河南省许昌市襄城县部分学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份河南省许昌市襄城县部分学校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列关于温度及内能的说法正确的是( )
A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的温度高
B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同
C.质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D.一定质量的某种物质，即使温度不变，内能也可能发生变化
2．如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里的匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹.已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是( )
A.粒子a带负电，粒子带正电B.粒子b在磁场中运动的时间最短
C.粒子c在磁场中运动的周期最长D.射入磁场时粒子c的速率最大
3．如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R，金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下.磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示（以向下为正方向），时间内ab始终保持静止.则下列说法正确的是( )
A.时间内ab中的感应电流方向总是由b到a
B.时间内ab棒所受的安培力向左
C.时间内ab棒所受的静摩擦力向右
D.时间内回路的磁通量逐渐减小
4．如图所示，用F表示两分子间的作用力，表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由变为的过程中( )
A.F不断增大B.F先增大后减小
C.F对分子一直做负功D.先增大后减小
5．如图所示，一个横截面积为S的圆桶形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为m，不计圆板与容器内壁的摩擦.已知大气压强为，重力加速度为g，则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于( )
A.B.C.D.
6．若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为ρ，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.甲图中密闭气体的压强大小是
B.乙图中密闭气体的压强大小是
C.丙图中密闭气体的压强大小是
D.丁图中密闭气体的压强大小是
7．用活塞气筒向一个容积为的容器内打气，每次把体积为、压强为的空气打入容器内，若容器内原有空气的压强为p，打气过程中温度保持不变，则打了n次气后容器内气体的压强为( )
A.B.C.D.
8．一定质量的理想气体，由状态a经和回到状态a，其循环过程的图像如图所示；分别表示气体在状态的温度，则( )
A.
B.气体在过程中吸收热量
C.该循环过程中气体对外做负功
D.该循环过程中气体放出热量
二、多选题
9．轻质刚性绝缘细线吊着一质量为、边长、匝数的正方形线圈，且线圈上下边保持水平，其总电阻为。线圈的下半部分分布着与线圈平面垂直的有界磁场，如图甲所示.磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示.重力加速度取，则下列判断正确的是( )
A.线圈中的感应电流大小为
B.线圈的电功率为
C.时轻质细线的拉力大小为
D.内通过导线横截面的电荷量为
10．一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法正确的是( )
A.过程中，气体体积增大，压强减小
B.过程中，气体压强不变，体积增大
C.过程中，气体压强增大，体积变小
D.过程中，气体内能增大，体积不变
11．如图所示,四个两端封闭、粗细均匀的玻璃管内的空气被一段水银柱隔开,按图中标明的条件,当玻璃管水平放置时,水银柱处于静止状态.如果管内两端的空气都升高相同的温度,则水银柱向左移动的是( )
A.B.
C.D.
12．一定质量的理想气体，状态变化过程如图中图线所示，其中为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下列图中的图像或图像上，其中正确的是( )
A.B.
C.D.
三、实验题
13．材料：在“用油膜法测油酸分子的大小”的实验时，首先将体积为的纯油酸配制成体积为V的油酸酒精溶液。用注射器测得N滴这样的溶液的体积为，把1滴该油酸酒精溶液滴入铺满痱子粉的盛水浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。已测图中正方形小方格的边长为L，通过右图可知油膜大约占有个小格。
(1)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______。
A.形成清晰的油膜边界轮廓
B.有助于油酸的挥发
C.有助于油酸的颜色更透明便于识别
D.对油酸溶液起到稀释作用
(2)由上述条件可以估算出油酸分子的直径d为______。
A.B.C.D.
(3)某同学在做这个实验时发现计算结果明显偏大，可能的原因是______。
A.痱子粉撒的太多
B.油膜轮廓不规则
C.计算油膜面积时，把凡是半格的油膜都记为一格
D.求每滴体积时，计算的溶液滴数误多记了10滴
14．(1)如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是封闭在注射器内的气体，应保持不变的物理量是_____和_____。
(2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是___________。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的______；
A.热力学温度TB.摄氏温度tC.体积VD.体积的倒数
(4)实验过程中，下列哪些操作是错误的_____。
A.推拉活塞时，动作要慢
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验
D.活塞与针筒之间要保持气密性
四、计算题
15．如图所示，足够长的U形导体框架的宽度，底端接有阻值的电阻，导体框架电阻忽略不计，其所在平面与水平面成角。有一磁感应强度的匀强磁场，方向垂直于导体框架平面向上.一根质量、电阻的导体棒垂直跨放在U形导体框架上，某时刻起将导体棒由静止释放.已知导体棒与导体框架间的动摩擦因数，，g取)
(1)求导体棒刚开始下滑时的加速度大小；
(2)求导体棒运动过程中的最大速度；
(3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，通过导体棒横截面的电荷量，求导体棒在此过程中消耗的电能。
16．如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积为、质量为、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一部分理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离为，在活塞的右侧处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度为，大气压强。现将汽缸竖直放置，如图乙所示，重力加速度。求：
(1)活塞与汽缸底部之间的距离；
(2)加热到时封闭气体的压强。
17．左右两管粗细不同的U形玻璃管如图所示放置，左右两管竖直，管中有一段水银，右管口封闭，右管中封闭气柱长为，左管管口内有一轻质活塞，在左管中封闭一段长度也为的气柱，左管中水银液面比右管中水银液面高，左管横截面积是右管横截面积的，开始时左管中封闭气体压强为，现将活塞缓慢向下移，使左右两管中水银液面相平，已知环境温度为，求两管中水银液面相平时：
(1)两管中气体的压强；
(2)活塞下移的距离.
参考答案
1．答案：D
解析：
2．答案：B
解析：根据左手定则可知，粒子a带正电，粒子带负电，故A错误；由洛伦兹力提供向心力，有，又，可得，即各粒子的周期相同，又因为粒子在磁场中的运动时间为，由题图可知，粒子b的轨迹对应的圆心角θ最小，所以粒子b在磁场中运动的时间最短，故B正确，C错误；由洛伦兹力提供向心力，有，可得，由题图可知，粒子c的轨迹半径r最小，所以射入磁场时粒子c的速率最小，故D错误.
3．答案：C
解析：根据题意，结合题图乙可知，时间内，磁场方向向下，穿过回路的磁通量逐渐减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，回路中电流方向为顺时针（俯视），即ab中的感应电流方向由a到b，时间内，磁场方向向上，穿过回路的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，回路中电流方向为顺时针（俯视），即ab中的感应电流方向由a到b，故A、D错误；根据上述分析可知，时间内，金属棒ab中电流方向由，磁场方向向下，由左手定则可知，ab棒所受的安培力向右，故B错误；根据上述分析可知，时间内，金属棒ab中电流方向由，磁场方向向上，由左手定则可知，ab棒所受的安培力向左，由平衡条件可知，ab棒所受的静摩擦力向右，故C正确.
4．答案：B
解析：
5．答案：D
解析：以金属圆板为研究对象，分析受力情况，圆板受重力mg、外界大气压力、容器壁的压力N和容器内气体的压力，如图所示，金属圆板处于平衡状态，其所受合力为零，根据共点力平衡条件得，解得，故选D.
6．答案：D
解析：题图甲中密闭气体的压强大小是，A错误；题图乙中密闭气体的压强大小是，B错误；题图丙中密闭气体的压强大小是，C错误；题图丁中密闭气体的压强大小是，D正确。
7．答案：C
解析：以容器内原有的气体和打进的气体为研究对象进行分析，初态是，末态是，由玻意耳定律得，
解得，故C正确。
8．答案：B
解析：在过程，根据解得由于该过程的是一条过原点的倾斜直线，可知该过程是等温过程，即过程是等压过程，由于可知则有，A错误；根据上述，过程温度升高，体积增大，根据气体体积增大，气体对外做功，W为负值，温度升高，气体内能增大，为正值，即Q为正值，可知，气体在过程中吸收热量，B正确；根据图像作出图像如图所示
图像中，图线与V轴所围几何图形的面积表示功，过程气体对外做正功，过程气体对外做负功，根据图中所围几何图形的面积可知，过程气体做功大于过程气体做功，即该循环过程中气体对外做正功，C错误；根据一个完整的循环过程，内能不变，根据上述该循环过程中气体对外做正功，W为负值，则Q为正值，即该循环过程中气体吸收热量，D错误。故选B。
9．答案：BD
解析：根据图像可知线圈中产生的感应电动势大小为，电流，A错误；线圈的电功率，B正确；对线圈受力分析可知，解得，C错误；内通过线圈的电荷量，D正确。
10．答案：AD
解析：由题图知为等温膨胀过程，为等压收缩过程，为等容升压过程，所以AD选项正确。
11．答案：CD
解析：假设升温后水银柱不动,则气体压强要增大,由查理定律的变形式得压强的增加量,而各管内原来两端的空气压强相同,温度变化也相同,所以,即T高,小,也就可以确定水银柱应向温度高的方向移动,故C、D正确.
12．答案：AC
解析：由题图知过程是等压膨胀过程，由盖一吕萨克定律知，即温度升高；过程是等温压缩过程，即压强变大；过程是等容降压过程，由查理定律知，温度降低。故选项AC正确。
13．答案：(1)D(2)B(3)A
解析：(1)如果油膜不加稀释形成的油膜面积很大，静置在盛水浅盘里无法形成单层的油膜分子层，不便于测量，油酸可以溶于酒精，酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。故选D。
(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
估算出油酸分子的直径d为，故选B。
(3)痱子粉撒的太多，油酸未完成散开，油膜的面积偏小，估算出油酸分子的直径偏大，故A正确；油膜轮廓不规则，是油膜分子扩散的正常现象，不影响计算结果，故B错误；计算油膜面积时，把凡是半格的油膜都记为一格，油膜的面积偏大，估算出油酸分子的直径偏小，故C错误；求每滴体积时，计算的溶液滴数误多记了10滴，计算时油酸的体积偏小，估算出油酸分子的直径偏小，故D错误。故选A。
14．答案：(1)温度；气体质量(2)D(3)D(4)C
解析：(1)实验的条件是温度不变、气体质量一定，研究压强和体积的关系，体积可从注射器刻度直接读出，压强可由压强传感器得到。
(2)实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；实验时环境温度升高了，气体温度增大，同样体积下，气体压强增大，乘积变大，故B错误；封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误；实验时若注射器内的气体向外发生了泄漏，同样体积下，气体压强减小，则乘积减小，故D正确。
(3)图像为过原点的直线，则纵坐标与横坐标成正比关系，结合实验数据可知，横坐标表示的物理量是封闭气体体积的倒数，故选D。
(4)本实验条件是温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确；用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器含有气体的部分，故B正确；研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故C错误；研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故D正确。
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)导体棒刚开始下滑时，速度为零，回路中的电流为零，导体棒不受安培力，其受力情况如图甲所示，由牛顿第二定律得
解得
(2)当导体棒匀速下滑速度达到最大时，其受力情况如图乙所示，设匀速下滑的速度为，则由平衡条件有
安培力
联立解得
(3)通过导体棒横截面的电荷量，
设导体棒下滑速度刚好为最大速度v时的位移为x，则
由动能定理得
联立解得
导体棒克服安培力做的功等于回路在此过程中消耗的电能，即产生的焦耳热
则导体棒在此过程中消耗的电能.
16．答案：(1)(2)
解析：(1)气体发生等温变化，初状态参量
末状态参量
由玻意耳定律有
解得
(2)假设活塞能到达卡环处，则
由理想气体状态方程有
解得
所以活塞到达卡环处，封闭气体的压强为。
17．答案：(1)(2)
解析：(1)由题知开始时，左管中气体压强为，气柱长为则右管中气体的压强为，气柱长为
当左、右两管中水银液面相平时，设左管下降x，则右管上升的高度
则
解得，故右端上升的高度为
设两管中气体的压强均为p，右管中气柱的长为
右管中气体发生等温变化，根据玻意耳定律，则有
代入数据解得.
(2)设两管中水银液面相平时，左管中气柱长为，左管中气体发生等温变化，根据玻意耳定律，则有
代入数据解得
则活塞向下移动的距离为
序号
1
20.0
1.0010
20.020
2
18.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621