江苏省连云港市市区七校2024-2025学年高二（下）期中联考物理试卷（含解析）

江苏省连云港市市区七校2024-2025学年高二（下）期中联考物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.从年到年，许多著名的科学家纷纷投身于探索磁与电的关系中。如图所示为瑞士科学家科拉顿的实验场景，他用一个线圈与一电流计连成闭合回路，为了让磁铁不影响电流计中的小磁针，特意将电流计放在隔壁的房间里。科拉顿先用条形磁铁在线圈中插入与拔出，然后又跑到另一房间里去观察电流计，但最终没有发现电磁感应现象。关于科拉顿实验的说法正确的是( )
A. 实验过程没有感应电流的产生
B. 观察到电流计指针没有偏转是因为墙壁把磁场隔离了
C. 观察到电流计指针没有偏转是因为线圈电阻太大
D. 将磁铁插入线圈后跑去隔离房间观察电流计，错过了感应电流产生的时机
2.传感器广泛应用在机器人、无人驾驶、智能制造等方面，以下关于传感器元件的说法正确的是( )
A. 光敏电阻能把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量，其阻值随着光照强度的增大而增大
B. 金属热电阻和热敏电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，它们的阻值都会随着温度的升高而增大
C. 电阻应变片能把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量，物体表面拉伸时，贴在其表面的应变片阻值变大
D. 电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电阻这个电学量
3.下列四幅图分别对应四种有关分子动理论的说法，正确的是( )
A. 任意一个分子在时的速率一定比时要大
B. 微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
C. 当两个相邻的分子间距离为时，它们之间的势能达到最小值
D. 实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
4.空鹊桥二号作为一颗中继通信卫星，主要用于转发月面航天器与地球之间的通信，它首次任务为嫦娥六号服务。嫦娥六号着陆点位于月球的背面，受到月球的遮挡，它无法直接与地球之间通信，因此需要鹊桥二号电磁波来转发。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 有些电磁波是横波，有些电磁波是纵波
B. 月面航天器与地球之间的通信的电磁波属于电磁波谱中的无线电波
C. 发射电磁波进行信号传递时，只能采用调频一种方式进行调制
D. 电磁波能够传递信号，但是不能传播能量
5.电吉他的拾音器的原理图如图甲所示。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则螺线管内的感应电流随时间的变化为( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，紧绕有闭合线圈的绝缘圆筒放在电子秤的非磁性材料托盘图中未画出上，一条形磁铁极向下从圆筒正上方由静止释放后插入圆筒。空气阻力不计。对磁铁插入圆筒且未碰到托盘的过程，下列说法正确的是
A. 磁铁的机械能守恒
B. 磁铁的加速度恒定
C. 通过电阻的电流方向如图中箭头所示
D. 电子秤的示数比磁铁尚未运动时电子秤的示数大
7.学生常用的饭卡内部主要由线圈和芯片组成，示意图如图甲所示，当饭卡处于刷卡机感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内的线圈中产生感应电流来驱动芯片工作．已知线圈共匝、围成的面积为。某次刷卡时，线圈平面与磁场方向垂直，且全部处于磁场区域内，线圈内的磁感线始终均匀分布，取磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，在时间内，下列说法正确的是( )
A. 线圈有扩张的趋势 B. 线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向
C. 通过线圈的磁通量变化量大小为 D. 线圈中的感应电动势大小为
8.年月日光明日报报道，东华大学团队研发出集无线能量采集、信息感知与传输等功能于一体的新型智能纤维，由其编织制成的智能纺织品无须依赖芯片和电池便可实现发光显示、触控等人机交互功能。添加特定功能材料后，仅经过人体触碰，这种新型纤维就会展现发光发电的“神奇一幕”。电磁场和电磁波无处不在，这种新型纤维利用了电磁感应原理。下列说法错误的是
A. 变化的电磁场使纤维导体中磁通量变化产生感应电动势
B. 人体接触纤维时，纤维、人体、大地组成导体回路
C. 当手接触电阻为的纤维两端，纤维发光时电流为，则纤维中感应电动势等于
D. 纤维中磁通量变化越快产生的感应电动势越大
9.涡流内检测技术是一项用来检测各种金属管道是否有破损的技术。下图是检测仪在管道内运动及其工作原理剖面示意图，当激励线圈中通以正弦交流电时，金属管道壁内会产生涡流，涡流磁场会影响检测线圈的电流。以下有关涡流内检测仪的说法正确的是( )
A. 检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率
B. 在管道内某处检测时，如果只增大激励线圈中交流电的频率，则检测线圈的电流强度不变
C. 在管道内某处检测时，如果只增大激励线圈中交流电的频率，则检测仪消耗功率将变大
D. 当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时，管道壁中将产生更强的涡流
10.我国正在大力发展电动汽车，科研人员也在测试汽车的无线充电。将受电线圈安装在汽车的底盘上，将连接电源的供电线圈安装在地面上，如图所示。当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的能量，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是( )
A. 无线充电技术与扬声器的工作原理相同
B. 将供电线圈接到交流电源和直流电源上，都能对车辆进行充电
C. 只有将供电线圈接到交流电源上，才能对车辆进行充电
D. 若供电线圈和接收线圈均用超导材料，充电效率可达
11.风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量目前处于世界领先地位。图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示的正弦式交流电，则( )
A. 磁铁的转速为 B. 线圈两端电压的有效值为
C. 内线圈两端电压的平均值为 D. 图乙中电压随时间变化的原因是风速在变
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
上述步骤中，正确的顺序是_________。填写步骤前的数字
油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________，油酸膜的面积是_________。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_________。结果均保留两位有效数字
某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。
痱子粉撒得过少 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
计算每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液的滴数多记了几滴
在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.某振荡电路中，振荡电流变化规律，已知电路中线圈的自感系数，求：该振荡电流的周期为多少；电容器的电容．
14.钻石中的碳原子每个碳原子占据一个正方体以网状结构紧密地堆在一起，钻石是自然界中最硬的物质，图为克拉克拉的钻石。已知碳原子的直径，碳元素的相对原子质量为，阿伏加德罗常数。求：
该钻石含有的碳原子个数；
钻石的密度。两问结果均保留两位有效数字
15.风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数匝、电阻不计。线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，提供电压，降压变压器原、副线圈的匝数比为：，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线总电阻，两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校需要工作电压、电功率。求
线框绕轴的转速；
输电线上损失的电压；
升压变压器原、副线圈匝数比：；
发电机的输出功率。
16.如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，间距，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为在区域Ⅰ中，将质量，电阻的金属条放在导轨上，刚好不下滑．然后，在区域Ⅱ中将质量，电阻的光滑导体棒置于导轨上，由静止开始下滑．在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，，始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取，问：
下滑的过程中，中的电流方向；
刚要向上滑动时，的速度多大；
从开始下滑到刚要向上滑动的过程中，滑动的距离，此过程中上产生的热量是多少．
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.实验过程有感应电流产生，只是时间较短，没有观察到。故A错误；
科拉顿用条形磁铁在线圈中插入与拔出过程中，线圈中磁通量发生了变化，闭合回路中产生了感应电流，当他跑到另一房间里去观察电流计时，条形磁铁已经在线圈中停止运动，线圈中磁通量不再变化，此时感应电流已经消失，错过了感应电流产生的时机。故BC错误；D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】光敏电阻能把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量，其阻值随着光照强度的增大而减小，选项A错误
B.金属热电阻和热敏电阻都能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，金属热电阻的阻值随着温度的升高而增大，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，选项B错误
C.电阻应变片能把物体形变这个力学量转换为电阻这个电学量，物体表面拉伸时，贴在其表面的应变片阻值变大，选项 C正确
D.电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量，选项 D错误．
3.【答案】
【解析】．时分子的平均速率比时大，但时有的分子速率比时要小，故错误；
图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故错误；
当两个相邻的分子间距离为时，分子力为零，此时无论分子间距离增大还是减小，分子力均做负功，分子势能均增大，所以此时它们之间的势能达到最小值，故正确；
图中模拟气体压强的产生，分子的速度不是完全相等的，所以也不要求小球的速率一定相等，故错误。
故选。
4.【答案】
【解析】电磁波的传播方向和振动方向相互垂直的，所以电磁波是横波，故A错误；
B、月面航天器与地球之间的通信的电磁波属于电磁波谱中的无线电波，故B正确；
C.发射电磁波进行信号传递时，不能将图像和语音直接发送传递，可以采用调频、调幅二种方式进行调制，故C错误；
D.电磁波不仅能够传递信号，也能传播能量，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】由图可知螺线管内的磁通量随时间的变化为
根据法拉第电磁感应定律
感应电流为
可知电流随时间的变化为
故选B。
6.【答案】
【解析】A.由于磁铁在靠近线圈的过程中受到阻力作用，使磁铁的机械能减少，故A错误；
B.磁铁下落过程中受力是发生变化的，加速度也发生变化，故B错误；
C.由楞次定律，通过线圈的磁通量增加，产生的感应电流从上往下看为逆时针方向，故C错误；
D.由于力的作用是相互的，线圈受到向下的斥力，电子秤的示数比磁铁尚未运动时电子秤的示数大，故 D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A.在 时间内，磁感应强度增大，磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知线圈有缩小的趋势，故A错误；
B.根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向，故B错误；
C.通过线圈的磁通量变化量大小为
故C错误；
D.由法拉第电磁感应定律可知，线圈中的感应电动势大小为
故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】依题意，新型智能纤维是利用空中变化的电磁场在纤维中电磁感应产生电动势，再与人体、大地组成导体回路发光发电，选项 A、B正确
C.纤维发电发光时电动势大于两端的电压，选项 C错误
D.据法拉第电磁感应定律，纤维中磁通量变化越快产生的感应电动势越大选项D正确。
故选C。
9.【答案】
【解析】、激励线圈输入功率大于检测线圈消耗功率，管道壁中产生涡流，有一定的热功率，，故A错误；
B、增大频率，检测线圈的磁通量变化率变大，产生的感应电动势变大，则电流强度变大，故B错误；
C、增大频率，检测线圈的功率和管道产生的热功率变大，则检测仪消耗功率将变大，故C正确；
D、当检测仪从金属管到完好处进入破损处检测时，厚度减小，则管道壁中产生的涡流变小，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】无线充电技术就是通过电磁感应原理，当穿过受电线圈的磁通量发生变化时，受电线圈会产生感应电动势，有了感应电流，对蓄电池进行充电；扬声器是通电导线在磁场中受力从而发声，两者原理不同，故A错误；
B.将供电线圈接到直流电源上，产生的磁场不变化，则受电线圈的磁通量也不变，不能对车辆进行充电，故B错误；
C.供电线圈只有接到交流电源上，能产生周期变化的磁场，从而使受电线圈产生感应电流给蓄电池充电，故C正确；
D.即使线圈为超导材料制作，但在传输过程中仍然会有能量损失比如漏磁，所以效率不可能达，故D错误。
故选：。
11.【答案】
【解析】A.交变电流的周期为，故磁体的转速为，故A错误；
B.通过乙图可知电压的最大值，故有效值，故B正确；
C.若内线圈两端电压从到均匀增大，内线圈两端电压从到均匀减小，此时内线圈两端电压的平均值为。内任意时刻，线圈实际两端电压不小于上述情况的线圈两端电压，故内线圈两端电压的平均值大于，故C错误
D.图乙中出现交流电，是因为线圈在磁场中匀速转动时，切割磁感线速度的大小和方向均周期性的变化而产生的，不是随风速而变化，故D错误。
12.【答案】
；；；
。

【解析】“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液教师完成，记下配制比例测定一滴酒精油酸溶液的体积 准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径，故实验步骤为；
每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是，
每一小方格的边长为，由题图可知轮廓中大约有个小方格，则油酸薄膜的面积，
油酸分子的直径；
水面上扉子粉撒得过少，油膜边界不明显，往往会造成测量的面积偏大，导致结果计算偏小，故A错误；
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积偏小，会导致计算结果偏大，故B正确；
C.计算每滴体积时，的溶液的滴数多记了几滴，则计算得到的每滴油滴的体积偏小，会导致计算结果偏小，故C错误；
D.滴入量筒之前配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。
故选B。
13.【解析】根据，
得
因，
得
答：该振荡电流的周期为；
电容器的电容为 。
14.【解析】碳的摩尔质量 ，克拉的钻石质量 ，设克拉钻石的物质的量为，则有
解得
个
设该钻石的体积为，每个碳原子占据的体积为 ，则有
解得

15.【解析】由条件可知，解得：
所以；
用户电流
因为
：：，，
根据
所以，
输电线损失电压
；
升压变压器电压关系
：：：；
发电机输出功率
。
答：线框绕轴的转速；
输电线上损失的电压；
升压变压器原、副线圈匝数比：：；
发电机的输出功率。
16.【解析】由右手定则可知，电流由流向；
开始放置刚好不下滑时，所受摩擦力为最大静摩擦力，
由平衡条件得：，
刚好要上滑时，感应电动势：，
电路电流：，
受到的安培力：，
此时受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下，
由平衡条件得：，
代入数据解得：；
棒运动过程中电路产生的总热量为，
由能量守恒定律得：，
上产生的热量：，
解得：；
答：下滑的过程中，中的电流方向为：电流由流向；
刚要向上滑动时，的速度为；
从开始下滑到刚要向上滑动的过程中，滑动的距离，此过程中上产生的热量是．
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