精品解析：湖北省省直辖县级行政单位仙桃市田家炳实验高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

仙桃市田家炳实验高中2024年春季学期期中考试 高二物理试卷 本试卷共2页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波与机械波的波动频率都由波源确定 B. 电磁波不能发生衍射现象和偏振现象 C. 机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D. 机械波与电磁波本质上是一致的 2. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是 A. 水面形成的油酸薄膜的体积为V B. 撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓 C. 根据可以估测油酸分子的直径 D. 根据可以估测油酸分子的直径 3. 从筷子上滴下一滴水，体积约为0.05 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值？（已知阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol－1，水的摩尔体积为Vmol=18 cm3·mol－1）（　　） A. 1.5×102个 B. 1.5×1021个 C. 1.5×1019个 D. 1.5×1017个 4. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 5. 如图是一交变电流的i—t图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. 4A B. A C. A D. A 6. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示数为（ ） A. 3 mA B. 0 mA C. 48 mA D. 与负载R的值有关 7. 如题图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接，下列判断正确的是（　　） A. 当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 B. 当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 C. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 D. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小 8. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为22∶1，其原线圈两端加上如图乙所示的正弦交流电压，副线圈通过电流表与负载电阻R＝20Ω相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的示数是0.5A B. 变压器的输入功率是5W C. 流过R的电流方向每秒改变50次 D. 当t＝1×10-2s时电压表的示数是0 9. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置c滑动到另一位置d，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V3示数减小 B. 电压表V1、V2示数均增大 C. 电流表A1的示数减小，电流表A2的示数减小 D. 电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大 10. 霍尔元件的示意图如图所示，一块通电的铜板放在磁场中，铜板的前、后板面垂直于磁场，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下边缘的两点，则（　　） A. 电势φb＞φa B. 电势φa＞φb C. 仅电流增大时，｜φa－φb｜增大 D. 仅磁感应强度增大时，｜φa－φb｜增大 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示： 实验序号 原线圈两端的电压U1（V） 副线圈两端的电压U2（V） 1 43 8.2 1∶1.9 2 59 11.8 1∶2.0 3 78 15.2 （1）实验小组根据测得数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中______； （2）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系为______（用题目中给出的字母表示）； （3）该变压器是________变压器（选填“升压”或“降压”）。 12. 如图所示装置探究气体等温变化的规律。 （1）实验室有长度几乎相同、容积为5 mL和20 mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为______的注射器更合适；且实验中需要保持气体的______和______不变。 （2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，V为横坐标在坐标系中描点作图得到p—V图像，则由图像______（选填“能”或“不能”）得到压强与体积成反比的结论。 （3）小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，若实验中很好地满足了气体温度不变，则出现该结果的原因是______。 13. 一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r＝1Ω，外接电阻R＝4Ω，线圈在磁感应强度B＝T匀强磁场中以n150 r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从开始计时经 s时线圈中的感应电流的瞬时值； （3）外接电阻R两端电压瞬时值的表达式。 14. 某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3Ω的输电线向远处输电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。求整个输电过程中 （1）输电线上的电流； （2）升压变压器的匝数之比； （3）降压变压器的输入电压。 15. 如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000cm3，上方汽缸的长度为40cm，横截面积为25cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2。 （1）若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸底部时，求皮吸中气体的压强；（保留二位有效数字） （2）若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起40cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。（保留三位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 仙桃市田家炳实验高中2024年春季学期期中考试 高二物理试卷 本试卷共2页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于机械波与电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波与机械波的波动频率都由波源确定 B. 电磁波不能发生衍射现象和偏振现象 C. 机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大 D. 机械波与电磁波本质上是一致的 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波与机械波的波动频率都由波源确定，故A正确； B．衍射现象是波特有的现象，而偏振现象是横波特有的现象，电磁波是横波，可以发生衍射现象和偏振现象，故B错误； C．在同一种均匀介质中传播时，简谐机械波的传播速度不变，与频率无关，故C错误； D．机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场或磁场产生，二者的本质不同，故D错误。 故选A。 2. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好浓度（单位体积溶液中含有纯油酸的体积）为η的油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液的体积为V用注射器在撒有均匀痱子粉的水面上滴l滴油酸酒精溶液，在水面上形成油酸薄膜，待薄膜形状稳定后测量出它的面积为S.关于本实验，下列说法正确的是 A. 水面形成的油酸薄膜的体积为V B. 撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓 C. 根据可以估测油酸分子的直径 D. 根据可以估测油酸分子的直径 【答案】B 【解析】 【详解】A、油酸酒精溶液的体积为V，油酸的体积为ηV，故水面上水面形成的油酸薄膜的体积为ηV；故A错误； B、撒痱子粉是为了便于确定出油酸薄膜的轮廓，便于测量油膜的面积，故B正确； CD、油酸薄膜的体积为ηV，根据可以估测油酸分子的直径，故CD错误． 3. 从筷子上滴下一滴水，体积约为0.05 cm3，这一滴水中含有水分子的个数最接近以下哪一个值？（已知阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol－1，水的摩尔体积为Vmol=18 cm3·mol－1）（　　） A. 1.5×102个 B. 1.5×1021个 C. 1.5×1019个 D. 1.5×1017个 【答案】B 【解析】 【详解】这一滴水中含有水分子的个数为 可知，这一滴水中含有水分子个数最接近1.5×1021个。 故选B。 4. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，由于线圈L1的自感，通过L1的电流逐渐减小，且通过A1，即自感电流会大于原来通过A1的电流，说明闭合S1，电路稳定时，通过A1的电流小于通过L1的电流，L1的电阻小于A1的电阻，故AB错误； C．闭合S2，电路稳定时，A2与A3的亮度相同，说明两支路的电流相同，因此变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确； D．闭合开关S2，A2逐渐变亮，而A3立即变亮，说明L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错误。 故选C。 5. 如图是一交变电流的i—t图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. 4A B. A C. A D. A 【答案】B 【解析】 【详解】根据有效值的定义得 解得 故ACD错误，B正确。 故选B。 6. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示数为（ ） A. 3 mA B. 0 mA C. 48 mA D. 与负载R的值有关 【答案】B 【解析】 【详解】导体棒做匀速直线运动，产生的电动势：E=Blv是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表A2的示数为0mA；故ACD错误，B正确． 7. 如题图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接，下列判断正确的是（　　） A. 当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 B. 当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 C. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 D. 当线圈平面转到跟中性面垂直瞬间，线圈中的感应电流最小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，则感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项AB错误； CD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零最小，此时磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，线圈中的感应电流最大，选项C正确，D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为22∶1，其原线圈两端加上如图乙所示的正弦交流电压，副线圈通过电流表与负载电阻R＝20Ω相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的示数是0.5A B. 变压器的输入功率是5W C. 流过R的电流方向每秒改变50次 D. 当t＝1×10-2s时电压表的示数是0 【答案】AB 【解析】 【详解】D．由图乙可知交流电压最大值Um=220V，有效值为220V，据变压比 可知，输出电压有效值为10V，电压表的示数为有效值，则任意时刻的示数均为10V，故D错误； A．根据欧姆定律可知 电流表的示数是0.5A，故A正确； B．变压器输出功率 P=UI=5W 根据输出功率等于输入功率可知，变压器的输入功率是5W，故B正确； C．周期T=0.02s，则流过R的电流方向每秒改变100次，故C错误； 故选AB。 9. 如图所示的电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置c滑动到另一位置d，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表V3示数减小 B. 电压表V1、V2示数均增大 C. 电流表A1的示数减小，电流表A2的示数减小 D. 电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大 【答案】AD 【解析】 【详解】B．由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，则电压表V1示数不变，由理相变压器匝数不变及公式 知，电压表V2示数不变，故B错误； A．变阻器的滑片从一个位置c滑动到另一位置d，电阻R减小，总电阻减小，电流I2增大，电压表V3的示数 减小，故A正确； CD．根据A项分析知，电流表A2的示数I2增大，根据理想变压器的输入功率等于输出功率 其中、不变，故电流表A1的示数增大，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 霍尔元件的示意图如图所示，一块通电的铜板放在磁场中，铜板的前、后板面垂直于磁场，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下边缘的两点，则（　　） A. 电势φb＞φa B. 电势φa＞φb C. 仅电流增大时，｜φa－φb｜增大 D. 仅磁感应强度增大时，｜φa－φb｜增大 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．根据左手定则，铜板中的自由电子向下板面偏转，下板的电势低，电势φb<φa 故A错误，B正确； CD．根据， 得=｜φa－φb｜= 仅电流增大时，｜φa－φb｜增大，仅磁感应强度增大时，｜φa－φb｜增大，故CD正确。 故选BCD。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”的实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示： 实验序号 原线圈两端的电压U1（V） 副线圈两端的电压U2（V） 1 4.3 8.2 1∶1.9 2 5.9 11.8 1∶2.0 3 7.8 15.2 （1）实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中______； （2）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系为______（用题目中给出的字母表示）； （3）该变压器是________变压器（选填“升压”或“降压”）。 【答案】 ①. 1∶1.9 ②. ③. 升压 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]第三组数据的电压比为 （2）[2]线圈匝数之比 结合表格中的数据知，在误差允许的范围内线圈两端电压与匝数的关系是 （3）[3]从表格中的数据可知副线圈匝数多、电压高，所以该变压器是升压变压器。 12. 如图所示装置探究气体等温变化的规律。 （1）实验室有长度几乎相同、容积为5 mL和20 mL的两种注射器供选择，为能用较小的力作用在活塞上使气体体积发生明显变化，选用容积为______的注射器更合适；且实验中需要保持气体的______和______不变。 （2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，V为横坐标在坐标系中描点作图得到p—V图像，则由图像______（选填“能”或“不能”）得到压强与体积成反比的结论。 （3）小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，若实验中很好地满足了气体温度不变，则出现该结果的原因是______。 【答案】（1） ①. 5mL ②. 质量 ③. 温度 （2）不能 （3）实验时注射器内的气体发生了泄漏 【解析】 【小问1详解】 [1]由于注射器长度几乎相同，则体积越小，横截面积越小，用较小的力就可以产生较大的压强作用在活塞上，从而使气体体积发生明显变化，可知，选用容积为5mL的注射器更合适； [2][3]实验的目的是探究气体等温变化的规律，则实验过程中需要保持气体质量和温度不变。 【小问2详解】 根据玻意耳定律有 可知，若以p为纵坐标，V为横坐标在坐标系中描点作图得到的p—V图像为一条曲线，直接由图像并不能够确定该曲线是一条双曲线，即由图像不能得到压强与体积成反比的结论。 【小问3详解】 根据克拉伯龙方程有 由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，若实验中很好地满足了气体温度不变，表明气体物质的量n在逐渐减小，可知，出现该结果的原因是实验时注射器内的气体发生了泄漏。 13. 一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r＝1Ω，外接电阻R＝4Ω，线圈在磁感应强度B＝T的匀强磁场中以n150 r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求： （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈从开始计时经 s时线圈中的感应电流的瞬时值； （3）外接电阻R两端电压瞬时值的表达式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）线圈转速 n 150 r/min 2.5r/s 故角速度 ω2πn5πrad/s 线圈产生的感应电动势最大值 EmNBSω25V 由此得到的感应电动势瞬时值表达式为 （2）将代入感应电动势瞬时值表达式中，得 对应的感应电流 （3）由欧姆定律得外接电阻R两端电压瞬时值的表达式 14. 某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3Ω的输电线向远处输电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）。求整个输电过程中 （1）输电线上的电流； （2）升压变压器的匝数之比； （3）降压变压器的输入电压。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意得 又 得 解得 （2）由 得升压变压器原线圈电流 升压变压器的匝数比 （3）由 得升压变压器副线圈电压 降压变压器输入电压 15. 如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间容积为1000cm3，上方汽缸的长度为40cm，横截面积为25cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2。 （1）若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸底部时，求皮吸中气体的压强；（保留二位有效数字） （2）若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起40cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。（保留三位有效数字） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以汽缸和皮吸内的气体为研究对象，初始状态下封闭气体的压强为p0，体积为 V1＝1000cm3＋40×25cm3＝2000cm3 当活塞下压到汽缸底部时，设封闭气体的压强为p2，体积为 V2＝1000cm3 由玻意耳定律有 p0V1＝p2V2 解得 p2＝2p0＝2.0×105Pa （2）以皮吸内的气体为研究对象，初始状态下封闭气体的压强为p0，体积为 V2＝1000 cm3 活塞缓慢向上提起40cm 高度保持静止时，设小明作用力的大小为F，封闭气体的压强为p3，体积为 V3＝1 000cm3＋40×25cm3＝2000cm3 由玻意耳定律有 p0V2＝p3V3 又有 F＋p3S＝p0S 联立解得 F＝125 N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $