黑龙江省哈尔滨市南岗区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

哈尔滨市南岗区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理学科试题
一、单选题（每题4分，每题只有一个选项符合题目要求，错选不得分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
B．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越剧烈
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，单位时间内分子与单位面积器壁碰撞次数随温度降低而减少
D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
2．关于温度与分子的动能，下列说法正确的是（ ）
A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B．物体的内能等于物体的重力势能和动能的总和
C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
3．若以M表示水的摩尔质量，表示液态水的摩尔体积，表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，为液态水的密度，为标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和分子自身体积，下面四个关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，两根粗细相同、两端开口的足够长直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着温度相同的空气，空气柱长度，水银柱长度，今使封闭气柱升高相同的温度（外界大气压保持不变），则两管中气柱上方水银柱的移动情况是（ ）
A．均向上移动，B中水银柱移动较多 B．均向上移动，A中水银柱移动较多
C．均向下移动，B中水银柱移动较多 D．均向上移动，两管中水银柱移动情况相同
5．如图甲所示，理想变压器原线圈输入交变电压，电压随时间变化的规律如图乙所示，S为单刀双掷开关，电流表、电压表均为理想电表，为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小。S掷在a时，原、副线圈匝数比为，则以下分析正确的是（ ）
A．S接在a端，电压表示数为
B．S接在a端，温度升高时，电流表示数变大，电压表示数变小
C．S接在a端，温度升高时，变压器原线圈输入功率变大
D．S由接a端转换为接b端时，电压表示数变大
6．如图所示，有一等腰直角三角形的区域ABC，其斜边长BC为2L，高AD为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，AC、DE是圆的两条互相垂直的直径，在A点有一个粒子源，沿与AC成45°斜向上垂直磁场的方向射出各种不同速率的粒子，粒子的质量均为m，电荷量均为q，所有粒子均从CD段四分之一圆弧射出磁场，不计粒子的重力，则从A点射出的粒子速率满足的条件是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．棒产生的电动势为 B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的电功率为 D．电容器所带的电荷量为
二、多选题（每题4分，每题有多个选项符合题目要求，全选对得4分，少选得2分，选错、多选或不选不得分）
9．下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，状态①的温度更高，与横轴所围面积更大
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C．由图丙可知，当分子间的距离时，随分子间距离增大，分子间的作用力先减小后增大
D．由图丁可知，在r由变化到的过程中，分子势能减小，分子力做正功
10．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．a→b过程中，气体体积变小，温度降低 B．b→c过程中，气体温度不变，体积变小
C．c→a过程中，气体体积变小，压强增大 D．c→a过程中，气体温度升高，体积不变
11．在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为正值，则（ ）
A．0至0.5ms内，电容器C正在充电 B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电
C．1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高 D．1.5ms至2ms内，磁场能在减少
12．如图所示的火警报警装置，为热敏电阻，电源内阻不计，若温度升高，则的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加。当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法中正确的是（ ）
A．要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B．要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势
C．要使报警的临界温度升高，可以把的滑片P适当向下移
D．要使报警的临界温度降低，可以把的滑片P适当向下移
13．将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上，内有可自由移动的光滑轻质活塞，活塞通过轻绳与放置在水平面上的重物相连，重物的质量为m，初始时轻绳处于张紧状态，现将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离气缸底部为L。之后，缸内气体缓慢冷却至环境温度时，重物上升的高度为。已知环境温度恒为27℃，外界大气压为，缸内气体可以看作是理想气体，则（ ）
A．重物离开地面后，气体压强为
B．重物离开地面后，气体压强为
C．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度可能为120℃
D．酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度可能为140℃
14．在竖直面内存在着两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，两磁场宽度均为L，如图所示。一质量为m、边长为L的单匝正方形线框abcd从磁场上方某高处由静止下落，ab边刚进入磁场Ⅰ时，线框恰好做匀速直线运动。ab边进入磁场Ⅱ运动一段时间后再次做匀速直线运动，此时ab边未离开磁场Ⅱ。线框电阻为R，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．ab边刚进入磁场Ⅰ时，ab两点间电压为
B．线框穿过两磁场边界MN的过程中，通过线框的电荷量为
C．线框再次匀速运动时的速度大小
D．线框穿过磁场Ⅰ的过程中产生的焦耳热为
三、实验题（15题4分，16题8分，共12分）
15．如图甲是“用传感器DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。主要步骤如下：
①将压强传感器调零；
②在活塞上均匀涂抹润滑油，把活塞移至注射器满刻度处；
③逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；
④推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V，以及相应的压强传感器示数p。
（1）实验操作中，活塞上均匀涂抹润滑油，主要目的是为了______；
（2）为了保持封闭气体的温度恒定，下列措施可行的是______；
A．注射器必须固定在竖直平面内 B．用手握注射器推拉活塞 C．缓慢推动活塞
（3）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以______为横坐标在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是：______（答一种即可）。
16．在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.0mL注入1000mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到1000mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细痱子粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓；
④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为2.0cm的方格纸上。
（1）利用上述具体操作中的有关数据可知，油酸膜的面积是______，估测出油酸分子的直径是______m（此空保留一位有效数字）。
（2）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于______
A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数少记了2滴
B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C．水面上痱子粉撒的较多，油酸膜没有充分展开
D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长
（3）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为______。
四、解答题（17题9分，18题11分，19题12分，共32分）
17．某发电机输电电路的简易图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积为，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入若干“220V，100W”的灯泡，两变压器间的输电线等效电阻R＝20Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时，灯泡正常发光。求：
（1）电压表读数；
（2）输电线上损失的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。
18．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导体棒的质量分别为，，电阻值分别为，。b棒静止放置在水平导轨上足够远处，与导轨接触良好且与导轨垂直；a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放，运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g，求：
（1）a棒刚进入磁场时回路中的感应电流；
（2）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，通过a棒的电荷量；
（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，a棒上产生的焦耳热。
19．如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H＝18cm的U形管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高的水银柱，水银柱上表面离管口的距离l＝12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为，大气压强。（计算结果均保留一位小数）
（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无空隙），恰好使水银柱下端到达右管底部，则此时水银柱的高度为多少？
（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，求此时密封气体的温度。
哈尔滨市南岗区2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
D C A B C D C B BD AD CD BD AD BD
15．【答案】防止漏气 C 注射器内气体向外漏气或气体温度降低
16．【答案】432—440 AC
17．【解析】（1）矩形线框ABCD在匀强磁场中转动时，
产生的交流电的最大值为
电压表读数为有效值：
（2）发电机的输出电压为
升压变压器的输出电压为
当发电机输出功率为时，
则输电线上损失的功率为
（3）降压变压器原线圈上的电压为：，
又由题意知，灯泡正常发光，所以
所以降压变压器原、副线圈的匝数之比为
18．【解析】（1）a棒从开始下滑到刚进入磁场的过程：
a棒切割产生的感应电动势为
回路中产生的电流为
（2）两棒最终稳定时，共速：由动量守恒定律可知
对b棒动量定理：
通过的电荷量：
（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，
a棒上产生的焦耳热
19．【解析】（1）设密封气体初始体积为，压强为，左、右管的横截面积均为S，密封气体先经等温压缩过程体积变为，压强变为，由玻意耳定律有
①
设注入水银后水银柱高度为h，水银的密度为，按题设条件有
②
③
， ④
联立①②③④式并代入题给数据得
h＝12.9cm ⑤
（2）密封气体再经等压膨胀过程体积变为，温度变为，由盖—吕萨克定律有
⑥
按题设条件有
⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
⑧