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苏州国裕外国语学校2024-2025学年第二学期高二年级5月阶段性检测
物理学科
试卷总分：100 考试时长：75分钟
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 （　　 ）
A. 图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
B. 图乙中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有扩张的趋势
C. 图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
D. 图丁中，在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
2. 对于下列四幅图的说法，正确的是（　　 ）
A. 甲图薄板上的蜂蜡融化成圆形区域，说明薄板是非晶体
B. 图乙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C. 丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力
D. 丁图中封闭注射器出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体子间距离减小时，分子间斥力会增大
3. 运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（　 　）
A. 一个氧分子的体积等于氧气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数
B. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
C. 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
D. 分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能也为零
4. 下列关于固体、液体的说法正确的是（　　 ）
A. 毛细管中出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管
B. 晶体在熔化过程中温度保持不变，内能不变
C. 晶体沿不同方向的导电性能一定相同
D. 液体表面张力方向总是与液面相切
5. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（ 　　）
A. 电磁波是横波
B. X射线的波长比红外线的波长长
C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D. 电磁波加载信息的方式有调制与调频两种方式
6. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，下列说法正确的是（　 　）
A. 实验时观察到油膜的面积先增大后不变
B. 将油酸分子看成球形且紧密排列，体现的是等效替代法的物理思想方法
C. 用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入小量杯，若100滴溶液的体积是1mL，则1滴溶液中含有纯油酸10-2mL
D. 在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，分子直径的计算结果将偏小
7. 如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11：2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R相连。若交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列说法正确的是（　　 ）
A. t=0.01s时，电压表的示数是0
B. 变压器输出电压的最大值是40V
C. 变压器副线圈输出的交流电的频率为0.5Hz
D. 若电流表的示数为1A，变压器的输入功率为40W
8. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则（　 　）
A. 若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
B. 若仅减小电容器的电容，振荡频率减小
C. 若i正减小，则线圈两端电压在增大
D. 若i正在增大，此时A板带正电
9. 现利用固定在潜水器体外的一个密闭汽缸做验证性实验：如图，汽缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则此过程中理论上被封闭的气体（　 　）
A. 活塞对气体所做的功小于气体向外界放出的热量
B. 单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数减少
C. 体积与潜水器下潜的深度成反比
D. 压强与潜水器下潜的深度成正比
10. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将固定有霍尔元件的物体置于两块磁性强弱相同、同极相对放置的磁体缝隙中，建立如图乙所示的空间坐标系。保持沿x方向通过霍尔元件的电流I不变，当物体沿z轴方向移动时，由于不同位置处磁感应强度B不同，霍尔元件将在y轴方向的上、下表面间产生不同的霍尔电压UH。当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度B为0，UH为0，将该点作为位移的零点。在小范围内，磁感应强度B的大小和坐标z成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。下列说法中正确的是（　 　）
A. 该仪表只能测量位移大小，无法确定位移的方向
B. 该仪表的刻度线是不均匀的
C. 若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当 z>0时，上表面电势高
D. 电流I越大，霍尔电压UH越大
11.一定质量的理想气体从状态a开始，经历一次循环回到初状态，其体积随热力学温度变化的图像如图所示，其中 ab、cd均垂直于横轴，ad，bc的延长线均过原点下列表述正确的是( )
A. 过程单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少
B. 状态a的压强大于状态c的压强
C. 一次循环过程中气体放热
D. 过程气体分子的平均动能增加
二、实验题：每空3分，共15分
12. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。
（1）下列说法正确的是__ ___。
A. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据
B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确
D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观
（2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因___ __。
A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B. 实验时迅速推动活塞
C. 注射器没有保持水平
D. 推动活塞过程中有气体泄漏
（3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中代表的物理含义是___ __，图线、斜率不同的原因_ ____。
（4）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值，以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是__ ___。
A. B.
C. D.
三、计算题
13.（共8分）如图，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为重物，此时活塞在距离汽缸上底面的A处，气体的温度为给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面的B处图中未画出，此过程气体内能增加了44J，大气压为，取
求活塞在B处时的气体温度
求此过程中气体吸收的热量
14. （共8分）宇航员航宇服内的气体可视为理想气体，初始时其体积为，温度为，压强为，其中为大气压强，求：
（1）若将宇航服内气体的温度升高到，且气体的压强不变，则航宇服内气体的体积；
（2）若在初始状态将宇航服的阀门打开，外界气体缓慢进入宇航服内，直至内、外气体压强相等，均为后不再进气，此时宇航服内理想气体的体积为，且此过程中，气体的温度保持为不变，则进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为多少。
15. （共12分）如图，用一小型交流发电机向远处标有“220V 8.8kW”的电动机供电，已知发电机线圈abcd面积，匝数匝，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。当线圈匀速转动的角速度时，电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻可忽略。求此时：
（1）发电机线圈从中性面开始计时，感应电动势e随时间t变化的关系式；
（2）在输电线路上所损耗的电功率；
（3）与发电机直接串联的用电器Y上消耗的功率。
16．（共13分）如图直角坐标系xOy中，在第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第三、第四象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的粒子从y轴上P点以初速度垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点进入磁场，第四象限内磁感应强度大小为，粒子重力不计。
（1）求第二象限内电场场强大小E。
（2）若使粒子能够进入第四象限，求第三象限内磁感应强度B的取值范围。
（3）若第三象限内磁感应强度大小为，且第三、第四象限的磁场在处存在一条与x轴平行的磁场下边界MN（图中未画出），要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，求d的取值。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
D B C D A D D C A D C
【答案】（1）D （2）AB
（3） ①. 是胶管内气体体积 ②. 封闭气体的质量不同 （4）D
【解析】
【小问1详解】
A．为了确保气体温度不变，实验时应缓慢推拉柱塞，待示数稳定后读取数据，故A错误；
B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误；
C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误；
D．当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。
故选D。
【小问2详解】
由图像的特点可知，压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。
故选AB
【小问3详解】
[1][2]根据理想气体状态方程
整理得
可知图中V0的物理含义是塑料管内的气体体积。图像的斜率为
环境温度相同，图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是两组实验气体质量不同。
【小问4详解】
测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0末计入，纵轴存在截距；软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为，故前后两条线相交在此处。
故选D。
13.【答案】解：从A到B为等压变化，由盖-吕萨克定律有
解得：
活塞从A处到B处的过程中，对活塞受力分析，可得
外界对气体做功
由热力学第一定律
解得：
14【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
气体的压强不变，气体等压变化
解得
【小问2详解】
气体的温度保持为不变，气体等温变化，则
解得
进入宇航服内气体的质量与原有质量之比为
15【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）发电机线圈产生的最大感应电动势
线圈从中性面开始计时，可知在时刻，电动势是零，则感应电动势e随时间t变化的关系式为
（2）降压变压器的原、副线圈电压比等于匝数比，则有
则降压变压器原线圈电压为
降压变压器副线圈中的电流
降压变压器原线圈中的电流为
在输电线路上所损耗的电功率
在输电线路上的电压降
（3）升压变压器输出的功率为
升压变压器输出电压为
升压变压器输入电压为
升压变压器输入电流为
交流发电机输出电压的有效值为
用电器Y上的电压为
用电器Y上消耗的功率为
16．（1）；（2）；（3），
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向有
竖直方向有
，
联立解得
（2）如图分析可得当粒子在第三象限内的运动轨迹恰好与y轴负方向相切的时候此时运动半径为满足粒子能够进入第四象限时的最小半径，即此时磁感应强度有最大值为，粒子到达Q点时的竖直方向速度为
可得此时粒子进入第三象限的速度为
所以此时速度方向与x轴负方向夹角为；根据几何知识可得此时有
解得
根据公式有
解得
所以第三象限内磁感应强度B的取值范围为
（3）当第三象限内磁感应强度大小为时可得此时在第三象限的运动半径为
同理可得在第四象限的运动半径为
要使粒子从第四象限垂直边界MN飞出磁场，可得粒子在第三象限运动半个周期后进入第四象限，运动轨迹可能如图所示，根据几何知识有
，
即
，

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