精品解析：江苏省扬州市新华中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

扬州市新华中学2024-2025学年度第二学期 高二物理（选修）期中考试试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 磁场是为研究物理问题而假想的，实际并不存在 B. 安培最早发现了电流周围存在磁场 C. 法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系 D. 麦克斯韦通过实验证明了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场是真实存在的，A错误； B．奥斯特最早发现了电流周围存在磁场，B错误； C．法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，C正确； D．赫兹通过实验证明了电磁波的存在，D错误。 故选C。 2. 依据如图所示的“处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动”这一实验现象及相应规律设计的家用电器是（　　） A. 电风扇 B. 电饭锅 C. 电热水壶 D. 电磁炉 【答案】A 【解析】 【详解】处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动，这一实验现象及相应规律是：电流在磁场中受到磁场的作用力，导体棒在磁场力作用下发生运动。 A．电风扇的工作原理是：电流在磁场中受到安培力作用，通电线圈在磁场力作用下转动， A正确； BC．电饭锅、电热水壶都是根据电流的热效应制成的，BC错误； D．电磁炉是根据电磁感应原理制成的，D错误。 故选A。 3. 关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 温度降到0℃时，布朗运动会停止 C. 时间足够长，布朗运动将会逐渐变慢而停止 D. 布朗运动是永不停息的 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体小颗粒的无规则运动，而这种无规则运动是由液体（或气体）分子的无规则运动引起的，选项A错误； BCD．无论温度是多少，分子的无规则运动是永不停息的，所以布朗运动也是永不停息的，选项D正确，BC错误。 故选D。 4. 两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 时，两分子间的作用力表现为引力 B. 时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C. 时，两分子间的引力斥力都为0 D. 时，两分子间的引力随r的增大而增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．当时，分子间作用力表现为斥力，A错误； B．根据图像可知，当时，分子间作用力在随着距离的增大而增大，B正确； C．当时，引力和斥力相等，引力和斥力同时存在，C错误； D．当时，根据图像可知，分子间作用力在减小，D错误。 故选C。 5. 如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，棒运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，则棒中感应电动势说法正确的是（　　） A. a端电势高于b端电势 B. 金属棒两端无感应电动势 C. 感应电动势大小保持不变 D. 感应电动势大小逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据右手定则，导体棒做平抛运动，水平方向的速度切割磁感线产生电动势，b端电势高，A错误； BCD．导体棒做平抛运动，水平方向的速度切割磁感线产生电动势，则有 由于平抛运动水平方向上做匀速运动，所以产生的感应电动势大小不变，BD错误，C正确。 故选C。 6. 水平向右的匀强磁场中有一折线形导线，通有恒定电流，方向如图，、平行于磁场，处均为直角，已知，则该导线受到的安培力为（　　） A. 大小 方向垂直直面向外 B 大小 方向水平向右 C. 大小方向垂直直面向里 D. 大小 方向垂直直面向外 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则可知，只有bc段受到安培力，且方向垂直纸面向外，又因 故选A。 7. 如图，一理想自耦变压器左端接在输出电压恒定的正弦交流电上，P为滑动触头，初始位置位于线圈中点G， A1和A2为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 将P向下滑动，A1的示数将变小 B. 将P向下滑动，电阻R的功率变小 C. 将P向上滑动，A2的示数将减小 D. 将P向上滑动，原线圈功率增大 【答案】C 【解析】 详解】AB．滑片向下滑动，导致原线圈匝数降低，又因 所以副线圈的电压升高，又因 所以副线圈电流升高，又因 所以原线圈的电流升高，又因 所以电阻的功率升高，AB错误； CD．滑片向上滑动，导致原线圈匝数升高，又因 所以副线圈的电压降低，又因 所以副线圈的电流降低，又因 所以原线圈的电流降低，又因 所以原线圈的功率降低，C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，穿过线圈P的磁通量增加，则线圈P中感应电流的磁场与线圈M中电流的磁场方向相反，根据楞次定律可知，线圈P中感应电流方向与线圈M中电流方向相反，则二者相互排斥，故A错误； B．闭合开关，达到稳定后，穿过线圈P的磁通量保持不变，则感应电流为零，电流表的示数为零，故B错误； CD．断开开关瞬间，通过线圈P的磁场方向向右，磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向右，因此流过电流表的感应电流方向由b到a，故C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合后电路稳定前，A灯先亮、B灯缓慢变亮 B. 开关S闭合后电路稳定前，B灯先亮、A灯缓慢变亮 C. 电路稳定后断开开关S，A灯立即熄灭灯缓慢熄灭 D. 电路稳定后断开开关S，B灯立即熄灭、A灯闪亮后缓慢熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开关S闭合后，线圈对电流有阻碍作用，相当断路，则A灯、B灯一起亮，随后随着线圈的阻碍作用减小，A灯逐渐被短路，则A灯缓慢熄灭直到电路稳定，选项A、B均错误； CD．电路稳定后，断开开关S，B灯立即熄灭、因线圈中产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，在A灯中重新形成回路，则A灯闪亮后缓慢熄灭，选项D正确、C错误。 故选D。 10. 如图所示，两竖直平行边界内，匀强电场方向竖直（平行纸面）向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带负电小球从P点以某一速度垂直边界进入，恰好沿水平方向做直线运动。若增大小球从P点进入的速度但保持方向不变，则在小球进入的一小段时间内（　　） A. 小球的动能减小 B. 小球的电势能减小 C. 小球的重力势能增大 D. 小球的机械能增大 【答案】A 【解析】 【详解】带负电的小球在电磁场中做直线运动，小球共受到三个力作用：向下的重力G、向上的电场力F、向下的洛伦兹力f，这三个力都在竖直方向上，小球在水平直线上运动，所以小球受到的合力一定是零，小球做匀速直线运动。当小球的入射速度增大时，洛伦兹力增大，则电场力和重力不变，小球将向下偏转，电场力与重力的合力向上，且它们的合力对小球做负功，小球动能减小； 电场力对小球做负功，小球的机械能减小，电势能增大； 重力对小球做正功，重力势能减小。 故选A。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12 ~ 15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 关于“油膜法估测分子直径”的实验，回答以下问题： （1）此实验中使用到的研究方法是___________。 A. 等效替代法 B. 微元求和法 C. 理想模型法 D. 控制变量法 （2）以下实验操作：合理顺序是：_____________ A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数为N1，已知坐标纸上每个小方格面积为S，求出油膜面积（如图所示） B．向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 D．在体积为V1纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为V2 E．用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得N0滴溶液体积为V0。 （3）根据第（2）中各步提供的字母数据V1 V2 V0 N1 N0 S，可估算出油酸分子直径为d=___________。 （4）某同学在该实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能由于___________。 A. 油膜面积不稳定，油酸未完全散开 B. 计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度 C. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了 D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数多计了1滴 【答案】（1）C （2）DEBAC （3） （4）AB 【解析】 【小问1详解】 本实验中将分子看作球体且油膜分子按单层紧密排列体现的物理思想方法为理想化模型法，故选C。 【小问2详解】 油膜法估测分子的大小的步骤为：配制油酸酒精溶液，计算一滴溶液中纯油酸的体积，准备浅盘，描绘油膜形状，测油膜面积，算出薄膜厚度，最后计算分子直径，则上述实验步骤的合理顺序是DEBAC； 【小问3详解】 一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积 形成的油膜的面积为S总=N1S 可知油分子直径为 【小问4详解】 根据 A．油膜面积不稳定，油酸未完全散开，则S偏小，则测得的d偏大，故A正确； B．计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度，则V偏大，则d偏大，故B正确； C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了，则S偏大，则d偏小，故C错误； D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 的溶液滴数多计了1滴，则V偏小，则d偏小，故D错误。 故选AB。 12. 轿车在发生一定强度的碰撞时，安全气囊打开，产生气体（假设都是氮气）充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V，氮气密度为ρ，氮气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，假设安全气囊充气前体积可忽略不计，求： （1）充气后，该气囊中氮气分子的总个数； （2）充气后，该气囊中氮气分子间的平均距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气囊中氮气的质量，摩尔数，则分子的总个数 【小问2详解】 一个氮气分子占据的空间的体积 将此空间看作立方体，则氮气分子间的平均距离 13. 如图，一个边长为a、总电阻R的正方形单匝线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B均匀增大到2B，在此过程中，求： （1）线圈中感应电流方向及产生的感应电动势大小； （2）t时刻线圈所受安培力的大小。 【答案】（1）方向逆时针， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据楞次定律和右手螺旋定则，感应电流的磁场阻碍原磁场的增大，故感应电流方向为逆时针。 由法拉第电磁感应定律得 可得 其中，， 解得 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律得 可得 其中t时刻的磁感应强度为2B，L有效=a，则此时的安培力为 解得 14. 某款手摇点火器原理如图，当钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，手摇发电机线圈的面积S=0.25m2、匝数N=100匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100。求： （1）从图示位置转90°过程，线圈磁通量变化量； （2）当线圈的角速度ω=2rad/s时，电压表的示数为多少； （3）线圈角速度至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花。 【答案】（1）0.05Wb （2） （3）8rad/s 【解析】 【小问1详解】 图示位置，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，则从图示位置转90°过程，线圈磁通量变化量 解得 【小问2详解】 线圈转动产生感应电动势的最大值 由于线圈内阻不计，则电压表示数 解得 【小问3详解】 钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花，4000V为瞬时值，则有 其中， 结合上述有 解得 15. 某控制装置的简化原理如图，在xOy坐标平面的第一、四象限内分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、2B，在y轴上OA间均匀分布速度大小均为v0、方向沿x轴正方向进入磁场的大量同种离子。已知从A点进入的离子恰好打在O点，且OA长为h，设整个装置处于真空中，不计离子重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。 （1）求该种离子的带电性质和比荷； （2）从AO中点进入磁场的离子，其轨迹上的点横坐标为1.2h时，纵坐标为多少？ （3）求从y轴离开磁场的离子数与OA之间总离子数目之比（结果可用根号表示）。 【答案】（1）正电荷， （2）0.4h （3） 【解析】 【小问1详解】 如图甲所示 由左手定则可知该离子带正电； 由， 解得 【小问2详解】 从AO中点进入磁场的离子，其轨迹如图乙所示 当x=OD′=12h时，C′D′=3r1−x=0.3h 而C′E′=r1=0.5h 由勾股定理得 即纵坐标0.4h。 【小问3详解】 如图丙所示 设从E点进入磁场的离子进入第四象限；后轨迹恰好与y轴相切，易知离子在第四象限内做圆周运动的半径为在第一象限内做圆周运动的半径的一半，即 由， 得 由相似三角形可求得 所以 即从距O点处的E点入射的离子进入第四象限后轨迹恰好与y轴相切，刚好能不从y轴出磁场，则从AE段上入射的离子会从y轴负半轴出磁场，从EO段上入射的离子不会从y轴出磁场，且 由于离子均匀分布，因此从y轴离开磁场的离子数与总数目之比 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 扬州市新华中学2024-2025学年度第二学期 高二物理（选修）期中考试试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 磁场是为研究物理问题而假想的，实际并不存在 B. 安培最早发现了电流周围存在磁场 C. 法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系 D. 麦克斯韦通过实验证明了电磁波的存在 2. 依据如图所示的“处在磁场中的通电金属棒在导轨上运动”这一实验现象及相应规律设计的家用电器是（　　） A. 电风扇 B. 电饭锅 C. 电热水壶 D. 电磁炉 3. 关于布朗运动，下列说法正确是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 温度降到0℃时，布朗运动会停止 C 时间足够长，布朗运动将会逐渐变慢而停止 D. 布朗运动是永不停息的 4. 两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 时，两分子间的作用力表现为引力 B. 时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C. 时，两分子间的引力斥力都为0 D. 时，两分子间的引力随r的增大而增大 5. 如图，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，棒运动过程中始终保持水平。不计空气阻力，则棒中感应电动势说法正确的是（　　） A. a端电势高于b端电势 B. 金属棒两端无感应电动势 C. 感应电动势大小保持不变 D. 感应电动势大小逐渐增大 6. 水平向右的匀强磁场中有一折线形导线，通有恒定电流，方向如图，、平行于磁场，处均为直角，已知，则该导线受到的安培力为（　　） A 大小 方向垂直直面向外 B. 大小 方向水平向右 C. 大小方向垂直直面向里 D. 大小 方向垂直直面向外 7. 如图，一理想自耦变压器左端接在输出电压恒定的正弦交流电上，P为滑动触头，初始位置位于线圈中点G， A1和A2为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A. 将P向下滑动，A1的示数将变小 B. 将P向下滑动，电阻R的功率变小 C. 将P向上滑动，A2的示数将减小 D. 将P向上滑动，原线圈功率增大 8. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右 9. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈。下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合后电路稳定前，A灯先亮、B灯缓慢变亮 B. 开关S闭合后电路稳定前，B灯先亮、A灯缓慢变亮 C. 电路稳定后断开开关S，A灯立即熄灭灯缓慢熄灭 D. 电路稳定后断开开关S，B灯立即熄灭、A灯闪亮后缓慢熄灭 10. 如图所示，两竖直平行边界内，匀强电场方向竖直（平行纸面）向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带负电小球从P点以某一速度垂直边界进入，恰好沿水平方向做直线运动。若增大小球从P点进入的速度但保持方向不变，则在小球进入的一小段时间内（　　） A. 小球的动能减小 B. 小球的电势能减小 C. 小球的重力势能增大 D. 小球的机械能增大 二、非选择题：本题共5小题，共60分。其中第12 ~ 15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 关于“油膜法估测分子直径”的实验，回答以下问题： （1）此实验中使用到的研究方法是___________。 A. 等效替代法 B. 微元求和法 C. 理想模型法 D. 控制变量法 （2）以下实验操作：合理顺序是：_____________ A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数为N1，已知坐标纸上每个小方格面积为S，求出油膜面积（如图所示） B．向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉，将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 D．在体积为V1纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为V2 E．用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，测得N0滴溶液体积为V0。 （3）根据第（2）中各步提供的字母数据V1 V2 V0 N1 N0 S，可估算出油酸分子直径为d=___________。 （4）某同学在该实验中，计算出的分子直径明显偏大，可能由于___________。 A 油膜面积不稳定，油酸未完全散开 B. 计算纯油酸的体积时，忘记了将油酸酒精溶液的体积乘上溶液的浓度 C. 计算油膜面积时，将所有不足一格的方格全部数上了 D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液滴数多计了1滴 12. 轿车在发生一定强度的碰撞时，安全气囊打开，产生气体（假设都是氮气）充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V，氮气密度为ρ，氮气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，假设安全气囊充气前体积可忽略不计，求： （1）充气后，该气囊中氮气分子的总个数； （2）充气后，该气囊中氮气分子间的平均距离。 13. 如图，一个边长为a、总电阻R的正方形单匝线圈，线圈平面与匀强磁场垂直、且一半在磁场中。在时间t内，磁感应强度的方向不变、大小由B均匀增大到2B，在此过程中，求： （1）线圈中感应电流方向及产生的感应电动势大小； （2）t时刻线圈所受安培力的大小。 14. 某款手摇点火器原理如图，当钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花。已知匀强磁场磁感应强度B=0.2T，手摇发电机线圈的面积S=0.25m2、匝数N=100匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100。求： （1）从图示位置转90°过程，线圈磁通量变化量； （2）当线圈的角速度ω=2rad/s时，电压表的示数为多少； （3）线圈角速度至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花。 15. 某控制装置的简化原理如图，在xOy坐标平面的第一、四象限内分别有垂直于纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B、2B，在y轴上OA间均匀分布速度大小均为v0、方向沿x轴正方向进入磁场的大量同种离子。已知从A点进入的离子恰好打在O点，且OA长为h，设整个装置处于真空中，不计离子重力，不考虑离子间的碰撞和相互作用。 （1）求该种离子的带电性质和比荷； （2）从AO中点进入磁场的离子，其轨迹上的点横坐标为1.2h时，纵坐标为多少？ （3）求从y轴离开磁场的离子数与OA之间总离子数目之比（结果可用根号表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $