江苏省泰州中学2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试卷（含答案）

江苏省泰州中学2024～2025学年度第二学期期中考试 高二物理题
(考试时间：75分钟；总分：100分)
一 、选择题：(本题共11小题，每小题4分，共44分，每题只有一个正确答案，请将答案填 涂到答题卡相应区域.)
1. 分子间作用力F、 分子势能E。与分子间距离r 的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知 甲图与横坐标交点为%,乙图最低点对应的横坐标为%,取无穷远处分子势能E=0。 下列 说法正确的是( )
甲 乙
A. 乙图像为分子力与分子间距离的关系图像
B. 当分子间距离从0.9r,增大到10r。的过程中，分子力先变大再变小
C. 当分子间距离从0.9r 增大到10r。的过程中，分子力先做负功再做正功
D. 当分子间距离从0.9r 增大到10r。的过程中，分子势能先变小再变大
2. 如图所示，我国某地一直升机将一水平的闭合金属线圈竖直向上吊起，由于地磁场的影 响，线圈中产生了感应电流，已知地磁场的磁感线分布和条形磁铁类似，其竖直分量随高度 上升而减小，下列说法正确的是( )
A. 线圈中的磁通量增大
B. 线圈中有顺时针方向的感应电流(俯视)
C. 线圈的四条边有向内收缩的趋势
D. 若在赤道上空将线圈吊起，线圈中也会产生感应电流
3. 下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是( )
甲 乙 丙 丁
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A. 图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动
B. 图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小
c. 图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动
D. 图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警
4. 某同学为了探究电感线圈和小灯泡对电路中电流的影响，设计了如图甲所示的电路，电 路两端电压U 恒定，A 、A 为完全相同的电流传感器。6时刻闭合开关S 得到如图乙所示 的电流i 随时间t 变化的图像。电路稳定后，小灯泡发出微弱的光。下列说法正确的是()
高二物理 第2页，共7页
甲
乙
A. 闭合开关S 时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零
B. 曲线a 描述的是电流传感器A 中电流随时间变化的规律
C. 若断开开关S, 小灯泡闪亮后熄灭
D. 闭合开关S 到电路稳定的过程中，小灯泡灯丝电阻保持不变
5. 如图甲所示，矩形导线框abed 的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B 随时间 t 变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i 以顺时针为正 方向，ad 边受到的安培力F 以水平向右为正方向，则关于i 、F 随t 变化的图像正确的是
( )
甲 乙
(
A.
)B.
(
C.
)D.
6. 如图所示，空间存在方向垂直纸面(竖直面)向里的足够大的磁场，以竖直向下为z 轴 正方向，磁感应强度的大小为B=B +, 式中Bo 、k均为常数。一正方形导线框abcd 从 图示位置由静止开始下落，下落过程中底边ab 始终水平。不考虑空气阻力。与导线框下落 的速度成正比的是( )
A.ab 边受到安培力的大小 B.b c边受到安培力的大小
7. 某家用燃气灶点火装置原理图如图甲所示，转换器可以将直流电压转换为如图乙所示的 正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n=15 和n =1500。 点火时钢针与金属板间电压的瞬时值最大可以达到15kV, 钢针和金属板间引 发电火花进而点燃气体，电压表为理想电表。下列说法正确的是( )
(
图乙
) (
n 5
n2
钢针
业
金属板
图甲
转换器
)
A. 去掉转换器，该点火装置仍然能正常使用
B. 图乙中Um 的值为15V
C. 电压表的示数为150V
D. 若n:n =3:100, V
8. 抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系的重要组成 部分，原理简化如图(a) 所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图(b) 所 示，输电线路总电阻为r=200Ω, 电动发电机内阻为R=20Ω,U =22200V,U =22000V,
U =2200V。 则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为( )
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(
上水5
电动发电机
可逆水轮机
下
水
)
图 (a) 图(b)
A.10C0W B.2000W C.20000W D.0.2W
9. 在如下图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ 是固定在同一水平面内足够长的平行金属导 轨。导体棒 ab 垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中，导体棒和导轨 间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C 原来不带电。 今给导体棒ab 一个向右的初速度%,在甲、乙、丙图中导体棒ab 在磁场中的运动状态是 ( )
年
甲 乙 丙
A. 甲图中，棒ab 做加速度减小的减速运动至静止
B. 乙图中，棒ab 匀减速运动直到最终静止
C. 丙图中，棒ab 最终做匀速运动
D. 甲、乙、丙中，捧ab 最终都静止
10. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地 面下方的IC 振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在 线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起IC 电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根 据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确 的 是 ( )
甲 乙
A. 时刻，线圈工的磁场能为零
B. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位
C. 甲图中LC振荡电路状态可能处在t -t 过程 D.I -t 过程，电容器C 带电量逐渐增大
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11. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为V,的纯油酸配成总体积为V 的油酸酒 精溶液，用注射器取体积为V 的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。
把这样的一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示。 图中每个小正方形格的边长为a, 可估算出油酸分子的直径为( )
A. B. C. D.
二、实验题(本题共15分，每空3分)
12. 为探究“影响感应电流方向的因素”,某同学实验如下：
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甲
乙
丙
丁
(1)首先按图甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转：再按图乙所示 连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验
A. 电流计的量程
B. 干电池是否为新电池
C. 电流计测量的电流是否准确
D. 电流计指针偏转方向与电流方向的关系
(2)接下来用如图丙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某 次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电 流方向(从上往下看)是沿 (选填“顺”或“逆”)时针方向，由此可推断磁铁下端 的磁极为 极。
(3)用通电螺线管代替条形磁铁，实验器材如图丁所示，请完善实物连接图。
(4)某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验，在计算机屏幕上得到波形，横坐标 为时间t, 纵坐标为电流 I 。如图戊所示，用一条形磁铁，从很远处向一圆形线圈的轴线匀
速运动，并穿过线圈向远处而去，规定从左往右看顺时针方向为电流正方向，下图中较正确 地反映线圈中电流I 与时间t 关系的是_
接微电流传感器 戊
(
D.
) (
B.
)A.o
c.o-
三 、计算题(本题共41分，请写出详细的解题步骤，只写最后答案不能得分)
13、(6分)水是人体正常生理代谢所必需的物质， 一般成年人每天要喝2000mL 左右的水。 已知水的摩尔质量M=18×10 kg/mol, 水的密度Pk=1.0×10 kg/m , 某同学一口气喝了
90mL 的水；已知阿伏加德罗常数取N=6.0×10 'mol 。求：
(1)该同学本次喝下的水的分子个数N;
(2)设想水分子是一个挨着一个排列的球体，忽略水分子的间隙，试估算水分子的直径d。( 结 果均保留两位有效数字)
14、(8分)如图所示，水平面内有直角坐标系Oxy,x 轴上放置一根足够长的金属导轨(和 x 轴重合)。OAC 为置于水平面内的金属导轨，其形状满足方程y=2sin(0.4x) (单位：m)。 0 、C 两处分别截掉极短长度以使0与坐标原点断开、而C 与 x 轴断开，在C 点和置于x
轴的金属导轨上某点分别用导线与一定值电阻R=2Q 两端连接。磁感应强度B=0.4T的匀强 磁场方向垂直于导轨平面向下。一足够长的金属棒在水平外力作用下，从y 轴左侧以恒定的 速度v=5.0m/s 水平向右从0点滑动到C 点：金属棒与OAC 及x 轴上的导轨均接触良好且 始终保持与x 轴垂直，除定值电阻外，不计其它电阻。求：
(1)从0点滑动到C 点过程中，通过电阻的电流i与时间t的关系(经过0点计时)。
(2)从0点滑动到C 点过程中，电阻R 上的发热量；
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15、(12分)如图所示，两水平虚线间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 为 B, 边长为h 的正方形导体框由虚线1上方无初速度释放，在释放瞬间ab 边与虚线1平 行且相距h。已知导体框的质量为m, 总电阻为r, 重力加速度为g,cd 边与两虚线重合时 的速度大小均,忽略空气阻力，导体框在运动过程中不会发生转动，求：
(1)两虚线的距离；
(2)导体框在穿越磁场的过程中，产生的焦耳热；
(3)导体框从ab 边与虚线1重合到cd 边与虚线1重合所用的时间；
16、(15分)如图所示，两光滑平行导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，顶端接有 R=7Ω 的电阻，导轨电阻不计、间距为L=1m 。 导轨倾斜部分的倾角为θ=30°,且ABCD 区域有垂直导轨平面向上的磁场，磁感应强度为B =1T, 该区域沿轨道方向的长度为
x =1m 。 导轨水平部分CDEF 区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B =2T (不考虑 CD 处的边界效应，可认为磁场在CD 处立即变为竖直向上),该区域沿轨道方向的长度为 x =2m 。 将一金属棒a 放在倾斜轨道某处，由静止释放后，可匀速通过ABCD磁场区域， 穿过CDEF 磁场区域后继续向左运动，金属棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直。金属棒 的质量为m=0.2kg 、 电阻为r=3Q, 重力加速度为g=10m/s , 求：
(1)金属棒在ABCD区域中做匀速运动的速度大小v;
(2)金属棒穿过CDEF 区域后速度的大小Y;
(3)金属棒从开始下滑至滑到EF 过程中，金属棒a 上产生的焦耳热Q。
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江苏省泰州中学2024~2025学年度第二学期期中考试 高二物理试卷答案
一、选择题：(本题共11小题，每小题4分，共44分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A C C D D B C C
题号 11
答案 C
二、实验题：(本题共15分，每空3分)
12、(1). D
(2) S
+
教 (3)
A
(4)_ B
三、计算题：(本题共四小题，共计41分)
13、(6分)
(1)3.0×10 4个
(2)4.0×10- m
【详解】(1)该同学本次喝下的水的分子个数
(2)设水分子的直径为d, 则有
解得
d=4.0×10- m
14、(8分)
答案：(1)金属棒水平方向做匀速运动，则
x=vt
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感应电动势
e=Byv=2Bv sin(0.4x)
解得
i=2sin 2t(A)
(2)从0点滑动到C 点过程中，时间
电阻 R 上的发热量
15、(12分)
答案：(1)由题意，根据导体框进出磁场过程中运动的对称性可知，ab 边刚好进入磁场和 刚好离开磁场时的速度大小均为
v =√2gh
设两虚线之间的距离为H, 导体框全部位于磁场中时下落的加速度大小为g, 根据运动学公
式有
2g(H-h)=v -v
解得
(2)设导体框穿过磁场的过程中产生的焦耳热为Q, 对导体框从开始下落到穿过磁场的过
程中，根据能量守恒定律有
解得导体框产生的焦耳热
(3)设导体框通过磁场上边界所用时间为t, 导体框中的平均感应电流为7,则由动量定理可 得
mgt-BTht=mv-mv
根据电流的定义可知t 时间内通过导体框某一截面的电荷量为
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q=It
根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律综合分析可知
联立解得
16、【详解】(1)金属棒产生的电动势为E=B Lv
通过金属棒的电流为
金属棒受到的安培力为F安!=B I L
方向沿斜面向上，根据平衡条件可得F 女 =mgsinθ 联立解得v =10m/s
(2)对金属棒a, 规定向左为正方向，由动量定理-F t=mv -mv 金属棒受到的安培力为F =B I L
根据闭合电路欧姆定律可
根据法拉第电磁感应定律得.
联立解得v =6m/s
(3)金属棒a 从 AB运动至CD 的过程中，回路产生的焦耳热为2=mgr sinθ
金属棒a 从 CD 到 EF 的过程，回路产生的总焦耳热为 电阻a 上产生的焦耳热为!
解得Q=2.22J
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