精品解析：广东省江门市新会第二中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

新会二中2024-2025学年第二学期期中考试 高二级（1、2班）物理科选择性必修二、三模块试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息地做无规则运动 B. 电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 C. 绕地球运行的“天和号”中漂浮的水滴几乎呈球形，这是水滴完全失重的结果 D. 在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 2. 关于对永动机的认识，下列说法正确的是（ ） A. 随着科技的不断发展，永动机是可以制成的 B. 永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器，它不需要对外做功 C. 两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的 D. 虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但仍不可制成 3. 分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值表示）。将两分子从相距r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从r=r2到r=r0分子力表现为斥力 B. 从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大 C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大 D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小 4. 双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A. 分子平均动能变小 B. 单位体积内分子的个数变少 C. 分子间距离都变小 D. 所有分子的运动速率都变小 5. 下列关于固体、液体的说法正确的是（　　） A. 毛细管中出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管 B. 晶体在熔化过程中温度保持不变，内能不变 C. 晶体沿不同方向的导电性能一定相同 D. 液体的表面张力方向总是与液面相切 6. 在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A. 密封气体压强高于外界气体压强 B. 图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C. 密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D. 密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c ，再回到状态a。下列说法正确的是（　　） A. 在过程ab中外界对气体做功 B. 在过程ab中气体的内能不变 C. 在过程ca中气体的温度降低 D. 在过程ca中气体从外界吸热 8. 一交流发电机产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线圈的磁通量最大 B. 该交变电流的表达式为 C. 额定电流为2A的用电器可以在此电流下正常工作 D. 发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为120J 二、多项选择题：（共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 新型汽车增设了AI人脸识别机，当有人靠近“人脸识别区”，摄像机会捕捉面部信息，判断是否是车主。根据以上信息，可实现这一功能的传感器可以是（ ） A. 声传感器 B. 光传感器 C. 温度传感器 D. 位移传感器 10. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，真空冶炼炉可以接高电压的交流电流 11. 金属探测仪内部电路可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路，某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，关于该时刻下列说法正确的是（　　） A. 电路中的电流正在减小 B. a点电势比b点电势高 C. 电容器所带电荷量正在减小 D. 线圈磁场能正在增大 三、实验题：（共16分，每空2分。） 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）实验室中有下列器材： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B.开关、导线若干 C.交流电压表 在本实验中，还需用到的器材有_________________（选填“直流电源”，“低压交流电源”）。 （2）某学生做实验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压____（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）若实验电路图如图（b）所示，实验时匝，匝，断开S，接通电源，观察到电压表的读数为6V，若可拆变压器可视为理想变压器，则：变压器的输入电压有效值为______________。 13. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中： （1）在该实验中，体现的物理思想方法是________（填字母）； A. 放大法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________（结果保留2位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是________（结果保留3位有效数字）． （3）某同学在计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、解答题：（共34分，共3小题，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分。） 14. 如图甲所示的汽缸内，用质量未知的活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸内空气柱长度为，初始温度为T0。如图乙所示，现把汽缸开口向上，竖直放在水平地面上，气体温度仍为T0，活塞静止时，汽缸内空气柱长度为（未知）。大气压强恒为，重力加速度为。活塞的横截面积为，它与汽缸之间无摩擦且不漏气。已知容器内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，C为已知常数。 （1）求活塞的质量； （2）若在如图乙所示状态下，对气体加热，使活塞缓慢上升，求在空气柱长度变为的过程中，气体吸收的热量Q。 15. 宇航员航宇服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为，温度为，压强为，其中为大气压强，求： （1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则航宇服内气体的体积； （2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。 16. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势的频率； （2）求线框中感应电动势的瞬时值表达式； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新会二中2024-2025学年第二学期期中考试 高二级（1、2班）物理科选择性必修二、三模块试卷 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 一、单项选择题：（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 布朗运动说明构成固体颗粒的分子在永不停息地做无规则运动 B. 电冰箱的工作过程表明，热量可以自发地从低温物体向高温物体传递 C. 绕地球运行的“天和号”中漂浮的水滴几乎呈球形，这是水滴完全失重的结果 D. 在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动说明液体的分子在永不停息地做无规则运动，故A错误； B．电冰箱的工作过程需要消耗电能，热量不能够自发地从低温物体向高温物体传递，故B错误； C．处于完全失重时，一切与重力有关的物理现象全部消失，绕地球运行的“天和号”中漂浮的水滴几乎呈球形，这是水滴在完全失重状态下表面张力作用的结果，故C错误； D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融的石英后却是非晶体，把晶体硫加热熔化，到入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一些时间又会转变成晶体硫，故D正确。 故选D。 2. 关于对永动机的认识，下列说法正确的是（ ） A. 随着科技的不断发展，永动机是可以制成的 B. 永动机指的是在摩擦力趋于零的条件下一直运动的机器，它不需要对外做功 C. 两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的 D. 虽然第二类永动机不违反能量守恒定律，但仍不可制成 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，故A错误； B．永动机需要对外做功，故B错误； D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，但仍不可制成，D正确； C．两类永动机的实质和工作原理是不相同的，故C错误。 故选D。 3. 分子间存在着相互作用的引力和斥力，分子间实际表现出的作用力是引力与斥力的合力。图甲是分子引力、分子斥力随分子间距离r的变化图像，图乙是实际分子力F随分子间距离r的变化图像（斥力以正值表示，引力以负值表示）。将两分子从相距r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从r=r2到r=r0分子力表现为斥力 B. 从r=r2到r=r1分子间的作用力的大小先减小后增大 C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大 D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由题图可知，从r=r2到r=r0分子力表现为引力，且大小先增大后减小；从r=r0到r=r1分子力表现为斥力，且大小逐渐增大，故AB错误； C．从r=r2到r=r0分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能逐渐减小，故C错误； D．从r=r2到r=r1分子力先表现为引力，后表现为斥力，分子力先做正功，后做负功，分子动能先增大后减小，故D正确。 故选D。 4. 双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A. 分子平均动能变小 B. 单位体积内分子的个数变少 C. 分子间距离都变小 D. 所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。 故选 A。 5. 下列关于固体、液体的说法正确的是（　　） A. 毛细管中出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管 B. 晶体在熔化过程中温度保持不变，内能不变 C. 晶体沿不同方向的导电性能一定相同 D. 液体的表面张力方向总是与液面相切 【答案】D 【解析】 【详解】A．毛细现象的产生与液体是否浸润毛细管无关。浸润时液体在毛细管中上升（如水在玻璃管中），不浸润时液体下降（如水银在玻璃管中），两者均属于毛细现象，故A错误； B．晶体熔化时虽然温度保持不变（熔点），但需要持续吸收热量，内能增加。内能包括分子势能和动能，温度不变说明动能不变，但熔化过程中分子间距增大，势能增加，因此内能增大，故B错误； C．单晶体具有各向异性，不同方向的导电性能可能不同（如石墨沿层状结构和垂直方向的导电性差异）；多晶体因晶粒排列无序，导电性各向同性。因此“一定相同”的表述不准确，故C错误； D．表面张力的方向始终与液面相切，并垂直于液面边界的任意线段。例如，表面张力使液滴收缩成球形，其作用方向沿液面切线方向，故D正确。 故选D。 6. 在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A. 密封气体压强高于外界气体压强 B. 图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C. 密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D. 密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 【答案】D 【解析】 【详解】AC．设液柱的质量为，横截面积为，外界大气压强为，对液柱分析，密封气体压强。因此密封气体压强低于外界气体压强，且吸管内部压强不变。由可知，密封气体温度升高，体积就会变大，分子数密度就会减小，因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度。故A、C错误； B．由图可知，液体在吸管内呈下凹状，液体与吸管内壁是浸润的。故B错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。因此密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能。故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a经过等容、等温、等压三个过程，先后达到状态b、c ，再回到状态a。下列说法正确的是（　　） A. 在过程ab中外界对气体做功 B. 在过程ab中气体的内能不变 C. 在过程ca中气体的温度降低 D. 在过程ca中气体从外界吸热 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图可知，ab过程中，体积不变，外界对气体不做功（气体对外界也不做功），压强增大，根据查理定律 可知，气体的温度升高，内能增大，AB错误； CD．在ca过程中，气体的压强不变，体积减小，根据盖-吕萨克定律 可知，气体的温度降低，气体放出热量，C正确，D错误。 故选C。 8. 一交流发电机产生的正弦式交变电流的电流i随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时穿过线圈的磁通量最大 B. 该交变电流的表达式为 C. 额定电流为2A的用电器可以在此电流下正常工作 D. 发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为120J 【答案】D 【解析】 【详解】A．时流过线圈的电流最大，此时穿过线圈的磁通量变化率最大，磁通量为零，故A错误； B．该交变电流的表达式为 代入数据可得 故B错误； C．改交变电流的最大值为，则有效值为 则额定电流为2A的用电器可以在此电流下不能正常工作，故C错误； D．发电机负载上1Ω的定值电阻1min内产生的热量为 代入数据可得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：（共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 9. 新型汽车增设了AI人脸识别机，当有人靠近“人脸识别区”，摄像机会捕捉面部信息，判断是否是车主。根据以上信息，可实现这一功能的传感器可以是（ ） A. 声传感器 B. 光传感器 C. 温度传感器 D. 位移传感器 【答案】BD 【解析】 【详解】当有人靠近“人脸识别区”，摄像机会捕捉面部信息，该过程位移和光线发生了变化，可实现这一功能的传感器可以是光传感器和位移传感器。 故选BD。 10. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图1中， B. 图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C. 图3中，电容器中电场的能量正在增大 D. 图4中，真空冶炼炉可以接高电压的交流电流 【答案】CD 【解析】 【详解】A．理想变压器原副线圈与匝数的关系为 故A错误； B．从图2所示位置转动至线框与磁感线垂直的过程中，逐渐转向中性面，因此线框中的电动势逐渐减小，故B错误； C．电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，根据线圈的磁场方向结合安培定则可知电流流向正极板，因此电容器正在充电，电场的能量正在增大，故C正确； D．真空冶炼炉可以接高电压的交流电流，使铁块中产生涡流，在铁块中产生大量热量，从而冶炼金属。故D正确。 故选CD。 11. 金属探测仪内部电路可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路，某时刻电流方向和电容器极板间电场方向如图所示，关于该时刻下列说法正确的是（　　） A. 电路中的电流正在减小 B. a点电势比b点电势高 C. 电容器所带电荷量正在减小 D. 线圈磁场能正在增大 【答案】AB 【解析】 【详解】电容器中场强向下，电容器上极板带正电，根据回路电流方向可知，电容器正在充电，电容器电荷量在增大，电容器两极板的电场增强，电场能在增加，根据能量守恒定律可知，磁场能在减小，回路电流在减小，a点与正极板相连，b与负极板相连，则a点电势比b点电势高，故AB正确，CD错误。 故选AB。 三、实验题：（共16分，每空2分。） 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）实验室中有下列器材： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B.开关、导线若干 C.交流电压表 在本实验中，还需用到的器材有_________________（选填“直流电源”，“低压交流电源”）。 （2）某学生做实验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压____（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）若实验电路图如图（b）所示，实验时匝，匝，断开S，接通电源，观察到电压表的读数为6V，若可拆变压器可视为理想变压器，则：变压器的输入电压有效值为______________。 【答案】（1）低压交流电源 （2） ①. 增大 ②. 减小 （3）12V 【解析】 【小问1详解】 根据变压器原理可知，该实验还需用到的器材是低压交流电源。 【小问2详解】 [1]某学生做实验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，因原、副线圈电压和匝数成正比，即，则会观察到副线圈两端的电压增大； [2]然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，根据原、副线圈电压和匝数成正比，可知将观察到副线圈两端的电压减小。 【小问3详解】 实验时匝，匝，断开S，接通电源，观察到电压表的读数为6V，若可拆变压器可视为理想变压器，根据 可得变压器的输入电压有效值为 13. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中： （1）在该实验中，体现的物理思想方法是________（填字母）； A. 放大法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为80个，可以估算出油膜的面积是________（结果保留2位有效数字），由此估算出油酸分子的直径是________（结果保留3位有效数字）． （3）某同学在计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，这一操作会导致实验测得的油酸分子直径________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）B （2） ①. 0.032 ②. （3）偏大 【解析】 【详解】（1）在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是：理想模型法。 故选B。 （2）[1]在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，油膜的面积 [2]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 油酸分子的直径为 （3）因为油酸分子直径，舍去了所有不足一格的方格会导致油膜面积测量值偏小，所以油酸分子直径测量值会偏大。 四、解答题：（共34分，共3小题，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分。） 14. 如图甲所示的汽缸内，用质量未知的活塞封闭着一定质量的理想气体，汽缸内空气柱长度为，初始温度为T0。如图乙所示，现把汽缸开口向上，竖直放在水平地面上，气体温度仍为T0，活塞静止时，汽缸内空气柱长度为（未知）。大气压强恒为，重力加速度为。活塞的横截面积为，它与汽缸之间无摩擦且不漏气。已知容器内气体内能变化量与温度变化量的关系式为，C为已知常数。 （1）求活塞的质量； （2）若在如图乙所示状态下，对气体加热，使活塞缓慢上升，求在空气柱长度变为的过程中，气体吸收的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽缸竖直放置时，对活塞受力分析，有，解得 汽缸从水平放置到竖直放置，气体发生等温变化，由玻意耳定律得 联立解得活塞的质量为 【小问2详解】 若汽缸竖直放在水平地面上时对气体加热，气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 解得 由得气体的内能变化量 由知外界对气体做的功 根据热力学第一定律 解得气体吸收的热量为 15. 宇航员航宇服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为，温度为，压强为，其中为大气压强，求： （1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则航宇服内气体的体积； （2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气体的压强不变，气体等压变化 解得 【小问2详解】 气体的温度保持为不变，气体等温变化，则 解得 进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为 16. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势的频率； （2）求线框中感应电动势的瞬时值表达式； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】（1） （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 线框中感应电动势的频率为 【小问2详解】 从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为 【小问3详解】 根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知电阻R上消耗的电功率为 根据理想变压器电压比等于匝数比，可得 可得副线圈两端电压为U2=40V 根据 可得电阻R的阻值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $