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2023～2024学年第二学期期末考前演练试卷（一）

高二物理

选择性必修第二册《电磁感应》至选择性必修第三册

（满分100分，考试时间75分钟）

2024.6

一、单项选择题：本题共11题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项最符合题意。

1. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（  ）

A. 图甲中雷达利用了X射线探测飞机

B. 图乙中电磁炉加热食物是利用电磁波中的微波加热

C. 图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理

D. 图丁中手持式金属探测器利用了红外线进行探测的

【答案】C

【解析】

【详解】A．图甲中雷达利用无线电波的反射探测飞机，故A错误；

B．图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热，故B错误；

C．图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理，故C正确；

D．图丁中手持式金属探测器利用了涡流探测，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（　　）

A. 电容器在充电 B. 磁场能转化为电场能

C. 电流在不断增大 D. 电容器上极板所带的负电荷增加

【答案】C

【解析】

【详解】从开始计时起，在0~时间内，电容器上极板带正电且在放电，电流方向为逆时针方向；在~时间内，电容器反向充电，下极板带正电；在~时间内，电容器反向放电，上极板带负电且电荷量减小，电流不断增大，电场能转化为磁场能。

故选C。

3. 如图为两分子靠近过程中的示意图，为分子间平衡距离，下列关于分子力和分子势能的说法正确的是（　　）

A. 分子间距离大于时，分子间表现为斥力

B. 分子从无限远靠近到距离处过程中分子势能变大

C. 分子势能在处最小

D. 分子间距离小于且减小时，分子势能在减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．分子间距离大于时，分子间表现为引力，故A错误；

BCD．分子从无限远靠近到距离处过程中，分子引力做正功，则分子势能变小，分子从距离处再减小时分子斥力做负功，分子势能变大，可知分子势能在处最小，故BD错误，C正确。

故选C。

4. 如图所示是教材插图，介绍火花塞点火原理，一同学课本存在污渍，看不清完整原理图。他根据所学知识，利用一直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，则以下原理图可行的是（　　）

A. B. C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据变压器原副线圈电压比等于匝数比

可知副线圈匝数应远大于原线圈匝数，因为是直流电源，为了使副线圈产生感应电动势，需要把开关接在原线圈。

故选C。

5. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，则（　　）

A. 理想电压表读数为45V

B. 理想电流表读数0.8A

C. 电阻R消耗的电功率为45W

D. 电阻R在50秒内产生的热量为2020J

【答案】A

【解析】

【详解】A．设交流电电压有效值为U，根据有效值定义可得

解得

故A正确；

BCD．由A选项知，理想电流表读数为

电阻R消耗的电功率为

电阻R在50秒内产生的热量为

故BCD错误。

故选A。

6. 如图是小京设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻、中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（    ）

A. 为压敏电阻

B. 若换用电压更大的电源，警戒油量将变小

C. 若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变小

D. 随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变大

【答案】C

【解析】

【详解】A．压敏电阻阻值随油箱中油量的减少而增大，则电路总电阻最大，电路电流减小，定值电阻两端电压减小，压敏电阻两端电压增大，由于当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警，则电压表应与压敏电阻并联，即为压敏电阻，故A错误；

B．若换用电压更大的电源，触发警报时，定值电阻两端的电压增大，电路中电流增大，压敏电阻的阻值减小，警戒油量将变大，故B错误；

C．若换用阻值更大的定值电阻，触发警报时，电路中电流更小，压敏电阻的阻值更大，警戒油量将变小，故C正确；

D．随着油箱的油量减少，电路中的总电阻变大，电路中电流减小，则通过定值电阻的电流变小，故D错误。

故选C。

7. 如图是时下流行的“自热米饭”，底层有一发热包，加入水后，将饭菜层盖上，在底层会密封一部分气体，发热包中物质与水反应放出大量的热，一段时间后饭菜即被加热。底层内的气体可视为理想气体，忽略加热过程中饭盒的体积变化，下列说法正确的是（  ）

A. 加热后底层气体分子的平均动能增大

B. 加热后底层所有气体分子的运动速率均增大

C. 加热后底层气体对饭菜做功，气体的内能不发生变化

D. 加热后底层气体的压强不变

【答案】A

【解析】

【详解】AB．加热后，温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是盒内每一个气体分子速率都增大了，故A正确，B错误；

CD．底层内的气体可视为理想气体，温度升高，底层气体的内能增加，根据理想气体状态方程

加热过程视为等容变化做功为零，则加热后底层气体压强变大，故CD错误。

故选A。

8. 宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，稳定后三根管中液面（忽略液面形状）的高度是下图中的（　　）

A. B.

C. D.

【答案】B

【解析】

【详解】毛细现象是浸润液体在细管中上升的现象；在太空中完全失重，不考虑重力影响，毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。

故选B。

9. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（    ）

A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快

B. 乙图是氧气分子速率分布图像，图中温度T₁高于温度T₂

C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动

D. 丁图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属

【答案】D

【解析】

【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，故A错误；

B．氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多，故温度高于温度，故B错误；

C．布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；

D．真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故D正确。

故选D。

10. 如图甲，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。分别用单色光束①、②照射光电管，电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示，则以下说法正确的是（　　）

A. 两种光的光子能量关系 B. 两种光的波长关系

C. 两种光的动量关系 D. 光电子最大初动能关系

【答案】D

【解析】

【详解】A．用单色光束①、②照射光电管，设遏止电压是，由动能定理可得

可知对同一光电管逸出功一定，遏止电压越大，则照射光的频率越大，由题图乙可知，可知单色光束①的频率大于②，即有，由光子的能量公式，则有，A错误；

B．单色光束①的频率大于②，由波长与频率的关系式可知，两种光的波长关系，B错误； 

C．由光子的动量公式可知，有，两种光的动量关系，C错误；

D．由光电效应方程，由于，逸出功相同，可知光电子最大初动能关系，D正确。

故选D。

11. 如图甲所示，正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数n=10，边长ab=1m，线圈总电阻r=1Ω，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图示的磁场方向与感应电流方向为正方向，则下列有关线圈的电动势e、感应电流i、焦耳热Q以及ab边的安培力F（取向下为正方向）随时间t的变化图像正确的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．0~1s内产生的感应电动势为

方向为逆时针；同理1~5s内产生感应电动势为

方向为顺时针，故A错误；

B．0~1s内的感应电流大小为

方向为逆时针（负值），同理1~5s内的感应电流大小为

方向为顺时针（正值），故B错误；

C．ab边受到的安培力大小为

可知，0~1s内

方向向下；1~3s内

方向向上；3~5s内

方向向下，故C正确；

D．线圈产生的焦耳热为

0~1s内产生的热量为4J，1~5s内产生的热量为4J，故D错误。

故选C。

二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13～16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。

（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。

A. 控制变量法 B. 理想化模型法 C. 等效替代法

（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。

A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别

C. 有助于测量一滴油酸的体积

D. 对油酸溶液起到稀释作用

（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。

A. B. C.

D. E.

（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每10⁴mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。

（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。

A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多

B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴

D. 油酸未完全散开

【答案】（1）B    （2）D    

（3）CAEDB    （4）    

（5）A

【解析】

【小问1详解】

实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。

故选B。

【小问2详解】

实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。

故选D。

【小问3详解】

“用油膜法测油酸分子大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，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。则实验操作顺序为CAEDB。

【小问4详解】

一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为

正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为

【小问5详解】

某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据

A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；

B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；

C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；

D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。

故选A。

13. 氘核通过一系列聚变反应释放能量，其过程为6个氘核（）聚变成2个氦核（），同时放出2个质子（）和2个中子（）。已知氘核质量为，氦核质量为，质子质量为，中子质量为，光速为c。求：

（1）写出核反应方程；

（2）一次核反应释放的总核能；

（3）若氘核的结合能为，求氦核的结合能E。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒可知，该核反应方程为

（2）一次核反应过程的质量亏损为

根据质能方程有

解得

（3）根据能量守恒定律有

结合上述解得

14. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，求：

（1）能引起视觉的最低能量；

（2）眼睛最远在多大距离能够看到这个光源？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）绿光的频率为

能引起视觉的最低能量为

（2）根据能量守恒有

解得眼睛能够看到这个光源最远距离为

15. 如图是一个形状不规则的绝热容器，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为且足够长的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连接且不漏气。玻璃管内有一个轻质绝热活塞底端恰好位于容器口处。初始时，容器内气体温度，压强等于大气压强。现采用两种方式加热气体至，方式一：活塞用插销固定住，电阻丝加热，气体吸收的热量后停止加热；方式二：拔掉插销，电阻丝缓慢加热气体，完成加热时活塞上升了。容器和玻璃管内的气体可视为理想气体，不计摩擦。求：

（1）哪种加热方式气体吸收的热量更多，多吸收的热量；

（2）用“方式一”完成加热后，容器内气体的压强；

（3）容器的体积。

【答案】（1）方式二气体需多吸收的热量；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据热力学第一定律可知

两种加热方式下，气体内能变化量相同即，方式二中气体体积增大，对外做功，因此吸收的热量更多，其中

结合以上三式得

所以方式二气体需多吸收的热量。

（2）方式一加热过程中，气体发生了等容变化，根据查理定律

解得容器内气体的压强为

（3）方式二中，气体发生了等压过程，根据盖-吕萨克定律

由上式代入数据解得用方式二完成加热后气体的总体积为

其中

由以上两式解得容器的体积

16. 如图所示，在平面直角坐标系中，Oy竖直向下，Ox水平。在第一象限（空间足够大）存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度的大小沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照（且为已知常数）规律变化。一质量为m、边长为L的正方形导线框，总电阻为R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行于两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框始终在平面内且下落高度为h，重力加速度为g，则在此过程中，求：

（1）导线框刚开始运动时受到安培力的大小和方向；

（2）导线框沿x方向运动的最大位移；

（3）导线框中产生的热量。

【答案】（1），沿x轴负方向；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）导线框刚开始运动时，速度方向水平向右，左边框所在处磁感应强度为0，右边框所在处磁感应强度为

所以感应电动势

框内感应电流

顺时针方向，导线框所受安培力大小为

即

根据左手定则可知安培力方向沿x轴负方向。

（2）设导线框在任意时刻t的水平分速度大小为v，水平位移为x，则在此时刻导线框产生感应电动势大小为

导线框内的感应电流大小为

所以导线框受到安培力的大小

又由题意可知，当导线框沿x方向发生最大位移时，速度为0，设经历时间为，由水平方向动量定理

可得

解得

（3）根据能量守恒定律

又因线框竖直方向上做自由落体运动，有

所以导线框中产生的热量