湖北省孝感市重点高中教科研协作体2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题

湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 1 页 （北京）股份有限公司 2023 年湖北省孝感市高二下学期期中考试 高二物理试卷 命题学校：大悟一中 命题教师：万江超、赵罡、赵绍明、汪涵虚 审题学校： 考试时间：2023 年4 月12 日上午 试卷满分：100 分 一、选择题（本题共11 小题，每小题4 分，共44 分。在每小题给出的四个选项中，第1-7 题只有一项符合题目要求，第8-11 题有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不 全的得2 分，有选错的得0 分。） 1、十四届全国人大一次会议于2023 年3 月5 日在北京隆重召开，世界各地观众都能通过 电视信号收看到大会实况。关于电磁波，下列说法正确的是( ) A.麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波 B.遥控器发出的红外线的频率比医院CT 中的X 射线的频率大 C.电磁波在真空中的传播速度与频率有关，频率越高，传播速度越大 D. LC 电路振荡电路发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性 2.下列是关于布朗运动扩散现象的四幅图片，关于这些图片的说法错误的是 ( ) A.图甲中连接小颗粒位置的折线不代表小颗粒的实际运动情况 B.图乙中墨汁和水彼此进入对方，温度越高扩散越快，说明扩散快慢与温度有关 C.图丙中液溴变成溴蒸气，说明扩散现象只能在同种物质的不同状态之间发生 D.图丁说明扩散现象能在固体之间发生 3.如图为一定质量的理想气体的V-T 图像，该气体经历了从a→b→c 的状态变化，图中ab 连线平行于V 轴，ac 是双曲线的一部分，bc 连线通过坐标原点O，则三个状态下的压强满 足( ) A. Pb<Pa=Pc B. Pa <Pb =Pc C. Pc >Pa >Pb D. Pa > Pb =Pc 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 2 页 （北京）股份有限公司 4．如图甲所示， 是匝数为10 匝、边长为20cm、总电阻为0.4 Ω的正方形闭合导线圈， 线圈平面垂直与匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示。下列说法正确 的是（ ） A．导线圈中产生的是正弦式交变电流 B．2 3 s内感应电流的方向为 C．在0 2s内通过导线横截面的电荷量为0.2C D．该交流电的电压有效值为2❑ √2V 5 5．利用电容传感器可检测矿井渗水及时发出安全警报,如图所示是一种通过电容传感器检 测矿井中液面高低的仪器原理图，矿井水中掺杂有杂质可视为导电液体，根据该探究装置 下列说法正确的是（ ） A. 水面升高，则电容器的介电常数变大 B. 水面升高，则电容器的两极板之间的间距在变大 C.若G 中有从a 到b 的电流，说明矿井出现渗水（h 增加） D. G 的示数越小说明矿井水位变低 6. 如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，磁场的强度大小相等、方向相反， 宽度为L。矩形闭合线圈的宽度也为L，从图示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域。规 定电流方向逆时针为正、磁场垂直纸面为正。以线框刚进入磁场时开始计时，能正确反映 线圈中感应电流I、安培力F、线圈产生的热量Q、线圈的磁通量Φ 随时间变化的图像的是 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 3 页 （北京）股份有限公司 （ ） 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 3 页 （北京）股份有限公司 7.某监测动车运动速度的装置如图甲所示，平直轨道中央放置有宽20cm 匝数为50 的长方 形线圈，在动车底部中央固定一磁铁，能产生宽d=10cm、方向垂直动车底部所在平面向下、 磁感应强度大小为0.1T 的矩形匀强磁场。动车经过线圈上方时线圈两端电压随时间变化的 关系图象如图乙所示，线圈电阻忽略不计。关于动车经过线圈时的运动情况的描述，下列 说法正确的是（ ） A.磁场进入线圈时b 端电势高 B.动车以2 m/s2的加速度做匀加速直线运动 C.磁铁刚运动到线圈处时动车的速度大小为16.0 m/s D.线圈沿铁轨方向的长度约为12 m 8.某智能手机充电器的内部电路如图所示，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作 时ab 端输入恒定的电压U，通过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器cd 端获得如图乙 所示的输入电压u，则（ ） 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 4 页 （北京）股份有限公司 A. 增加开关管的通断频率， cd 端输入电压的有效值增加 B. cd 端输入电压的有效值为 ❑ √2U 2 C. 若氮化镓开关管因故障短路，ef 端无输出电压 D. 若氮化镓开关管因故障短路，ef 端仍有输出电压 9.如图所示是分子间作用力随分子间距离r 的变化图像，下列关 于分子间作用力和分子势能的说法正确的是( ) A.r<r0时，分子间只存在斥力 B.r>r0时，随着分子间距离的增大，引力和斥力的大小均减 小 C.r<r0时，随着分子间距离的减小，分子势能一直增大 D.r>r0时，随着分子间距离的增大，分子势能一直增大 10．物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光 敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原 理如图所示，电路中的电阻R1和R2，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流 电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关 两端电压U ≥2V 时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（ ） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 75 40 24 20 18 15 甲 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 5 页 （北京）股份有限公司 A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 5 页 （北京）股份有限公司 B．照度越大，该电路控制开关两端的电压越小 C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，该天6:00 后该系统即可工作 D．该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短 11.电动车制动能量再生技术对提升纯电动车能量回收利用率、增加纯电动车的续驶里程有 着重大意义。行驶过程中电能驱动车轮，再生制动时车轮带动线圈转动给电池充电，完成 能量的回收。某品牌的纯电动车工作在再生制动状态下的电路如图所示，R 是能量回收电 路中的等效电阻。若电动机驱动匀速行驶时，单位时间内消耗的电能μ（单位为J/s）与汽 车功率P 成线性关系，即μ=cP+d（c、d 为未知常数），汽车行驶时所受阻力为f=kv．单 位行程内耗电为λ（单位J/m），线圈的电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ） A.再生制动能有效缩短刹车距离 B.制动速度越大，发电机线圈转动一周经过R 的电荷量更多 C.单位时间内消耗的电能μ与速度大小v 成线性关系 D.当v=❑ √ d ck 时，单位行程耗电量λ最小 二、非选择题（本大题共3 小题,12 题7 分、13 题每题9 分,14 题10 分,15 题14 分，16 题16 分，共56 分。把答案填在答题卡中的横线上或规定答题区域。解答题应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须 明确写出数值和单位。） 12．在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每10 4mL油酸酒精溶液中有纯油酸 6mL。用注射器测得1mL上述溶液为80滴。把1 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 6 页 （北京）股份有限公司 滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上 用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示， 坐标中正方形方格的边长为1cm。 （1）油酸膜的面积为 cm 2。 （2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为 m（保留2 位有效数字）。 （3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于____________。 A．油酸未完全散开 B．油酸酒精溶液中含有大量酒精 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D．在测定1mL 油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10 滴 13.某同学利用电流传感器探究电容器的对电感和电阻的放电情况。电路图如图甲所示，电 流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线。 （1）第一次探究中该同学先将开关投掷1，待电路稳定后再掷向3，得到的电流图像如图 乙所示，该同学从I-t 图像的面积（小格子的个数）计算得出电容器电荷量的大小。关于本 次实验探究，下列判断正确的是( ) A．若已知电源电动势，可知该电容器的电容 B．若只增大电阻箱R 的阻值，电容器放电的时间将变短 C．电阻R 增加，I-t 图像的面积将增大 D．电容器在放电过程中，两端电压保持不变 （2）第二次探究中，该同学先将开关掷向1，待电路稳定后再掷向2，探究LC 振荡电路的 规律。 ①若将电源的电动势增大，则LC 振荡电路的频率将____________(填“增大”、“减小” 或“不变”) ②若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L，为了提高测量精度， 需多次改变C 值并测得相应的T 值，现将测得的六组数据标示在以C 为横坐标，𝑇2为纵坐 标的坐标纸上，如图中用“•”表示作图点。 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 7 页 （北京）股份有限公司 ③根据图中给出的数据点作出 与C 的关系图线； ④求得L 的值是______H。 14．如图所示，导热良好的气缸用质量不计横截面积为S 的光滑活塞封闭一定质量的理想 气体，活塞下表面与气缸底部之间的距离为L。气缸底部有一体积不计的电阻丝，在活塞 上放一重物，活塞平衡时下表面距离气缸底部的高度为2 3 L。已知大气压强为p0，环境温 度为t0=27℃，重力加速度为g。 （1）求重物的质量； （2）加热电阻丝缓慢升高气体的温度，求当活塞回到原位置时，气体的温度T2； 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 8 页 （北京）股份有限公司 15．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 8 页 （北京）股份有限公司 =100 匝，面积S=0.02m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度 B= ❑ √2 π T，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器 将电压降下来后供用户使用，输电导线的每根电阻为R5Ω，变压器都是理想变压器， 降压变压器原、副线圈的匝数比为n3：n410：1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动 机恰能正常工作。发电机线圈电阻r 不可忽略。求： （1）交流发电机产生电动势的最大值Em； （2）输电线路上损耗的电功率ΔP； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n29：112，交流发电机线圈电阻r 上的热功 率与输电线上损耗的电功率之比。 16.如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。导轨间有匀强磁场，磁感应 强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，金属杆M 以初速度v0向右运动，金属杆N 处于 静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N 材料相 同且粗细均匀，两金属杆的长度为L，质量均为m，每根金属棒的电阻都是R，导轨的电阻 忽略不计，忽略感应电流产生的磁场，两金属杆始终未相撞。 （1）M、N 的最终速度和金属棒M 产生的焦耳热Q； （2）M、N 之间的最小距离x； （3）若将金属杆M 的质量变成原来的k 倍，金属杆的材料和长度不变，仍在原位置以相 同初速度v0向右运动，求M、N 不相撞的最小距离x1。 湖北省孝感市重点高中教科研协作体*物理试卷（共15 页） 第 9 页 （北京）股份有限公司