精品解析：湖北省十堰市六县市区一中教联体2024-2025学年高二下学期4月联考物理试卷

2024-2025学年湖北省十堰市六县市区一中教联体高二（下）联考 物理试卷（4月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的 B. 用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力 C. 分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大 D. 当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 2. 如图1所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手沿垂直绳方向上下抖动，在绳上就形成了一列横波，在绳波传播的路径中放置两个带有狭缝的栅栏；如图2所示的两幅图像，透过两块偏振片、观察日光灯灯光，保持不动，旋转，下列说法正确的是（　　） A. 图1是来演示机械横波的衍射现象 B. 当栅栏狭缝与绳的振动方向平行或垂直时，绳波都能通过狭缝 C. 图2是来演示光的偏振现象，并由此说明光是一种纵波 D. 当与平行时，透射光的强度最大，由此转过，透射光的强度最小 3. 已知阿伏加德罗常数为NA（mol-1），某气体物质的摩尔质量为M（kg/mol），该物质的密度为ρ（kg/m3），则下列叙述中正确的是（　　） A. 该物质1个分子的质量是 B. 该物质1个分子大小是 C. 1 kg该物质所含的分子个数是ρNA D. 1 kg该物质所含的分子个数是NA 4. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程，线圈L中磁场能在增大 C. 过程，线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 5. 为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，电阻为r的单匝金属直角线框abcd放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值为R。线框绕ad连线以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，则（　　） A. 线框每转一圈，回路电流方向改变一次 B. 回路中产生的感应电动势有效值为 C. a、d两点间的电压为 D. 周期内通过R的电荷量为 7. 制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅（）薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为（　　） A. 1680nm B. 1890nm C. 2520nm D. 3780nm 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经回到初始状态，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在过程中气体的内能保持不变 B. 在过程中外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 C. 在过程中气体吸收的热量等于过程中气体向外界放出的热量 D. 在过程中气体做的功为 9. 如下图，水面下方有一固定线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹角满足，水对该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，从水面上方看，该区域的形状可能为（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定交变电源。定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大阻值为9R，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 B. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大 C. 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持位置不变，向下缓慢滑动过程中，消耗的功率先增大后减小 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住__________（选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置____________（选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n=____________________。 12. 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）。 （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是______ （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为______（用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图上描点，绘制关系图线______； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为200mV，则大小是______N（重力加速度取，保留2位有效数字）； 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。 （1）求细管的长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 14. 如图是带锯齿形的光学透明元件的横截面图，，，锯齿的宽度、高度均为，锯齿边界彼此垂直，A点到界面的垂直距离即A点到点的距离也为。一条光线沿图中A点垂直竖直锯齿边射入介质中，光线在点所在的边界恰好发生全反射，真空中的光速为。，，求： （1）透明介质材料的折射率； （2）光在介质中传播的时间（不考虑多次反射）。 15. 如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 （1）求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小 （2）推导活塞从a处到b处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种） （3）画出封闭气体变化的图像，并标出a、b处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过程，已知） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年湖北省十堰市六县市区一中教联体高二（下）联考 物理试卷（4月） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的 B 用打气筒向篮球内充气时需要用力，说明气体分子间有斥力 C. 分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大 D. 当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．水中花粉颗粒的布朗运动是由水分子的无规则运动引起的，选项A正确； B．用打气筒向篮球内充气时需要用力，这是气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项B错误； C．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而减小，选项C错误； D．当分子力表现为斥力时，分子距离变大时，分子力做正功，则分子势能减小，即分子势能随分子间距离的增大而减小，选项D错误。 故选A。 2. 如图1所示的两幅图像，用手握住绳的一端，另一端固定，手沿垂直绳方向上下抖动，在绳上就形成了一列横波，在绳波传播的路径中放置两个带有狭缝的栅栏；如图2所示的两幅图像，透过两块偏振片、观察日光灯灯光，保持不动，旋转，下列说法正确的是（　　） A. 图1是来演示机械横波的衍射现象 B. 当栅栏的狭缝与绳的振动方向平行或垂直时，绳波都能通过狭缝 C. 图2是来演示光的偏振现象，并由此说明光是一种纵波 D. 当与平行时，透射光的强度最大，由此转过，透射光的强度最小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对图1，手沿垂直于绳方向的上下抖动，在绳上就形成了横波，当狭缝的方向与绳的振动方向相同时，绳上横波可以传过去，狭缝的方向与绳的振动方向垂直时，绳上横波不能通过，这种现象叫作机械横波的偏振，故AB错误； CD．对图2，旋转Q，当Q与P平行，透射光的强度最大，由此转过90°，透射光的强度最小，该现象表明光是一种横波，能发生偏振现象，故C错误，D正确。 故选D。 3. 已知阿伏加德罗常数为NA（mol-1），某气体物质的摩尔质量为M（kg/mol），该物质的密度为ρ（kg/m3），则下列叙述中正确的是（　　） A. 该物质1个分子的质量是 B. 该物质1个分子大小是 C. 1 kg该物质所含的分子个数是ρNA D. 1 kg该物质所含的分子个数是NA 【答案】D 【解析】 分析】 【详解】A．该物质1个分子的质量是，选项A错误； B．该物质1个分子运动占据的空间的大小是，选项B错误； CD．1 kg该物质所含的分子个数是NA，选项C错误，D正确。 故选D。 4. 图甲为智能停车位，车位地面预埋有自感线圈L和电容器C构成LC振荡电路。当车辆靠近自感线圈L时，相当于在线圈中插入铁芯，使自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率变化。智能停车位计时器根据振荡电流频率变化，进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻电容器C所带电量为零 B. 过程，线圈L中磁场能在增大 C. 过程，线圈L的自感电动势在增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，故A错误； B．过程，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能向电场能转化，线圈Ｌ中磁场能在减小，故B错误； C．过程，电流变化的速率越来越大，线圈L的自感电动势在增大，故C正确； D．由图乙可知，震荡电路的周期变大，根据可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。 故选C。 5. 为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为 解得 图二的有效值为 接在阻值大小相等的电阻上，因此 故选B。 6. 如图所示，电阻为r的单匝金属直角线框abcd放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值为R。线框绕ad连线以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，则（　　） A. 线框每转一圈，回路电流方向改变一次 B. 回路中产生的感应电动势有效值为 C. a、d两点间的电压为 D. 周期内通过R的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈产生的是正弦交流电，正弦交流电在一个周期内方向改变2次。故A错误； BC．回路中产生的感应电动势有效值为 a、d两点间的电压为路端电压为 故B正确；C错误； D．周期通过的电荷量为 故D正确。 故选D。 7. 制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅（）薄膜的厚度，把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图甲所示的劈尖，用波长的激光从上方照射劈尖，观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，且二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹，二氧化硅的折射率为1.5，则二氧化硅薄膜的厚度为（　　） A. 1680nm B. 1890nm C. 2520nm D. 3780nm 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，由于二氧化硅的折射率为1.5，则激光在二氧化硅中的波长为 观察到在腐蚀区域内有8条暗纹，则二氧化硅斜面转为平面的棱MN处是亮纹是第9条，设二氧化硅薄膜的厚度为，则有 联立解得 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 一定质量的理想气体从状态开始，经回到初始状态，其图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在过程中气体的内能保持不变 B. 在过程中外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量 C. 在过程中气体吸收的热量等于过程中气体向外界放出的热量 D. 在过程中气体做的功为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．根据 可知，在过程中气体的温度先升高后降低，故内能先增大后减小，故A错误； B．在过程中，温度降低，内能减小，体积变小，外接对气体做功，根据热力学第一定律，在过程中外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故B正确； C．a、b两点温度相同，在过程中气体做功为零，而过程中外界对气体做功，两次内能变化量大小相同，根据热力学第一定律，在过程中气体吸收的热量不等于过程中气体向外界放出的热量，故C错误； D．根据图像与横轴围成面积代表功可知，在过程中气体做的功为 故D正确。 故选BD。 9. 如下图，水面下方有一固定的线状单色光源S，光源倾斜放置，和竖直方向夹角满足，水对该光的折射率为1.33。光源发出的光到达水面后有一部分可以直接透射出去，从水面上方看，该区域的形状可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】根据 解得 如图所示 点光源对应的透射区域为为半径，为圆心的圆形区域，其中临界角约为；当时上下端点的透射区对应的大小圆恰好内切；当时大小圆相交，反之大圆包含小圆。 故选AC。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大阻值为9R，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　） A. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 B. 保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率增大 C. 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大 D. 保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率先增大后减小 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为2，则副线圈的电流为2I，则有 则变压器原线圈的电压有效值为 设输入交流电的电压有效值为，则 可得 向左缓慢滑动的过程中，I不断变大，根据欧姆定律 可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数U变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故A错误，B正确； CD．设原副线圈的匝数比为n，则有 则 整理可得 向下缓慢滑动的过程中，n不断变大，则I变小，对有 可知U不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率 整理 可知时，消耗的功率有最大值，消耗的功率先增大，后减小，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共18分。 11. 如图所示，用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖（侧面分别记为A和 B、顶角大小为）的折射率。 ①在白纸上画一条直线ab，并画出其垂线cd，交于O点； ②将侧面A沿ab放置，并确定侧面B的位置ef ③在cd上竖直插上大头针P1和P2，从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2，插上大头针P3，要求P3能挡住__________（选填“P1”、“P2”或“P1和P2”）的虚像； ④确定出射光线的位置____________（选填“需要”或“不需要”第四枚大头针； ⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线ef的夹角为α，则玻璃砖折射率 n=____________________。 【答案】 ①. P1和P2 ②. 不需要 ③. 【解析】 【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像； ④[2]cd与ab垂直，则过P1和P2的光线与ab垂直，光垂直入射时传播方向不变，可确定ef边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要插第四枚大头针； ⑤[3]根据几何关系可知入射角为，折射角为，如图所示 故 12. 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图（a）所示，为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，间连接电压传感器（内阻无穷大）。 （1）先用欧姆表“”挡粗测的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是______ （2）适当调节，使电压传感器示数为0，此时，的阻值为______（用表示）； （3）依次将的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读出电压传感器示数U，所测数据如下表所示： 次数 1 2 3 4 5 6 砝码质量 电压 0 57 115 168 220 280 根据表中数据在图上描点，绘制关系图线______； （4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为200mV，则大小是______N（重力加速度取，保留2位有效数字）； 【答案】（1）1000 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 先读取最上面一排刻度的读数，再乘以倍率，即； 【小问2详解】 使电压传感器示数为0，就是让和两端的电压相等，根据串联分压得： 可以求解； 【小问3详解】 根据表中数据在图上描点，绘制关系图线，注意用顺次平滑曲线连接各个点，如下图所示： 【小问4详解】 由图像可知，当电压传感器的读数为200mV时，所放物体质量为，则 四、计算题：本大题共3小题，共30分。 13. 如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0cm。若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。已知大气压强为76cmHg，环境温度为296K。 （1）求细管长度； （2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。 【答案】（1）41cm；（2）312K 【解析】 【分析】以“液柱”为模型，通过对气体压强分析，利用玻意耳定律和盖-吕萨克定律求得细管长度和温度，找准初末状态、分析封闭气体经历的变化时关键。易错点：误把气体长度当成细管长度。 【详解】（1）设细管的长度为L，横截面的面积为S，水银柱高度为h；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h，被密封气体的体积为V，压强为p；细管倒置时，气体体积为V1，压强为p1。由玻意耳定律有 pV=p1V1 由力的平衡条件可得，细管倒置前后后，管内气体压强有 p=p0+ρgh=78cmHg，p1S=p0S–ρghS=74cmHg 式中，ρ、g分别为水银密度和重力加速度的大小，p0为大气压强。由题意有 V=S（L–h1–h），V1=S（L–h） 联立解得 L=41cm （2）设气体被加热前后的温度分别为T0和T，由盖–吕萨克定律有 则 T=312K 14. 如图是带锯齿形的光学透明元件的横截面图，，，锯齿的宽度、高度均为，锯齿边界彼此垂直，A点到界面的垂直距离即A点到点的距离也为。一条光线沿图中A点垂直竖直锯齿边射入介质中，光线在点所在的边界恰好发生全反射，真空中的光速为。，，求： （1）透明介质材料的折射率； （2）光在介质中传播的时间（不考虑多次反射）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，作出光路图。 根据几何关系可得，临界角为 透明介质材料的折射率为 （2）根据几何关系 光在介质中传播速度为 光在介质中传播的时间 15. 如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为5mm的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 （1）求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小 （2）推导活塞从a处到b处封闭气体经历的变化（等温变化、等压变化、等容变化中的一种） （3）画出封闭气体变化的图像，并标出a、b处坐标值；求出该过程气体对外界做的功。（不要求计算过程，已知） 【答案】（1）50N （2）封闭气体做等温变化 （3），36.9J 【解析】 小问1详解】 活塞位于b处时，根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强  ，故此时封闭气体对活塞的压力大小为 【小问2详解】 根据题意可知  图线为过原点的直线，设斜率为k，可得 根据   可得气体压强为 故可知活塞从a处到b处对封闭气体得 该过程中封闭气体的 pV 值恒定不变，故封闭气体做等温变化。 【小问3详解】 分析可知全过程中气体做等温变化，开始在b处时 在b处时气体体积为 在a处时气体体积为 根据玻意耳定律 解得 故封闭气体等温变化的  图像如下 p关于V的函数关系式为，由 图像与坐标轴围成面积为气体做功可知函数为的导函数，即 则 从a处到b处气体做功 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $