2023-2024学年四川省广安市高二（下）期末物理试卷（含解析）

2023-2024学年四川省广安市高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于热学知识，下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象不能在固体间产生，只能在气体或液体间产生
C. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
D. 当分子间的作用力刚好为零时，分子间的势能达到最大值
2.如图甲所示是振荡电路，设顺时针方向的电流为正方向，电路中的电流随时间变化规律如图乙所示。那么( )
A. 在时间内，电容器在充电
B. 在时间内，电容器的上极板带正电
C. 在时间内，磁场能转化为电场能
D. 在线圈中插入铁芯，振荡电流的周期将变小
3.下列与热现象有关的说法，正确的是( )
A. 热量不可能从低温物体传递给高温物体 B. 热量只能从内能多的物体传递给内能少的物体
C. 外界对物体做功，物体一定向外界放热 D. 一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性
4.如图甲所示，绝缘水平桌面上放置一铝环，在铝环的正上方附近放置一个螺线管。设电流从螺线管端流入为正，在螺线管中通入如图乙所示的电流，则以下说法中正确的是( )
A. 内，铝环面积有扩张的趋势
B. 末，铝环对桌面的压力大于铝环的重力
C. 末、末两时刻，铝环中的电流方向相反
D. 内，铝环中的电流先沿顺时针、后沿逆时针方向俯视
5.如图甲所示，两个完全相同的正方形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的同一根轴匀速转动，转轴位于磁场边界处。线圈以一条边为转轴，线圈以中心线为转轴，分别产生的电流随时间变化的图像如图乙、丙所示，则两线圈中电流的有效值之比为( )
A. B. C. D.
6.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、为定值电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关由断开变为闭合时，下列对两电表的示数变化情况判断正确的是( )
A. 电压表示数增大 B. 电压表示数减小
C. 电流表示数增大 D. 电流表示数减小
7.如图所示，宽为的金属导轨竖直放置，上端接有一阻值为的电阻，导轨上有一质量为、电阻也为的金属棒，与导轨始终接触良好且无摩擦，且保持水平。垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为。不计导轨的电阻，重力加速度为。将金属棒由静止释放，当运动达到稳定时，其速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示，矩形水槽高，宽。槽内没有装任何物质时，一束散光从槽的上边缘射向槽底底角；当槽内装满某种液体时，这束散光经折射后射到水槽底部的点。已知点到水槽的底部点的距离，则该液体对激光的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，图甲为热敏电阻的阻值随温度的变化关系曲线，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路。当线圈中的电流大于或等于某一电流时，继电器的衔铁被吸合。则( )
A. 恒温箱内的加热器接在、之间
B. 恒温箱内的加热器接在、之间
C. 滑动变阻器的滑动触头向右移动，恒温箱内保持的温度越高
D. 滑动变阻器的滑动触头向右移动，恒温箱内保持的温度越低
10.在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是( )
A. 气体的体积不变，压强增大 B. 气体的体积减小，压强减小
C. 气体的体积减小，压强增大 D. 气体的体积增大，压强减小
11.在平静的水面下有一红色点光源发出的红光，在水面上形成一个面积为的圆形光斑。则在同一位置，将红色点光源换成紫色点光源后( )
A. 紫光在水面上形成的圆形光斑面积大于
B. 紫光在水面上形成的圆形光斑面积小于
C. 要使紫光在水面形成的圆形光斑面积等于，应将点光源适当上移
D. 要使紫光在水面形成的圆形光斑面积等于，应将点光源适当下移
12.如图所示，边长为的正方形闭合金属线框的、边始终与有界匀强磁场边界平行。已知磁场宽度为、方向垂直纸面向里。规定线框中逆时针方向为电流的正方向，安培力方向竖直向下为正方向。则从线框刚开始进入磁场开始计时，在匀速向右穿过该磁场的过程中，下列能分别正确反映线框中的感应电流、边所受安培力随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
13.某物理兴趣小组采用如图所示的电路来观察相同的两盏灯的亮度变化情况，线圈的自感系数较大，其直流电阻与定值电阻的阻值相等。当开关闭合时，他们观察到的现象是与两灯_______选填“同时”或“不同时”亮；电路稳定后断开开关时，他们观察到的现象是与两灯_______选填“过一会儿”或“立即”熄灭；若在线圈中再插入铁芯，所观察到的现象_______更加明显选填“会”或“不会”。
14.在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面，与矩形玻璃砖位置的关系分别如下图甲、乙和丙所示。他们的其他操作均正确，且均以为入射界面、为出射界面画光路图。则
甲同学测得的折射率与真实值相比_______选填“偏大”“偏小”或“不变”
乙同学测得的折射率与真实值相比_______选填“偏大”“偏小”或“不变”
丙同学测得的折射率与真实值相比_______选填“偏大”“偏小”或“不变”
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
15.如图所示，竖直放置的“”形细玻璃管截面均匀，左管上端开口，底管右端封闭，竖直管足够长，底管长，用长的水银柱封闭一段理想气体，最初气体温度时，气体的长度取大气压强，求：
缓慢升高理想气体的温度，使它的长度变为，此时气体的温度；
继续升高温度，当有的水银柱上升到左管，此时气体的温度。
16.如图所示，两光滑导轨、平行放置，间距为，其中、与水平面间的夹角为，，水平。一电阻为的导体杆，垂直于、固定在导轨上，并处在边长为的正方形有界磁场区域的正中间，磁场方向垂直于导轨平面向上、磁场均匀分布但随时间线性增大，质量为电阻也为的金属棒垂直于、置于导轨上，处在磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区域中，金属棒与两导轨接触良好，不计其余电阻，若金属棒恰好处于静止状态，求：
流过金属棒的电流的大小和方向；
磁场区域磁感应强度随时间的变化率。
17.输电能耗演示电路如图所示。开关接时，升压变压器原、副线圈匝数比；开关接时，升压变压器原、副线圈匝数比；降压变压器原、副线圈匝数比，在升压变压器原线圈输入电压的正弦交流电，连接两理想变压器的导线总电阻为，负载，当开关接时，负载消耗的功率。求：
输电线的总电阻；
当开关接时，负载消耗的功率。
答案解析
1.
【解析】布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，故错误；
扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，故错误；
当分子力表现为引力时，随着距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故正确；
设分子平衡距离为，分子距离为。当时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当时，分子力为，分子势能最小，故错误。
2.
【解析】A.由乙图可知，在 时间内，电流增大，电容器电荷量减小，电容器在放电。故A错误；
B.同理在 时间内，电容器充电，上极板带正电。故B正确；
C.同理在 时间内，电容器放电，电场能转化为磁场能。故C错误；
D.根据 可知在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，振荡电流的周期将变大。故D错误。
故选B。
3.
【解析】A.通过做功的方式可以让热量从低温物体传递给高温物体，如电冰箱，故A错误；
B.内能多的物体温度不一定高，不一定热传递给内能少的物体，故B错误；
C.根据热力学第一定律 可知外界对物体做功，由于内能的变化未知，故物体吸放热情况未知，故C错误；
D.一切与热现象有关的宏观自然过程都具有方向性，故D正确。
故选D。
4.
【解析】A.线圈中电流增大，产生的磁场增大，铝环中磁通量增大，有面积缩小趋势，故A错误；
B.末铝环中感应电流最大，但螺线管中电流为零，没有磁场，与铝环间无相互作用，所以末圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故B错误；
C.正方向电流减小，反向电流增大，根据楞次定律，铝环中感应电流的磁场方向不变，感应电流方向不变，故C错误；
D.线圈中电流增大，产生的磁场增大，铝环中磁通量增大，根据楞次定律可知，从上往下看，内圆环中的感应电流沿顺时针方向；线圈中电流减小，产生的磁场减弱，铝环中磁通量减小，根据楞次定律可知，从上往下看，内圆环中的感应电流沿逆时针方向；则内，铝环中的电流先沿顺时针、后沿逆时针方向俯视；故D正确。
故选D。
5.
【解析】根据电流的热效应，可得
解得
由丙图可知
则两线圈中电流的有效值之比
故选B。
6.
【解析】开关断开时原线圈两端电压为 ；副线圈两端电压为 ，副线圈电流为
电流表示数为
设开关闭合时原线圈两端电压为 ，副线圈两端电压为 ，副线圈电流为
电流表示数为
故电压表示数不变；且
即电流表示数增大。
故选C。
7.
【解析】当运动达到稳定时，重力等于安培力，则

解得
故选A。
8.
【解析】根据折射定律可知
由几何关系有
联立解得
故选A。
9.
【解析】当温度较低时，热敏电阻阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与、端连接，现在需要加热的，恒温箱内的加热器需要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在、端，故A正确，B错误；
当温度达到一定值时，加热电路要断开，此时继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要达到一定电流，设继电器线圈的电阻为 ，根据闭合电路欧姆定律可得
由以上分析可知，若使恒温箱内的温度保持在更高的数值，则电流值一定时变小， 不变，故可变电阻的值应增大，即向右移动从而实现目标，故C正确，D错误。
故选AC。
10.
【解析】A.根据理想气体状态方程
可知气体的体积不变，压强增大，则热力学温度升高，由热力学第一定律
其中
，
可得
即理想气体从外界吸热。故A正确；
B.同理，根据理想气体状态方程
气体的体积减小，压强减小，则热力学温度降低，由热力学第一定律
其中
，
可得
即理想气体向外界放热。故B正确；
C.同理，根据理想气体状态方程
气体的体积减小，压强增大，热力学温度可能升高，由热力学第一定律
其中
，
当
时，可得
即理想气体与外界无热量交换。故C错误；
D.同理，根据理想气体状态方程
气体的体积增大，压强减小，热力学温度可能降低，由热力学第一定律
其中
，
当
时，可得
即理想气体与外界无热量交换。故D错误。
故选AB。
11.
【解析】设光在水中发生全反射的临界角为，在水面形成的光斑半径为，光源到水面的高度距离为，由几何关系可知
且
可得
再根据
解得
由于红光的折射率小于紫光的折射率，所以紫光在水面上形成的圆心光斑的面积小于红光的，即小于，故B正确，A错误；
为了增大紫光形成的光斑面积使其等于，则需要增大光源到水面的距离，故将点光源适当下移，故D正确，C错误。
故选BD。
12.
【解析】依题意，设线圈的电阻为 ，在 的过程中，线圈边切割磁感线，产生感应电动势，有
根据右手定则判断知线圈中的感应电流的方向为逆时针方向，大小为
边所受安培力为
方向竖直向下；在 的过程中，线圈边切割磁感线，产生感应电动势，有
根据右手定则判断知线圈中的感应电流方向为顺时针方向，大小为
边所受安培力为
方向竖直向上，故AC正确，BD错误。
故选AC。
13.不同时 过一会儿 会
【解析】开关闭合时，由于电感线圈的自感作用阻碍电流增大，相当于断路，则 立即亮， 慢慢变亮，即 与 不同时亮；
电路稳定后断开开关时，电感线圈阻碍电流减小，相当于新电源，继续提供电流流过两灯泡，则 与 两灯过一会儿熄灭；
若在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，自感现象会更加明显。
14.偏小 偏小 偏大
【解析】做光路图如图所示
由图可知折射角的测量值偏大，根据
可知甲同学测得的折射率与真实值相比偏小。
做光路图如图所示
由图可知入射角的测量值等于真实值，折射角的测量值大于真实值，根据
可知乙同学测得的折射率与真实值相比偏小。
做光路图如图所示
由图可知折射角的测量值小于真实值，根据
可知丙同学测得的折射率与真实值相比偏大。
15.解：初始时，封闭气体的压强为 ，长度为 ，当气柱的长度变化 ，水银柱仍全部在底部，则根据盖吕萨克定律可得，
代入解得；
当有 的水银柱上升到左管，有水银柱在底管内，此时封闭气体的压强为，
长度为，
温度为 ，由理想气体状态方程，
解得。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.依题意，金属棒恰好处于静止状态，有
解得
根据楞次定律可知电流方向由到；
根据法拉第电磁感应定律，可得
由闭合电路欧姆定律，有
联立，解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.依题意，可得
，
解得
，
根据理想变压器匝数与电压、电流关系可得
， ，
解得
， ，
可得
当开关接时，有
， ，
且
，
解得
，
负载消耗的功率

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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