四川省实验中学2024-2025学年高二（下）期中模拟物理试卷（含解析）

四川省实验中学2024-2025学年高二（下）期中模拟物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于热现象，下列说法正确的是( )
A. 水中的花粉颗粒做布朗运动，是花粉分子无规则热运动的体现
B. 打满气的橡胶气球难以被压缩，是因为气体分子间存在斥力
C. 分子间的斥力和引力总是同时存在的，两分子间距离增大时，分子引力做负功，分子斥力做正功
D. 容器中封闭有一定质量的理想气体，温度升高时，每个分子对器壁的撞击力都会增大
2.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为单位为，摩尔质量为单位为，阿伏加德罗常数为，则下列说法错误的是( )
A. 千克气凝胶所含分子数为 B. 气凝胶的摩尔体积为
C. 每个气凝胶分子的体积为 D. 每个气凝胶分子的直径为
3.关于图所示的四幅图中现象的分析，下列说法正确的是
A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B. 乙图中将棉线圈中、两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C. 丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象
D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象
4.新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状，人们往往通过红外测温技术和射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是( )
A. 红外测温技术利用了红外线的荧光效应
B. 射线可以透视身体是因为它有较强的穿透能力
C. 红外线的频率比射线的频率要大
D. 无论是红外线还是射线，它们的传播均需要介质，在介质中的传播速度等于光速
5.如图甲所示，无线电波是由振荡电路产生的，在振荡电路中电容器上的电荷量、电压、电场强度、电路中的电流、磁场能和电场能都会发生周期性变化。电容器两端电压随时间变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 在时刻，电路中的电流最大
B. 在时刻，电路中的磁场能最大
C. 从至时刻，电路中的电场能转化为磁场能
D. 从至时刻，电容器所带的电荷量不断增大
6.一定质量的理想气体进行循环过程。已知在压强为，体积为时，该理想气体的内能等于。状态的温度是状态温度的两倍，过程气体对外界放出的热量为。下列说法正确的是( )
A. B. 一个循环气体对外做的总功为
C. 过程气体温度不变 D. 过程气体从外界吸热
7.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在、间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在、间作为副线圈，在间接定值电阻在、间输入电压为的交变电流时，、间的输出电压为在将滑动触头从点顺时针旋转到点的过程中( )
A. ，降低 B. ，升高
C. 变压器输入功率增大 D. 变压器输入功率减小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，如图甲所示，无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大提高。电磁炉工作原理的示意图如图乙所示，下列说法正确的是
A. 电磁炉通电线圈接入直流电，电流越大，电磁炉的加热效果越好
B. 电磁炉原理是通电线圈接入交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作
C. 在锅和炉面板中间放一绝缘物质，电磁炉仍能起到加热作用
D. 电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差
9.两分子间的作用力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近直到无法靠近为止，若规定两分子相距无穷远时分子势能为零，关于该运动过程，下列说法正确的是( )
A. 当时，分子势能最大
B. 若，则两分子的动能随着的减小而增大
C. 若，则分子势能随着的减小而增加
D. 该过程中，分子间作用力先做负功后做正功
10.如图甲所示，为理想变压器原线圈的中心抽头，电流表为理想交流电表，在原线圈两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是( )
A. 原线圈输入电压瞬时值的表达式为
B. 仅将单刀双掷开关由扳到，电流表的示数变小
C. 仅将滑动变阻器的滑片向上移，灯泡的亮度将不变
D. 仅将单刀双掷开关由扳到，变压器的输入功率变小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.为探究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，设计了如下实验：
用注射器封闭一部分气体并连接装置，如图所示，用注射器读出封闭气体的体积，由电子压强计读出压强，改变气体体积得出了一组据如表
次数
体积
压强
压强的倒数
由上表数据在坐标纸上画出图象，如图所示。由图象可以看出第组数据误差最大，原因可能是实验过程中 。
A.封闭气体有部分漏出
B.用手握住注射器进行实验
C.缓慢推动注射器活塞
若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积导致的。由上面图象得大小为 结果保留位有效数字；为减少该实验误差，开始封闭气体体积应尽量 填“大”或者“小“一些。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
配制溶液：将纯油酸配制成的油酸酒精溶液。
测量体积：用量筒测出溶液共有滴。
平静水面：在边长为浅盘里倒入深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
滴入溶液：用清洁滴管将配制好的滴溶液轻轻滴入浅盘中。
描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
数格，每格边长是，油膜轮廓如图所示。
油膜的面积为_____结果保留两位有效数字；
油酸分子的直径约为_____结果保留两位有效数字；
在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是_____。
A.油酸在水面未完全散开时即描线
B.计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C.用量筒测出溶液的滴数时，多数了滴数
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，装有同种气体的两圆柱形气缸通过底部的细管和阀门相连，右侧气缸横截面积为，左侧气缸横截面积为，气缸上端封闭，气缸高度为，气缸用活塞封闭，已知大气压强为，活塞质量，阀门关闭，活塞静止在距缸底处，右侧气缸内气体压强为，活塞不漏气，与气缸无摩擦，细管体积忽略不计，气缸与活塞导热良好。现在活塞上放质量为的重物，求：
平衡时活塞到缸底的距离；
打开阀门，右侧气缸内气体的压强。
14.如图，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为。求：
写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
当线圈由图示位置转过的过程中，电阻上所产生的热量；
当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻的电荷量。
15.如图所示，电阻不计且间距的光滑平行金属导轨水平放置，左端接一阻值的电阻．导轨间Ⅰ、Ⅱ区域中有垂直纸面向里、磁感应强度相同的匀强磁场，其中Ⅰ区域和Ⅱ区域间距，Ⅱ区域足够长．有一质量、电阻的金属杆与导轨保持良好接触，杆在一个大小、方向水平向右的恒力作用下，从距区域Ⅰ左端处由静止开始运动，并恰好匀速穿过Ⅰ区域．
求匀强磁场的磁感应强度大小；
求金属杆刚进入区域Ⅱ时的加速度；
金属杆由静止开始运动位移时，已经在Ⅱ区域做匀速直线运动，求此过程中电阻产生的热量．
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.水中的花粉颗粒做布朗运动，是由于受到水分子的不平衡撞击而发生的，故反映了水分子的永不停息的无规则热运动，故A错误；
B.气体分子间的距离很大，分子间的作用力几乎可以忽略不计，打满气的橡胶气球难以被压缩，是因为气球内外的压强差较大的缘故，故B错误；
C.分子间的斥力和引力总是同时存在的，两分子间距离增大时，分子引力做负功，分子斥力做正功，故C正确；
D.如果保持气体体积不变，气体温度升高时，气体分子的平均动能增大，但不是每个气体分子动能都会增大，因此不是每个分子对器壁的撞击力都会增大，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】A、克气凝胶的摩尔数，则克气凝胶所含有的分子数为：，故A正确；
B、摩尔气凝胶体积：，故B正确；
C、摩尔气凝胶包含阿伏伽德罗常数个分子，故每个气凝胶分子的体积为，故C正确；
D、该气凝胶分子直径为，则：，由上述公式可求得：，故D错误。
选错误的，故选D
3.【答案】
【解析】A.因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；
B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；
C.浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面，低于管外液面，都属于毛细现象，故C错误；
D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象．故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】A.红外测温技术利用了红外线的热效应，故A错误；
B.射线可以透视身体是因为它有较强的穿透能力，故B正确；
C.红外线的波长比射线的波长要大，因此红外线的频率比射线的频率小，故C错误；
D.无论是红外线还是射线都属于电磁波，而电磁波的传播不需要介质，在真空传播的速度等于光速，故D错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】A.在时刻，电容器两端的电压为零，即放电完毕，电流最大，项正确；
B.在时刻，电容器两端的电压最大，电流最小且为零，磁场能最小，项错误；
C.时间内，电容器两端电压增加，即充电过程，电场能不断增加，磁场能减少，项错误；
D.时间内，是放电过程，电荷量不断减少，项错误。
6.【答案】
【解析】A.状态的温度是状态温度的两倍，从由查理定律得：，则可得，则状态的内能为：，状态的内能为：，过程气体对外界放出的热量为，从外界对气体做功为：，由热力学第一定律解得，故A正确；
B.一个循环过程中，气体对外做功为三角形的面积，即，故B错误；
C.过程由理想气体状态方程得：，可知，但是为直线，不是等温线，过程气体温度发生变化，故C错误；
D.因为，所以气体的内能相同，而过程中气体体积变大，对外做功，做功数值为梯形面积，为：，则过程气体从外界吸热，故D错误。
7.【答案】
【解析】、根据变压器的电压关系有，
当滑动触头顺时针转动时，即减小时，电压应该减小，即降低，
由于，所以，故A错误，B错误；
、由于电压减小，所以定值电阻上的电压减小，则定值电阻消耗的电功率减小，由于是理想变压器，所以变压器的输入功率也减小，故C错误，D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】A.电磁炉通电线圈接入直流电．则产生恒定磁场，穿过锅底的磁通量不会发生变化，不会产生涡流，所以没有加热效果，故A错误；
B.电磁炉原理是磁场感应涡流加热，即通电线圈接入交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作，故B正确；
C.在锅和电磁炉中间放一绝缘物质，电磁炉仍能起到加热作用，故C正确；
D.金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅的，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】若，分子力表现为引力，则随分子距离的减小，分子力做正功，分子势能减小，分子的动能增大，选项B正确；
C.若，分子力表现为斥力，则随着减小，分子力做负功，则分子势能增加，选项C正确；
A.由由以上分析可知，当时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项A错误；
D.该过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力，则分子间作用力先做正功后做负功，选项D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】由正弦函数的特点可得，原线圈输入电压瞬时值的表达式，故A正确；
仅将单刀双掷开关由扳到，原线圈匝数变少，由可知，副线圈电压变大，电流表的示数变大，变压器的输出功率变大，即输入功率变大，故B、D错误；
C.灯泡并联在副线圈两端，电压等于，不变，故灯泡亮度不变，故C正确。
故选AC。
11.【答案】；，大。
【解析】根据图象可知，各点都在同一条直线上，只有第组不在直线上，说明误差较大；且该组数据乘积变大，说明温度升高，故造成该结果的原因是用手握住注射器进行实验，故AC错误；B正确；
故选B。
据图知体积读数值比实际值大根据，为定值，则有：。
如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，纵轴截距即为，
且代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
由图象可知：
为减少该实验误差，开始封闭气体体积应尽量大些；
故答案为：；，大。
12.【答案】； ；
【解析】根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约格，故油膜面积为
一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为
油酸分子的直径约为
油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积偏小，故直径偏大，A错误；
B.计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积偏大，故直径偏小，B正确；
C.用量筒测出溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。
故选BC。
13.【解析】阀门关闭，活塞静止在距缸底处，有
在活塞上放质量为的重物，有
设平衡时活塞到缸底的距离为，由玻意耳定律得
解得
打开阀门，活塞对气体有的压强，假设气体全部被压入气缸，有
解得
此时，假设成立。
14.【解析】电动势的最大值为：；
因为初始时刻线圈平面与中性面垂直，此时线圈的磁通量最小，产生的感应电动势最大，
则电动势的瞬时表达式为：；
正弦式交变电流的有效值：，；
当线圈由图示位置转过的过程中，电阻上所产生的热量：；
根据法拉第电磁感应定律：；
根据闭合电路欧姆定律：；
通过电阻的电荷量：；
整理得线圈由图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量：。
15.【解析】金属杆进入Ⅰ区域前，做匀加速直线运动，据牛顿第二定律，
解得，
设金属杆进入Ⅰ区域时速度为则 ，
金属杆匀速穿过Ⅰ区域，则受力平衡：，
解得；
金属杆匀速穿过Ⅰ区域后，在Ⅰ区域和Ⅱ区域间做的匀加速直线运动，
设，则，
解得，
设金属杆刚进入区域Ⅱ时的加速度为
据牛顿第二定律，
解得 ，方向水平向左；
金属杆匀速时，速度大小为，设金属杆运动过程中，全电路产生的热量为，
据能量守恒定律，
解得，
电阻上产生的热量。
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