精品解析：贵州省黔南州2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

黔南州2024——2025学年度第二学期过程性质量监测 高二物理 注意事项： 1、本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。 3、选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑，若需改动，须擦净另涂；非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 在物理学发展过程中，以下关于科学家与其重大理论或发现匹配正确的是（　　） A. 安培首先发现了电流的磁效应 B. 奥斯特首先发现了磁生电现象 C. 楞次提出了电磁场理论 D. 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 2. 工程师在“智能城市”项目中研发了一款全息投影设备，用于实现3D交互界面。该设备的核心部件是一种新型梯形透明晶体材料，能够精确控制光线的折射路径。为了测试这种材料的光学性能，工程师使用一束波长为532nm的绿色激光，从空气（折射率≈1）中以某一角度照射晶体材料表面，并通过精密传感器测出相关夹角如图所示。根据这一数据，工程师计算出该晶体材料的折射率，以判断其是否符合设计要求。则该晶体的折射率为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 当时，随着的减小而减小 B. 当时，随着的增大而减小 C. 当时，分子势能最小 D. 当趋近无穷远时，分子势能最小 4. 如图所示的学校充值卡内置了NFC芯片和线圈，NFC芯片内存储着学生的身份信息、账户余额等数据。当充值卡靠近读卡器时，读卡器会发出特定频率的射频信号，充值卡内的线圈接收到该信号后，会产生感应电动势为NFC芯片所在的电路供电。已知学校充值卡内的线圈的单匝面积为，共50匝，总电阻为。若磁场垂直于线圈，磁感应强度的变化率大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈产生的感应电动势等于0.24V B. 线圈产生的感应电动势等于1.2V C. 线圈产生的感应电动势等于2.4V D. 线圈产生的感应电动势等于0.12V 5. 某小组为了研究不同类型交流电的加热效率，将两个完全相同的电阻A、B分别接入不同的电源装置；A两端的电压的变化规律如图甲所示，B两端的电压呈正弦规律变化如图乙所示。则A、B两电阻在一个周期内产生的热量之比为（　　） A. 5：4 B. 4：5 C. 16：5 D. 5：16 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程回到原状态，其p-T图像如图所示，其中bc与T轴平行，cd与T轴垂直，ba的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　） A. a→b的过程，气体的体积增大 B. b→c的过程，气体的体积不变 C. c→d的过程，气体的体积不变 D. d→a的过程，气体的体积减小 7. 发电站输出的正弦交流电通过升压变压器升压后向远处输送，再经降压变压器降压后向用户供电，以上过程可简化为如图。假设变压器均为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，输电线的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡L变亮 B. 电压表V示数变小 C. 输电线R上损失的功率变小 D. 电流表示数变大，电流表示数变小 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象反映了分子的无规则运动 B. 分子的无规则运动叫做布朗运动 C. 当气体温度升高时，所有气体分子的速率都增大 D. 液体表面层的分子之间的作用力表现为引力，使液体表面收缩 9. 2025年3月8日西藏日喀则市定日县发生4.7级地震，震源深度10千米。地震发生后仍有多次余震，下图是地震局收到的地震波解波后的某列简谐横波。该波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，此时介质中质点b向y轴正方向运动，时质点b第一次到达波峰。关于该波下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波长为2m C. 波速为0.5m/s D. 频率为4Hz 10. 如图所示，两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距，导轨电阻不计，导轨右端接有阻值为的电阻R。一根长度也为L、阻值的金属棒ab垂直于导轨放置，ab全部在导轨中间且与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。在金属棒ab到达导轨右端前，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒ab中电流的方向由b流向a B. 金属棒ab两端的电压为0.45V C. 电阻R的热功率 D. 水平外力大小 三、非选择题（本大题共5小题，共57分） 11. 某研究小组利用智能手机摄像头和图像处理软件，实时测量油膜面积来估算分子直径。实验步骤如下： a．将1mL油酸溶于无水乙醇，配制成500mL稳定溶液； b．用微量注射器（精度0.001mL）抽取溶液，在恒温水槽（温度可调）中的水面上逐滴添加，通过手机摄像头观察直至边缘不再扩展； c．拍摄油膜图像并导入软件，通过阈值分割和像素校准，计算油膜面积。 （1）若实验中共滴下3滴溶液形成单层油膜，且微量注射器显示每滴溶液的体积为0.004mL，单层油膜中纯油酸的体积为__________。 （2）通过校准得到油膜的实际面积是，油酸分子的直径约为__________m。 （3）在测量油膜面积时，本实验方法与传统痱子粉法相比的优点是：__________。（写出一条，合理即可） 12. NTC温控是一种用于控制吹风机温度的技术，通过热敏电阻来实现对温度的精确控制，防止过热伤害头发和头皮。某小组设计以下实验探究某品牌吹风机热敏电阻的阻值随温度变化的规律，从而计算该吹风机的高温断电对应的温度。可选实验器材如下： A．热敏电阻（）； B．电源（电动势，内阻不计）； C．电压表（量程，内阻为）； D．电压表（量程，内阻为）； E．毫安电流表A（量程，内阻不计）； F．滑动变阻器（）； G．滑动变阻器（）； H．开关，导线若干。 （1）为准确测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，设计了如图甲所示测量电路。电路中电压表应选__________，滑动变阻器应选__________。（均填写器材前字母） （2）在正确连接图甲电路后，闭合开关，当环境温度为27.5℃时，电压表读数如图乙所示，为__________V，电流表读数为4.0mA，此时热敏电阻的阻值为__________。 （3）不断改变调温箱温度，得到不同温度下的阻值的关系如下表所示： t/℃ 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 / 900.0 680.0 490.0 390.0 320.0 270.0 利用该热敏电阻制作高温断电装置，其电路原理如图丙所示，图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），断电系统（可看作内阻恒为的纯电阻）接在a、b之间，当a、b之间的输出电压高于5.0V时，系统便断电。结合上表可知当温度高于__________℃时系统会自动断电。 13. 某科技小组设计了一个“智能保温杯”，杯盖内部有一个可调节容积的密闭气腔。初始时，气腔容积为50.0mL，内部气体压强为，温度为。使用时，先将气腔压缩至25.0mL以增强密封性（假设压缩过程缓慢，温度保持不变）；随后倒入热水，气腔受热温度升至，同时因膨胀容积变为33.0mL。求：（绝对零度取） （1）压缩后气腔内的气体压强； （2）受热膨胀后气腔内的最终压强。（结果保留三位有效数字） 14. 如图所示，固定在水平地面上的光滑斜面，高度，斜面底端与光滑的水平面平滑连接。滑块A（质量）从斜面顶端由静止释放，下滑至水平面后与滑块B（质量）发生弹性碰撞。求：（滑块A、B均视为质点，滑块A经过斜面底端时无机械能损失，重力加速度g取） （1）滑块A到达斜面底端时的速度的大小； （2）碰撞后A、B两滑块的速度和的大小。 15. 在深空探测研究中，科学家利用飞船搭载的“星际尘埃分析仪”解析宇宙中带电微粒的组成及起源。其工作原理可简化为以下过程：高速带电粒子通过电场减速区，经场强为E、磁感应强度为B1的速度选择器筛选后，从小孔O垂直射入磁场偏转室，该区域存在磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。粒子在磁场作用下发生偏转，最终撞击终端探测器阵列（撞击点与O点的距离L可精确测量，视作已知量），不同L值形成独特的“指纹”信号，通过比对实测数据与理论模型，可实时解析微粒的组成及起源（如彗星挥发物或行星际尘埃），为研究宇宙演化提供关键线索。求：（忽略打到速度选择器两极板上的电荷的影响，不计粒子重力） （1）带电粒子进入磁场偏转室的速度大小； （2）带电粒子的比荷； （3）若该“星际尘埃分析仪”的比荷探测范围是，求探测器阵列的最小长度d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 黔南州2024——2025学年度第二学期过程性质量监测 高二物理 注意事项： 1、本试卷共6页，满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前将姓名、准考证号、座位号准确填写在答题卡指定的位置上。 3、选择题须使用2B铅笔将答题卡相应题号对应选项涂黑，若需改动，须擦净另涂；非选择题在答题卡上对应位置用黑色墨水笔或黑色签字笔书写。在试卷、草稿纸上答题无效。 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 在物理学发展过程中，以下关于科学家与其重大理论或发现匹配正确的是（　　） A. 安培首先发现了电流的磁效应 B. 奥斯特首先发现了磁生电现象 C. 楞次提出了电磁场理论 D. 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】D 【解析】 【详解】A．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故A错误； B．法拉第首先发现了磁生电现象，故B错误； CD．麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误，D正确。 故选D。 2. 工程师在“智能城市”项目中研发了一款全息投影设备，用于实现3D交互界面。该设备的核心部件是一种新型梯形透明晶体材料，能够精确控制光线的折射路径。为了测试这种材料的光学性能，工程师使用一束波长为532nm的绿色激光，从空气（折射率≈1）中以某一角度照射晶体材料表面，并通过精密传感器测出相关夹角如图所示。根据这一数据，工程师计算出该晶体材料的折射率，以判断其是否符合设计要求。则该晶体的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题图，根据折射定律可知，该晶体的折射率为 故选B。 3. 如图所示为分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 当时，随着的减小而减小 B. 当时，随着的增大而减小 C. 当时，分子势能最小 D. 当趋近无穷远时，分子势能最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图可知，当时，分子间的作用力表现为斥力，随着的减小而增大，故A错误； B．当时，分子间的作用力表现为引力，随着的增大先增大再减小，故B错误； CD．当分子间距离从无穷远逐渐减小时，在时，分子间的作用力表现为引力，引力做正功，分子势能逐渐减小；当时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能逐渐增大，所以当时，分子势能最小，故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示的学校充值卡内置了NFC芯片和线圈，NFC芯片内存储着学生的身份信息、账户余额等数据。当充值卡靠近读卡器时，读卡器会发出特定频率的射频信号，充值卡内的线圈接收到该信号后，会产生感应电动势为NFC芯片所在的电路供电。已知学校充值卡内的线圈的单匝面积为，共50匝，总电阻为。若磁场垂直于线圈，磁感应强度的变化率大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈产生的感应电动势等于0.24V B. 线圈产生的感应电动势等于1.2V C. 线圈产生的感应电动势等于2.4V D. 线圈产生的感应电动势等于0.12V 【答案】B 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势为 故选B。 5. 某小组为了研究不同类型交流电的加热效率，将两个完全相同的电阻A、B分别接入不同的电源装置；A两端的电压的变化规律如图甲所示，B两端的电压呈正弦规律变化如图乙所示。则A、B两电阻在一个周期内产生的热量之比为（　　） A. 5：4 B. 4：5 C. 16：5 D. 5：16 【答案】A 【解析】 【详解】设图甲电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 图乙电压有效值为 根据 可得A、B两电阻在一个周期内产生的热量之比为 故选A。 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程回到原状态，其p-T图像如图所示，其中bc与T轴平行，cd与T轴垂直，ba的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　） A. a→b的过程，气体的体积增大 B. b→c的过程，气体的体积不变 C. c→d的过程，气体的体积不变 D. d→a的过程，气体的体积减小 【答案】D 【解析】 【详解】根据理想气体状态方程可得 可得 可知图像上点与原点连线斜率为 由题图可知a→b的过程，气体的体积不变；b→c的过程，气体的体积增大；c→d的过程，气体的体积增大；d→a的过程，气体的体积减小。 故选D。 7. 发电站输出的正弦交流电通过升压变压器升压后向远处输送，再经降压变压器降压后向用户供电，以上过程可简化为如图。假设变压器均为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，输电线的总电阻为R。当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 灯泡L变亮 B. 电压表V示数变小 C. 输电线R上损失的功率变小 D. 电流表示数变大，电流表示数变小 【答案】B 【解析】 【详解】BC．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入电路阻值减小，则降压变压器副线圈总电阻减小，将降压变压器和副线圈负载看成一等效电阻，则有 由于升压变压器原线圈输入电压不变，所以升压变压器副线圈输出电压不变，根据 可知输电线上的电流增大，根据， 可知输电线R上损失的功率变大，降压变压器原线圈输入电压变小，则电压表V示数变小，故B正确，C错误； A．根据 可知降压变压器副线圈输出电压变小，则灯泡L变暗，故A错误； D．根据， 可知升压变压器原线圈电流增大，降压变压器副线圈电流增大，则电流表示数变大，电流表示数变大，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象反映了分子的无规则运动 B. 分子的无规则运动叫做布朗运动 C. 当气体温度升高时，所有气体分子的速率都增大 D. 液体表面层的分子之间的作用力表现为引力，使液体表面收缩 【答案】AD 【解析】 【详解】A．扩散是不同物质相互接触，彼此进入对方的现象，直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动，故A正确； B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，故B错误； C．当气体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，但不是所有气体分子的速率都增大，故C错误； D．在液体表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子之间的作用力表现为引力，使液体表面收缩，故D正确。 故选AD。 9. 2025年3月8日西藏日喀则市定日县发生4.7级地震，震源深度10千米。地震发生后仍有多次余震，下图是地震局收到的地震波解波后的某列简谐横波。该波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，此时介质中质点b向y轴正方向运动，时质点b第一次到达波峰。关于该波下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波长为2m C. 波速为0.5m/s D. 频率为4Hz 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时刻质点b向y轴正方向运动，由题图根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误； BCD．由题图可知该波的波长为；时质点b第一次到达波峰，则有 可得周期为，则波速为 频率为 故BC正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两根相互平行的光滑长直金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距，导轨电阻不计，导轨右端接有阻值为的电阻R。一根长度也为L、阻值的金属棒ab垂直于导轨放置，ab全部在导轨中间且与导轨间保持良好接触。导轨处于磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在水平外力的作用下以速度向右匀速运动。在金属棒ab到达导轨右端前，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒ab中电流的方向由b流向a B. 金属棒ab两端的电压为0.45V C. 电阻R的热功率 D. 水平外力大小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒ab中电流的方向由b流向a，故A正确； BCD．金属棒ab产生电动势为 回路中的电流为 则金属棒ab两端的电压为 电阻R的热功率为 根据平衡条件可知，水平外力大小为 故BD正确，C错误。 故选ABD。 三、非选择题（本大题共5小题，共57分） 11. 某研究小组利用智能手机摄像头和图像处理软件，实时测量油膜面积来估算分子直径。实验步骤如下： a．将1mL油酸溶于无水乙醇，配制成500mL稳定溶液； b．用微量注射器（精度0.001mL）抽取溶液，在恒温水槽（温度可调）中的水面上逐滴添加，通过手机摄像头观察直至边缘不再扩展； c．拍摄油膜图像并导入软件，通过阈值分割和像素校准，计算油膜面积。 （1）若实验中共滴下3滴溶液形成单层油膜，且微量注射器显示每滴溶液的体积为0.004mL，单层油膜中纯油酸的体积为__________。 （2）通过校准得到油膜的实际面积是，油酸分子的直径约为__________m。 （3）在测量油膜面积时，本实验方法与传统痱子粉法相比的优点是：__________。（写出一条，合理即可） 【答案】（1） （2） （3）油膜的测量值误差更小 【解析】 【小问1详解】 若实验中共滴下3滴溶液形成单层油膜，且微量注射器显示每滴溶液的体积为0.004mL，则单层油膜中纯油酸的体积为 【小问2详解】 通过校准得到油膜的实际面积是，油酸分子的直径为 【小问3详解】 本实验通过拍摄油膜图像并导入软件，通过阈值分割和像素校准，计算油膜面积，而传统痱子粉法通过数格子数计算油膜面积（大约半格的为1格，小半格的舍去），本实验方法与传统痱子粉法相比的优点是：油膜的测量值误差更小。 12. NTC温控是一种用于控制吹风机温度的技术，通过热敏电阻来实现对温度的精确控制，防止过热伤害头发和头皮。某小组设计以下实验探究某品牌吹风机热敏电阻的阻值随温度变化的规律，从而计算该吹风机的高温断电对应的温度。可选实验器材如下： A．热敏电阻（）； B．电源（电动势，内阻不计）； C．电压表（量程，内阻为）； D．电压表（量程，内阻为）； E．毫安电流表A（量程，内阻不计）； F．滑动变阻器（）； G．滑动变阻器（）； H．开关，导线若干。 （1）为准确测量热敏电阻在不同温度下的电阻值，设计了如图甲所示测量电路。电路中电压表应选__________，滑动变阻器应选__________。（均填写器材前字母） （2）在正确连接图甲电路后，闭合开关，当环境温度为27.5℃时，电压表读数如图乙所示，为__________V，电流表读数为4.0mA，此时热敏电阻的阻值为__________。 （3）不断改变调温箱温度，得到不同温度下的阻值的关系如下表所示： t/℃ 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 / 900.0 680.0 490.0 390.0 320.0 270.0 利用该热敏电阻制作高温断电装置，其电路原理如图丙所示，图中E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），断电系统（可看作内阻恒为的纯电阻）接在a、b之间，当a、b之间的输出电压高于5.0V时，系统便断电。结合上表可知当温度高于__________℃时系统会自动断电。 【答案】（1） ①. C ②. F （2） ①. 2.00 ②. 500 （3）60.0 【解析】 【小问1详解】 [1]由于电源电动势为，则电路中电压表应选C； [2]由于滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选择F。 【小问2详解】 [1]由图乙可知电压表读数为； [2]电流表读数为4.0mA，则此时热敏电阻的阻值为 【小问3详解】 当a、b之间的输出电压为5.0V时，则有 可得此时热敏电阻阻值为 根据表格数据可知，此时温度为，且温度越高，敏电阻阻值越小，a、b之间的输出电压越大；当a、b之间的输出电压高于5.0V时，系统便断电，可知当温度高于时系统会自动断电。 13. 某科技小组设计了一个“智能保温杯”，杯盖内部有一个可调节容积的密闭气腔。初始时，气腔容积为50.0mL，内部气体压强为，温度为。使用时，先将气腔压缩至25.0mL以增强密封性（假设压缩过程缓慢，温度保持不变）；随后倒入热水，气腔受热温度升至，同时因膨胀容积变为33.0mL。求：（绝对零度取） （1）压缩后气腔内的气体压强； （2）受热膨胀后气腔内的最终压强。（结果保留三位有效数字） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气腔被压缩过程，气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得 可得压缩后气腔内的气体压强为 【小问2详解】 随后倒入热水，气腔受热温度升至，同时因膨胀容积变为33.0mL，根据理想气体状态方程可得 其中， 可得受热膨胀后气腔内的最终压强为 14. 如图所示，固定在水平地面上的光滑斜面，高度，斜面底端与光滑的水平面平滑连接。滑块A（质量）从斜面顶端由静止释放，下滑至水平面后与滑块B（质量）发生弹性碰撞。求：（滑块A、B均视为质点，滑块A经过斜面底端时无机械能损失，重力加速度g取） （1）滑块A到达斜面底端时的速度的大小； （2）碰撞后A、B两滑块的速度和的大小。 【答案】（1） （2）； 【解析】 【小问1详解】 由动能定理 解得 【小问2详解】 A、B发生弹性碰撞，满足动量守恒 机械能守恒 解得 15. 在深空探测研究中，科学家利用飞船搭载的“星际尘埃分析仪”解析宇宙中带电微粒的组成及起源。其工作原理可简化为以下过程：高速带电粒子通过电场减速区，经场强为E、磁感应强度为B1的速度选择器筛选后，从小孔O垂直射入磁场偏转室，该区域存在磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。粒子在磁场作用下发生偏转，最终撞击终端探测器阵列（撞击点与O点的距离L可精确测量，视作已知量），不同L值形成独特的“指纹”信号，通过比对实测数据与理论模型，可实时解析微粒的组成及起源（如彗星挥发物或行星际尘埃），为研究宇宙演化提供关键线索。求：（忽略打到速度选择器两极板上的电荷的影响，不计粒子重力） （1）带电粒子进入磁场偏转室的速度大小； （2）带电粒子的比荷； （3）若该“星际尘埃分析仪”的比荷探测范围是，求探测器阵列的最小长度d。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在速度选择器中做直线运动，则 解得进入磁场偏转室时粒子的速度 【小问2详解】 粒子进入磁场偏转室做匀速圆周运动，则 其中L=2r 解得 【小问3详解】 由上述表达式可知 若该“星际尘埃分析仪”的比荷探测范围是 可得L的范围为 探测器阵列的最小长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $