2022-2023学年新疆兵团木舒克市高二（下）期中联考物理试题（含解析）

2022-2023学年新疆兵团木舒克市高二（下）期中联考
物理试卷
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在纸面内放一条形磁铁和一个圆线圈如图，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )
A. 将磁铁在纸面内向上平移
B. 将磁铁在纸面内向右平移
C. 将磁铁绕垂直纸面的轴转动
D. 将磁铁的极转向纸外，极转向纸内
2. 下列关于热学问题的说法正确的是( )
A. 小草叶子上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力、斥力都增大
B. 晶体熔化时吸收热量，温度升高，分子平均动能一定增大
C. 液体分子的无规则运动称为布朗运动，温度越高，布朗运动越明显
D. 一种液体是否浸润某种固体，只与该种液体的性质有关
3. 新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城．志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航．下列关于红外线和紫外线的说法正确的是( )
A. 红外线的波长比无线电波长 B. 只有热的物体才能辐射红外线
C. 紫外线的波长比红外线长 D. 红外线和紫外线都是电磁波
4. 如图所示，边长为 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示关系的图象中，大致正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示，长直导线中通有方向向右的电流，金属线圈垂直放置于其正下方，线圈中心轴线与直导线重合，线圈直径与直导线重合，线圈与直导线共面，且放置于其正下方在电流均匀增大的过程中( )
A. 从左向右看，线圈中产生顺时针方向电流
B. 从左向右看，线圈中产生逆时针方向电流
C. 正视线圈，其产生逆时针方向电流
D. 正视线圈，其产生逆时针方向电流
6. 如图所示，、是两个完全相同的白炽灯，是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，下列说法正确的是
A. 断开开关时，灯立即熄灭而灯慢慢熄灭
B. 断开开关时，灯一定会闪亮一下
C. 断开开关时，灯可能会闪亮一下
D. 闭合开关时，灯比灯先亮，最后一样亮
7. 如图，内壁光滑的汽缸中有一个活塞，活塞下方封闭有一定量的理想气体。开始时活塞处于平衡状态，气体状态为现给活塞下方的气体加热，使活塞缓慢移动到汽缸顶部并被挡住；继续加热一段时间后，气体达到状态在气体外状态到状态的过程中，下列描述气体状态变化的压强体积图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。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. 目前无线电力传输技术已经成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统。这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置。利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电。下列说法正确的是( )
A. 若线圈中输入电流，线圈中就会产生感应电动势
B. 若有线圈中输入变化的电流，线圈中才会产生感应电动势
C. 中电流越大，中感应电动势越大
D. 中电流变化越快，中感应电动势越大
9. 如图所示，振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板带正电荷，则下列说法正确的是( )
A. 电容器两极板间的电压正在减小
B. 此时电容器正在充电
C. 线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强
D. 线圈中的磁场能正在减小
10. 氧气分子在温度为和下的速率分布如图所示，是分子数所占的比例。由图中信息可得到的正确结论是
A. 同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大
B. 时图像的面积等于时的面积
C. 温度越高，一定速率范围内的氧气分子数所占的比例越小
D. 温度升高使得速率较小的氧气分子数所占的比例变小
11. 如图所示，在匀强磁场的上方有一半径为的导体圆环，圆环的圆心距离匀强磁场上边界的距离为将圆环由静止释放，圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间，速度均为已知圆环的电阻为，匀强磁场的磁感应强度为，重力加速度为则( )
A. 圆环刚进入磁场的瞬间，速度
B. 圆环进入磁场的过程中，电阻产生的热量为
C. 圆环进入磁场的过程中，通过导体某个横截面的电荷量为
D. 圆环进入磁场的过程做的是匀速直线运动
12. 多选交流发电机的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴逆时针匀速转动，每秒转动转，线圈从图所示位置开始计时，电流表的示数为已知线圈匝数为匝，线圈内阻，外接电阻以下判断正确的是( )
A. 图示时刻交变电流方向为
B. 通过线圈磁通量的最大值为
C. 时线圈磁通量的变化率为
D. 时外接电阻所消耗的电功率为
三、实验题：本题共2小题，共13分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
13. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为，用注射器和量筒测得上述溶液滴，把滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。
本实验中做了三点理想化假设，
将油酸分子视为球形；
______________________；
油酸分子是紧挨在一起的。
测得油膜的面积约为，则油酸分子的直径是___；结果保留两位有效数字
某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是________。
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了几滴
14. 在探究“变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，除了已有的可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈、开关、导线若干，实验室中还备有下列可供选择的器材：
A.条形磁铁 交流电源
C.直流电源 多用电表
在本实验中还需要选择上述器材中的________填正确答案标号。
某同学将原线圈接在适当的电源上，增大电源的电压，观察到副线圈两端的电压也随之增大；然后在电源电压不变的情况下，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，则可以观察到副线圈两端的电压________选填“增大”“减小”或“不变”。
为了进一步探究“变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”，该同学又取线圈匝数匝和匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果如表所示，考虑到变压器实际存在的各种损耗，可判断电源两端接的是________选填“”或“”。
某同学在实验中没有将铁芯安装上，发现实验结果非常不准确，请分析出现该现象的原因。
四、计算题：本题共4小题，共34分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
15. 年月日，杭州年亚运会、亚残运会个竞赛场馆全面竣工并通过赛事功能综合验收，此次杭州亚运会也在亚运史上首次实现绿色电力供应。为确保杭州亚运会绿电供应，浙江电力交易中心已组织两次绿电交易，将青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等古丝绸之路上的绿色电能，通过特高压线路输送至浙江，让丝绸之路上的光，点亮亚运的灯。图为某组同学研究远距离输电过程的装置图，矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，要求输电线上损失的功率为输电功率的。理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为：，降压变压器副线圈接入亚运会设备，设备的额定电压为，额定电流为。只考虑输电线路的电阻，电表均为理想电表，若此设备恰好正常工作。求：
电流表的读数；
升压变压器原、副线圈的匝数比。
16. 负压救护车又被称为“最强口罩”，是救护车的一种，其内部结构如图所示，负压救护车主要用于危重感染患者的转运与抢救。利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，所以空气只能由车外流向车内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车的负压舱没有启动时，舱内的大气压强为，温度为，体积为。启动负压舱后，按照技术标准要求负压舱外和舱内的压强差在范围内，外界大气压强为。
若不启动负压舱，舱内气体与外界没有循环交换，在负压舱内温度升高到时，求舱内气体的压强；
若启动负压舱，舱内的温度保持不变，达到要求的负压值，求至少需要抽出压强为状态下的气体的体积。
17. 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为，长为，导轨平面与水平面的夹角为，在导轨的中部刷有一段长为的薄绝缘涂层匀强磁场的磁感应强度大小为，方向与导轨平面垂直质量为的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的定值电阻阻值为，，导体棒接入电路的电阻。导轨的电阻不计，重力加速度为求：
导体棒与涂层间的动摩擦因数
导体棒匀速运动的速度大小
整个运动过程中，定值电阻产生的焦耳热
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查理论联系实际的能力，关键抓住产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即磁感线的条件发生变化．
【解答】
A、图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生．故A错误．
B、图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向右平移时，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生．故B错误．
C、图示位置，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量为零，将磁铁绕垂直纸面的轴转动，线圈的磁通量仍为零，没有变化，所以线圈中没有感应电流产生．故C错误．
D、将磁铁的极转向纸外，极转向纸内，将有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量增大，将产生感应电流．故D正确．
故选D．
2.【答案】
【解析】【详解】小草叶子上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，分子间的距离减小，分子间的引力和斥力都会增大，故A正确；
B.晶体有固定的熔点，晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量转化为分子势能，故B错误；
C.布朗运动是指悬浮在液体中的颗粒的运动，不是液体分子的运动，而是液体分子运动的间接反映，故C错误；
D.一种液体是否浸润某种固体，与这两种物体的性质都有关系，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题以新冠肺炎疫情中非接触式体温测量仪，紫外线灯在无人的环境下消杀病毒为背景，考查了红外线和紫外线的特点与应用；此题非常符合新高考的理念，物理来源于生活，要求同学们能够用所学知识去解释生活中的一些物理现象。
【解答】
A.根据电磁波谱可知红外线的波长比无线电波的短，故A错误；
B.一切物体都能辐射红外线，故B错误；
C.根据电磁波谱，真空中红外线的波长比红光要长，而紫外线的波长比紫光要短，所以真空中红外线的波长比紫外线的长，故C错误；
D.红外线和紫外线都是电磁波，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据感应电流大小和方向，将选项逐一代入，检查是否符合题意来选择。
本题采用的是排除法，做选择题常用方法有直判法、排除法、代入法、特殊值法、图像法等等。
【解答】
导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生．故A、均错误；
C.进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故C错误；
D.线框进入磁场过程，有效切割长度均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大．穿出磁场过程，有效切割长度均匀减小，感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小，两个过程感应电流的方向相反，故D正确。
故选D。

5.【答案】
【解析】
【分析】
根据安培定则判断电流产生的磁场的方向，然后对照产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，分析各线圈中有无感应电流。再根据楞次定律分析线圈中感应电流的方向即可。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，还可考查根据楞次定律判断感应电流的方向。
【解答】
电流的方向向右，由安培定则可知，线圈与的方向与磁场的方向平行，所以穿过线圈、的磁通量始终都等于；上下两侧的磁场大小是对称的，但方向相反，所以穿过线圈的磁通量也始终等于；根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量的方向向里；
由于穿过线圈的磁通量都始终为，所以电流增大时，穿过线圈的磁通量都没有变化，所以都不产生感应电流，故ABC都错误；
D.穿过线圈的磁通量的方向向里，当电流增大时，穿过线圈的磁通量向里增大，由楞次定律可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流，故D正确；
故选：。

6.【答案】
【解析】
【分析】本题考查自感现象，当通过线圈的电流发生变化时，将产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍电流的变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相同，抑制减小。
【解答】断开开关的瞬间，线圈与两灯一起构成一个新的自感回路，通过线圈的电流将要逐渐减小，由于自感作用，两灯同时缓慢熄灭。由于线圈的电阻可以忽略，断开开关前两灯电流大小相同，因此灯一定不会闪亮，选项A、、均错误
开关闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，灯立即发光。由于线圈的自感电动势阻碍电流的增加，因此灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后灯会和灯一样亮，选项D正确。
7.【答案】
【解析】解：设大气压为，活塞质量为，横截面积为，封闭气体压强
由、、都不变，活塞升高汽缸顶部前气体压强不变，
对气体加热，气体温度升高而压强不变，由理想气体状态方程可知，气体体积变大；
当活塞升到汽缸顶部被挡住后，对气体加热时，气体体积不变而温度升高，由理想气体状态方程可知，气体压强增大，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据题意分析对气体加热过程气体状态参量如何变化，然后分析图示图象答题。
根据题意分析清楚气体状态变化过程，应用理想气体状态方程即可解题。
8.【答案】
【解析】解：、根据感应电流产生的条件，若线圈中输入恒定的电流，则产生恒定的磁场，中的磁通量不发生变化，则线圈中就会不产生感应电动势，但在图输入过程中，线圈中的电流从无到有，因此线圈中会产生感应电动势，然而不是总会有的，故A错误；
B、若线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律：可得，则线圈中就会产生感应电动势，故B正确；
、根据法拉第电磁感应定律：可得，线圈中电流变化越快，线圈中电流产生的磁场变化越快，线圈中感应电动势越大。故C错误；D正确。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律：，再结合感应电流产生的条件，从而即可解答。
该题的情景设置虽然新颖，与日常的生活联系也密切，但抓住问题的本质，使用电磁感应的规律即可正确解答。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查振荡电路电磁振荡过程。在振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
【解答】
根据图示电路知，该振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能，故BD正确；
A.电容器的带电量在增大，根据，知电容器两极板间的电压正在增大，故A错误；
C.充电的过程，电量在增加；磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，故C错误。
故选BD。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点。
温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同。
【解答】
A.同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，故A错误；
B.时图象的面积等于时的面积，故B正确；
C.温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例有高有低，故C错误；
D.由题图可知，从升高到时，速率较小的氧气分子数所占的比例变小，故D正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
圆环进入磁场前做自由落体运动，根据机械能守恒定律可求得圆环刚进入磁场的瞬间的速度；根据能量守恒定律求出电阻产生的热量；根据求解完全进入过程中流过导体的电荷量；根据线圆环进入与离开磁场的速度不变，分析判断线框的速度变化，从而明确安培力的变化情况，确定线圈的运动性质。
解决本题的关键是恰当地选择研究过程，根据动能定理求出克服安培力所做的功，以及根据动力学分析出线框的运动情况，明确受力变化和能量转化关系是解题的关键。
【解答】
A.圆环进入磁场前下落的高度为，根据机械能守恒定律可知：，解得：，故A正确；
B.由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，则圆环进入磁场的过程动能变化量为零，其重力势能减小转化为内能，则电阻产生的热量为，故B错误；
C.根据，知圆环进入磁场的过程中，通过导体横截面的电荷量为：，故C正确；
D.由于圆环刚进入磁场的瞬间和完全进入磁场的瞬间速度相等，该过程感应电流不同，安培力不同，故线圈不可能匀速运动，故D错误。
故选AC。
12.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手定则判断感应电流的方向；根据法拉第电磁感应定律求磁通量的最大值；先求出感应电动势的瞬时值，根据法拉第电磁感应定律求磁通量的变化率；先求出有效值，即可求出电功率。
本题的关键是掌握交变电流的产生、四个值的关系，结合法拉第电磁感应定律进行分析即可。
【解答】
A.根据右手定则，图示时刻交变电流方向为，故A正确；
B.每秒转动转，角速度，结合有效值与最大值的关系及最大值的表达式和欧姆定律有：，得到，故B正确；
C.在时线圈转过的角度为，此时感应电动势，此时磁通量的变化率，故C错误；
D.外接电阻所消耗的电功率要用有效值计算，所以时外接电阻所消耗的电功率为，故D错误。
故选AB。
13.【答案】油膜看成单分子膜； ；
【解析】
【分析】
油膜法估分子直径的大小，是因为油膜可以看作单分子层，油酸分子直径可由计算。
本题主要考查了油膜法测分子直径的原理，解题关键在于通过油酸分子直径计算公式，分析里面每个物理量的影响因素。
【解答】
油膜看作单分子膜，则有油酸分子直径为：进行计算；
由油酸分子直径为：，代入数据可得：；
油酸未完全散开，偏小，分子直径偏大，故A正确；
B.油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故B错误；
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，偏小，分子直径偏小，故C正确；
D.求每滴体积时，的溶液的滴数误多记了滴，纯油酸的体积将偏小，分子直径偏小，故D错误。
故答案为：油膜看成单分子膜；；。
14.【答案】；增大；；没有安装铁芯，造成漏磁现象，因此实验结果不准确。
【解析】
【分析】
本题考查了探究“变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”的实验；要结合变压器的变压比公式列式分析。
在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，所需要的器材有：可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈，多用电表测电压，导线、开关，交流电源；
根据变压比等于匝数比进行分析即可；
理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略。
【解答】
变压器是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，如果原线圈中通的是直流电源，则副线圈中不会有感应电流产生，故需要用到低压交流电源，还需要用到多用电表测量原、副线圈的电压，故在本实验中还需要的器材为、项；
根据，知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增大；
理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值，故接电源两端的是；
某同学在实验中没有将铁芯安装上，发现实验结果非常不准确，其原因是：没有安装铁芯，造成漏磁现象，因此实验结果不准确。
15.【答案】解：设升压变压器输入端电压、电流分别为 、 ，降压变压器输出端电压、电流分别为 、
代入数据可得
设高压输电线上的电流大小为 ，则由
得
则升压变压器原、副线圈的匝数比为

【解析】见答案
16.【答案】解：由于舱内气体与外界没有循环交换，设负压舱内的温度升高后压强为，
由查理定律可得，
解得。
抽出的气体越多，压强差越大，至少达到标准，压强差为，
启动负压舱，设舱内气体的体积变为，压强为，
由负压舱的特点可得，
由玻意耳定律可得，
解得，
设抽出的气体在压强状态下的体积为，
由玻意耳定律可得，
解得。
【解析】分析舱内封闭气体，发生等容变化，根据查理定律列式求解；
对于气体的变质量问题，明确气体方程建立的关键是等式左右两边的气体质量是相等的，故选取好研究对象很重要，本题抽出气体过程，可认为气体发生等温膨胀，根据玻意耳定律分析。
17.【答案】解：导体棒在绝缘涂层上滑动时，受重力、导轨的支持力和滑动摩擦力作用，根据共点力平衡条件有：，
根据滑动摩擦定律有：
联立以上三式解得：；
在光滑导轨上感应电动势
感应电流
安培力
受力平衡
解得
摩擦生热
能量守恒定律
解得整个运动过程中电路中产生总的焦耳热
定值电阻产生的焦耳热

【解析】本题主要考查了共点力平衡条件、安培力大小公式、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、能量守恒定律的应用问题。
根据力的平衡求解；
结合力的平衡及安培力的公式、切割公式、闭合电路的欧姆定律等求解；
由能量守恒定律求解即可。