肇东四中2022-2023学年下学期期中考试高二物理试题答案

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肇东四中2022-2023学年下学期期中考试高二物理试题出题人：陈晓威 评卷人得分  一、单选题1．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的折线图，表明该花粉颗粒在每段时间内做直线运动C．图丙为分子力F与其间距r的图像，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高2．如图所示，处于匀强磁场中的半封闭平行金属导轨框架MNPQ，宽NP为L．磁场与其平面垂直，磁感应强度B的变化规律如图所示．导体棒ab的电阻为R，导轨电阻不计．从t=0开始，在外力作用下导体从导轨的最左端以速度v向右匀速运动，则t0时刻回路中的感应电流大小为A．0 B． C． D．3．如图所示，两个质量相等的带电粒子a、b在同一位置A以大小相同的速度射入同一匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，经磁场偏转后两粒子都经过B点，AB连线与磁场边界垂直，则（　　）A．a粒子带正电，b粒子带负电B．两粒子的轨道半径之比C．两粒子所带电荷量之比D．两粒子的运动时间之比4．如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外．ab边中点有一电子发源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k．则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为A．， B．，C．， D．，5．已知阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（　　）A．若油酸的摩尔质量为M，则一个油酸分子的质量为m=B．若油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，则一个油酸分子的体积为V=C．若某种气体的摩尔质量为M，密度为ρ，则该气体分子间平均距离为d=D．若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数为n=6．关于布朗运动，下列说法中正确的是（   ）A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B．布朗运动是液体（或气体）分子无规则运动的反映C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动7．如图，L是自感系数很大、电阻不计的线圈a、b是两个相同的小灯泡开关S由断开到闭合(　　)A．a先亮b后亮，然后b逐渐变亮B．b先亮a后亮，然后a逐渐变亮C．a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭D．a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭8．利用质谱仪可以分析同位素，如图所示，电荷量均为q的同位素碘131和碘127质量分别为m1和m2，从容器A下方的小孔S1进入电势差为U的电场，初速度忽略不计，经电场加速后从S2射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上。则照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为（　　）A． B． C． D．9．如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的负电荷（重力忽略不计）以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场，从磁场中射出时速度方向改变了角。磁场的磁感应强度大小为（　　）A． B． C． D．10．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(　  　)A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能增加B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零 评卷人得分  二、多选题11．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　）A．金属棒的最大电压为B．金属在磁场中的运动时间为C．克服安培力所做的功为mghD．右端的电阻R产生的焦耳热为（mgh﹣μmgd）12．如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持与磁铁垂直。在位置b，N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直。在线圈从a到c运动的过程中，下列说法正确的是（　　）A．磁通量先增大后减小B．磁通量先减小后增大C．从左边看，感应电流先逆时针后顺时针D．从左边看，感应电流先顺时针后逆时针13．如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器变为电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（　　）A．变压器的匝数比 B．输电线上的电流为C．输电线上损失的电功率为 D．变压器的匝数比14．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10 Ω连接，t=0时线圈以T=0.02 s的周期从图中位置开始转动，转动时理想交流电压表示数为10 V，则下列说法正确的是（　　）A．电阻R上的电功率为20 WB．R两端的电压u随时间变化的规律是u=10·cos100πt（V）C．t=0.02 s时R两端的电压瞬时值最大D．一个周期内电阻R产生的热量是0.2 J15．单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）A．时刻线框平面与中性面垂直B．线框的感应电动势有效值为C．线框转一周外力所做的功为D．从到过程中线框的平均感应电动势为 评卷人得分  三、实验题16．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验方法及步骤如下：①向体积V油＝1mL油酸中加酒精，直至总量达到V总＝1000mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝50滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；③先往边长30﹣40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸在水面上尽可能散开，将事先准备好的带方格的塑料盖板放在浅盘上，并在塑料盖板上描下油酸膜的形状；⑤描出的轮廓，已知每个小正方形的边长a＝2cm，轮廓范围内正方形的个数为73格，可以算出油酸膜的面积S；⑥结合以上数据，可计算得到油酸分子的直径D．根据以上信息，回答下列问题（本题均保留一位有效数字）（1）步骤④中要让油膜尽可能散开的原因是_____（2）油酸膜的面积S是_____m2；（3）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积是_____mL．（4）按以上实验数据估测出油酸分子直径为_____m． 评卷人得分  四、解答题17．回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它们获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒内的狭缝中形成匀强电场，使粒子每次穿过狭缝时都得到加速，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近，若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为Rmax。求∶（1）粒子在盒内做何种运动；（2）所加交变电流频率；（3）粒子离开加速器时的最大速度及最大动能。18．如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；（2）电路中交流电压表和电流表的示数；（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。19．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行．从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）感应电动势的大小E；（2）拉力做功的功率P；（3）ab边产生的焦耳热Q．
参考答案：1．D【详解】A．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；B．图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动，故B错误；C．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r0增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；D．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，即T1＜T2故D正确。故选D。2．C【详解】t0时刻ab切割磁感线产生的动生电动势为，ab中电流的方向由b到a；此时回路中的感生电动势为，ab中电流的方向也是b到a．可知回路中的感应电流大小为，故C正确．3．C【详解】A．从图可知，根据左手定则，a粒子带负电，b粒子带正电，A错误；B．设磁场宽度为d，a粒子，根据几何关系得b粒子，根据几何关系得所以B错误；C．根据牛顿第二定律得解得所以C正确；D．a粒子的偏转角为，b粒子的偏转角为根据时间公式可得时间之比为D错误。故选C。4．B【详解】a点射出粒子半径R= =，得：v= =，d点射出粒子半径为 ，R= 故v= =，故B选项符合题意5．C【详解】A．若油酸的摩尔质量为M，则一个油酸分子的质量m=A错误；B．由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比，则一个油酸分子的体积B错误；C．平均每个气体分子所占的空间则气体分子间平均距离C正确；D．某种气体的摩尔体积为V，单位体积气体的物质的量为n=则单位体积内含有气体分子的个数D错误。故选C。6．B【详解】AB．布朗运动是固体颗粒的运动，是宏观粒子，不是液体分子的运动，牛顿运动定律依然适用，A错误、B正确；C．微尘悬浮在空气中被眼睛直接看到，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是空气气流和重力共同作用而引起的复杂运动，不是布朗运动，C错误；D．热运动是指分子永不停息的无规则运动，与布朗运动不是同一概念，D错误。故选B。7．C【详解】当S闭合瞬时，两灯同时获得电压，同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将b灯短路，b逐渐变暗直到熄灭，同时，a灯电流逐渐增大，变得更亮。故C正确ABD错误。故选C。8．C【详解】粒子在电场中加速时，有qU＝mv2设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R，则有Bqv＝联立以上两式解得所以照相底片上碘131和碘127与S2之间的距离之比为故选C。9．B【详解】轨迹图，如图所示有几何关系可知根据可知故选B。10．C【详解】A.r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A错误；B.当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；靠近时F做负功，分子动能减小，势能增大，故B错误；CD.由以上分析可知，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大；若两分子相距无穷远时分子势能为零，r等于r0时，分子势能不为零，故C正确，D错误．11．AD【详解】A．金属棒在下滑过程中，由机械能守恒定律得则得金属棒到达水平面时的速度金属棒进入磁场后受到向左的安培力和摩擦力而做减速运动，则金属棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为金属棒的最大电压为A正确；B．金属棒在磁场中运动时，取向右为正方向，根据牛顿第二定律得即得两边求和得则得解得金属在磁场中的运动时间为B错误；C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得则克服安培力做功C错误；D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热D正确。故选AD。12．AC【详解】AB．如图所示，线圈从位置a到位置b的过程中，穿过线圈的磁通量增大，线圈从位置b到位置c的过程中，线圈内穿过的磁通量减小，故A正确，B错误；CD．由以上分析可知，磁通量先增大，则由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场反向，阻碍磁通量的增加，从左边看，由安培定则可知，感应电流先逆时针；后磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原磁场同向，阻碍磁通量的减少，从左边看，由安培定则可知，感应电流为逆时针，故C正确，D错误。故选AC。13．AD【详解】A．据理想变压器原副线圈电压与匝数关系可得所以A正确；B．理想变压器原副线圈电功率相等的原理则有输电线上的电流为所以B错误；C．输电线上损失的电功率为所以C错误；D．变压器的原线圈电压为变压器的匝数比为所以D正确；故选AD。14．BCD【详解】A．电阻R消耗的电功率为A错误；B．R两端电压的最大值为角速度线圈从图中位置开始转动时，感应电动势最大，R两端电压最大，故R两端的电压u随时间t变化的规律是u=10·cos100πt（V）B正确；C．t=0.02 s时，即t=T时，线圈平面与磁场方向平行，磁通量的变化率最大，此时线圈产生的感应电动势最大，R两端的电压瞬时值最大，C正确；D．根据焦耳定律可知，一个周期内电阻R产生的热量Q=I2RT=PT=10×0.02 J=0.2 JD正确。故选BCD。15．BC【详解】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流电的周期为T，则，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误．16．     让油膜在水平面上形成单分子油膜     3×10﹣2     2×10﹣5     7×10﹣10【分析】了解实验的具体操作，明确注意事项；（1）让油在水面上尽可能散开，形成单分子油膜．（2）根据浓度按比例算出纯油酸的体积；（3）油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．【详解】在该实验中，由于油酸薄膜的边缘在水中不易观察和画出，因此浅盘中倒入水后，将痱子粉或石膏粉均匀撒在水面上，以便于操作．（1）[1]实验中要让油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜层．（2）[2]由图示可知，由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算，73格．则油酸薄膜面积s＝73×4cm2＝292cm2≈3×10﹣2m2（3）[3]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 （4）[4]油酸分子的直径d=V/S=7×10-10m；【点睛】本题要紧扣实验原理，建立清晰的物理模型，知道在用油膜法估测分子的大小”实验中，我们做了些理想化处理，认为油酸分子之间无间隙，油膜是单层分子．17．（1）做匀速圆周运动；（2）；（3），【详解】（1）带电粒子在盒内做匀速圆周运动。（2）粒子在电场中运动时间极短，因此所加交流电源频率要符合粒子回旋频率，由得回旋频率（3）由牛顿第二定律知则最大动能为18．（1）100V，；（2），；（3）【详解】由题意交流电的频率角速度为最大值感应电动势的有效值线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，则交流电压表的电压而电流表的示数（3）线圈由图示位置转过的过程中这段时间内的平均值19．(1) ；(2) ；(3) 【详解】由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和解题．(1)从ad边刚进入磁场到bc边刚要进入的过程中，只有ad边切割磁感线，所以产生的感应电动势为：；(2)线框进入过程中线框中的电流为：ad边安培力为：由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即 所以拉力的功率为：联立以上各式解得：；(3) 线框进入过程中线框中的电流为：进入所用的时间为： ad边的电阻为：焦耳热为： 联立解得：．