2022-2023学年新疆新疆喀什地区高二（下）期中联考物理试卷（含解析）

2022-2023学年新疆喀什地区高二（下）期中联考物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 下列图中能产生感应电流的是( )
A. B.
C. D.
2. 一定质量的理想气体的压强随温度变化的图像如图所示，该气体从状态开始，经历，，三个过程回到原状态，下列判断正确的是( )
A. 状态气体的分子平均动能最大 B. 状态气体的分子平均动能最小
C. 状态的体积小于状态的体积 D. 状态的体积小于状态的体积
3. 抗击“新冠肺炎疫情”，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。红外线和紫外线相比较( )
A. 红外线和紫外线都能用来加热理疗 B. 红外线的光子能量比紫外线的大
C. 真空中红外线的波长比紫外线的长 D. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
4. 如图所示，灯泡、与定值电阻的阻值均为，是自感系数较大的线圈，当闭合、断开且电路稳定时，、两灯亮度相同，再闭合，待电路稳定后将断开，下列说法中正确的是( )
A. 灯将比原来更亮一下后熄灭 B. 灯将比原来更亮一下后熄灭
C. 有电流通过灯，方向为 D. 有电流通过灯，方向为
5. 如图所示，、是一定质量的某气体在温度分别是，时状态变化的等温线，、为线上的两点，表示它们的状态参量分别为、和、，则由图像可知( )
A. B. C. D.
6. 一列简谐横波沿轴传播，图甲为波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波的波速为
C. 内，质点运动的路程为 D. 质点、的振动方向总是相同
7. 如图所示，矩形闭合线圈竖直放置，是它的对称轴，通电直导线与平行，且、所在平面与线圈平面垂直．若要在线圈中产生方向的感应电流，可行的做法是( )
A. 中电流逐渐增大 B. 中电流先增大后减小
C. 正对，逐渐靠近线圈 D. 线圈绕轴逆时针转动俯视
二、多选题（本大题共5小题，共20.0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. 振荡电路某时刻的情况如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 电感线圈中的磁场能正在减小
C. 电感线圈中的电流正在增大
D. 此时刻电感线圈中的自感电动势正在阻碍电流减小
10. 如图所示为某一气体在不同温度下分子的速率分布图像，下列说法正确的是( )
A. 图线乙所对应的温度高
B. 图中两条曲线下面积相等
C. 图线乙给出了任意速率区间的气体分子数目
D. 由图可知高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
11. 如图所示，两条平行的光滑导轨水平放置不计导轨电阻，两金属棒垂直导轨放置在导轨上，整个装置处于竖在向下的匀强磁场中。现在用水平外力作用在导体棒上，使导体棒从静止开始向右做直线运动，经过一段时间，安培力对导体棒做功为，导体棒克服安培力做功为，两导体棒中产生的热量为，导体棒获得的动能为，拉力做功为，则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
12. 如图所示，一电阻为的金属棒在匀强磁场中绕平行于磁感应强度方向的轴过点顺时针匀速转动， ，金属棒材质均匀，磁感应强度大小为 、方向垂直纸面向里，金属棒转动的角速度为 ，内、外两金属圆环分别与、良好接触并各引出一根导线与外电阻 相接图中未画出，两金属圆环圆心皆为且电阻均不计，则( )
A. 金属棒中有从到的感应电流
B. 外电阻中的电流为
C. 金属棒绕轴转一圈，通过电阻的电荷量为零
D. 金属棒每转一圈，电阻上大约产生的热量
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 油膜法是一种粗略测定分子大小的方法，其方法是把油酸滴到水面上，油酸在水面上散开，形成单分子油膜，如图所示。如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径。在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：
取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。
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为止，恰好共滴了滴。
在浅盘内注入蒸馏水，静置后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，形成一油膜。
测得此油膜面积为。
这种粗测方法是将每个分子视为__________，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为__________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________________。
利用数据可求得油酸分子的直径为__________。
14. 物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示：
下列说法正确的是____；
A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D.测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。
A.与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B.若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C.若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
15. 如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度。已知匀强磁场磁感应强度，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为。从线框转至中性面位置开始计时，求：
线框中感应电动势的瞬时值表达式；
电流表的示数；
当原、副线圈匝数比为：时，电阻的阻值及消耗的电功率。
16. 如图所示为某型号家用喷水壶的外形图和原理图，壶中气筒内壁的横截面积，活塞的最大行程为，正常喷水时壶内气体压强需达到以上。壶内装水后，将压柄连接的活塞压到气筒的最底部，此时壶内气体体积为，压强为，温度为已知大气压强。
将喷水壶放到室外，室外温度为，求稳定后壶内气体的压强；
在问情况下且温度保持不变，为了使喷水壶达到工作状态，至少需要通过压柄充气多少次？
17. 如图所示，足够长的光滑金属导轨、平行放置，间距为，与水平面成角，导轨与定值电阻和相连，和的阻值均为，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为，有一质量为、电阻也为的导体棒与导轨垂直放置，它与导轨始终接触良好，现让导体棒从静止开始释放，沿导轨下滑，导体棒从静止释放沿导轨下滑距离后运动达到稳定状态。已知重力加速度为，导轨电阻不计，求在导体棒的运动达到稳定前的整个过程中，求：
导体棒稳定时的速度的大小；
导体棒克服安培力所做的功；
电阻上产生的电热；
通过的电量是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查产生感应电流的条件，当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生。牢记产生感应电流的条件：电路闭合；磁通量变化。
【解答】
A.电路不闭合，电路中无电流产生，故A错误；
B.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中有电流产生，故B正确；
穿过闭合电路的磁通量不发生变化，电路中无电流产生，故CD错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
温度是分子平均动能的标志，根据图像直接得出气体的最高温度，然后判断分子平均动能关系；根据一定质量的理想气体的状态方程分析出气体的体积变化。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，根据根据一定质量的理想气体状态方程结合图像即可完成分析。
【解答】
温度是物质分子热运动的平均动能的标志，状态温度最高，气体的分子平均动能最大，故AB错误；
C.气体从状态到状态经历等温变化，压强增大，根据玻意耳定律可知气体体积减小，所以状态的体积大于状态的体积，故C错误；
D.气体从状态到状态经历等压变化，温度升高，根据盖吕萨克定律可知气体体积增大，所以状态的体积小于状态的体积，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查红外线和紫外线的特点与应用。红外线的热效应明显，紫外线具有荧光效应，杀菌消毒的作用。红外线和紫外线在真空中传播速度都为，根据电磁波谱可知，真空中红外线的波长比紫外线的长，根据可知红外线和紫外线的频率关系，根据光子能量公式，可知红外线的光子能量与紫外线的光子能量的关系。
【解答】
A.红外线可以用来加热理疗，紫外线不能用来加热理疗，故A错误；
根据电磁波谱可知，真空中红外线的波长比紫外线的长，因为红外线和紫外线都属于电磁波，所以在真空中红外线的传播速度与紫外线的一样大，都等于光速，根据可知，红外线的频率比紫外线的小，根据光子能量公式，可知红外线的光子能量比紫外线的小，故C正确，BD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
在开关闭合瞬间，线圈阻碍电流的增加，断开瞬间产生一自感电动势相当于电源，与组成闭合回路。
做好本类题目要注意：线圈与哪种电器配合，在结合线圈的特点分析哪一端的电势高，从而判断电流的方向。
【解答】
闭合、断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明的直流电阻亦为，闭合后，与灯并联，与灯并联，它们的电流均相等；当断开后，将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因闭合，电流不可能经过灯和，灯立即熄灭，只能通过灯形成的电流。故D正确，AC错误；
B.由于自感形成的电流是在原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮，故B错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据图示图象，应用理想气体状态方程分析答题。
【解答】
由图示图象可知，气体在体积相同，，由理想气体状态方可知，，则：，故AB错误，C正确；
D.由理想气体状态方程：可知，由于相同而，则，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力，以及把握两种图像联系的能力。
波的图像反映不同质点在相同时刻的位置，振动图像反映同一质点在不同时刻的位置。要分清波的传播和质点的振动。从波的图像中可以直接读取波长，从振动图像中可以直接读取周期，然后利用可求得波速。对于波的图像往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，能熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
【解答】
A.根据图乙可知， 时刻，质点向上振动，又根据图甲由同侧法可知，该简谐波沿轴负方向传播，故A选项错误；
B.根据图甲可知，该波的波长为 ，则波速为 故选项B错误；
C.当 ，波恰好传播了半个周期，则质点运动的路程为 故C选项正确；
D.根据同侧法的原理可知，质点、的振动方向总是相反的，故选项D错误。
故答案选C。

7.【答案】
【解析】
【分析】
当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流．根据楞次定律判断感应电流的方向。
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，会根据楞次定律判断感应电流的方向。
【解答】
所在平面与线圈平面垂直，根据右手螺旋定则，知通电导线产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，电流变化，磁感应强度变化，磁通量仍然为零，不产生感应电流，故AB错误；
C.正对，逐渐靠近线圈，穿过线圈的磁场增强，但是穿过线圈的磁通量为零，仍然不产生感应电流，故C错误；
D.线圈绕轴逆时针转动，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的方向为，故D正确。
故选D。

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】
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】
由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板上的电荷量和电压、电场能处于减少过程，而电流和电感线圈中的磁场能处于增加过程，由楞次定律可知，电感线圈中的自感电动势阻碍电流的增大，选项A、C正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
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。
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，要体会平均两字的含义。
【解答】
A.因为随着温度的升高，峰值向速率大的方向移动，所以两图线中图线乙所对应的温度高，A正确；
B.各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，即相等，B正确；
C.图中曲线给出了任意速率区间的气体分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，C错误；
D.高温状态下不是每个分子的速率都大，也有速率小的，高温状态下不是每个分子的速率都大于低温状态下所有分子的速率，D错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
对棒运用动能定理，得出安培力对棒做功与棒动能的关系；对整个系统运用能量守恒，得出外力做功与动能、热量之间的关系，再对棒运用动能定理，得出与和棒动能的关系。
本题考查了动能定理、能量守恒的综合运用，知道克服安培力做功等于整个回路产生的热量，对于动能定理时，注意研究的对象。
【解答】
A、对棒，只有安培力做功，运用动能定理得，，故A正确。
、根据能量守恒得，，对棒，有：，则有：，故B错误，C正确，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；根据转动切割磁感线公式求出金属棒产生的感应电动势，即可求得外电阻的电流；间电压是外电压，由欧姆定律求解。
本题考查了导体切割磁感线时的感应电动势，闭合电路欧姆定律；本题是法拉第电磁感应定律应用的延伸情况，对于转动切割磁感线时感应电动势公式要在理解的基础上记住，运用焦耳定律及欧姆定律解答。
【解答】
A.根据右手定则判断可知：金属棒中有从到的感应电流，故A错误；
B.金属棒转动的角速度为，，金属棒段产生的感应电动势为；代入数据得，则外电阻中的电流为，故B正确；
C.金属棒绕轴转一圈的过程，因为电流的方向一直没有改变，故通过电阻的电荷量一定不为零 ，故C错误；
D.金属棒每转一圈，电阻上大约产生的热量为，故D正确。
故选BD。
13.【答案】球形；单分子油膜；直径；

【解析】
【分析】
本题考查了油膜法测分子直径的原理、求分子直径，是一道基础题，要理解实验原理；计算的时候要注意，需要求出纯油的体积，而不是油酸溶液的体积。
应用油膜法测分子直径，可以把分子看做球形，油酸溶液在水面上形成单分子油膜，油膜的厚度就是油酸分子的直径；
根据题意求出一滴溶液中纯油酸的体积，纯油酸的体积除以油膜的面积就是油酸分子的直径。
【解答】
解：这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油分子的直径；
滴溶液中纯油酸的体积，油酸分子的直径。
故答案为：球形；单分子油膜；直径；。

14.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了变压器的原理和实验操作的注意事项，关键要采用控制变量法探究理想变压器原副线圈电压之比等于匝数之比。
根据变压器电压和匝数的实验原理与注意事项分析作答，为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，使输出电压较小。
【解答】
为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B.变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C.研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D.为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；
变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输电能，故E错误，F正确。
故选：。
与变压器未通电时相比较，通电时线圈产生磁场，对横条铁芯具有吸引力，若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；
B.增加原线圈绕制的圈数，根据变压比可知，输出电压减小，灯泡的亮度降低，故B错误。
C.增加副线圈绕制的圈数，根据变压比可知，输出电压增大，根据欧姆定律可知，输出电流增大，根据变流比可知，输入电流增大，学生电源的过载指示灯可能会亮起，故C正确。
故选AC。
故答案为：；。
15.【答案】解：感应电动势的最大值，
从线框转至中性面位置开始计时，线圈中感应电动势的表达式为。
感应电动势的有效值为，，
线圈内电压：
电流表的示数：。
由于是理想变压器，，电阻上消耗的电功率：，
根据变压比可知，电阻两端的电压：，
电阻：。
答：线圈中感应电动势的瞬时值表达式为。
电流表的示数为。
当原、副线圈匝数比为：时，电阻的阻值为，消耗的电功率为。
【解析】根据公式求感应电动势的最大值，由于线圈从中性面的位置开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为。
根据闭合电路的欧姆定律求出原线圈内的电压，再根据电压和电阻值求得电流表的示数。
根据理想变压器输入功率等于输出功率求解电阻消耗的功率，由电压与匝数成正比求出副线圈两端的电压，求出电阻的值。
此题考查了变压器的工作原理，关键要掌握理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系。
16.【答案】解：
气体发生等容变化，由查理定律可知
代入数据解得
将原有气体转化为工作压强，由玻意耳定律可知
代入数据解得
打入次的外界气体转换为工作压强，由玻意耳定律可知
解得 ，取 ，至少需要通过压柄充气次。

【解析】被封闭气体做等容变化，找出初末状态参量，根据查理定律求得；
把原有气体转化为工作压强时的气体，然后在把打入的气体转化为工作压强下的气体，根据玻意耳定律求得。
本题主要考查了玻意耳定律和查理定律，关键是把变质量问题转化为恒质量问题即可。
17.【答案】解：导体棒稳定时匀速运动，根据平衡条件可得：
此时电路总电阻
根据闭合电路的欧姆定律可得：
联立解得：
由动能定理可得：
解得导体棒克服安培力所做的功：
根据功能关系可得整个回路产生的焦耳热为：
根据焦耳定律可知上产生的焦耳热为：
设通过导体棒的电荷量为，根据电荷量的计算公式可得：
通过的电荷量为：
答：导体棒稳定时的速度的大小为；
导体棒克服安培力所做的功为；
电阻上产生的电热为；
通过的电荷量是。
【解析】导体棒稳定时匀速运动，根据平衡条件、闭合电路的欧姆定律、安培力的计算公式求解；
由动能定理求解导体棒克服安培力所做的功；
根据功能关系可得整个回路产生的焦耳热，根据焦耳定律求解上产生的焦耳热；
根据电荷量的计算公式求解通过导体棒的电荷量，再求出通过的电荷量。
本题是电磁感应与电路结合的题目，明确电路的结构解决问题。同时，对于感应电荷量，要很熟练地根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电荷量公式进行推导。
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