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河北省乐亭第二中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题
一、单选题
1．量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识，而且催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。以下叙述正确的是（　　）
A．随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释遏止电压和光的频率无关
C．试电笔中的氖管，是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的
D．宏观物体的质量比微观粒子大得多，它们运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长就很长
2．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（　　）
\
A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．线圈逆时针转动到图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
3．2025年蛇年春节，小明同学把100个相同的小灯泡串联组成一串彩灯接在一正弦式交流电源两端，其电压随时间变化的图像如图所示，此时小灯泡正常发光。小灯泡的额定电流为0.5A，下列说法正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为
B．1s内电流方向改变50次
C．交流电压瞬时值的表达式为
D．小灯泡正常工作时的电阻为4.4
4．茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（　　）
A．泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大
B．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
D．温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体对外界放热
5．如图所示，上端封闭下端开口的玻璃管在外力F的作用下，静止在水中，管内封闭一定质量的理想气体。调整F的大小，使玻璃管缓慢向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　）
A．气体的体积变大 B．外力F变小
C．管中水面与管外水面高度差不变 D．气体的压强变大
6．一定质量的理想气体由状态a变化到状态b，该过程中气体压强p随摄氏温度t变化的关系图像如图所示，图像中a、b连线的延长线刚好过坐标原点，则该过程中（　　）
A．气体的体积变大
B．气体的分子数密度变小
C．气体分子的平均动能一定变大
D．气体一定从外界吸收热量
7．2024年9月19日，我国成功发射了第五十九颗和第六十颗北斗导航卫星，使得北斗卫星导航系统的卫星总数达到了60颗。这些卫星采用星载氢原子钟，如图所示为氢原子的能级图，下列判断正确的是（ ）
A．一个氢原子从能级向低能级跃迁时，能产生3种频率的光子
B．氢原子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，其能量减少
C．氢原子吸收的光子的能量，可使氢原子的能级发生跃迁
D．从氢原子的能级图可知，氢原子发射光子的频率是连续的
二、多选题
8．北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为100V，通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为，升压变压器T1原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　）

A．若该发电系统输送功率为，则输电线损失的功率为
B．若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为
C．若用户开启更多的用电器，则用户电路两端电压U4减小
D．若对用户拉闸限电，则升压变压器T1输出电压U2减小
9．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　）

A．电子的最大初动能为7eV，光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eV
B．电子的最大初动能为5.75eV，光电管阴极K金属材料的逸出功为7eV
C．增加入射光的光照强度，丙图中光电流的最大值变大
D．增加入射光的光照强度，丙图中遏止电压值变大
10．如下图，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，虚线、为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（　　）

A．过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的
B．一个循环过程完成后，气体对外放出热量
C．过程向低温热源释放的热量等于过程从高温热源吸收的热量
D．过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功
三、实验题
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
（1）单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
（2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。
（3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。
（4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
（5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。
（6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
（7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。
①油膜的面积为 （结果保留两位有效数字）；
②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）；
③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是 。
A．油酸在水面未完全散开时即描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数
12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是：___________；
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
(2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 ；（填“多”或“少”）
(3)以下给出的器材中，本实验需要用到的是_________；（填字母）
A．干电池 B．学生电源 C．直流电压表 D．多用电表
(4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为___________；（填字母）
A．1.5V B．3.0V C．6.0V D．7.0V
(5)等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为（左侧虚线框内的交流电源和定值电阻R0串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为n1、n2（右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
四、解答题
13．如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框匝数匝，面积为，总电阻，绕垂直于磁场的轴以50r/s的转速匀速转动，已知匀强磁场磁感应强度，矩形线圈通过滑环和电刷保持其两端与外电路的定值电阻R连接，外电路的定值电阻，从图示位置开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转动90°时电压表的示数；
(3)求线圈转动1圈的过程中电阻R上产生的焦耳热。
14．如图所示，柱形绝热汽缸竖直放置，一定质量的理想气体被重力为G、横截面积为S的绝热活塞封闭在汽缸内，此时活塞距汽缸底部的距离为L0，汽缸内气体热力学温度为T0。现通过电热丝缓慢对汽缸内气体加热，通过电热丝的电流为I，电热丝电阻为R，加热时间为t，使气体热力学温度升高到1.5T0。已知大气压强为p0，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动，设电热丝产生的热量全部被气体吸收，则汽缸内气体热力学温度从T0升高到1.5T0的过程中，求：
(1)活塞移动的距离；
(2)该气体增加的内能。
15．如图所示为某学习小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为1.5L的饮料瓶，现装入0.5L体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向箭体内充气，打气筒每次能将200mL、压强为p0的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到4p0时，火箭可发射升空。已知大气压强为p0，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求：
（1）为了使“水火箭”能够发射，该小组成员需要打气的次数；
（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小；
（3）“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D D D C C BC AC BD
11． BC
12．(1)D
(2)少
(3)BD
(4)C
(5)
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）因为
根据题已知可得感应电动势的最大值
图示中线圈处于垂直中性面的位置，可得感应电动势瞬时值表达式为
（2）根据最大值与有效值之间的关系可得发电机产生感应电动势的有效值：
定值电阻R两端电压电压
即电压表读数为150V。
（3）由闭合电路欧姆定律可知
所以
14．(1)
(2)
【详解】（1）设活塞上移距离x，根据盖 吕萨克定律
即
则活塞移动距离为
（2）外界对气体做功为
对活塞受力分析可知
气体吸收的热量为
由热力学第一定律可知
则该气体增加的内能为
15．（1）15；（2）；（3）
【详解】（1）设至少需要打次气，打气前箭体内空气体积为
打气前箭体内空气压强为p0，末状态气体的压强为，根据玻意耳定律可得
代入数据解得
所以该小组成员至少需要打气15次才能使“水火箭”发射。
（2）小组成员对“水火箭”加压到发射，在水刚好全部被喷出时气体的体积为
根据玻意耳定律可得
解得水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强为
（3）从水刚好全部被喷出前瞬间到“水火箭”落地后，设气体没有散开，体积为V1，根据玻意耳定律可得
解得
=4L
故“水火箭”落地后瓶内气体质量与水刚好被全部喷出前瓶内气体质量之比为

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