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山西省实验中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有关下列四幅图的描述，正确的是（　　）
A．图1中，
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
2．家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，截去部分后通过调光灯的电流随时间的变化如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．这也是一种交流电
B．电流的变化周期是0.01 s
C．电流的有效值是1 A
D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J
3．一定质量的理想气体压强随体积变化关系的图像如图所示，气体经历从状态A到再到的变化过程。已知气体在状态A、、对应的温度分别为、、。下列说法中正确的是（　　）
A．
B．
C．气体从状态A到状态变化过程中，气体的温度一直减小
D．气体从状态变化到状态过程中，气体的温度先升高再降低
4．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为，乙图最低点对应的横坐标为，取无穷远处分子势能。下列说法正确的是（　　）
A．乙图像为分子力与分子间距离的关系图像
B．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变大再变小
C．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先做负功再做正功
D．当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大
5．如图甲所示，面积为，匝数为150匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定磁场垂直纸面向里为正，线圈与定值电阻R相连。下列说法正确的是（ ）
A．时，穿过线圈的磁通量为30Wb
B．时，线圈中的电流改变方向
C．0~5s内，线圈都有扩张的趋势
D．0~5s内，b点电势均比a点电势高
6．某小型水电站向外输送电能的示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。图甲中，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。图乙中，ABCD是面积为S的矩形线圈，线圈共N匝，线圈保持匀速转动，转动周期为T，匀强磁场磁感应强度B。则下列说法正确的是（　　）
A．线圈匀速转动至图乙位置时，线圈的磁通量变化率最大
B．若升压变压器线圈两端电压和用电器额定电压都是220V，需满足
C．升压变压器线圈应当用比线圈更细的导线绕制
D．不计发电机的内阻，发电机EF处电压表的示数大小为
7．某科技小组设计了一款温控报警装置。如图所示，将理想自耦变压器的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，灯泡始终未烧坏，则能使灯泡变亮的是（　　）
A．减小输入电压的有效值 B．环境温度降低
C．将滑动变阻器滑片向左移动 D．将自耦变压器滑片向下移动
二、多选题
8．大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态，高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的。关于晶体与非晶体，下列说法正确的是（ ）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的
B．多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C．晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
D．单晶体有熔点，非晶体没有熔点
9．如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ放置在同一水平面内，M、P之间接一定值电阻R，金属棒cb垂直导轨水平放置，金属棒cb及导轨电阻不计。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，时对金属棒施加水平向右的外力F，使金属棒由静止开始做匀加速直线运动。下列关于通过金属棒的电流i、通过导轨横截面的电荷量q、拉力F和拉力F的功率P随时间变化的图象中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a的质量为2m，电阻为r，导体棒b的质量为m，电阻为2r，两导体棒的长度均为l，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度，除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用。在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．最终a、b棒以相同的速度做匀速直线运动
B．a棒受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热
C．b棒受到的安培力做的功为
D．全过程中，通过导体棒a的电荷量为
三、实验题
11．某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的___________。
A．用橡胶套密封注射器的下端
B．用游标卡尺测量柱塞的直径
C．读取压力表上显示的气压值
D．读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是___________。
A． B．
C． D．
(3)一定质量的气体由状态A 变到状态B 的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度___________。
A．一直下降 B．先上升后下降
C．先下降后上升 D．一直上升
12．饮酒后，酒精会对中枢神经产生麻醉作用，导致手、脚触觉降低，无法正常控制油门、刹车及方向盘，增加交通事故的风险，严重危害交通安全。“喝酒不开车，开车不喝酒”已经成为安全驾驶的行为准则。交警通过酒精测试仪对司机进行酒精浓度测试。酒精测试仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精测试仪。除了酒精气体传感器外，提供以下器材：
A．旧干电池组（电动势E=2.7V，内阻）
B．表头（满偏电流，内阻）
C．电阻箱（最大阻值）
D．电阻箱（最大阻值）
E.开关及导线若干
(1)为完成实验，先将表头G和电阻箱 （填“串联”或“并联”）改装成量程为3V的电压表，作为酒精测试仪内部元件使用，的阻值应调为 。
(2)如将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上处，则电阻箱的阻值应调为 Ω（结果保留1位小数）。
(3)完成步骤（2）后，某次测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶，即酒驾：酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在 （填“酒驾”或“醉驾”）范围内。
(4)如果换成新干电池组（电动势E=3.0V，内阻忽略不计）直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四、解答题
13．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈的面积，匝数、线圈总电阻为，匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈两端通过滑环、电刷外接一个阻值为的定值电阻。从线圈平面经中性面开始计时（t=0）并以的转速匀速转动时，求：
(1)写出线圈中感应电动势随时间的瞬时值表达式；
(2)在的时间内电阻上所产生的热量。
14．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。英语“CHINA”，既称中国，又名瓷器。瓷器是“泥琢火烧”的艺术，是人类智慧的结晶，是全人类共有的珍贵财富。如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0，温度为室温27℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到2p0时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持2p0压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1327℃。求：
（1）单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度；
（2）本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。
15．我国第三艘航母福建舰配备了目前世界上最先进的电磁弹射系统和电磁阻拦装置。图示是简化的原理图，飞机简化为一质量为m、电阻为R的金属棒P，静止放置于相距L的固定导轨上，并与两导轨接触良好。在cd左侧是电磁弹射区域，已知cd左侧导轨光滑，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向下。储能装置简化为一电容为C的电容器，单刀双掷开关先打向1，电动势为E、内阻不计的电源给电容器充电，充电完成后将开关打向2，金属棒P在安培力的作用下加速至cd之前已达到最大速度。在某次实验中，由于某种故障飞机到达cd时不能起飞，故立即启动电磁阻拦装置。金属棒P与ce和df间导轨的动摩擦因数为μ，cdfe区域存在着磁感应强度大小、方向与导轨平面的夹角为θ的匀强磁场，ef间接有阻值为R的定值电阻，c和d处绝缘但平滑连接。因为甲板长度有限，金属棒P在cd右侧滑行距离为x时速度减为0。
(1)求电容器充电结束时的电荷量；
(2)求金属棒P到达cd时的速度大小；
(3)求金属棒P经过cd后需要经过多长时间才能停下。
山西省实验中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C B D D B B BD AC AD
11．(1)B
(2)A
(3)B
12．(1) 串联 900
(2)162.8
(3)酒驾
(4)偏大
13．(1)
(2)450J
【详解】（1）线圈转动过程产生的交流电的峰值为
图中以中性面作为计时起点，则感应电动势的瞬时值
（2）电流的有效值。
则在内R上的焦耳热
14．（1）327℃；（2）
【详解】（1）以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有初态
末态
由查理定律可得
代入数据解得
（2）开始排气后，气窑内气体维持压强不变，则有
设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖—吕萨克定律可得
由于气体的密度不变，则有
代入数据解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据题意，充电结束时电容器所带的电荷量
（2）金属棒P到达cd前已达到最大速度，根据
可得
以向右为正方向，由动量定理可得
又
联立解得
（3）金属棒P在ce、df导轨运动的过程中，受到水平向左的安培力分力
受到向左的摩擦力
金属棒P在ce、df导轨运动的过程中，以向右为正方向，由动量定理可得
即
产生的感应电动势
电流
位移
联立解得

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