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广东省深圳市光明中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题
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这是一份广东省深圳市光明中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共11页。试卷主要包含了本卷命题范围，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答
题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：新人教选择性必修第二册、选择性必修第三册第一章至第二章。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．关于液晶，下列说法正确的是
A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的存在状态
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．人体组织中不存在液晶结构
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
2．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（ ）
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
3．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，s时的电流方向图甲中已标示，则下列说法正确的是（ ）
A．0至0.5s时间内，电容器在放电
B．在s时，P点比Q点电势高
C．0.5s至1.0s时间内，电场能正在转变成磁场能
D．1.5s至2.0s时间内，电容器的上极板的正电荷在减少
4．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0．现将分子A固定，将分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．分子B动能一直增大B．分子B加速度大小一直增大
C．分子间作用力始终表现为引力D．分子间距为时分子间作用力为0
5．如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通．如图乙所示为舰艇沿海平面的截面简化图，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使M、N间海水内电流方向为M→N，此时加一定方向的磁场，可使M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向左前进．关于所加磁场的方向，下列说法正确的是（ ）
A．垂直纸面向外B．垂直纸面向里C．水平向右D．水平向左
6．某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
B．将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
C．将磁铁匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于
D．将磁铁加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于
7．如图所示，N匝圆形导线框以角速度ω绕对称轴匀速转动，导线框半径为r，电阻、电感均不计，导线框处在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，外电路接有阻值为R的电阻和理想交流电流表，则下列说法正确的是（ ）
A．从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势表达式为
B．图示时刻穿过导线框的磁通量为
C．交流电流表的示数为
D．外电路电阻两端电压的有效值为
8．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路．已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．回路中的电流方向为B．C、D两端的电势差为
C．定值电阻的功率为D．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为
9．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物
B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应
C．可以通过增加线圈匝数或者插入铁芯来增大自感线圈的自感系数
D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应
10．如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、、自感线圈、开关和直流电源连接而成．已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零．下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，灯泡立刻变亮
B．开关S闭合时，灯泡立刻变亮
C．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡逐渐熄灭
D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭
11．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直．粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（ ）
A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期
B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大
C．磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大
D．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大
12．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图．已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻Ω，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损耗的功率为80WB．用户端的电流为44A
C．降压变压器的匝数比D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小
二、实验题（本题共2小题，共16分）
13．（6分）某同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中，选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中央．该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示．
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示．通过分析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是_．
A．向上拔出B．向下插入C．静止不动
（2）该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的电路．电路连接好后，A线圈已插入B线圈中，此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一下．当滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转．
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是____________．
14．（10分）在用油膜法估测分子大小的实验中，选用下列器材：浅盘（直径为30~40cm）、注射器（或滴管）、按一定比例稀释好的油酸溶液、坐标纸、玻璃板、水彩笔（或钢笔）．
（1）还需要的一种实验器材为______．
（2）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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
c．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
上述步骤中，正确的操作顺序是______．（填写步骤前面的字母）
（3）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm．
①油酸膜的面积为______cm．
②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为______m．（结果保留一位有效数字）
（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于______．
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
三、计算题（本题共3小题，共36分．作答时应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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（10分）如图所示，一定质量的理想气体封闭在体积为的绝热容器中，初始状态阀门K关闭，容器内温度与室温相同，为K，，有一光滑绝热活塞C（体积可忽略）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管（管内气体的体积可忽略），左管水银面比右管水银面高76cm．已知外界大气压强cmHg．求：
（1）将阀门K打开使B室与外界相通，稳定后，A室的体积变化量；
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，接着对B室气体缓慢加热，而A室气体温度始终等于室温，当加热到U形管左管水银面比右管水银面高19cm时，B室内的温度．
16．（12分）如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积m，匝数，线圈内阻Ω，外电阻Ω．线圈在磁感应强度大小为T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度rad/s．图中的电压表为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过45°，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热．
17．（14分）如图所示，在第二象限内有水平向左的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．在该平面内有一个质量为m、带电荷量为的粒子从x轴上坐标为的P点以初速度垂直x轴进入匀强电场，恰好与y轴正方向成角射出电场，再经过一段时间恰好垂直于x轴进入第四象限的匀强磁场．不计粒子所受重力，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从进入电场到第二次经过x轴的时间t及坐标．
深圳市光明区光明中学2023~2024学年高二第二学期期中考试•物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围存在，A错误；由于液晶态物质特殊的微观结构，因而呈现出许多奇妙的性质，如光学透射率、反射率、颜色等性能，对外界的力、热、声、电、光、磁等物理环境的变化十分敏感，因而在电子工业等领域里可以大显神通，不是自主发光，B错误；人体中有的蛋白质与磷脂在一定条件下为流动的液晶态或凝胶态，C错误；当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示各种颜色，D正确．
2．B 因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变，为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器，B正确．
3．C 0至0.5s时间内，电容器电荷量增加，所以电容器在充电，A错误；因为1.0s到1.5s时间内，电容器反向充电，下极板带正电，电流方向与图示方向相反，即此时P点比Q点电势低，B错误；0.5s至1.0s时间内，电容器放电，则电场能正在转变成磁场能，C正确；1.5s至2.0s时间内，电容器反方向放电，则电容器下极板的正电荷在减少，D错误．
4．B 在两分子间的距离由到的过程中，分子势能增大，所以分子动能减小，分子间作用力做负功，表现为斥力，A、C错误；由到的过程中，分子间作用力增大，加速度一直增大，B正确；分子间距为时分子势能为零，而分子间作用力不为零，D错误．
5．A 海水中电流方向从M流向N，船向左运动，则船受到海水的作用力向左，根据牛顿第三定律可知，海水所受的安培力方向向右，再根据左手定则可知，磁场方向应为垂直纸面向外，A正确．
6．D 根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁铁的S极加速或匀速靠近线圈时，线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向（俯视），A、B错误；将条形磁铁远离线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，跟磁铁匀速还是加速无关，C错误、D正确．
7．C 感应电动势最大值为，，电动势瞬时值为，解得，从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势为，A错误；图示时刻穿过导线框的磁通量为，B错误；电动势有效值为，交流电流表的示数为，解得，C正确；外电路电阻两端电压的有效值为，解得，D错误．
8．D 根据右手定则可知，回路中的电流方向为，A错误；由法拉第电磁感应定律，可知圆盘产生的电动势为，因C处的电势比D处的电势低，故C、D两端的电势差为，B错误；根据欧姆定律，可知电路中的电流为，则定值电阻的功率为，C错误；圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为，D正确．
9．ACD 电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物，A正确；磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，B错误；可以通过增加线圈匝数或者插入铁芯来增大自感线圈的自感系数，C正确；车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是有交流电通过的线圈产生迅速变化的磁场，磁场在金属物体内部能感生涡电流，涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，D正确．
10．BC 开关S闭合时，灯泡逐渐变亮，灯泡立刻变亮，A错误、B正确；开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡都逐渐熄灭，C正确、D错误．
11．AD 要想使粒子不断地在D形盒的缝隙中被加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，A正确；根据，粒子获得的最大动能为，所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大，B、C错误，D正确．
12．BC 根据题意，由，可得升压变压器原线圈的电流为A，输电线上的电流为A，则输电线上损耗的功率为，A错误；用户端的功率为，解得A，则降压变压器的匝数比，B、C正确；若用户端的用电器变多，则降压变压器的输出功率增大，输入电流增大，输电线上损失的功率增大，D错误．
13．（1）A（2）右（3）阻碍引起感应电流的磁通量的变化（每空2分）
解析：（1）根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往右偏；由图乙可知，螺线管中的感应电流方向为逆时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向上，条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减少，所以条形磁铁可能向上拔出线圈，A正确．
（2）合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明B线圈中磁通量增加时，灵敏电流计指针左偏；现在要使灵敏电流计的指针向右偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小，由图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相反，灵敏电流计的指针会向右偏，故滑动变阻器的滑片应向右滑动．
（3）根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
14．（1）痱子粉（2）cadb（3）①114（112~115都对）②（4）AC（每空2分）
15．解：（1）将阀门打开，A室气体等温变化，则有（2分）
解得（1分）
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，U形管两边水银面的高度差为19cm时
cmHgcmHg（1分）
A室气体由玻意耳定律得（2分）
解得（1分）
B室气体由查理定律得（2分）
解得K（1分）
16．解：（1）交变电压的峰值为V（1分）
交变电压的有效值为V（1分）
根据欧姆定律，电压表示数为V（2分）
（2）从图示位置开始，线圈转过45°的过程中
磁通量的变化量为 Wb（1分）
根据法拉第电磁感应定律，有（1分）
根据欧姆定律，有（1分）
根据电流强度定义，有C（1分）
（3）回路中电流的有效值为A（1分）
线圈转一圈所用时间为s（1分）
则线圈内阻产生的焦耳热为J（2分）
17．解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，带电粒子在电场中做类平抛运动
水平方向有和（1分）
解得，（1分）
竖直方向有（1分）
根据（1分）
解得（1分）
（2）设粒子进入磁场的速度大小为v，根据速度合成与分解，有（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则有，解得（1分）
由洛伦兹力提供向心力有（1分）
解得（1分）
（3）粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为（1分）
粒子在第一象限运动的时间为（1分）
粒子在第四象限运动的时间为（1分）
所以粒子自进入电场至第二次经过x轴所用时间为（1分）
粒子第二次经过x轴的坐标为（1分）
考生注意：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答
题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：新人教选择性必修第二册、选择性必修第三册第一章至第二章。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．关于液晶，下列说法正确的是
A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的存在状态
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．人体组织中不存在液晶结构
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
2．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示．利用注射器选取一段空气柱为研究对象．下列改变空气柱体积的操作正确的是（ ）
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
3．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，s时的电流方向图甲中已标示，则下列说法正确的是（ ）
A．0至0.5s时间内，电容器在放电
B．在s时，P点比Q点电势高
C．0.5s至1.0s时间内，电场能正在转变成磁场能
D．1.5s至2.0s时间内，电容器的上极板的正电荷在减少
4．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，规定两分子相距无穷远时势能为0．现将分子A固定，将分子B由无穷远处释放，仅考虑分子间作用力，在分子间距由到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．分子B动能一直增大B．分子B加速度大小一直增大
C．分子间作用力始终表现为引力D．分子间距为时分子间作用力为0
5．如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通．如图乙所示为舰艇沿海平面的截面简化图，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使M、N间海水内电流方向为M→N，此时加一定方向的磁场，可使M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向左前进．关于所加磁场的方向，下列说法正确的是（ ）
A．垂直纸面向外B．垂直纸面向里C．水平向右D．水平向左
6．某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一S极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为．下列说法正确的是（ ）
A．将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
B．将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视）
C．将磁铁匀速远离线圈的过程中，电子秤的示数等于
D．将磁铁加速远离线圈的过程中，电子秤的示数小于
7．如图所示，N匝圆形导线框以角速度ω绕对称轴匀速转动，导线框半径为r，电阻、电感均不计，导线框处在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，外电路接有阻值为R的电阻和理想交流电流表，则下列说法正确的是（ ）
A．从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势表达式为
B．图示时刻穿过导线框的磁通量为
C．交流电流表的示数为
D．外电路电阻两端电压的有效值为
8．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路．已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．回路中的电流方向为B．C、D两端的电势差为
C．定值电阻的功率为D．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为
9．下列说法中正确的是（ ）
A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物
B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止产生电磁感应
C．可以通过增加线圈匝数或者插入铁芯来增大自感线圈的自感系数
D．车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是电磁感应
10．如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、、自感线圈、开关和直流电源连接而成．已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零．下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合时，灯泡立刻变亮
B．开关S闭合时，灯泡立刻变亮
C．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡逐渐熄灭
D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭
11．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直．粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（ ）
A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期
B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大
C．磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大
D．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大
12．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图．已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻Ω，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损耗的功率为80WB．用户端的电流为44A
C．降压变压器的匝数比D．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小
二、实验题（本题共2小题，共16分）
13．（6分）某同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中，选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中央．该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示．
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示．通过分析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是_．
A．向上拔出B．向下插入C．静止不动
（2）该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的电路．电路连接好后，A线圈已插入B线圈中，此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一下．当滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转．
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是____________．
14．（10分）在用油膜法估测分子大小的实验中，选用下列器材：浅盘（直径为30~40cm）、注射器（或滴管）、按一定比例稀释好的油酸溶液、坐标纸、玻璃板、水彩笔（或钢笔）．
（1）还需要的一种实验器材为______．
（2）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
a．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定
b．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，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
c．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
d．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
上述步骤中，正确的操作顺序是______．（填写步骤前面的字母）
（3）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1 mL上述溶液为75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描绘油酸膜的形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形方格的边长为1 cm．
①油酸膜的面积为______cm．
②按以上实验数据估测出油酸分子的直径为______m．（结果保留一位有效数字）
（4）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于______．
A．油酸未完全散开
B．油酸溶液浓度低于实际值
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
三、计算题（本题共3小题，共36分．作答时应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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（10分）如图所示，一定质量的理想气体封闭在体积为的绝热容器中，初始状态阀门K关闭，容器内温度与室温相同，为K，，有一光滑绝热活塞C（体积可忽略）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的2倍，A室容器上连接有一U形管（管内气体的体积可忽略），左管水银面比右管水银面高76cm．已知外界大气压强cmHg．求：
（1）将阀门K打开使B室与外界相通，稳定后，A室的体积变化量；
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，接着对B室气体缓慢加热，而A室气体温度始终等于室温，当加热到U形管左管水银面比右管水银面高19cm时，B室内的温度．
16．（12分）如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积m，匝数，线圈内阻Ω，外电阻Ω．线圈在磁感应强度大小为T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度rad/s．图中的电压表为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过45°，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热．
17．（14分）如图所示，在第二象限内有水平向左的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．在该平面内有一个质量为m、带电荷量为的粒子从x轴上坐标为的P点以初速度垂直x轴进入匀强电场，恰好与y轴正方向成角射出电场，再经过一段时间恰好垂直于x轴进入第四象限的匀强磁场．不计粒子所受重力，求：
（1）匀强电场的电场强度E的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从进入电场到第二次经过x轴的时间t及坐标．
深圳市光明区光明中学2023~2024学年高二第二学期期中考试•物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围存在，A错误；由于液晶态物质特殊的微观结构，因而呈现出许多奇妙的性质，如光学透射率、反射率、颜色等性能，对外界的力、热、声、电、光、磁等物理环境的变化十分敏感，因而在电子工业等领域里可以大显神通，不是自主发光，B错误；人体中有的蛋白质与磷脂在一定条件下为流动的液晶态或凝胶态，C错误；当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示各种颜色，D正确．
2．B 因为该实验是要探究气体等温变化的规律，实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变，为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器，B正确．
3．C 0至0.5s时间内，电容器电荷量增加，所以电容器在充电，A错误；因为1.0s到1.5s时间内，电容器反向充电，下极板带正电，电流方向与图示方向相反，即此时P点比Q点电势低，B错误；0.5s至1.0s时间内，电容器放电，则电场能正在转变成磁场能，C正确；1.5s至2.0s时间内，电容器反方向放电，则电容器下极板的正电荷在减少，D错误．
4．B 在两分子间的距离由到的过程中，分子势能增大，所以分子动能减小，分子间作用力做负功，表现为斥力，A、C错误；由到的过程中，分子间作用力增大，加速度一直增大，B正确；分子间距为时分子势能为零，而分子间作用力不为零，D错误．
5．A 海水中电流方向从M流向N，船向左运动，则船受到海水的作用力向左，根据牛顿第三定律可知，海水所受的安培力方向向右，再根据左手定则可知，磁场方向应为垂直纸面向外，A正确．
6．D 根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁铁的S极加速或匀速靠近线圈时，线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向（俯视），A、B错误；将条形磁铁远离线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于，跟磁铁匀速还是加速无关，C错误、D正确．
7．C 感应电动势最大值为，，电动势瞬时值为，解得，从图示时刻起，导线框产生的瞬时电动势为，A错误；图示时刻穿过导线框的磁通量为，B错误；电动势有效值为，交流电流表的示数为，解得，C正确；外电路电阻两端电压的有效值为，解得，D错误．
8．D 根据右手定则可知，回路中的电流方向为，A错误；由法拉第电磁感应定律，可知圆盘产生的电动势为，因C处的电势比D处的电势低，故C、D两端的电势差为，B错误；根据欧姆定律，可知电路中的电流为，则定值电阻的功率为，C错误；圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为，D正确．
9．ACD 电磁炉中的线圈通高频电流时，在铁磁性金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物，A正确；磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动，B错误；可以通过增加线圈匝数或者插入铁芯来增大自感线圈的自感系数，C正确；车站的安检门探测人携带的金属物品的工作原理是有交流电通过的线圈产生迅速变化的磁场，磁场在金属物体内部能感生涡电流，涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，D正确．
10．BC 开关S闭合时，灯泡逐渐变亮，灯泡立刻变亮，A错误、B正确；开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡都逐渐熄灭，C正确、D错误．
11．AD 要想使粒子不断地在D形盒的缝隙中被加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，A正确；根据，粒子获得的最大动能为，所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大，B、C错误，D正确．
12．BC 根据题意，由，可得升压变压器原线圈的电流为A，输电线上的电流为A，则输电线上损耗的功率为，A错误；用户端的功率为，解得A，则降压变压器的匝数比，B、C正确；若用户端的用电器变多，则降压变压器的输出功率增大，输入电流增大，输电线上损失的功率增大，D错误．
13．（1）A（2）右（3）阻碍引起感应电流的磁通量的变化（每空2分）
解析：（1）根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往右偏；由图乙可知，螺线管中的感应电流方向为逆时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向上，条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减少，所以条形磁铁可能向上拔出线圈，A正确．
（2）合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明B线圈中磁通量增加时，灵敏电流计指针左偏；现在要使灵敏电流计的指针向右偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小，由图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相反，灵敏电流计的指针会向右偏，故滑动变阻器的滑片应向右滑动．
（3）根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
14．（1）痱子粉（2）cadb（3）①114（112~115都对）②（4）AC（每空2分）
15．解：（1）将阀门打开，A室气体等温变化，则有（2分）
解得（1分）
（2）打开阀门K稳定后，再关闭阀门K，U形管两边水银面的高度差为19cm时
cmHgcmHg（1分）
A室气体由玻意耳定律得（2分）
解得（1分）
B室气体由查理定律得（2分）
解得K（1分）
16．解：（1）交变电压的峰值为V（1分）
交变电压的有效值为V（1分）
根据欧姆定律，电压表示数为V（2分）
（2）从图示位置开始，线圈转过45°的过程中
磁通量的变化量为 Wb（1分）
根据法拉第电磁感应定律，有（1分）
根据欧姆定律，有（1分）
根据电流强度定义，有C（1分）
（3）回路中电流的有效值为A（1分）
线圈转一圈所用时间为s（1分）
则线圈内阻产生的焦耳热为J（2分）
17．解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，带电粒子在电场中做类平抛运动
水平方向有和（1分）
解得，（1分）
竖直方向有（1分）
根据（1分）
解得（1分）
（2）设粒子进入磁场的速度大小为v，根据速度合成与分解，有（1分）
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则有，解得（1分）
由洛伦兹力提供向心力有（1分）
解得（1分）
（3）粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为（1分）
粒子在第一象限运动的时间为（1分）
粒子在第四象限运动的时间为（1分）
所以粒子自进入电场至第二次经过x轴所用时间为（1分）
粒子第二次经过x轴的坐标为（1分）
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