广东省深圳市光明中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

试卷更新日期：2024-05-10 类型：期中考试

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一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12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. 关于液晶，以下说法正确的是（　　）

A、液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的存在状态 B、因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏 C、人体组织中不存在液晶结构 D、笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色

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2. 在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是（）

A、把柱塞快速地向下压 B、把柱塞缓慢地向上拉 C、在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D、在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞

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3. 如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示， $t = 0.3$ s时的电流方向图甲中已标示，则下列说法正确的是（　　）

A、0至0.5s时间内，电容器在放电 B、在 $t = 1.3$ s时，P点比Q点电势高 C、0.5s至1.0s时间内，电场能正在转变成磁场能 D、1.5s至2.0s时间内，电容器的上极板的正电荷在减少

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4. 分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0。现将分子A固定，将分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由 $r_{2}$ 到 $r_{1}$ 的过程中，下列说法正确的是（　　）

A、分子B动能一直增大 B、分子B加速度大小一直增大 C、分子间作用力始终表现为引力 D、分子间距为 $r_{1}$ 时分子间作用力为0

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5. 如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通。如图乙所示为舰艇沿海平面的截面简化图，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使M、N间海水内电流方向为 $M \to N$ ，此时加一定方向的磁场，可使M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向左前进。关于所加磁场的方向，下列说法正确的是（　　）

A、垂直纸面向外 B、垂直纸面向里 C、水平向右 D、水平向左

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6. 某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m₀。下列说法正确的是（　　）

A、将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） B、将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） C、将磁铁匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于m₀ D、将磁铁加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于m₀

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7. 如图所示，N匝圆形导线框以角速度ω绕对称轴 $O O^{'}$ 匀速转动，导线框半径为r，电阻、电感均不计，导线框处在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，外电路接有阻值为R的电阻和理想交流电流表，则下列说法正确的是（　　）

A、从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势表达式为 $e = N B π r^{2} ω \cos ω t$ B、图示时刻穿过导线框的磁通量为 $N B π r^{2}$ C、交流电流表的示数为 $\frac{N B π r^{2} ω}{\sqrt{2} R}$ D、外电路电阻两端电压的有效值为 $\frac{N B π r^{2} ω}{2}$

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8. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为 $r = \frac{R}{2}$ ，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（　　）

A、回路中的电流方向为a→b B、C、D两端的电势差为 $U_{C D} = \frac{1}{3} B L^{2} ω$ C、定值电阻的功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{6 R}$ D、圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为 $\frac{π B^{2} L^{4} ω}{3 R}$

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9. 下列说法中正确的是（　　）

A、电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物 B、磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应 C、可以通过增加线圈匝数或者插入铁芯来增大自感线圈的自感系数 D、车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应

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10. 如图所示的电路，由两个相同的小灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 、自感线圈、开关和直流电源连接而成。已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零。下列说法正确的是（　　）

A、开关S闭合时， $L_{1}$ 灯泡立刻变亮 B、开关S闭合时， $L_{2}$ 灯泡立刻变亮 C、开关S闭合待稳定后再断开的瞬间， $L_{1}$ 灯泡逐渐熄灭 D、开关S闭合待稳定后再断开的瞬间， $L_{2}$ 灯泡闪亮一下后逐渐熄灭

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11. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直。粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为 $+ q$ ，加速电压为U，下列说法正确的是（　　）

A、交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期 B、加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C、磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D、D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大

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12. 风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图．已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻 $R = 20 Ω$ ，升压变压器原、副线圈匝数比 $n_{1} : n_{2} = 1 : 10$ ，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　）

A、输电线上损耗的功率为80W B、用户端的电流为44A C、降压变压器的匝数比 $n_{3} : n_{4} = 11 : 1$ D、若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小

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二、实验题（本题共2小题，共16分）

13. 某同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中，选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中央，该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是。
A.静止不动 B.向下插入 C.向上拔出
（2）该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。电路连接好后，A线圈已插入B线圈中，此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一下。当滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转。
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是。

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14. 在用油膜法估测分子大小的实验中，选用下列器材：浅盘（直径为 $30 ~ 40 cm$ ）、痱子粉、注射器（或滴管）、按一定比例稀释好的油酸溶液、坐标纸、玻璃板、水彩笔（或钢笔）。
（1）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．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
b．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
c．往浅盘里倒入约 $2 cm$ 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
d．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
上述步骤中，正确的操作顺序是。（填写步骤前面的字母）
（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每 $10^{4} mL$ 溶液中有纯油酸 $6 mL$ ，用注射器测得 $1 mL$ 上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为 $1 cm$ 。

①油酸膜的面积为 $S =$ ${cm}^{2}$ 。
②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为 $d =$ m。（结果保留一位有效数字）
（3）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于。
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时， $1 mL$ 的溶液的滴数多记了10滴

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三、计算题（本题共3小题，共36分．作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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）

15. 如图所示，一定质量的理想气体封闭在体积为V₀的绝热容器中，初始状态阀门K关闭，容器内温度与室温相同，为T₀＝300 K，有一光滑绝热活塞C（体积可忽略）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管（管内气体的体积可忽略），左管水银面比右管水银面高76 cm。已知外界大气压强p₀＝76 cmHg。则：
（1）将阀门K打开使B室与外界相通，稳定后，A室的体积变化量是多少？
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，接着对B室气体缓慢加热，而A室气体温度始终等于室温，当加热到U形管左管水银面比右管水银面高19 cm时，B室内温度是多少？

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16. 如图所示， $a b c d$ 为交流发电机的矩形线圈，其面积 $S = \sqrt{2} m^{2}$ ，匝数 $N = 5$ ，线圈内阻 $r = 2 Ω$ ，外电阻 $R = 8 Ω$ 。线圈在磁感应强度大小为 $B = 0.2 T$ 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴 $O O^{'}$ 匀速转动，角速度 $ω = 50 rad/s$ 。图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取 $π = 3.14$ ，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过 $45 °$ ，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热。

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17. 如图所示，在第二象限内有水平向左的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等。在该平面内有一个质量为m、带电荷量为 $- q (q > 0)$ 的粒子从x轴上坐标为 $(- d, 0)$ 的P点以初速度 $v_{0}$ 垂直x轴进入匀强电场，恰好与y轴正方向成 $θ = 60 °$ 角射出电场，再经过一段时间恰好垂直于x轴进入第四象限的匀强磁场。不计粒子所受重力，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从进入电场到第二次经过x轴的时间t及坐标。

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