2021-2022学年湖南省长沙市天心区长郡中学高二（下）期中物理试卷（含答案）

这是一份2021-2022学年湖南省长沙市天心区长郡中学高二（下）期中物理试卷（含答案），共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

2021-2022学年湖南省长沙市天心区长郡中学高二（下）期中物理试卷
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．（4分）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
2．（4分）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
3．（4分）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
4．（4分）某种酒精测试仪应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U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（　　）

A．U越小，表示c越大，c与U成反比
B．U越小，表示c越大，c与U不成反比
C．U越小，表示c越小，c与U成正比
D．U越大，表示c越大，c与U不成正比
5．（4分）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2BILsinθ
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
6．（4分）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OO'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．
7．（4分）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．sinωt B．
C．sinωt D．
8．（4分）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U0；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（　　）

A．t1～t2时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B．t1～t2时间内电容器处于放电状态
C．t2之后电梯处于超重状态
D．t2之后电梯做匀变速运动
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）
（多选）9．（5分）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ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab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
（多选）10．（5分）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，不考虑相对论效应和重力影响，则下列说法正确的是（　　）

A．D形盒中的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
（多选）11．（5分）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
（多选）12．（5分）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
三、非选择题（本题共3小题，第13题8分，14题12分，15题12分，16题16分，共48分）
13．（8分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，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2×103mL的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积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 　 　m2。

（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）。
14．（12分）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。

15．（12分）如图所示，在以O点为圆心，内外半径分别为R0和3R0的圆环区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，一电荷量为+q、质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。
（1）如图，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1射出，方向与OA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A点进入磁场，速度大小为v2，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？


2021-2022学年湖南省长沙市天心区长郡中学高二（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
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．（4分）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
【分析】扩散现象是一种物质进入另一种物质的现象。
【解答】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；而布朗运动是指悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是布朗运动，故C正确，ABD错误；
故选：C。
【点评】本题考查了扩散现象、布朗运动，解题关键是会区分布朗运动和扩散现象，扩散现象是一种物质进入另一种物质的现象。
2．（4分）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
【分析】晶体有一定的熔点，是判断晶体和非晶体的主要性质；多晶体和非晶体都表现为各向同性；单晶体表现为各向异性；晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化。
【解答】解：A、晶体具有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度，故A正确。
B、多晶体和非晶体都表现为各向同性；一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，说明其表现为各向同性，但并不能确定为非晶体，也可能是多晶体，故B错误。
C、单晶体表现为各向异性；一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，其物理性质表现为各向异性，说明该球是单晶体，故C正确。
D、晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的，如天然石英为晶体，而人为熔化后将变后非晶体，故D正确。
本题选错误的，故选：B。
【点评】本题考查了晶体和非晶体。注意晶体的微观结构解释晶体的特点：晶体有天然的规则几何形状是由于内部微粒有规则地排列；晶体表现为各向异性是由于从内部任何一点出发，在不同方向上相等距离内微粒数不同；晶体的多型性是由于组成晶体的微粒不同的空间排列形成的。
3．（4分）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
【分析】乐器都是发出的声波；看见光能看见，超声波和次声波人是无法听见；声音的传播需要介质，电磁波的传播不需介质，声波的速度小于电磁波。
【解答】解：A、电吉他发出的是声波，而电子琴演奏发出的也是声波，故A错误；
B、声波能引起鼓膜振动，而电磁波却不可以，故B错误；
C、电磁波中的可见光人是可以看见的；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。
【点评】本题主要考查学生对声波和电磁波的异同点的了解和掌握，注意掌握声波的传播需要介质，而电磁波不需要介质。
4．（4分）某种酒精测试仪应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U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（　　）

A．U越小，表示c越大，c与U成反比
B．U越小，表示c越大，c与U不成反比
C．U越小，表示c越小，c与U成正比
D．U越大，表示c越大，c与U不成正比
【分析】由电路图可知，R0与R、酒精气体传感器电阻串联，电压表测R0两端的电压，根据题意可设气敏电阻与酒精浓度的关系，根据电阻的串联和闭合电路欧姆定律表示出电路中的电流，再根据欧姆定律表示出电压表的示数与c的关系，然后得出答案。
【解答】解：由电路图可知，R0与R、酒精气体传感器电阻串联，电压表测R0两端的电压，
因二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻R1倒数与酒精气体的浓度成正比，
所以，可设R1＝k，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的电流：
I＝＝，
电压表的示数：U＝IR0＝•R0；
由表达式可知，U越大，c越大，U越小，c越小，但两者不成正比，故D正确、ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，利用好“二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻倒数与酒精气体的浓度成正比”是关键。
5．（4分）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2BILsinθ
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
【分析】根据安培力的方向确定电流方向；根据安培力的计算公式确定安培力的大小；根据共点力的平衡条件求解压力大小；根据牛顿第二定律求解加速度大小。
【解答】解：A、安培力的方向一定与磁感应强度方向垂直，导体棒静止在倾角为θ的光滑绝缘固定斜面上，则安培力方向水平向右，根据左手定则可知电流方向向里，如图所示，故A错误；
B、原来的安培力为：F＝BIL
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，则受到的安培力大小为：F′＝4B×0.5IL＝2BIL＝2F，故B错误；
C、原来导体棒对斜面的压力为：N＝mgcosθ+F，当AF变为原来的2倍，导体棒对斜面压力大小不是变为原来的2倍，故C错误；
D、原来沿斜面方向有：Fcosθ＝mgsinθ
当安培力变为原来的2倍时，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：F′cosθ﹣mgsinθ＝ma
解得：a＝gsinθ，故导体棒将沿斜面加速向上运动，故D正确。
故选：D。

【点评】本题主要是考查安培力作用下的导体棒的平衡问题，解答此类问题要明确导体棒的受力情况，结合平衡条件列方程解答。
6．（4分）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OO'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．
【分析】从图可看出线圈从与垂直于中性面30°开始旋转，所以是正弦函数，根据法拉第电磁感应定律求得最大值，借口求得瞬时值
【解答】解：转动的角速度
线圈转动产生的感应电动势Em＝NBSω＝314V
从图可看出线圈从垂直于中性面30°开始旋转，故瞬时电动势的表达式为，故B正确
故选：B。
【点评】本题考查正弦交流电的产生过程、明确产生的感应电动势的最大值及正余弦函数即可判断
7．（4分）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．sinωt B．
C．sinωt D．
【分析】抓住电子受到的洛伦兹力等于电场力，结合电流的微观表达式求出电势差的大小，再根据有效值和瞬时值的关系进行解答。
【解答】解：自由电子做定向移动，电子受电场力和洛伦兹力平衡，有e＝Bev
解得u＝Bhv；
而电流的微观表达式I＝neSv＝nehdv，则有：u＝Bh＝
电压表的示数为交流电的有效值，故有：U＝＝，故B正确、ACD错误。
故选：B。
【点评】解决本题的关键掌握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道最终电子受电场力和洛伦兹力处于平衡。
8．（4分）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U0；某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙，则（　　）

A．t1～t2时间内压敏电阻受力面所受压力恒定
B．t1～t2时间内电容器处于放电状态
C．t2之后电梯处于超重状态
D．t2之后电梯做匀变速运动
【分析】由题意：压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，根据牛顿定律判断压力的变化，确定电压的变化．将各项逐一代入检查即可。
【解答】解：由图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t1﹣t2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t1﹣t2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。
【点评】本题是信息题或新概念题，关键要从题目大量文字材料中抓住核心的信息．这也是力电综合题，关键要抓住力电之间的纽带：压力．
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）
（多选）9．（5分）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ad平行于横坐标轴，dc平行于纵坐标轴，ab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
【分析】根据理想气体状态方程，先判断体积的变化，膨胀是气体对外做功，收缩是外界对气体做功；理想气体无势能，内能与温度有关。
【解答】解：A、从状态d到c，温度不变，内能不变，故A正确；
B、从状态c到b，与坐标原点的连线斜率逐渐增大，根据一定质量的理想气体状态方程可知，体积逐渐减小，外界对气体做功，故B错误；
C、从状态a到d，气压不变，温度升高，根据理想气体状态方程，故体积增加，体积增加说明气体对外做功，故C正确；
D、从状态b到a，ad的延长线过原点，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。
【点评】本题关键先根据气体实验定律判断气体的p、V、T的变化，明确温度是分子平均动能的标志。
（多选）10．（5分）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，不考虑相对论效应和重力影响，则下列说法正确的是（　　）

A．D形盒中的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
【分析】根据粒子所受的洛伦兹力方向判断磁场的方向。根据T＝分析粒子运动的周期变化情况，根据动能定理和r＝分析粒子每运动一周直径的增加量变化情况，根据半径公式分析粒子最终获得的最大动能与板间电压的关系。
【解答】解：A、粒子从b孔进入磁场后受到的洛伦兹力向右，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T＝分析知粒子运动的周期不变，故B错误；
C、粒子第n次加速后，根据动能定理可得：nqU＝，解得v＝，粒子在磁场中运动的半径r＝＝，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r＝，得v＝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。
【点评】解决本题的关键知道该回旋加速器的原理，知道粒子每转一圈，加速一次，且都在MN间加速，加速的电场不需改变。
（多选）11．（5分）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
【分析】根据右手定则求得切割磁感线时的感应电流方向，把切割的金属棒看成电源求得电容器极板带电的正负，根据E感＝以及v＝rω求得感应电动势的大小，再根据闭合电路欧姆定律求得金属棒两端的电压，再根据Q＝CU求得电容器所带的电荷量．
【解答】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错误；
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错误；
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正确；
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正确。
故选：CD。
【点评】本题的关键要掌握转动切割感应电动势公式E＝BL2ω，知道切割磁感线的那部分导体相当于电源，导体两端电压相当于电源的路端电压．
（多选）12．（5分）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
【分析】根据理想变压器的规律：电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。
电表的示数为有效值。
变压器不会改变交变电压的频率。
当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时，输出功率变大，则输出电流变大，输电线上电流变大。
【解答】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＝100π rad/s，则频率f＝＝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：U3＝＝48V，输电线上的电压：△U＝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＝U3+△U＝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，输出功率变大，则输出电流变大，根据变流比可知，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。
【点评】此题考查了远距离输电的相关知识，解题的关键是掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，以及远距离输电的原理，即可得到解决。
三、非选择题（本题共3小题，第13题8分，14题12分，15题12分，16题16分，共48分）
13．（8分）用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，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2×103mL的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积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 　BDAECF　（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 　0.022　m2。

（3）已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为 　9.0×10﹣10　m（保留两位有效数字）。
【分析】（1）根据实验的步骤可分析正确的顺序；
（2）根据图形可知油膜面积，用1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积与面积的比值可求油酸分子的直径。
【解答】解：（1）上述的步骤正确的是BDAECF；
（2）根据描出的油酸轮廓，计算共有55格，则油膜面积为S＝55×4cm2＝220cm2＝0.022m2；
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为V＝＝2×10﹣11m3；
油酸分子的直径为d＝＝＝9.0×10﹣10m。
故答案为：（1）BDAECF；（2）0.022；（3）9.0×10﹣10。
【点评】明确油酸分子的直径的求解方法，知道实验的顺序。
14．（12分）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。

【分析】①对活塞受力分析，根据平衡条件求出气体的压强；
②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体对小球的浮力等于小球的重力，气体做等压变化，根据盖吕萨克定律解答。
【解答】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：。
答：①小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时，气体的压强为P0+；
②小球对汽缸底部恰好无压力时，气体的热力学温度为。
【点评】本题考查气体定律与力学平衡的综合运用，解题关键是要利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，分析好压强P、体积V、温度T三个参量的变化情况，再选择合适的规律解决。
15．（12分）如图所示，在以O点为圆心，内外半径分别为R0和3R0的圆环区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，一电荷量为+q、质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。
（1）如图，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1射出，方向与OA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A点进入磁场，速度大小为v2，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？

【分析】（1）由于粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1射出，则入射点与出射点连续是弦，因此弦的中垂线与射出速度的垂线交点即为轨道的圆心．从而由几何关系可求出磁感应强度大小及运动的时间．
（2）若粒子从A点进入磁场，速度大小一定，方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出，粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径，所以由轨道半径从而求出最小磁感应强度．
【解答】 解：（1）由牛顿第二定律：qvB＝m
如图1，粒子运动轨迹的圆心为O′和半径为R
由几何关系有：R2+R2＝（R2﹣R1）2
联立解得磁感应强度大小B＝
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T＝
由几何关系确定粒子在磁场中运动的时间t＝T
解得：t＝，
（3）如图2，为使粒子射出，则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径，该半径为R'＝
根据洛伦兹力提供向心力有：qB'v2＝
解得磁感应强度应小于B'＝，
答：（1）若粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1射出，方向与OA延长线成45°角，磁感应强度的大小为，粒子在磁场中运动的时间为．
（2）若粒子从A点进入磁场，速度大小为v2，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度的大小应该小于．

【点评】解决粒子做匀速圆周运动的步骤：定圆心、画圆弧、求半径．同时若粒子从A点进入磁场，速度大小一定而方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出，求磁感应强度应最大值，则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最小内切圆半径．
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2023/4/15 1:02:47；用户：一；邮箱：orFmNt4wY2woThCHSPWeWvTp-oRM@weixin.jyeoo.com；学号：25716926