广西桂林市桂林中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

广西桂林市桂林中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷 一、单选题 1．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。其中主要污染物是大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物（该颗粒肉眼不可见，仅能在显微镜下观察到），也称为可入肺颗粒物。以下对该颗粒的说法中正确的是（    ） A．在无风的时候，颗粒悬浮在空中静止不动 B．该颗粒的无规则运动是布朗运动 C．颗粒越大，无规则运动越剧烈 D．该颗粒的无规则运动反映了颗粒分子的无规则运动 2．如图（a），面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里，且磁感应强度随时间变化的图像如图（b），定值电阻，线圈总电阻为，其余电阻忽略不计。a、b之间的电势差为（　　） A．－0.5V B．0.5V C．－1.5V D．1.5V 3．在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．流过电流计的电流方向向左 B．电容器的电荷量正在减小 C．线圈中的磁感应强度正在增大 D．电容器两板间的电场强度恒定不变 4．图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．电阻中的电流方向每分钟变化100次 B．时刻电流表示数为 C．图甲位置感应电动势最小 D．线圈转动的角速度为 5．如图所示，A，B是两个完全相同的小灯泡，是自感系数很大且电阻不计的电感线圈，电源内阻不计。若最初S是断开的，那么下列描述中正确的是（　　） A．刚闭合S时，A灯立即亮，B灯延迟一段时间才亮 B．刚闭合S时，A灯延迟一段时间才亮，B灯立即亮 C．闭合S电路稳定后，A灯变得比刚闭合S时更亮，B灯则会熄灭 D．闭合S电路稳定后再断开S时，A灯会闪亮一下再熄灭 6．两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系分别如图甲、乙所示（取无穷远处分子势能Ep=0）。下列说法正确的是（　　） A．甲图表示分子势能与分子间距离的关系 B．当时，分子势能为零 C．两分子从相距开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大 D．两分子在相互靠近的过程中，在阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小 7．如图所示，在光滑水平面上MN右侧区域存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。t=0时刻，一质量为m、高为a、电阻为R的正三角形金属线框以速度v从边界MN处进入磁场，最终线框恰好完全进入。在线框运动过程中，下列说法错误的是（　　） A．线框中的电流始终为逆时针方向 B．t=0时刻，线框的感应电动势大小为Bav C．通过导线横截面的电荷量为 D．线框中感应电流产生的焦耳热为 二、多选题 8．如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（    ） A．电压表的示数为 B．内电流方向变化4次 C．原线圈的输出功率为 D．若增大，则电压表示数增大 9．如图所示，M、N为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为2∶1，两线圈置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，下列判断中正确的是（　　） A．两线圈中感应电动势之比 B．两线圈中感应电流之比 C．两线圈中感应电流的功率之比 D．两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向 10．如图所示，在平面直角坐标系的第一、二象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量大小为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场。当沿x轴正方向射入时，粒子恰好垂直x轴离开磁场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则（　　） A．粒子入射速率为 B．粒子可能带负电 C．粒子在磁场运动的最短时间为 D．粒子离开磁场的位置到P点的最大距离为2L 三、实验题 11．用油膜法估测分子直径的实验步骤如下： A．向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地散入痱子粉 B．将1mL纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液 C．把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S D．将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积 E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓 F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径 （1）上述步骤中，正确的顺序是 （填步骤前的字母）。 （2）如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，油膜的面积约为 。 （3）已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为 m（保留两位有效数字）。 12．饮酒后驾驶严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为安全驾驶的行为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精检测仪电路图如图乙所示。除了酒精气体传感器外，提供以下器材： A．干电池组（电动势E=3.0V，内阻很小，忽略不计）B．表头G（满偏电流6.0mA，内阻） C．电阻箱（最大阻值9999.9） D．电阻箱（最大阻值9999.9） E.多用电表 F.开关及导线若干 (1)为完成实验，先将表头G和电阻箱改装成量程为3V的电压表，作为改装酒精浓度表使用，则表头G与电阻箱应 联（选填“串”或“并”），的阻值调为 。 (2)如将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上2mA处，则电阻箱的阻值应调为 （结果保留一位小数）。 (3)完成步骤（2）后，某次测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在0.2mg/mL～0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶，即酒驾；酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在 （填“酒驾”或“醉驾”）范围内。 (4)使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大不可忽略，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题 13．远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为440kW，发电机的电压为220V。通过升压变压器升高电压至11kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为432kW。求： (1)输电线的总电阻r； (2)降压变压器的原、副线圈的匝数比。 14．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴，一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，M、N之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）电场强度E的大小和方向； （2）小球从A点抛出时初速度的大小； （3）小球从A点运动到N点的时间t。 15．如图，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l，电阻不计。左侧接有定值电阻R。质量为m、电阻为r的导体杆，以初速度滑轨道滑行，在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好。整个装置处于方向竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场中。 （1）若施加外力保持杆以的速度匀速运动，则导体杆上的电流方向是？导体杆两端的电压U是多少？ （2）不施加任何外力，在杆的速度从减小到的过程中，求： a．电阻R上产生的热量 b．通过电阻R的电量 （3）a．证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等 b．若杆的动能减小一半所用时间为，则杆的动量减小一半所用时间是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B【详解】A. 在无风的时候，颗粒会受到空气分子撞击而做无规则运动，故A错误； B. 布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动，所以该颗粒的无规则运动是布朗运动，故B正确； C. 颗粒越大，受到空气分子撞击就越不明显，无规则运动越弱，故C错误； D. 该颗粒的无规则运动反映的是空气分子的无规则运动，故D错误。故选B。 2．C【详解】由图（b）知 由法拉第电磁感应定律代入数据得E=2V 回路中线圈为电源，R为外电阻，有b、a之间的电势差则故选C。 3．A【详解】A．由线圈电流产生磁场的方向，结合右手螺旋定则，可知流过电流计的电流方向向左，故A正确； BD．由电容器极板间的场强E的方向，可知电容器上极板带正电，结合电流方向，可知电容器正在充电，电容器的电荷量正在增大，两板间的电压、电场强度都在增大，故BD错误； C．由LC振荡电路的规律可知线圈中的电流正在减小，线圈中的磁感应强度正在减小，故C错误。故选A。 4．B【详解】A．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，则电阻R中的电流方向每分钟变化6000次，故A错误； B．电流表示数为故B正确； C．图示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．线圈转动的角速度为故D错误。故选B。 5．C【详解】AB．接通S电源就开始给电路供电，所以灯泡A、B会同时变亮，故AB错误； C．待电路稳定后，由于线圈的电阻不计，B灯相当于与一段导线并联，被短路所以B灯将会熄灭，电源只给A灯供电，A灯将变得更亮，故C正确； D．再断开S时，A灯与电路断开将立即熄灭，而B灯与电感线圈构成闭合电路，由于线圈的自感现象，B灯会先亮一下后再熄灭，故D错误。故选C。 6．D【详解】AB．当时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙表示分子势能与分子间距离的关系，故AB错误； C．由题图甲可知，两分子从相距开始，随着分子间距离的增大，分子力先增大，然后一直减小，故C错误； D．在阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增大，分子势能减小，故D正确。故选D。 7．B【详解】A．根据右手定则可知，线框中的电流始终为逆时针方向，故A正确，不符合题意； B．正三角形高为a，由几何关系可知其边长为 根据法拉第电磁感应定律可知，t=0时刻，线框的感应电动势大小为故B错误，符合题意； C．感应电动势的平均值感应电流的平均值根据电流的定义式有 解得故C正确，不符合题意； D．最终线框恰好完全进入磁场，根据能量守恒定律有 故D正确，不符合题意。故选B。 8．AC【详解】A．由可知，原线圈两端电压最大值为 则有效值为根据电压与匝数比关系，有 解得副线圈两端的电压为 因电压表显示的示数是有效值，故电压表的示数为5V，故A正确； B．由可知，交变电流的周期为 交变电流一个周期内电流改变两次方向，所以1s内电流方向变化8次，故B错误； C．根据电功率公式可得变压器的输出功率为 所以原线圈的输出功率为5W，故C正确； D．因为变压器的匝数比不变，所以变压器的输出电压不变，所以若R增大，则电压表示数不变，故D错误。 故选AC。 9．AC【详解】A．根据法拉第电磁感应定律有 由题知圆环半径之比所以故A正确； B．根据电阻定律有所以电阻之比 则两线圈中感应电流之比故B错误； C．两线圈中感应电流的功率之比故C正确； D．当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，根据楞次定律和右手螺旋定则可知两线圈中感应电流的方向均为逆时针方向，故D错误。故选AC。 10．ACD【详解】A．根据题目描述“当沿x轴正方向射入时，粒子恰好垂直x轴离开磁场”可知粒子旋转方向为顺时针方向，轨迹圆心位于坐标原点，由几何关系可知半径。粒子轨迹如图所示 粒子在磁场中运动仅受洛伦兹力的作用，由洛伦兹力提供向心力可得 带入半径，。A正确； B．根据题目描述“当沿x轴正方向射入时，粒子恰好垂直x轴离开磁场”可知粒子旋转方向为顺时针方向，由左手定则判断洛伦兹力方向可知，粒子为正电荷。B错误； C．因为粒子运动速度大小不变，方向改变，则运动过程中圆周运动半径不变。由圆的几何性质可知，最短的弦所对圆心角最小。粒子轨迹如图所示 粒子由P点出发，由x轴离开磁场，最短的弦为点到直线的距离，即 设圆心为Q，则三角形PQO为等边三角形，圆心角 则粒子在磁场运动的最短时间为。C正确； D．根据圆的几何性质可知，粒子在圆周运动中所能到达的最远位置为圆的直径所在的位置。粒子轨迹如图所示 运动过程中圆周运动半径，则粒子离开磁场的位置到P点的最大距离为2L。D正确。故选ACD。 11． BDAECF 【详解】（1）[1]上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。 （2）[2][3]根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜面积为 1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为 油酸分子直径为 12．(1) 串 300.0(2)43.5(3)醉驾(4)偏小 【详解】（1）[1][2]要将表头G改装为3V电压表，需要串联电阻，根据电压表改装原理有 代入数据解得 （2）由题意，表头G电流为I=2mA时，传感器电阻为，电阻箱电压为 传感器电压为 则电路中电流为电阻箱的阻值为 （3）此时表头G中的实际电流为I=4.5mA，则电阻箱电压为 干路中的总电流为 传感器电压为此时传感器电阻为 由甲图可知，酒精气体浓度大于0.8mg/mL，属于醉酒驾驶。 （4）使用较长时间后，干电池电动势不变，内阻增大，同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，传感器分压减小，故所测得的酒精浓度值偏小。 13．(1)(2)【详解】（1）输电线上的电流 输电线上损失的功率又解得 （2）降压变压器的输入电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为 14．（1），方向竖直向上；（2）；（3） 【详解】（1）小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，有则 电场强度方向竖直向上； （2）小球做匀速圆周运动，设半径为r，由几何关系知 设小球做圆周运动的速率为v，有 由速度的合成与分解得得 （3）设小球到M点的竖直分速度为，则有； 在磁场中运动时间为 运动总时间为 15．（1）从M到N ，；（2）a．，b．；（3）a．见解析，b． 【详解】（1）根据右手定则可知，电流方向从M到N 感应电动势E=Blv0 感应电流 导体杆两端的电压 （2）a．设电路产热为Q，由能量守恒 串联电路中，产热与电阻成正比，可得 解得电阻R产热为b．设该过程所用时间为t，由动量定理 其中 解得通过R的电量为 （3）a．某时刻杆的速度为v（从开始分析亦可），则 感应电动势 感应电流 安培力 在很短时间内，由动量定理（为速度变化绝对值）可得 所以在任意短时间内速度变化的比例为 由于为定值，所以任何相等时间内速度变化的比例都相等； 所以从任何时刻开始计算，速度减小一半所用时间都相等。 b．动能减小一半，速度v减小为；由a中分析可得，速度从再减小到所用时间仍为；所以速度减小一半所用时间为，动量减小一半所有时间也为。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$