精品解析：江苏省宿迁市宿迁青华中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理（实验班）试题

青华中学2023-2024学年度第二学期期中考试 高二年级物理实验班试卷 时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示是一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据有效值定义可得 代数数据可得 解得该交变电流的有效值为 故选B。 2. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电压表和电流表均为理想交流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 电压表的示数为V B. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A2示数变大 C. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A1示数变小 D. 在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．原线圈中的输入电压最大值为220V，因其为正弦式交流电，故其有效值为220V，由 可得副线圈中电压表的示数为22V，电压表的读数为有效值，为22V，故A错误； BCD．输入的电压不变，变压器的匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于原副线圈两端电压均不变，所以电压表V的示数不变，电流表A2的示数变小，由 得原线圈中电流表A1的示数变小，故BD错误，C正确。 故选C。 3. 下图中关于传感器的应用，说法正确的是（　　） A. 干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的 B. 机器人“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 火灾报警器是通过感知温度触发报警的 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误； B．机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确； C．红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误； D．火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误。 故选B。 4. 以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　） A. 变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B. 电磁波是纵波 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在 D. 电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，选项A错误； B．电磁波是横波，选项B错误； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，选项C错误； D．电磁波由真空中进入某种介质传播时，频率不变，波速变小，则波长会变短，选项D正确。 故选D。 5. 关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的分子平均动能较大 C. 由图丙可知，在r由变到的过程中分子力做负功 D. 图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误； B．图乙中，曲线对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知 可知，曲线对应的分子平均动能较大，故B正确； C．由图丙可知，在r由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误； D．图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法中正确的是（ ） A. 电势差的大小仅与磁感应强度有关 B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势 C. 仅增大电流I时，电势差变小 D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 【答案】D 【解析】 【详解】AC. 根据CD间存在电势差，可知CD之间存在电场，电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有 又由 可得 n由材料决定，故UCD不仅与材料有关还与厚度c成反比，同时还与磁场B与电流I有关，AC错误； B．根据左手定则，电子向D侧面偏转，D表面带负电，C表面带正电，所以C表面的电势高，则UCD >0，即有，B错误； D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，D正确。 故选D。 7. 用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。实验中（　　） A. 活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量 B. 注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差 C. 0°C和20°C环境下完成实验，对实验结论没有影响 D. 外界大气压强发生变化，会影响实验结论 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是提高活塞密封性，防止漏气，与气体压强的测量无关。A错误； B．被封气体体积越小，压缩气体时体积的变化量越小，会造成更大的实验误差，B错误； C．实验探究气体做等温变化的规律，在温度一定时，气体的压强和体积成反比，与环境温度的高低无关，C正确； D． 压强传感器测量的是被封气体的压强，与外界大气压强无关，故外界大气压强发生变化，不会影响实验结论，D错误。 故选C。 8. 一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示，下列判断正确的是（ ） A. 气体在a状态的体积大于b状态的体积 B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 C. 在过程ca中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D. 在过程ab中气体从外界吸收的热量小于气体内能的增加量 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可得 = 依据 =C 可知 Va=Vb A项错误； B．一定量理想气体的内能取决于温度，气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能，B项错误； C．ca为等压过程，温度下降，体积减小，内能减少，即ΔU<0，外界对气体做功，W>0，根据 W+Q=ΔU 得|Q|>|W|，气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功，C项正确； D．ab为等容过程，温度升高，压强增大，内能增加，即ΔU>0，气体不做功，W=0，气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，D项错误； 故选C。 9. 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。下列四幅图哪个是液晶态分子排列图（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AD．液晶在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，选项A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列规律，故AD错误； B．选项B中分子排列比较整齐，但从另外一个角度看也具有无序性，符合液晶分子的排列规律，故B正确； C．选项C中，分子排列是完全无序的，不符合液晶分子的排列规律，故C错误。 故选B。 10. 下列说法正确的是（　　） A. 热量不能由低温物体传递到高温物体 B. 外界对物体做功，物体的内能必定增加 C. 热机的效率可以达到100% D. 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 【答案】D 【解析】 【详解】A．热量也能由低温物体传递到高温物体，但是要引起其它的变化，选项A错误； B．做功和热传递都能改变物体的内能，外界对物体做功，物体的内能不一定增加，选项B错误； C．根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%，选项C错误； D．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响，选项D正确。 故选D。 11. 对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　） A. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度保持不变，选项A正确； B．蜂蜡是非晶体，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母在不同方向导热能力不同，说明云母是晶体，选项B错误； C．具有各向异性的晶体的物质微粒在空间的排列规则，选项C错误； D．石墨是多晶体，金刚石是单晶体，组成它们的物质微粒结构不同，使得它们的物理性质不同，选项D错误。 故选A。 二、非选择题（共56分） 12. “油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积 的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是 ； ③先往边长为 的浅盘里倒入深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的轮廓； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数，小方格的边长 。 根据以上信息，回答下列问题： （1）由此可知，油酸薄膜的面积约为________ ；油酸分子的直径约为________m。（结果均保留两位有效数字） （2）某同学在用油膜法估测油酸分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________。 A. 粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B. 粉末太厚导致油酸未完全散开 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D. 计算每滴体积时，的溶液滴数多数了几滴 【答案】（1） ①. 4.6×104 ②. 4.3×10-10 （2）BC 【解析】 【小问1详解】 [1][2]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为个，故面积为 油酸分子的直径为 【小问2详解】 计算油酸分子直径时是根据，由此式可知 A．油酸中含有大量酒精，则形成的油膜的面积偏大，所以直径偏小，A错误； B．油酸未完全散开，偏小，故直径偏大，B正确； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，偏小，故直径偏大，C正确； D．求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了几滴，由可知，则直径偏小，D错误。 故选BC。 13. 如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中T未知。求： （1）振荡电路中电场能变化的周期； （2）时刻的振荡电流； 【答案】（1）；（2）0 【解析】 【详解】（1）振荡电路的周期 振荡电路中电场能变化的周期 （2）根据题图可得 时间t=125T时，此时，电场能最大，此时振荡电流i=0。 14. 铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏加德罗常数，把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，求：（结果保留一位有效数字） （1）一个铜分子的直径d； （2）1的铜中含有铜分子的个数N。 【答案】（1）3×10-10m；（2）8×1022个 【解析】 【详解】（1）铜的摩尔体积为 设铜分子是一个挨一个紧密排列的，则一个铜分子的体积 将铜分子视为球形，则 联立解得 （2）的铜的物质的量为 其中含有的分子个数为 个 15. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值； （2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势； （3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。 【答案】（1）；（2）；（3）12.5W 【解析】 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值 （2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势 （3）当原、副线圈匝数比为2：1时，次级电压有效值 电阻R上消耗的功率 16. 如图所示、横截面积的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离，b到汽缸底部的距离，质量的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强，热力学温度，活塞停在b处，取重力加速度大小，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定。 （1）求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度； （2）求当缸内气体的热力学温度时，缸内气体的压强p； （3）在以上全过程中气体内能增量，求全过程缸内气体吸收的热量Q。 【答案】（1）330K；（2）；（3）283J 【解析】 【详解】（1）当活塞刚要离开卡口b时，设此时缸内压强为p1，以活塞为研究对象，根据受力平衡可得 解得 根据查理定律有 解得 T1=330K （2）假设当活塞恰好与卡扣a处接触时缸内气体热力学温度为T3，此时体积为V3，根据盖-吕萨克定律有 即 解得 T3=352K<T2 所以当缸内的热力学温度时，活塞能到达卡扣a处，根据查理定律可得 解得 （3）当缓慢升高缸内气体的温度时，由前面的分析可知，活塞从b到a的过程中，气体做等压变化，压强为p1，到达缸a处时，温度升高到T3，然后气体再做等容变化，直到温度升高到T2，因此气体对活塞做功为 根据热力学第一定律 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 青华中学2023-2024学年度第二学期期中考试 高二年级物理实验班试卷 时间75分钟，满分100分 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示是一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电压表和电流表均为理想交流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（　　） A. 电压表的示数为V B. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A2示数变大 C. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A1示数变小 D. 在天逐渐变黑的过程中，电压表V的示数变大 3. 下图中关于传感器的应用，说法正确的是（　　） A. 干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的 B. 机器人“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 火灾报警器是通过感知温度触发报警的 4. 以下关于电磁场理论和电磁波的说法正确的是（　　） A. 变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 B. 电磁波是纵波 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在 D. 电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短 5. 关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的分子平均动能较大 C. 由图丙可知，在r由变到的过程中分子力做负功 D. 图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小 6. 如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法中正确的是（ ） A. 电势差的大小仅与磁感应强度有关 B. 若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势 C. 仅增大电流I时，电势差变小 D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直 7. 用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。实验中（　　） A. 活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量 B. 注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差 C. 0°C和20°C环境下完成实验，对实验结论没有影响 D. 外界大气压强发生变化，会影响实验结论 8. 一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图像如图所示，下列判断正确的是（ ） A. 气体在a状态的体积大于b状态的体积 B. 气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能 C. 在过程ca中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D. 在过程ab中气体从外界吸收的热量小于气体内能的增加量 9. 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。下列四幅图哪个是液晶态分子排列图（　　） A. B. C. D. 10. 下列说法正确的是（　　） A. 热量不能由低温物体传递到高温物体 B. 外界对物体做功，物体的内能必定增加 C. 热机的效率可以达到100% D. 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响 11. 对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　） A. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构相同 二、非选择题（共56分） 12. “油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积 的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是 ； ③先往边长为 的浅盘里倒入深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的轮廓； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数，小方格的边长 。 根据以上信息，回答下列问题： （1）由此可知，油酸薄膜的面积约为________ ；油酸分子的直径约为________m。（结果均保留两位有效数字） （2）某同学在用油膜法估测油酸分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于________。 A. 粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B. 粉末太厚导致油酸未完全散开 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D. 计算每滴体积时，的溶液滴数多数了几滴 13. 如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中T未知。求： （1）振荡电路中电场能变化的周期； （2）时刻的振荡电流； 14. 铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏加德罗常数，把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，求：（结果保留一位有效数字） （1）一个铜分子的直径d； （2）1的铜中含有铜分子的个数N。 15. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为50rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值； （2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势； （3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。 16. 如图所示、横截面积的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离，b到汽缸底部的距离，质量的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强，热力学温度，活塞停在b处，取重力加速度大小，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定。 （1）求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度； （2）求当缸内气体的热力学温度时，缸内气体的压强p； （3）在以上全过程中气体内能增量，求全过程缸内气体吸收的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $