详解】 A．油酸未完全散开，则有油膜面积S偏小，由 可知，得到分子直径d偏大，A正确； B．油酸中含有大量的酒精，则测量油膜的面积S偏大，得到分子直径d偏小，B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则测量油膜的面积S偏小，得到分子直径d偏大，C正确； D．求每滴体积时，总体积为V的溶液的滴数误多计了8滴，由 可知纯油酸的体积将偏小，则得到分子直径d偏小，D错误。 故选AC。 22. 在一个寒冷的冬日，小明家的智能温控系统突然出现了故障，无法自动调节室内温度。为了确保家中的温度适宜，小明决定利用他在物理课上学到的知识自制一个简易的温度监测系统来修复这个问题。如图甲所示，他用温度传感器R、电阻、电阻（仅作调零电阻使用，即每次调零后，的滑动触头不再移动）、理想电流表（量程为0-10mA）以及电动势为（内阻不计）的电源来构建这个监测系统。构建好后，小明在温度为0℃的环境下对该监测系统进行调零（即环境温度为0℃时，电流表指针满偏），在此基础上可得到不同温度时的电流值，便将电流表表盘上的刻度修改成相应的温度值。已知温度传感器R的阻值随温度变化的特性如图乙所示。 （1）电阻的作用是______；正确完成调零后，该系统的总电阻为______Ω； （2）如果电流表显示为8mA，那么这个刻度应该对应于______℃； （3）小明发现，由于电池老化，电动势有所降低。但即使如此，系统仍然可以调零。在这种情况下，使用这个调零后的温度监测系统测量的温度值与真实值相比，其测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 【答案】（1） ①. 保护电路 ②. 500 （2）75 （3）大于 【解析】 【小问1详解】 [1]电阻的作用是保护电路。 [2]完成调零后，该系统的总电阻为 【小问2详解】 0℃时温度传感器R的阻值为，则 电流表显示为8mA，温度传感器R的阻值为 由图可知，此时温度为75℃。 【小问3详解】 电动势降低，仍然可以调零。则电阻应减小。即 有 得 即温度的测量值大于真实值。 四、计算题：本题共3小题。请写出列式依据、重要的演算步骤等，只写出最后结果计0分。 23. 我国高铁技术领先世界，高铁为国人出行提供了极大的便利。如图是某高铁电网为运行的高铁机车（图中用M表示）提供电能的示意图（为定值电阻）。电网电压为110kV，经理想变压器降压后。高铁机车运行时，获得的电压为25kV，功率为10000kW。求： （1）理想变压器原、副线圈匝数比； （2）原线圈回路的电流； （3）电阻的阻值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由理想变压器原、副线圈的电压比与匝数比的关系可得 （2）高铁机车运行时获得的电流为 由理想变压器原、副线圈的电流比与匝数比的关系可得 解得 （3）由欧姆定律可得电阻的阻值 24. 如图所示，上端封闭的玻璃管道竖直放置，其是下部横截面面积的两倍，活塞C位于管道下部，气密性良好。管道中间有一段水银柱，其高为l，下端面刚好位于管道上、下部分的分界面处。此时封闭气体A、B的长度分别为l、2l，其中气体A的压强相当于高为的水银柱产生的压强。现把活塞C缓慢向下拉动一段距离，直至水银柱的上端面下降，系统重新达到平衡，此过程气体温度始终为。已知水银密度为，重力加速度为g，不计水银柱与管道间的摩擦，A、B均视为理想气体，求： （1）水银柱的上端面下降时，气体A的压强； （2）活塞C移动的距离d。 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）设下部横截面面积为，上部横截面面积为，气体的初始压强为 气体A的初始体积为 当水银柱的上端面下降时，气体A的体积变为 根据玻意耳定律可知 代入数据解得 （2）气体B的初始压强为 气体B的初始体积为 当水银柱的上端面下降时，气体B的压强变为 气体B的体积变为 根据玻意耳定律可知 代入数据解得 根据气体B体积的变化可知 解得 25. 研究人员在研究“电磁弹射”、“磁悬浮列车”等的工作原理时，常常设计各种分布规律的磁场对金属线框产生作用。比如下图所示的垂直于光滑水平桌面的磁场区域：边界MN、PQ位于水平桌面且彼此平行、相距为l，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的宽度分别为2d、d、d，其中区域Ⅲ中无磁场，区域Ⅰ、Ⅱ中存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。若干个这样的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次排列。长、宽分别为2d、l的矩形金属线框efgh平放在桌面上，其匝数为n、质量为m、电阻为R。时，线框刚好与第一个匀强磁场区Ⅰ重合，并在水平向右的力F（大小未知）作用下以速度向右匀速运动。 （1）当矩形线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，求线框产生的感应电动势E； （2）求线框中感应电流的有效值I； （3）若时开始没有水平向右的力F的作用，且线框的ef边最终停在第（）个区域Ⅰ中，求整个过程线框所通过的位移s。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）当矩形线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，线框产生的感应电动势为 （2）由于线框以速度向右匀速运动，可知线框产生感应电动势具有周期性，一个周期为 在时间内，线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中，产生感应电流为顺时针方向，感应电动势大小为 在时间内，线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅲ中，产生感应电流为顺时针方向，感应电动势大小为 在时间内，线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅱ、Ⅰ中，产生感应电流为逆时针方向，感应电动势大小为 在时间内，线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅲ、Ⅰ中，产生感应电流为逆时针方向，感应电动势大小为 以顺时针方向为正方向，则一个周期内线圈的感应电动势随时间变化如图所示 设电动势的有效值为，根据有效值定义可得 解得 则线框中感应电流的有效值为 （3）若时开始没有水平向右的力F的作用，且线框的ef边最终停在第（）个区域Ⅰ中，可知线框的ef边刚进入第个区域Ⅰ时，线框通过的位移为 当线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，安培力的冲量大小为 当线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅲ中，安培力的冲量大小为 当线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅱ、Ⅰ中，安培力的冲量大小为 当线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅲ、Ⅰ中，安培力的冲量大小为 则线框从第一个区域Ⅰ到整个线框处于第二个区域Ⅰ中过程，安培力的冲量大小为 设线框的ef边刚进入第个区域Ⅰ时，线框的速度大小为，根据动量定理可得 解得 从线框的ef边刚进入第个区域Ⅰ到线框的ef边最终停在第个区域Ⅰ中，此过程当线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅱ、Ⅰ中，安培力的冲量大小为 ①当满足 即 根据动量定理可得 解得 则整个过程线框所通过的位移为 ②当满足 即 根据动量定理可得 解得 则整个过程线框所通过的位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆南开中学高2025级高二（下）期中考试． 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试时间120分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共66分） 一、单项选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，不选、多选或错选得0分。 1. 以下关于物理学史的叙述中正确的是（ ） A. 卢瑟福发现了电子 B. 爱因斯坦预言光波是一种电磁波 C. 普朗克指出实物粒子具有波动性 D. 康普顿效应说明光子不仅具有能量，而且具有动量 2. 关于固体和液体知识，下列说法正确的是（ ） A. 非晶体具有固定的熔点 B. 液体表面层分子间的相互作用力表现为斥力 C. 雨伞、冲锋衣的制作应选择水不浸润的材料 D. 水银不浸润玻璃，将毛细玻璃管插入水银中将观察到毛细管内水银面上升 3. 有关热力学定律的描述，下列说法正确的是（ ） A. 热量可以从低温物体传递给高温物体 B. 绝热过程，物体内能一定不变 C. 物体从外界吸热，分子平均动能一定增大 D. 两物体接触达到热平衡时，它们每个分子的动能都相等 4. 有关内能及分子的动能、势能，下列说法正确的是（ ） A. 静止的物体不具有分子动能 B. 物体体积增大，则分子势能一定增大 C. 50℃的水的内能不一定大于20℃的水的内能 D. 质量相等的0℃的水和0℃的冰，分子势能相等 5. 关于分子热运动，下列说法正确的是（ ） A. 分子做热运动，只有动能，没有势能 B. 扩散现象的快慢与物质种类及温度有关 C. 布朗运动是液体分子无规则运动 D. 温度升高，分子的平均速率增大，所有分子的速率都增大 6. 如图所示是卢瑟福粒子散射实验的实验装置图，以下说法正确的是（ ） A. 粒子是电子 B. 图中仅在A点可以观察到粒子 C. 粒子发生大角度偏转主要是由于粒子与金箔中电子的相互作用引起的 D. 绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，说明原子内部绝大部分是空的 7. 如图所示为分子间的作用力F与分子间距离x的关系曲线，图中a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，假设甲分子固定在坐标原点，乙分子仅在分子间作用力F的作用下从a点由静止向甲分子运动，并能到达d点。下列说法正确的是（　　） A. 乙分子到c点时，分子间的作用力为零，分子势能最小 B. a到b过程，分子间的作用力增大，分子势能增大 C. b到c的过程，分子间的作用力减小，乙分子的速度减小 D. a到d的过程，分子间的作用力不断变化，分子势能一直减小 8. 重庆音乐广播电台频率为FM88.1MHz，重庆交通广播电台频率为FM95.5MHz。小张同学在选修课上制作了一个简单的LC接收电路来接收电台信号，在收听节目时，他想从重庆音乐广播电台调为重庆交通广播电台，下列可以实现的是（ ） A. 对接收信号进行调制 B. 增大电容器两端的电压 C. 减小电容器的正对面积 D. 减小电容器两极板间的距离 9. 过节、商场庆典、婚庆…人们都喜欢以气球来欢庆美好的日子。某商场在周年庆祝活动时，小李用压强为18atm、体积为15L的气罐给气球充气（充气过程温度保持不变且忽略充气前气球内的气体），若充气后每个气球压强为2.5atm、体积为1L，则最多可以充气球的个数为（ ） A. 86 B. 93 C. 96 D. 100 10. 在研究气体物态变化规律时，小江同学用传感器研究一定质量的理想气体的图像如图所示，初状态为a，后经ab、bc、ca三个过程回到初状态。则（　　） A. a、b两状态温度相等 B. b到c的过程，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增加 C. c到a的过程，气体从外界吸收热量，气体内能增大 D. a到b的过程，气体对外界做功，其值等于 11. 简易温度计构造如图所示，两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入水银，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度；多次改变温度，完全重复上述操作，得到左管不同位置上相应的刻度值，即可制成标有刻度的温度计。则该温度计（ ） A. 刻度值上小下大且刻度均匀 B. 刻度值上大下小且刻度均匀 C. 刻度值上小下大且刻度不均匀 D. 刻度值上大下小且刻度不均匀 12. 如图所示，匝数匝的矩形线圈在匀强磁场中绕轴做匀速转动，其电动势的瞬时值表达式，线圈总电阻，外电阻，不计电流表内阻。则（ ） A. 线圈是从中性面开始计时 B. 磁通量的最大值为0.1Wb C. 电流表示数为2A D. 2s内R上产生热量为16J 13. 氢原子的能级结构示意图如图所示，大量处于能级的氢原子吸收某种频率的光后，能发出6种不同频率的光，其波长大小依次为。已知可见光的光子能量范围约为，下列说法正确的是（　　） A. 入射光具有显著的热效应 B. 入射光的波长为 C. 发出的6种不同频率的光中，有3种为可见光 D. 用光照射基态的氢原子不能使其电离 14. 周末、节假日人们都喜欢郊游，重庆铜梁龙景区就是一个好的去处，那儿有烟花瀑布、巨龙巡游、热气球…等项目，其中乘坐热气球的项目深受游客喜欢。小南同学某次体验热气球项目时，热气球质量为M（不包括气球内空气质量），所载人员总质量为m。最初气球内部和外部空气温度均为，空气密度为，加热后刚升空时热气球内部空气温度为T，外部空气温度不变，当地重力加速度为g。假设热气球系统排开周围空气的体积为V，热气球内部空气的体积也为V，则（　　） A. 刚升空时热气球受到的浮力为mg B. 刚升空时热气球内部空气密度为 C. 刚升空时热气球内部空气温度满足 D. 刚升空时热气球内部空气温度满足 二、多项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个答案符合题目要求，全部选对得4分，漏选得2分，错选得0分。 15. 下列描述中不可能实现的有（ ） A. 汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热 B. 烧开的水倒入冷却的茶杯中，水与杯子温度均变高 C. 某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D. 一个制冷机能够从低温环境中吸收热量，并将其传递到高温环境中 16. 下列说法正确的是（　　） A. 普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的，一个能量子的能量大小 B. 随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C. 当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应 D. 光子除了具有能量之外还具有动量，其大小为 17. 在某实验中，研究者测量了一种气体在不同温度下的速率分布。下图显示了该气体在温度0℃和80℃下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化。下列说法正确的是（ ） A. 图中实线对应的温度为0℃ B. 图中虚线对应于该气体分子平均动能较小的情形 C. 在0℃和80℃两种温度下，图中两条曲线与v轴围成的面积相等 D. 与80℃时相比，0℃时气体分子速率在0到400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小 18. 如图所示远距离输电简图（发电机输出电压恒定），在用电高峰期，由于用电器增多，导致通过用户总电流增大，用户消耗的功率也增大，则（ ） A. 升压变压器的输出电压变大 B. 高压输电线路的电压损失变大 C. 降压变压器的输出电压变大 D. 输电线上损失功率占总功率的比值增大 19. 如图所示，甲图为氢原子的能级图，乙图为研究光电效应的实验装置，处于量子数的氢原子向低能级跃迁时发出三种光，用它们分别照射阴极K，仅得到两条电流与电压之间的关系曲线，其横轴的两个交点分别为和。下列说法正确的是（ ） A. a光是氢原子从跃迁到时发出的光 B. 保持P位置不变，若从图示位置向左滑少许，则G示数增大 C. 若，则该金属的逸出功为3.585ev D. 若，则该金属的逸出功为3.635ev 20. 气压调节式自行车座椅不只为骑行爱好者提供了便利，也成为了一种新型的户外运动装备，其主要结构简化如下：导热良好的圆柱形气缸竖直固定于自行车框架上，面积为S的活塞与座椅相连，气缸内由活塞密封一定量的理想气体，忽略活塞、座椅的质量及活塞与气缸间的摩擦。在骑手没有坐上座椅时，活塞位于距离缸底为H的位置A，此时气体温度为27℃。当骑手坐上座椅正常骑行时，活塞被压缩到距离缸底的位置B处重新平衡。若骑行过程中环境温度变为37℃（缸内气体温度也变为37℃），会导致活塞到达位置C处（图中未画出）达到平衡。已知大气压强为，重力加速度为g，骑行过程中骑手对座椅的压力保持不变，则（ ） A. 该骑手对座椅的压力为 B. 位置C到气缸底的距离为 C. 活塞从B到C的过程中气体吸收热量大于 D. 骑手在温度37℃骑行时，由于故障导致气缸漏气，使活塞重新到达位置B，则漏出气体的质量与漏气前气缸中气体质量的比值为1∶31 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、实验题：本题共2小题，共14分。 21. 在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液体积浓度为A，N滴油酸酒精溶液的总体积为V，1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S，则： （1）估算油酸分子直径大小的表达式为______； （2）实验中，把玻璃板盖在浅盘上描出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是______； （3）某同学在实验中，计算结果明显偏大，可能是由于______． A. 油酸未完全散开 B. 油酸中含有大量的酒精 C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D. 求每滴体积时，总体积为V的溶液的滴数误多计了8滴 22. 在一个寒冷的冬日，小明家的智能温控系统突然出现了故障，无法自动调节室内温度。为了确保家中的温度适宜，小明决定利用他在物理课上学到的知识自制一个简易的温度监测系统来修复这个问题。如图甲所示，他用温度传感器R、电阻、电阻（仅作调零电阻使用，即每次调零后，的滑动触头不再移动）、理想电流表（量程为0-10mA）以及电动势为（内阻不计）的电源来构建这个监测系统。构建好后，小明在温度为0℃的环境下对该监测系统进行调零（即环境温度为0℃时，电流表指针满偏），在此基础上可得到不同温度时的电流值，便将电流表表盘上的刻度修改成相应的温度值。已知温度传感器R的阻值随温度变化的特性如图乙所示。 （1）电阻的作用是______；正确完成调零后，该系统的总电阻为______Ω； （2）如果电流表显示为8mA，那么这个刻度应该对应于______℃； （3）小明发现，由于电池老化，电动势有所降低。但即使如此，系统仍然可以调零。在这种情况下，使用这个调零后温度监测系统测量的温度值与真实值相比，其测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 四、计算题：本题共3小题。请写出列式依据、重要的演算步骤等，只写出最后结果计0分。 23. 我国高铁技术领先世界，高铁为国人出行提供了极大便利。如图是某高铁电网为运行的高铁机车（图中用M表示）提供电能的示意图（为定值电阻）。电网电压为110kV，经理想变压器降压后。高铁机车运行时，获得的电压为25kV，功率为10000kW。求： （1）理想变压器原、副线圈匝数比； （2）原线圈回路的电流； （3）电阻的阻值。 24. 如图所示，上端封闭的玻璃管道竖直放置，其是下部横截面面积的两倍，活塞C位于管道下部，气密性良好。管道中间有一段水银柱，其高为l，下端面刚好位于管道上、下部分的分界面处。此时封闭气体A、B的长度分别为l、2l，其中气体A的压强相当于高为的水银柱产生的压强。现把活塞C缓慢向下拉动一段距离，直至水银柱的上端面下降，系统重新达到平衡，此过程气体温度始终为。已知水银密度为，重力加速度为g，不计水银柱与管道间的摩擦，A、B均视为理想气体，求： （1）水银柱的上端面下降时，气体A的压强； （2）活塞C移动的距离d。 25. 研究人员在研究“电磁弹射”、“磁悬浮列车”等的工作原理时，常常设计各种分布规律的磁场对金属线框产生作用。比如下图所示的垂直于光滑水平桌面的磁场区域：边界MN、PQ位于水平桌面且彼此平行、相距为l，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的宽度分别为2d、d、d，其中区域Ⅲ中无磁场，区域Ⅰ、Ⅱ中存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。若干个这样的区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次排列。长、宽分别为2d、l的矩形金属线框efgh平放在桌面上，其匝数为n、质量为m、电阻为R。时，线框刚好与第一个匀强磁场区Ⅰ重合，并在水平向右的力F（大小未知）作用下以速度向右匀速运动。 （1）当矩形线框的hg边、ef边分别处于磁场区Ⅰ、Ⅱ中时，求线框产生的感应电动势E； （2）求线框中感应电流的有效值I； （3）若时开始没有水平向右的力F的作用，且线框的ef边最终停在第（）个区域Ⅰ中，求整个过程线框所通过的位移s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$