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2022长沙长郡中学高二下学期期中考试物理含解析
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这是一份2022长沙长郡中学高二下学期期中考试物理含解析，文件包含湖南省长沙市长郡中学2021-2022学年高二下期中物理试题含解析docx、湖南省长沙市长郡中学2021-2022学年高二下期中物理试题无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
时量：75分钟 满分：100分
第Ⅰ卷 选择题（共52分）
一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是（ ）
A. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同
B. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引
C. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动
D. 属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中
【答案】C
【解析】
【详解】把接触面磨平，使铅块和金的距离接近，由于分子不停地做无规则的热运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，不是布朗运动。故ABD错误，C正确。
故选C。
2. 关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是（ ）
A. 晶体熔化时具有一定的熔点
B. 一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体
C. 一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
D. 晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的
【答案】B
【解析】
【详解】A．晶体具有固定的熔点，故A正确，不符合题意；
B．多晶体和非晶体都具有各向同性，一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片可能是多晶体，也可能是非晶体，故B错误，符合题意；
C．单晶体具有各向异性，一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体，故C正确，不符合题意；
D．晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的，例如天然石英是晶体，融化后就成了非晶体，故D正确，不符合题意。
故选B。
3. 声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的特征。下列说法正确的是（ ）
A. 电吉他、电子琴发出的都是电磁波
B. 声波和电磁波都能引起鼓膜振动
C. 电磁波都不能被人看见，声波都能被人听见
D. 在空气中，电磁波的传播速度大于声波的传播速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．电吉他、电子琴发出的都是声波，故A错误；
B．声波能引起鼓膜振动，而电磁波不能引起鼓膜振动，故B错误；
C．电磁波中的可见光是可以看见的，而声波中的超声波和次声波人是无法听见的，故C错误；
D．在空气中，电磁波的传播速度大于声波的传播速度，故D正确。
故选D。
4. 某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（ ）
A. 越小，表示越大，与成反比
B. 越小，表示越大，与不成反比
C. 越小，表示越小，与成正比
D. 越大，表示越大，与不成正比
【答案】D
【解析】
【详解】设酒精气体传感器的电阻为R′，则
k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数
可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比．
故选D。
5. 如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上．斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中．若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g．则此时金属细杆
A. 电流流向垂直纸面向外
B. 受到的安培力大小为2 BILsinθ
C. 对斜面压力大小变为原来的2倍
D. 将沿斜面加速向上，加速度大小为gsinθ
【答案】D
【解析】
【分析】金属细杆水平静止斜面上时，由左手定则得电流方向，据安培力公式可得受到的安培力大小；根据受力分析和牛顿第二定律可得对斜面压力大小和金属细杆的加速度；
【详解】A、直导线受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡，由左手定则得电流流向垂直纸面向里，故A错误；
B、根据安培力公式可得受到的安培力大小为，故B错误；
CD、金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件可得：，；磁感应强度大小改变时，根据受力分析和牛顿第二定律可得：，，加速度方向沿斜面加速向上，故C错误，D正确；
故选D．
【点睛】关键是金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件求得安培力大小与重力大小的关系；
6. 如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴以角速度ω逆时针匀速转动．已知磁感应强度B=0.50T,线圈匝数N=100匝,边长Lab=0.20m,Lbc=0.10m,转速n=3000r/min．若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点，电动势的瞬时值的表达式为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】；交流电的最大值，则电动势的瞬时值的表达式为，故选B.
7. 信息时代，霍尔元件被广泛应用．如图所示，宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件，单位体积内自由电子数为n，电子电量为e．将它放在与之垂直的磁感应强度大小为B＝B0sinωt的匀强磁场中．当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电压，这样就实现了将直流输入转化为交流输出．在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出)，则电压表示数为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】自由电子做定向移动，电子受电场力和洛伦兹力平衡，有，解得:u=Bhv；
而电流的微观表达式I=neSv=nehdv，则有:，电压表的示数为交流电的有效值，故有，故B正确，A、C、D错误.故选B.
8. 已知压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面放一质量为m物体，电梯静止时电压表示数为；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（ ）
A. 时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B. 时间内电容器处于放电状态
C. 之后电梯处于超重状态
D. 之后电梯做匀变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】压敏电阻上的电压不变，由欧姆定律知，其阻值不变；当电压增大时，压敏电阻以外的其余部分分担的电压减小，由欧姆定律可知，电路中的电流值将减小，所以电路中的电阻值增大，其余的部分电阻值不变，所以压敏电阻的电阻值增大。
A．在时间内压敏电阻上的电压增大，压敏电阻的电阻值增大，知压敏电阻的受力面所受压力减小，故A错误；
B．由电路图可知，电容器两端的电压与电压表两端的电压是相等的，在时间内电压表两端的电压增大，所以电容器两端的电压增大，则电容器处于充电状态，故B错误；
C．由图，t2之后电压表两端的电压大于开始时电压表两端的电压，所以压敏电阻的受力面所受压力小于开始时受到的压力，所以电梯处于失重状态，故C错误。
D．t2之后电压表两端的电压不变，则压敏电阻的受力面所受压力不变，由于小于开始时受到的压力，所以t2之后电梯做匀变速运动，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不选的得0分）
9. 如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中平行于横坐标轴，平行于纵坐标轴，的延长线过原点，以下说法正确的是（ ）
A. 从状态d到c，气体内能不变
B. 从状态c到b，气体对外界做正功
C. 从状态a到d，气体对外界做正功
D. 从状态b到a，气体不对外界做功，外界也不对气体做功
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从状态d到c，温度不变，气体内能不变，故A正确；
B．根据理想气体状态方程
可得
可知p-T图线斜率表示，其中C是常数，故斜率越小，体积越大，由图可知状态c的体积大于状态b的体积，故从状态c到b，气体体积减小，气体对外界做负功，故B错误；
C．从状态a到d，压强不变，温度升高，为等压变化，由
气体体积变大，气体对外界做正功，故C正确；
D．从状态b到a，压强与温度成正比，是等容变化，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，为一种改进后的回旋加速器示意图，在D形盒边上的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N，每当带正电的粒子从a孔进入时，就立即在两板间加上恒定电压，经加速后从b孔射出，再立即撤去电压，而后进入D形盒中的匀强磁场，做匀速圆周运动。缝隙间无磁场，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（ ）
A. D形盒中磁场方向垂直纸面向里
B. 粒子运动的周期不断变大
C. 粒子每运动一周直径的增加量越来越小
D. 增大板间电压，粒子最终获得的最大动能变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A． 粒子从b孔进入磁场后受到洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，D形盒中的磁场方向垂直纸面向里，故A正确；
B．根据可知，粒子运动周期不变，故B错误；
C． 粒子第n次加速后，根据动能定理可得：，解得：
粒子在磁场中运动的半径
粒子每运动一周直径的增加量
随转动周数的增加，粒子每运动一周直径的增加量越来越小，故C正确；
D． 当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据得：知加速粒子的最大动能与D形盒的半径有关，与加速电压无关，故D错误；
故选AC。
11. 半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内，一长为r，电阻为R的均匀直导棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．导轨电阻不计．下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒中电流从A流向B
B. 金属棒两端电压为Bω2r
C. 电容器的M板带正电
D. 电容器所带电荷量为CBωr2
【答案】CD
【解析】
【详解】A、根据右手定则可知，金属棒AB逆时针切割磁感时，产生的感应电流应该是从B向A，故A不符合题意；
B、据E感=以及v=rω可得切割磁感线时产生的电动势
E感=
切割磁感线的导体相当于电源，则AB两端的电压相当于电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知
故B不符合题意；
C、切割磁感线的AB相当于电源，在AB内部电流方向由B向A，故金属棒A相当于电源正极，故与A接近的电容器M板带正电，故C符合题意；
D、由B分析知，AB两端的电压为，好电容器两端的电压也是，故电容器所带电荷量
Q=CU=
故D符合题意．
12. 如图，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势为e=22sin100πt（V）。并与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数比为4：1，降压变压器副线圈接入一只“12V 6W”的灯泡，且灯泡正常发光，输电线路总电阻r=16Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（ ）
A. 电压表的示数为22V
B. 原线圈中交变电压的频率为100Hz
C. 升压变压器的原、副线圈匝数之比为11：25
D. 当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时，输电线上损失的功率减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．导线框产生的交变电动势的最大值为22V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值
U1=V=22V
电压表的示数为有效值，故示数为22V，故A正确；
B．理想变压器不会改变交变电压的频率，导线框的角速度
ω=100πrad/s
则频率
=50Hz
故原线圈中交变电压的频率为50Hz，故B错误；
C．降压变压器副线圈中灯泡正常发光，则副线圈输出电压
U4=12V
输出电流
=0.5A
根据变流比可知，降压变压器输入电流
=0.125A
根据变压比可知，降压变压器输入电压
输电线上的电压
=I3r=2V
根据闭合电路欧姆定律可知，升压变压器原线圈输出电压
U2==50V
根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
n1：n2=U1：U2=11：25
故C正确；
D．当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时，负载电阻变小，输电线上的电流变大，输电线上损失的功率变大，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（共48分）
三、非选择题（本题共4小题，第13题8分，14题12分，15题12分，16题16分，共48分）
13. 用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒人适量的水，并向水面均匀地散入痱子粉
B.将1mL纯油酸加入酒精中，得到油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜面积S
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，油膜的面积约为__________。
（3）已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为__________m（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BDAECF ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）[2][3]根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜面积为
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为
油酸分子直径为
14. 如图所示，横截面积为S的导热汽缸竖直放置，其底部放有质量为m的空心小球，缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，现在活塞上缓慢加上细沙，当沙的质量也为m时，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的．现缓慢降低外界温度，使小球对缸底恰好无压力．已知外界大气压为p0、开始时外界热力学温度为T0，重力加速度大小为g，求：
①小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的压强p；
②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的热力学温度T.
【答案】①②
【解析】
【详解】①对活塞和细沙组成的系统，由受力平衡条件有：p0S+2mg=pS
解得：
②设空心小球的体积为V0，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的体积为V1，气体的密度为ρ1，则有：
设小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的体积为V2，气体的密度为ρ2，则有：ρ2V0g=mg
气体降温过程中做等压变化，有：，其中，
解得：
15. 如图所示，在以为圆心，内外半径分别为和的圆环区域内，存在垂直纸面的匀强磁场，，，一电荷量为、质量为的粒子从内圆上的点进入该区域，不计重力．
（1）如图，已知粒子从延长线与外圆的交点以速度射出，方向与延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间．
（2）在图中，若粒子从点进入磁场，速度大小为，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？
【答案】（1） （2）小于
【解析】
【分析】(1)重要信息提取：磁场：圆环形的有界磁场；粒子：带电粒子从点射入从点射出；隐含条件：粒子刚好不能从外圆射出时，轨迹与两圆相切，相切分两种情况；
(2)物理思维：作出粒子的运动轨迹，应用几何关系和牛顿第二定律求解．
【详解】解：(1)作出粒子的运动轨迹如图甲所示，设粒子运动的轨道半径为
由牛顿第二定律得： ①
由几何关系可知，粒子运动的圆心角为，则
解得： ②
联立①②式得： ③
粒子做匀速圆周运动的周期： ④
粒子在磁场中运动的时间： ⑤
联立②④⑤式得： ⑥
(2)要使粒子一定能够从外圆射出，粒子刚好与两边界相切，轨迹如图乙所示，分两种情况：
第Ⅰ种情况：由几何关系可知粒子运动的轨道半径： ⑦
设此过程的磁感应强度为，由牛顿第二定律得： ⑧
联立⑦⑧式得： ⑨
第Ⅱ种情况：由几何关系可知粒子运动的轨道半径：
设此过程的磁感应强度为，则
综合Ⅰ、Ⅱ可知磁感应强度应小于
【点睛】解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．
时量：75分钟 满分：100分
第Ⅰ卷 选择题（共52分）
一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是（ ）
A. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同
B. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引
C. 属扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动
D. 属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中
【答案】C
【解析】
【详解】把接触面磨平，使铅块和金的距离接近，由于分子不停地做无规则的热运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，不是布朗运动。故ABD错误，C正确。
故选C。
2. 关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是（ ）
A. 晶体熔化时具有一定的熔点
B. 一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体
C. 一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
D. 晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的
【答案】B
【解析】
【详解】A．晶体具有固定的熔点，故A正确，不符合题意；
B．多晶体和非晶体都具有各向同性，一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片可能是多晶体，也可能是非晶体，故B错误，符合题意；
C．单晶体具有各向异性，一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体，故C正确，不符合题意；
D．晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的，例如天然石英是晶体，融化后就成了非晶体，故D正确，不符合题意。
故选B。
3. 声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的特征。下列说法正确的是（ ）
A. 电吉他、电子琴发出的都是电磁波
B. 声波和电磁波都能引起鼓膜振动
C. 电磁波都不能被人看见，声波都能被人听见
D. 在空气中，电磁波的传播速度大于声波的传播速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．电吉他、电子琴发出的都是声波，故A错误；
B．声波能引起鼓膜振动，而电磁波不能引起鼓膜振动，故B错误；
C．电磁波中的可见光是可以看见的，而声波中的超声波和次声波人是无法听见的，故C错误；
D．在空气中，电磁波的传播速度大于声波的传播速度，故D正确。
故选D。
4. 某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是（ ）
A. 越小，表示越大，与成反比
B. 越小，表示越大，与不成反比
C. 越小，表示越小，与成正比
D. 越大，表示越大，与不成正比
【答案】D
【解析】
【详解】设酒精气体传感器的电阻为R′，则
k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数
可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比．
故选D。
5. 如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上．斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中．若电流和磁场的方向均不变，电流大小变为0.5I，磁感应强度大小变为4B，重力加速度为g．则此时金属细杆
A. 电流流向垂直纸面向外
B. 受到的安培力大小为2 BILsinθ
C. 对斜面压力大小变为原来的2倍
D. 将沿斜面加速向上，加速度大小为gsinθ
【答案】D
【解析】
【分析】金属细杆水平静止斜面上时，由左手定则得电流方向，据安培力公式可得受到的安培力大小；根据受力分析和牛顿第二定律可得对斜面压力大小和金属细杆的加速度；
【详解】A、直导线受到重力、导轨的支持力和安培力而平衡，由左手定则得电流流向垂直纸面向里，故A错误；
B、根据安培力公式可得受到的安培力大小为，故B错误；
CD、金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件可得：，；磁感应强度大小改变时，根据受力分析和牛顿第二定律可得：，，加速度方向沿斜面加速向上，故C错误，D正确；
故选D．
【点睛】关键是金属细杆水平静止斜面上时，根据平衡条件求得安培力大小与重力大小的关系；
6. 如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴以角速度ω逆时针匀速转动．已知磁感应强度B=0.50T,线圈匝数N=100匝,边长Lab=0.20m,Lbc=0.10m,转速n=3000r/min．若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点，电动势的瞬时值的表达式为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】；交流电的最大值，则电动势的瞬时值的表达式为，故选B.
7. 信息时代，霍尔元件被广泛应用．如图所示，宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件，单位体积内自由电子数为n，电子电量为e．将它放在与之垂直的磁感应强度大小为B＝B0sinωt的匀强磁场中．当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电压，这样就实现了将直流输入转化为交流输出．在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出)，则电压表示数为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】自由电子做定向移动，电子受电场力和洛伦兹力平衡，有，解得:u=Bhv；
而电流的微观表达式I=neSv=nehdv，则有:，电压表的示数为交流电的有效值，故有，故B正确，A、C、D错误.故选B.
8. 已知压敏电阻的受力面所受压力越小，其阻值越大，如图甲，将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内，受力面朝上，在其受力面放一质量为m物体，电梯静止时电压表示数为；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（ ）
A. 时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B. 时间内电容器处于放电状态
C. 之后电梯处于超重状态
D. 之后电梯做匀变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】压敏电阻上的电压不变，由欧姆定律知，其阻值不变；当电压增大时，压敏电阻以外的其余部分分担的电压减小，由欧姆定律可知，电路中的电流值将减小，所以电路中的电阻值增大，其余的部分电阻值不变，所以压敏电阻的电阻值增大。
A．在时间内压敏电阻上的电压增大，压敏电阻的电阻值增大，知压敏电阻的受力面所受压力减小，故A错误；
B．由电路图可知，电容器两端的电压与电压表两端的电压是相等的，在时间内电压表两端的电压增大，所以电容器两端的电压增大，则电容器处于充电状态，故B错误；
C．由图，t2之后电压表两端的电压大于开始时电压表两端的电压，所以压敏电阻的受力面所受压力小于开始时受到的压力，所以电梯处于失重状态，故C错误。
D．t2之后电压表两端的电压不变，则压敏电阻的受力面所受压力不变，由于小于开始时受到的压力，所以t2之后电梯做匀变速运动，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不选的得0分）
9. 如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中平行于横坐标轴，平行于纵坐标轴，的延长线过原点，以下说法正确的是（ ）
A. 从状态d到c，气体内能不变
B. 从状态c到b，气体对外界做正功
C. 从状态a到d，气体对外界做正功
D. 从状态b到a，气体不对外界做功，外界也不对气体做功
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．从状态d到c，温度不变，气体内能不变，故A正确；
B．根据理想气体状态方程
可得
可知p-T图线斜率表示，其中C是常数，故斜率越小，体积越大，由图可知状态c的体积大于状态b的体积，故从状态c到b，气体体积减小，气体对外界做负功，故B错误；
C．从状态a到d，压强不变，温度升高，为等压变化，由
气体体积变大，气体对外界做正功，故C正确；
D．从状态b到a，压强与温度成正比，是等容变化，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示，为一种改进后的回旋加速器示意图，在D形盒边上的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N，每当带正电的粒子从a孔进入时，就立即在两板间加上恒定电压，经加速后从b孔射出，再立即撤去电压，而后进入D形盒中的匀强磁场，做匀速圆周运动。缝隙间无磁场，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是（ ）
A. D形盒中磁场方向垂直纸面向里
B. 粒子运动的周期不断变大
C. 粒子每运动一周直径的增加量越来越小
D. 增大板间电压，粒子最终获得的最大动能变大
【答案】AC
【解析】
【详解】A． 粒子从b孔进入磁场后受到洛伦兹力向右，由左手定则判断可知，D形盒中的磁场方向垂直纸面向里，故A正确；
B．根据可知，粒子运动周期不变，故B错误；
C． 粒子第n次加速后，根据动能定理可得：，解得：
粒子在磁场中运动的半径
粒子每运动一周直径的增加量
随转动周数的增加，粒子每运动一周直径的增加量越来越小，故C正确；
D． 当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据得：知加速粒子的最大动能与D形盒的半径有关，与加速电压无关，故D错误；
故选AC。
11. 半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内，一长为r，电阻为R的均匀直导棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下．在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器．直导体棒在水平外力作用下以角速度ω绕O逆时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触．导轨电阻不计．下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒中电流从A流向B
B. 金属棒两端电压为Bω2r
C. 电容器的M板带正电
D. 电容器所带电荷量为CBωr2
【答案】CD
【解析】
【详解】A、根据右手定则可知，金属棒AB逆时针切割磁感时，产生的感应电流应该是从B向A，故A不符合题意；
B、据E感=以及v=rω可得切割磁感线时产生的电动势
E感=
切割磁感线的导体相当于电源，则AB两端的电压相当于电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知
故B不符合题意；
C、切割磁感线的AB相当于电源，在AB内部电流方向由B向A，故金属棒A相当于电源正极，故与A接近的电容器M板带正电，故C符合题意；
D、由B分析知，AB两端的电压为，好电容器两端的电压也是，故电容器所带电荷量
Q=CU=
故D符合题意．
12. 如图，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势为e=22sin100πt（V）。并与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数比为4：1，降压变压器副线圈接入一只“12V 6W”的灯泡，且灯泡正常发光，输电线路总电阻r=16Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则（ ）
A. 电压表的示数为22V
B. 原线圈中交变电压的频率为100Hz
C. 升压变压器的原、副线圈匝数之比为11：25
D. 当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时，输电线上损失的功率减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．导线框产生的交变电动势的最大值为22V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值
U1=V=22V
电压表的示数为有效值，故示数为22V，故A正确；
B．理想变压器不会改变交变电压的频率，导线框的角速度
ω=100πrad/s
则频率
=50Hz
故原线圈中交变电压的频率为50Hz，故B错误；
C．降压变压器副线圈中灯泡正常发光，则副线圈输出电压
U4=12V
输出电流
=0.5A
根据变流比可知，降压变压器输入电流
=0.125A
根据变压比可知，降压变压器输入电压
输电线上的电压
=I3r=2V
根据闭合电路欧姆定律可知，升压变压器原线圈输出电压
U2==50V
根据变压比可知，升压变压器原、副线圈匝数之比
n1：n2=U1：U2=11：25
故C正确；
D．当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时，负载电阻变小，输电线上的电流变大，输电线上损失的功率变大，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（共48分）
三、非选择题（本题共4小题，第13题8分，14题12分，15题12分，16题16分，共48分）
13. 用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒人适量的水，并向水面均匀地散入痱子粉
B.将1mL纯油酸加入酒精中，得到油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜面积S
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，油膜的面积约为__________。
（3）已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为__________m（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BDAECF ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）[2][3]根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜面积为
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为
油酸分子直径为
14. 如图所示，横截面积为S的导热汽缸竖直放置，其底部放有质量为m的空心小球，缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体，现在活塞上缓慢加上细沙，当沙的质量也为m时，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的．现缓慢降低外界温度，使小球对缸底恰好无压力．已知外界大气压为p0、开始时外界热力学温度为T0，重力加速度大小为g，求：
①小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的压强p；
②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的热力学温度T.
【答案】①②
【解析】
【详解】①对活塞和细沙组成的系统，由受力平衡条件有：p0S+2mg=pS
解得：
②设空心小球的体积为V0，小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的体积为V1，气体的密度为ρ1，则有：
设小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的体积为V2，气体的密度为ρ2，则有：ρ2V0g=mg
气体降温过程中做等压变化，有：，其中，
解得：
15. 如图所示，在以为圆心，内外半径分别为和的圆环区域内，存在垂直纸面的匀强磁场，，，一电荷量为、质量为的粒子从内圆上的点进入该区域，不计重力．
（1）如图，已知粒子从延长线与外圆的交点以速度射出，方向与延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间．
（2）在图中，若粒子从点进入磁场，速度大小为，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？
【答案】（1） （2）小于
【解析】
【分析】(1)重要信息提取：磁场：圆环形的有界磁场；粒子：带电粒子从点射入从点射出；隐含条件：粒子刚好不能从外圆射出时，轨迹与两圆相切，相切分两种情况；
(2)物理思维：作出粒子的运动轨迹，应用几何关系和牛顿第二定律求解．
【详解】解：(1)作出粒子的运动轨迹如图甲所示，设粒子运动的轨道半径为
由牛顿第二定律得： ①
由几何关系可知，粒子运动的圆心角为，则
解得： ②
联立①②式得： ③
粒子做匀速圆周运动的周期： ④
粒子在磁场中运动的时间： ⑤
联立②④⑤式得： ⑥
(2)要使粒子一定能够从外圆射出，粒子刚好与两边界相切，轨迹如图乙所示，分两种情况：
第Ⅰ种情况：由几何关系可知粒子运动的轨道半径： ⑦
设此过程的磁感应强度为，由牛顿第二定律得： ⑧
联立⑦⑧式得： ⑨
第Ⅱ种情况：由几何关系可知粒子运动的轨道半径：
设此过程的磁感应强度为，则
综合Ⅰ、Ⅱ可知磁感应强度应小于
【点睛】解题时一般要根据受力情况和运动情况画出运动轨迹的草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．
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