山东省泰安第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（含答案）

泰安第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考
物理试题
（时间：90分钟 分数：100分）
一、选择题（本题共12个小题，其中1-8题为单选题，每题3分；9-12题为多选题，每题4分，共40分）
1.在一定温度下，当一定量气体的体积增大时，气体的压强减小，这是由于（ ）
A.单位体积内的分子数变少，单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数减少
B.气体分子的密集程度变小，分子对器壁的吸引力变小
C.每个分子对器壁的平均撞击力都变小
D.气体分子的密集程度变小，分子的运动变慢
2.如图所示，一理想变压器原线圈与定值电阻、理想电流表A1一起接入电压恒为的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变，副线圈和电阻箱、理想电流表A2连接在一起，下列说法正确的是（ ）
A.保持不变，将触头P向上移动，则A1的示数变大
B.保持不变，将触头P向下移动，电源输出的总功率变小
C.保持P的位置不动，增大，则A1的示数减小，A2的示数减小
D.保持P的位置不动，增大，则的电功率变小，的电功率不变
3.无线充电技术有电磁感应式、磁共振耦合、电磁谐振式等不同方式，不同方式各有千秋，但都使用了LC振荡电路。一振荡电路在和时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示。若，选取时间微元，则下列说法正确的是（ ）
A.在时刻，电容器正在放电
B.从，电路中电流增大
C.从，自感线圈中磁场减弱
D.从，电容器两极板间电场减弱
4.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银柱，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。平衡时水银柱的位置如图，其中，，，大气压强为75cmHg。则右管内气柱的长度等于（ ）
A.44cm B.46cm C.48cm D.50cm
5.密封于气缸中的理想气体，从状态依次经过、和三个热力学过程达到状态。若该气体的体积随热力学温度变化的图像如图所示，则对应的气体压强随变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
6.如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框，线框以为轴匀速转动，与磁场右边界重合。若线框中产生电流的峰值为，由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间变化的图像是（ ）
A. B.
C. D.
7.已知铜的密度为，摩尔质量为，电子的电量绝对值为e，阿伏加德罗常数为，有一条横截面为的铜导线中通过的电流为，设每个铜原子贡献一个自由电子，下列说法正确的是（ ）
A.单位体积的导电的电子数为
B.单位质量的导电的电子数为
C.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
D.该导线中自由电子定向移动的平均速率为
8.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为3:1，电路中的5个灯泡完全相同，定值电阻，当A，B端输入如图乙所示的交变电压时，5个灯泡亮度相同，则每个灯泡的平均功率为（ ）
A.9W B.12W C.18W D.25W
9.家用燃气灶的脉冲点火器工作原理电路如图所示，其电源为一节干电池。将1.5V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值超过12kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（ ）
A.正常工作时，点火器每秒点火50次
B.正常工作时，点火器每秒点火100次
C.若变压器原、副线圈的匝数之比为1:1500，点火器能正常工作
D.若变压器原、副线圈的匝数之比为1:2200，点火器能正常工作
10.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A.分子势能和分子间作用力的合力可能同时随分子间距离的增大而增大
B.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动
C.若气体的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为，则气体的分子体积为
D.当分子间的距离减小时，分子间的斥力增大，引力减小，合力表现为斥力
11.应用物理原理制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。图甲是夜晚用红外触发相机拍摄到的野外东北豹的照片，图乙是雷达天线，图丙为生产线上使用的自动计数器，图丁为霍尔元件，下列说法中正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.红外触发相机是利用红外线的热效应进行成像
B.雷达可用于测定物体位置，是利用长波波长较长、衍射现象明显的特点
C.自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转化为电学量
D.霍尔元件可以把电学量转化为磁学量
12.有人设计了一种测温装置，其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定质量的理想气体，与A连通的B管插在水银槽中。由管内水银面的A高度可知A内气体的温度（即环境温度），并可由B管上的刻度直接读出。在标准大气压（）下，当温度为27℃时，，将此高度处标记为27℃的刻度线。该温度计在标准大气压下标记好温度后，将其带到海拔很高的高山上测量当地温度。设B管的体积与玻璃泡A的体积相比可忽略。下列说法正确的是（ ）
A.在标准大气压下，当温度为27℃时，玻璃泡A内气体的压强
B.在标准大气压下，为-3℃的刻度线标记在处
C.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度高
D.由于高山上的真实压强比标准大气压小，则温度的测量值比实际温度低
二、实验题（共2小题，每空2分，共16分）
13.在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a.将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；
b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，直到1mL时共滴入50滴；
c.向浅盘中倒入约2cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上；
d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL；
（2）已知每一小方格的边长为1cm，则油膜面积为_________cm2；
（3）根据上述数据得出油酸分子的直径是__________m（保留一位有效数字）；
（4）关于本实验下列说法正确的有__________。
A.油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大
B.若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果将偏小
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果将偏小
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大
14.某同学设计了一个加速度计，如图所示.较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比.这个装置实际上是一个加速度传感器.工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻均与物体的运动方向平行.当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动.通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小.
已知两个电池的电动势相同，均为9V，内阻可以忽略不计；滑块的质量为0.6kg，两弹簧的劲度系数均为，电阻器的全长9.0cm，被测物体可能达到的最大加速度为（此时弹簧仍为弹性形变），电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当端的电势高于端时，指针向零点右侧偏转.当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程.
（1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端__________cm处；
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点________（填“左”、“右”）侧偏转；
（3）所给电压表量程为_______V；
（4）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度_________（填“均匀”、“非均匀”）分布.
三、计算题（共4小题，共44分）
15.（9分）如图所示为交流发电机示意图，匝数为的矩形线圈，边长分别为和，内阻为，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速转动，开始转动时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过滑环和电刷与外部的电阻相接。闭合开关S后：
（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）求电压表和电流表示数；
（3）求从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻的电荷量。
16.（8分）路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，质量为的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积为，初始时刻水面与井盖之间的距离为，井内密封空气的压强恰好为大气压强，若井盖内的空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度为。求：
（1）密闭空气的压强为多大时水井盖刚好要被顶起；
（2）水井盖刚好被顶起前瞬间，水位上升的高度。
17.（12分）随着科技发展，烹任的炉灶在不断地进步，电磁炉（图1））就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看作一个理想变压器，工作原理图简化为图2，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为，交变电源的电压有效值恒为，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过定值阻抗的电流为，求锅体中感应电动势的有效值；
（2）若锅体等效电阻为，求炉盘中的电流大小；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻为多大时发热功率最大。
18.（15分）一上下不同截面积的直立气缸如图所示，上活塞的截面积为，质量为，下活塞的截面积为，质量为，两活塞以轻弹簧相连。气缸内装有理想气体，外界大气压为。当气缸内气体的温度为800K时，弹簧伸长量为5.0cm，此时上下活塞距气缸宽狭交接处均为15cm，重力加速度为。忽略弹簧体积及气缸的热胀冷缩效应。（已知：，，，）求：
（1）当气缸内气体温度为800K时，气缸内理想气体的压强；
（2）将气缸内温度由800K缓慢下降，最后上活塞降至气缸宽狭交接处而被固定住。当弹簧恢复原长时，气缸内的气体温度为多少？（结果保留3位有效数字）
泰安第二中学2023-2024学年高二下学期3月月考
物理参考答案
一、选择题（共8小题）
1.A
2.C 解：根据电路连接情况可知，根据变压器电压、电流关系可知，，根据欧姆定律可知，联立可得。
A、保持不变，将触头P向上移动，则增大，根据上述推导可知变小，即A1的示数变小，故A错误；
B、若保持不变，将触头P向下移动，减小，则增大，电源输出的总功率，故B错误；
C、保持P的位置不动，增大，根据上述推导可知、变小，即A1和A2的示数都变小，故C正确；
D、根据可知，的电功率变小，的电功率可能变小也可能变大，故D错误。
3.D 解：已知：通电直导线中的安培定则，右手握住通电直导线，大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；
A.在时刻，根据通电螺线管中的安培定则可知，电流方向由电容器的负极板流向正极板，故可知电容器正在充电，故A错误；
B.因为时刻，电容器正在充电；所以从，电容器电场能增大，则线圈磁场能减小，故电路中电流会减小，故B错误；
CD.在时刻，根据通电螺线管中的安培定则可知，电流方向由电容器正极板流向负极板，故可知电容器正在放电。由于电容器放电，则电容器电荷量减小，根据电容器公式：可知电容器两极板间电场减弱，则电容器电场能减小，所以自感线圈中磁场能增大，磁场增强，故C错误，D正确。
4.D 解：左管内气体压强：，
右管内气体压强：，
，解得，即右管内外液面高度差，右管内气柱长度。所以ABC错误D正确。
5.C 解：过程根据可知，坐标原点与上各点连线的斜率与压强成反比，故该过程斜率一定则为等压变化，且温度升高，故A错误；
过程等温变化，根据可知体积V变大，压强变小，故D错误；
过程等容过程，根据可知温度升高，则压强变大，故C正确。
6.D
7.B 解：A、设铜得质量为，则铜的物质的量为，总的铜原子的数目为，总的可以自由移动的电子个数为，则单位体积内的电子数目为，故A错误；
B、单位质量的导电的电子数为，故B正确；
CD、设自由电子定向移动的速率为，根据电流知，故CD错误。
8.C 解：设每个灯泡两端的电压为，由题知原副线圈匝数比
由图乙可知，A、B端的输入电压有效值为
电阻R两端的电压等于原线圈的输入电压，原副线圈匝数比等于电压比，有：
由串并联规律可知：代入数据联立解得，电阻R两端的电压为；
设通过每个灯泡的电流为，则通过副线圈的电流为，理想变压器原副线圈电流比等于匝数的反比，则原线圈的输入电流为，可知通过电阻R的电流与通过每个灯泡的电流相同，可知通过灯泡的电流为。每个灯泡的功率为。故C正确，ABD错误。
9.BD 解：AB.由题可知交流电的频率为，正常工作时，每个周期点火2次，因此点火器每秒点火100次，故A错误，B正确；
CD.只要副线圈两端电压的峰值超过12kV，点火器能正常工作，由于，故C错误。
10.AB 11.AC
12.AC 解：A、温度时，玻璃泡A内的气体压强，故A正确；
B、由于B管的体积与A泡的体积相比可略去不计，因此可认为A泡内气体发生等容变化，由题可知
温度为时，对应的热力学温度
根据查理定律得
气体末状态压强解得即水银面的高度为22cm，故B错误；
CD、当管内水银面的高度为时，地面上标准大气压下温度为，设高山上压强为，水银密度为，温度为，由查理定律得高山上压强减小，故温度的测量值比实际温度高，故C正确，D错误。
13.（1）；（2）61；（3）；（4）D。
14.（1）4.5；（2）左；（3）6；（4）均匀.
解：（1）加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器全长9.0cm，应将滑动片调到距电阻器左端4.5cm处.
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动.根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于点的电势，则电压表的指针将向零点左侧偏转.
（3）设加速度最大时，滑块向左移动的距离为，根据牛顿第二定律得：，得
此时电压表的读数为：，故电压表的量程应为6V.
（4）设加速度为时，电压表的读数为，则：又
联立解得：由于与成正比，所以表盘的刻度应均匀.
15.解：（1）线框的面积
感应电动势的最大值
转动开始时，线圈平面与磁场方向平行，瞬时值表达式为：
（2）电动势的有效值
开关S合上后，由闭合电路欧姆定律得，电流表的示数为：
电压表的示数为：
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过上的电荷量为：
由闭合电路欧姆定律得：；由法拉第电磁感应定律得：；代入数据联立解得：
16.解：（1）对井盖进行受力分析，由平衡条件可得：，代入数据解得：；
（2）井内气体经历等温变化，井盖刚顶起时，设水位上升，对气体由玻意耳定律可得：，代入数据解得：。
17.解：（1）通过定值阻抗的电流为，则原线圈两端电压①
根据理想变压器变压比②
联立①②解得锅体中感应电动势的有效值③
（2）原线圈两端电压满足④
根据理想变压器原、副线圈的变压比和变流比有⑤
由欧姆定律有⑥
联立④⑤⑥可解得流过定值阻抗的电流
⑦
（3）由功率公式可知锅体的发热功率⑧
联立⑤⑦可解得锅体的发热功率
由数学知识可知，当时取得最大功率。
18.解：（1）当气缸内气体温度为800K时，对上活塞受力分析，由平衡条件有
对下活塞受力分析，由平衡条件有
联立解得：代入数据解得：
（2）上活塞被挡住，对下活塞受力分析，由平衡条件有解得：
初始时气体体积为
当弹簧恢复原长时，气缸内的气体体积为
设当弹簧恢复原长时，气缸内的气体温度为。
该过程中由理想气体状态方程有
解得：