江苏省东台中学2022-2023学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省东台中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 关于电磁波下列说法正确的是( )
A. 麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并通过实验验证了电磁波的存在
B. 医院里常用射线照射病房和手术室进行消毒
C. 人体在辐射红外线，体温越高，发射的红外线越强
D. 电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
2. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一个水平放置的金属棒以某一速度水平抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 金属棒端的电势高于端的电势 B. 金属棒端的电势低于端的电势
C. 金属棒中有到的感应电流 D. 金属棒中有到的感应电流
3. 一位同学用打气筒给只相同的气球充以相等质量的空气可视为理想气体，然后将它们放置在水平木板上，再在气球的上方平放一块轻质塑料板，如图所示。这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，气球一直没有破裂，球内气体温度可视为不变。下列说法正确的是( )
A. 气球内气体的压强是由于气体重力而产生的
B. 由于该同学压迫气球，球内气体分子间表现为斥力
C. 气球内气体分子平均动能不变
D. 气球内气体的体积是所有气体分子的体积之和
4. 如图是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的图像，则该交变电流的有效值为( )
A. B. C. D.
5. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。在实验中，下列哪些操作不是必需的( )
A. 用橡胶塞密封注射器的下端 B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的气压值 D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
6. 如图，将一空的铝质易拉罐倒扣于笔尖上，在“冂”型木框两侧各固定一个强铷磁铁，用电钻控制木框匀速转动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但易拉罐也会随木框转动。则下列说法正确的是( )
A. 木框的转速总比易拉罐的大 B. 易拉罐与木框的转动方向相反
C. 易拉罐与木框保持相同的转速同方向转动 D. 两个磁铁必须异名磁极相对
7. 如图甲所示是电饭锅的电路图，是一个限温开关，其内部结构如图乙所示，按下此开关按钮，两触点闭合，当温度达到居里点时此开关会自动断开。是一个自动温控开关，当温度低于时会自动闭合，温度高于时会自动断开，是限流电阻，是加热电阻。下列说法正确的是( )
A. 当感温磁体的温度达到居里点时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧和磁体重力的作用下，两触点断开
B. 开始煮饭时，若不按下限温开关一样可以把饭煮熟
C. 电饭锅的饭煮熟后可以长时间保持米饭的温度在到之间
D. 用电饭锅烧水，当水沸腾后限温开关也会自动断开
8. 如图所示，电源的电动势为、内阻为，、为两个相同的灯泡，线圈的直流电阻不计，与灯泡连接的是一只理想二极管。下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关，稳定后、亮度相同
B. 闭合的瞬间，比先亮
C. 断开的瞬间，闪亮一下再逐渐熄灭，会立刻熄灭
D. 断开的瞬间，点的电势比点高
9. 如图所示，导体棒长度，阻值，放在半径分别为和的水平同心圆环导轨上，两圆环之间有竖直向上的匀强磁场图中未画出，磁感应强度大小为；从两圆环引出导线连接一阻值为的电阻，在外力作用下以角速度绕圆心顺时针从上往下看做匀速圆周运动，不计圆环导轨的电阻和一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 点的电势低于点的电势
B. 电阻两端的电压为
C. 在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为
D. 在导体棒旋转半周的时间内，导体棒上产生的焦耳热为
10. 如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流随时间变化的正确图线可能是( )
A. B.
C. D.
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
11. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：
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；
在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是________。用序号字母填写
A.理想模型法 控制变量法 等效替代法
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，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为个，可以估算出油膜的面积是________结果保留两位有效数字，由此估算出油酸分子的直径是________结果保留三位有效数字。
在一次实验中由于痱子粉撒得过多，得到了如图乙所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值会________填“偏大”“偏小”或“无系统误差”。
三、简答题（本大题共1小题，共10.0分）
12. 实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容。在两极板带有一定电荷量时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数的电感器，现连成如图所示的电路，试求：重力加速度为
求振荡电路周期和闭合瞬间电流的方向；只填写“顺时针”或“逆时针”
从闭合时开始计时，经过时，电容器内粉尘的加速度大小是多少；假设此时粉尘未到达极板
当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大。假设此时粉尘未到达极板
四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
13. 某汽车轮胎内有压强为、体积为、温度为的理想气体。已知阿伏加德罗常数，气体处于标况时的体积是求：
该轮胎内气体在标况时的体积。
该轮胎内气体的分子数。
14. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“，”的电动机恰能正常工作发电机线圈电阻不可忽略。求：
交流发电机产生电动势的最大值；
输电线路上损耗的电功率；
若升压变压器原、副线圈匝数比为，升压变压器原线圈两端的电压
15. 如图甲所示，绝缘水平面上固定着两根足够长的光滑金属导轨、，相距为，右侧导轨处于匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度的大小如图乙变化。开始时棒和棒锁定在导轨如图甲位置，棒与棒和平行，棒离水平面高度为，棒的质量为，有效电阻，棒的质量为，有效电阻为。设、棒在运动过程始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻和空气阻力不计。问：
若棒与之间的距离为，则时间段通过棒的电流大小与方向；
若棒与之间的距离足够长且在末，仅解除对棒的锁定，求从解除锁定开始到停止过程中回路中棒产生的热量为多少；
若棒与之间的距离为且在末，同时解除对棒和棒的锁定，稳定后棒和棒将以相同的速度做匀速直线运动。试求这一速度和棒、棒速度相同时，它们之间距离是多大。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并验证了电磁波的存在，故A错误；
B.医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故B错误；
C.人体在辐射红外线，体温越高，发射的红外线强度越大，故C正确；
D.电磁波的传播不需要介质，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】解：、由右手定则，金属棒端的电势低于端的电势，故A错误、B正确；
、由于没有闭合回路故金属棒中无感应电流，故C、D错误．
故选：。
根据右手定则确定、电势高低，棒是电源，没有外电路也就没有电流。
本题难点在于导体棒做平抛运动，有一定的迷惑性。考查对动生电动势的理解以及感应电流产生的条件。
3.【答案】
【解析】
【分析】
由气体压强产生的原因得解；由气体分子间距得解；由温度与分子热运动的平均动能关系得解；由气体分子的体积为所占空间的平均体积得解。
本题主要考查气体压强产生的原因，气体分子平均动能与温度的关系及气体的分子的体积的理解，难度不大。
【解答】
A、气球内气体的压强是由于气体分子对器璧的碰撞产生的，故A错误；
B、气体分子间距较大，大于，故表现为引力，则B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，由题意可知 由于该过程气体的温度不变，故气球内气体分子平均动能不变，故C正确；
D.由气体分子的体积为所占空间的平均体积可知，气球内气体的体积是所有气体分子所占空间的平均体积之和，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
对于正弦式交变电流，有效值是最大值的。求交变电流有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。
【解答】
该交流电的周期为，根据电流的等效性可知，该交流电的有效值，为 ，
代入数据，有 ，
解得 ，BCD错误，A正确。

5.【答案】
【解析】
【分析】
根据实验原理，结合注意事项分析即可。
本实验的条件是：温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器密封性要好；
根据实验原理分析需测的量。
【解答】
A.本实验的条件要求注射器密封性要好，所以需要用橡胶塞密封注射器的下端，故A是需要的；
设气体压强为，注射器的内径柱塞的直径为，实验时气体的长度为，则气体的体积：
因需要验证的：
即：
可以化简为：
所以只需要读取压力表上显示的气压值和读取刻度尺上显示的空气柱长度，不需要用游标卡尺测量柱塞的直径，故B是不需要的，与是需要的。
本题选择不需要的，故选：。
6.【答案】
【解析】解：、根据电磁驱动原理，易拉罐与木框的转动方向相同，木框的转速总比易拉罐的大，故A正确，BC错误；
D、两个磁铁异名磁极或同名磁极相对均可，在磁极附近的易拉罐导体中都会产生涡流，在磁场受安培力使易拉罐跟着木框转动起来，故D错误。
故选：。
根据电磁驱动原理判断易拉罐与木框的转动，磁极的靠近和远离使易拉罐产生感应电流，则易拉罐在安培力的作用下转动。
本题要注意把握电磁驱动原理：感应电流的磁通量总阻碍引起感应电流的磁场变化，从而引起电磁驱动的现象。
7.【答案】
【解析】A.当感温磁体的温度达到居里点 时，由于感温磁体失去了磁性，不能被永磁体吸引，在弹簧和磁体重力的作用下，使得两触点断开，故A正确；
如果开始煮饭时不按下限温开关 ，由于 的作用，当锅内温度低于 时 会自动闭合，从而对锅加热，但当温度高于 时 会自动断开，使电饭锅处于保温状态，因此锅内的温度会控制在 到 之间，而无法将饭煮熟，故BC错误；
D.用电饭锅烧水，水沸腾后水的温度会保持 不变，锅底温度不能达到居里点 ，因此限温开关 ，不会自动断开，故D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】
【分析】
对于二极管来说具有单向导电性，而对于线圈则具有阻碍电流变化的作用．
记住自感线圈对电流突变时的阻碍：闭合开关瞬间相当于断路，稳定后相当于一段导线，断开瞬间相当于电源．
【解答】
闭合的瞬间，线圈一瞬间阻碍电流通过，和同时亮，闭合开关稳定后，因线圈的直流电阻不计，所以灯与二极管被短路，灯泡不亮，而将更亮，因此、亮度不同，故AB错误；
断电瞬间，会立刻熄灭，线圈与灯泡及二极管形成的回路不能形成反向电流，因而线圈产生感应电动势，端的电势高于端，回路中没有电流，故C错误，D正确。
故选D。

9.【答案】
【解析】A.根据右手定则可知感应电流的方向由流向，点的电势高于点的电势，故A错误；
B.根据公式

电阻两端的电压为
故B正确；
C.电阻两端的电流为
在导体棒旋转一周的时间内，通过电阻的电荷量为
故C错误；
D.在导体棒旋转半周的时间内，导体棒上产生的焦耳热为
故D错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】第一过程从移动的过程中
左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以 ，则电流为 ，电流恒定且方向为顺时针，再从移动到的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零，
然后从到的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为 ，方向是逆时针
当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化， D正确；ABC错误；故选D
11.【答案】油酸分子形成单层分子膜；；偏大。
【解析】
【分析】
根据实验原理可知在此实验中把分子看成球体、油酸分子形成单层分子膜、油酸分子是紧挨在一起的；根据方格的面积和数量得出油膜的面积；
先根据公式求解油酸的体积，结合公式计算出分子的直径；
根据实验原理分析出痱子粉过厚对实验结果的影响。
本题主要考查了油膜法估计分子的大小实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式完成计算即可。
【解答】
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形成单层分子膜油酸分子是紧挨在一起的
在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是理想模型法；
正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为个，则；
每滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积约为，油酸分子直径约为：
所撒的痱子粉过厚，油酸分子无法充分展开，最终的面积会偏小，测量结果偏大。
12.【答案】 ，逆时针；；
【解析】振荡电路周期
因开始时带负电的粉尘恰好静止在两极板间，可知上板带正电，则闭合瞬间电流的方向逆时针；
时，振荡电路恰好经历一个周期，此时电容器两极板间场强的大小、方向均与初始时刻相同，所以此时粉尘所受合外力为，加速度大小为。
电容器放电过程中，两极板的电荷量减小，电路中的电流增大，当电流最大时，两极板的电荷量为零，极板间电场强度为零，此时粉尘只受重力，其加速度大小为。
13.【答案】 ；个
【解析】根据波意尔定律有
解得
胎内气体的摩尔数为
所以分子个数为
个
14.【答案】解：根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为：
得：。
设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有：
根据理想变压器的电流比可知：
得
所以输电线路上损耗的电功率为：
根据理想变压器的的变压比可知：
得：
升压变压器副线圈两端电压为：
又
可得：
【解析】正弦式交变电流最大值为：代入计算即可；
根据原副线圈电流之比与匝数之比的关系，计算输电线路上的电流，根据电流计算输电线路上损耗的电功率；
根据原副线圈电压之比与匝数之比的关系，计算升压变压器原线圈两端的电压。
15.【答案】 ； ；；
【解析】时间内由于磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，可得
由闭合电路欧姆定律，有
解得

根据楞次定律可知棒中电流由 。
末后磁场不变，棒从高为处滑下到停止，由能量守恒定律可知
解得
末后最终回路中棒产生的热量为
末后磁场不变，棒从高为处滑下到过程，由动能定理可知
解得
从棒刚到处至两棒达共同速度过程，由动量守恒定律得
解得
以棒为研究对象，研究从进入磁场到达到稳定的过程，由
解得
分析可知 为这个过程中两棒相对靠近的距离，所以稳定时两棒之间的距离为
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