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物理：新疆昌吉州高中学联体2022-2023学年高二下学期期末质量监测试题（解析版）
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这是一份物理：新疆昌吉州高中学联体2022-2023学年高二下学期期末质量监测试题（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 给汽车轮胎充气时费力说明分子间有斥力
B. 布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C. 扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的运动
D. 当分子间的距离r【答案】C
【解析】A．气体分子之间的间距较大，分子之间的作用力可以忽略不计，给汽车轮胎充气时费力是由于气体分子无规则运动与器壁发生持续不断地碰撞，对器壁产生压力的原因，故A错误；
B．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它间接反映了液体或气体分子的永不停息地做无规则运动，故B错误；
C．扩散现象与布朗运动均是分子无规则运动引起，即都能说明分子在做永不停息的运动，故C正确；
D．当分子间的距离r故选C。
2. 有关光学现象的解释，下列说法正确的是（ ）
A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的色散现象
C. 表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光更容易发生衍射
D. 玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的折射现象
【答案】C
【解析】A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，A错误；
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，B错误；
C．表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光波长更长，更容易发生衍射，C正确；
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象，D错误。
故选C。
3. 如图所示是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对回路情况的判断正确的是（ ）
A. 若电路中电容的上板带正电，则该电路中电流在减小
B. 若电路中电容的下板带正电，则电感产生的磁场在减弱
C. 若电路中电流i正在增大，则该电路中电容上的电荷量也在增大
D. 若电路中电流i正在减小，则该电路中电容器里的电场必定向下
【答案】B
【解析】A．若电路中电容的上板带正电，则电容器在放电，该电路中电流在增大，故A错误；
B．若电路中电容的下板带正电，则电容器在充电，电感产生的磁场在减弱，故B正确；
C．若电路中电流i正在增大，则电容器在放电，该电路中电容上的电荷量在减少，故C错误；
D．若电路中电流i正在减小，则电容器在充电，电容的下板带正电，该电路中电容器里的电场向上，故D错误。
4. 如图所示，学生练习颠球。某一次足球静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.2s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，足球可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 足球下落到与头部刚接触时动量大小3.2kg·m/s
B. 足球与头部作用前后，足球的动量变化为零
C. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量为零
D. 足球与头部作用过程中，头部对足球的平均作用力为足球重力的5倍
【答案】D
【解析】A．足球静止自由下落80cm，与头部刚接触时的速度为
足球下落到与头部刚接触时动量大小为
故A错误；
B．足球与头部作用前后，速度向上，足球的动量变化不为零，故B错误；
C．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量为
故C错误；
D．离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm，则足球离开头部的速度为
，方向向上
根据动量定理有
解得
故D正确；
故选D。
5. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面上静置着一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，已知导体棒的质量为m、长度为L，电流为I，竖直面内存在方向未知的匀强磁场，导体棒处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒内电流方向垂直纸面向内
B. 若导体棒对斜面无压力，则磁场方向一定水平向左
C. 磁感应强度的最小值为
D. 若只增大电流I，则导体棒仍保持静止
【答案】C
【解析】A．若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒必须受到沿斜面向上的安培力才能保持平衡，故导体棒内电流方向必须垂直纸面向外，故A错误；
B．若导体棒对斜面无压力，则安培力方向必定竖直向上，但是因为电流方向不确定，所以磁场方向水平向左或向右都有可能，故B错误；
C．最小的磁感应强度对应最小的安培力，根据前面分析可知导体棒受重力、支持力和安培力三个力构成矢量三角形，分析可知当安培力与支持力方向垂直时有最小值，故可得安培力最小为
有
解得
故C正确；
D．导体棒受重力、支持力和安培力三个力的作用保持静止，平移三个力的矢量后，可构成矢量三角形，重力所在的边固定不动，支持力所在的边方向不变，若只增加电流I，则安培力变大，但同时因为安培力方向不变，故当安培力增大时合力必定不再为零，即导体棒一定无法保持静止，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源的输出电压不变，副线圈回路中接有电阻R和灯泡。现增加并入电路灯泡的个数，则（ ）
A. 原线圈中的电流减小
B. 副线圈中的电流减小
C. 灯泡消耗的总功率增大
D. 变压器的输入功率增大
【答案】D
【解析】AB．增加并入电路的灯泡的个数，副线圈回路中的负载增加，副线圈回路的总电阻减小，而副线圈的输出电压U2不变，则副线圈中的电流增大，根据理想变压器两端的电流比等于匝数的反比，可知原线圈的电流增大，故AB错误；
C．设灯泡的并联总电阻为，灯泡消耗的总功率为
则减小，灯泡消耗的总功率不一定增大，故C错误；
D．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的总电阻减小了，输出的功率变大了，则变压器的输入功率增大，故D正确；
故选D。
7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，气体温度保持不变
B. 从a到b，气体对外界做功
C. 从b到c，气体内能增大
D. 从b到c，气体从外界吸热
【答案】CD
【解析】A．从a到b，气体体积保持不变，根据气体理想状态方程可知温度减小，故A错误；
B．从a到b，气体体积保持不变，气体与外界不做功，故B错误；
C．从b到c，气体压强保持不变，根据气体理想状态方程可知温度增大，气体内能增大，故C正确；
D．从b到c，体积增大，气体对外界做功，气体内能增大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，故D正确；
故选CD。
8. 如图甲所示，在匀强磁场中一矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈的转速为，时，线圈平面与中性面重合
B. 线圈转动的角速度为，时，线圈平面与磁场方向平行
C. 时，线圈中磁通量变化率最大
D. 线圈产生的电动势的有效值为30V
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，时，感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，线圈的转速为
故A错误；
B．时，线圈产生的感应电动势为最大值，此时线圈平面与磁场方向平行，由图乙可知，该交流电的周期，则线圈转动的角速度
故B正确；
C．由图乙可知，时，感应电动势为0，线圈平面与中性面重合，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故C错误；
D．线圈产生的电动势的有效值
故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示实线为t = 0时刻的波形图，该时刻振动恰好传到横坐标为60m的P点，a、b为波传播方向上的两质点，b质点的横坐标为70m；再过1.2s振动恰好传到横坐标为90m的Q点，虚线所示为t = 0时刻后某时刻的波形，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波速为50m/s
B. 振动恰好传到Q点时，b质点位于平衡位置且沿y轴正方向运动
C. t = 2s时刻，a质点在y = - 5cm位置，且沿y轴负方向运动
D. 虚线所示波形可能是t = 6s时刻的波形
【答案】D
【解析】A．由题知，t = 0时刻振动恰好传到横坐标为60m的P点，再过1.2s振动恰好传到横坐标为90m的Q点，根据
解得
v = 25m/s
A错误；
B．根据选项A可知该波的波速为v = 25m/s，再根据波长与波速的关系可知
，λ = 40
可知
T = 1.6s
振动恰好传到Q点用时1.2s，且
又由于b质点距P点10m，则振动从P点恰好传到Q点时，b振动了0.8s，即，再根据“上坡下、下坡上”可知该波的起振方向向上，则b质点位于平衡位置且沿y轴负方向运动，B错误；
C．由题图可知，在t = 0时a质点的位移为y = 5cm，则质点a的振动方程为
则t = 2s时a质点在y = 8.7cm位置，且沿y轴负方向运动，C错误；
D．根据“上坡下、下坡上”和题图可看出，实线所示波形与虚线所示波形相差
，n = 0，1，2…
当t = 6s时刻，n = 5，D正确。
10. 如图甲所示，闭合矩形线圈abcd平面与匀强磁场垂直，磁感应强度随时间按乙图所示规律变化。假设规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，由b指a方向为感应电流的正方向，方向向下为安培力的正方向，则关于ab边中感应电流I、安培力F随时间变化关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】AB．由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为逆时针，即为正方向，且两段时间内电流强度大小相等，故A错误；B正确；
CD．由
E=
可知，电路中电流大小恒定不变，故由
F=BIL
可知F与B成正比，且ab中电流一直为由b至a，则由左手定律可知，0-1s内安培力的方向向下，为正，大小在增大，同理，当1-2s内，安培力的方向向上，为负，大小在减小。故C错误；D正确。
故选BD。
二、填空题（共14分）
11.（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是______
A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上先撒上痱子粉
（2）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用amL的纯油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：
①油酸酒精溶液的浓度为______；
②一滴油酸酒精溶液的体积为_____ mL；
③一滴油酸酒精溶液含纯油酸_____ mL；
④估算油酸分子的直径大小是________cm．
【答案】（1）A （2）
【解析】（1）[1]试验时，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故选A；
（2）①[2]油酸酒精溶液的浓度为；
②[3]一滴油酸酒精溶液的体积为mL；
③[4]一滴油酸酒精溶液含纯油酸mL；
④[5]估算油酸分子的直径大小是
cm
12. 小李同学在“用单摆测定重力加速度”实验中：
（1）用游标卡尺测实验所用的匀质小球的直径D，如图1所示，则小球的直径D是________cm。
（2）实验时改变摆长，测出几组摆线长度为l和对应的周期T的数据作出l-T2图像。如图2，利用图2中给出的坐标求出重力加速度，其表达式g=______。（用T1、T2、l1、l2、D、l表示）若该同学实验操作步骤完全正确，那么纵轴截距的绝对值是______。（用D表示）
（3）小刘同学将一个单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的试验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图（a）所示的F-t图像。那么此单摆的频率为________Hz。
【答案】（1）1.25 （2） （3）1.25
【解析】（1）[1] 图1游标卡尺分度值为0.1mm，小球的直径
D=12mm+0.1×5mm=12.5mm=1.25cm
（2）[2] 根据单摆周期公式
解得
根据图像得
解得
[3] 纵轴截距的绝对值是小球半径
（3）[4] 每个周期内小球两次最低点，摆线的拉两次最大，所以单摆的周期为0.8s，频率为
三、解答题（共46分）
13. 如图所示，一玻璃柱体的横截面积由半径为R的半圆和等腰直角三角形组成，O为圆心，为竖直直径，垂直于相交于O。平行于的光线从F点射入玻璃体，刚好经过D点，，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃折射率；
（2）光线在玻璃中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光线从空气射入玻璃入射角为，折射角为。
折射率为
解得
（2）由几何关系得
光线在玻璃中的速度为
光线在玻璃中的传播时间
解得
14. 如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其质量为m=2kg，横截面积为活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=0.2m，热力学温度400K。已知大气压强，重力加速度g=10m/s²。
（1）如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，气柱高度变为原来的，求砂子的质量；
（2）如果在（1）基础上给汽缸底缓慢加热，使活塞恢复到原高度，求汽缸内气体热力学温度为多少？
【答案】（1）2kg；（2）600K
【解析】（1）因为缓慢放置砂子，气体发生等温变化，根据玻意耳定律，有
又
联立解得
（2）气体做等压变化，有
又
，
联立解得
15. 如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻，导轨间距为L=1m。一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，导轨平面的倾角为θ=37°，有垂直导轨平面向上匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C。（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）金属杆AB匀速下滑的速度v的大小；
（2）金属杆AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量Q。
【答案】（1）8.0m/s；（2）0.64J
【解析】（1）取AB杆为研究对象，匀速下滑时，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据受力平衡关系有
解得
（2）从静止开始到匀速运动过程中，设AB杆下滑的距离为，根据法拉第电磁感应定律有
电荷量为
设两电阻发热和为，由能量守恒可知
R上产生的热量
联立解得
16. 如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成45°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a。
（1）PQ两点在竖直方向的距离L；
（2）求出磁场磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子穿过第一象限所用的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系知粒子运动的半径为
PQ两点在竖直方向距离为
（2）由洛伦兹力提供向心力可得
可得
则有磁感应强度大小为
（3）带电粒子在磁场中的周期为
由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则带电粒子穿过第一象限所用的时间为
17. 如图所示，在光滑水平面上放置了木板AB和滑块CD，木板AB的质量M=2kg，滑块CD的质量m=1kg，木板上表面水平且粗糙，滑块上表面是光滑的圆弧，滑块与木板相切于D点。一可视为质点、质量m=1kg的物块P，从木板的右端以初速度；滑上木板AB，在物块过B点时木板的速度物块又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块圆弧的最高点C处。已知木板的长度L=2m，取重力加速度大小g=10m/s²。求：
（1）物块P与木板AB间的动摩擦因数μ；
（2）滑块CD圆弧的半径R。
【答案】（1）0.6；（2）0.1m
【解析】（1）物块由A点运动到B点的过程，取向左为正，木板与滑块速度相等，由动量守恒定律有
解得
物块由A点运动到B点的过程，由能量守恒定律有
解得
（2）物块从D点运动到C点的过程中，滑块与物块在水平方向动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律有
由功能关系有
解得
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 给汽车轮胎充气时费力说明分子间有斥力
B. 布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C. 扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的运动
D. 当分子间的距离r
【解析】A．气体分子之间的间距较大，分子之间的作用力可以忽略不计，给汽车轮胎充气时费力是由于气体分子无规则运动与器壁发生持续不断地碰撞，对器壁产生压力的原因，故A错误；
B．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，它间接反映了液体或气体分子的永不停息地做无规则运动，故B错误；
C．扩散现象与布朗运动均是分子无规则运动引起，即都能说明分子在做永不停息的运动，故C正确；
D．当分子间的距离r
2. 有关光学现象的解释，下列说法正确的是（ ）
A. 用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
B. 通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的色散现象
C. 表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光更容易发生衍射
D. 玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的折射现象
【答案】C
【解析】A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，A错误；
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，B错误；
C．表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光波长更长，更容易发生衍射，C正确；
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象，D错误。
故选C。
3. 如图所示是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对回路情况的判断正确的是（ ）
A. 若电路中电容的上板带正电，则该电路中电流在减小
B. 若电路中电容的下板带正电，则电感产生的磁场在减弱
C. 若电路中电流i正在增大，则该电路中电容上的电荷量也在增大
D. 若电路中电流i正在减小，则该电路中电容器里的电场必定向下
【答案】B
【解析】A．若电路中电容的上板带正电，则电容器在放电，该电路中电流在增大，故A错误；
B．若电路中电容的下板带正电，则电容器在充电，电感产生的磁场在减弱，故B正确；
C．若电路中电流i正在增大，则电容器在放电，该电路中电容上的电荷量在减少，故C错误；
D．若电路中电流i正在减小，则电容器在充电，电容的下板带正电，该电路中电容器里的电场向上，故D错误。
4. 如图所示，学生练习颠球。某一次足球静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.2s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，足球可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 足球下落到与头部刚接触时动量大小3.2kg·m/s
B. 足球与头部作用前后，足球的动量变化为零
C. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量为零
D. 足球与头部作用过程中，头部对足球的平均作用力为足球重力的5倍
【答案】D
【解析】A．足球静止自由下落80cm，与头部刚接触时的速度为
足球下落到与头部刚接触时动量大小为
故A错误；
B．足球与头部作用前后，速度向上，足球的动量变化不为零，故B错误；
C．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量为
故C错误；
D．离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm，则足球离开头部的速度为
，方向向上
根据动量定理有
解得
故D正确；
故选D。
5. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面上静置着一根垂直于纸面且通有恒定电流的导体棒，已知导体棒的质量为m、长度为L，电流为I，竖直面内存在方向未知的匀强磁场，导体棒处于静止状态，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒内电流方向垂直纸面向内
B. 若导体棒对斜面无压力，则磁场方向一定水平向左
C. 磁感应强度的最小值为
D. 若只增大电流I，则导体棒仍保持静止
【答案】C
【解析】A．若磁场方向垂直斜面向上，则导体棒必须受到沿斜面向上的安培力才能保持平衡，故导体棒内电流方向必须垂直纸面向外，故A错误；
B．若导体棒对斜面无压力，则安培力方向必定竖直向上，但是因为电流方向不确定，所以磁场方向水平向左或向右都有可能，故B错误；
C．最小的磁感应强度对应最小的安培力，根据前面分析可知导体棒受重力、支持力和安培力三个力构成矢量三角形，分析可知当安培力与支持力方向垂直时有最小值，故可得安培力最小为
有
解得
故C正确；
D．导体棒受重力、支持力和安培力三个力的作用保持静止，平移三个力的矢量后，可构成矢量三角形，重力所在的边固定不动，支持力所在的边方向不变，若只增加电流I，则安培力变大，但同时因为安培力方向不变，故当安培力增大时合力必定不再为零，即导体棒一定无法保持静止，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交流电源上，电源的输出电压不变，副线圈回路中接有电阻R和灯泡。现增加并入电路灯泡的个数，则（ ）
A. 原线圈中的电流减小
B. 副线圈中的电流减小
C. 灯泡消耗的总功率增大
D. 变压器的输入功率增大
【答案】D
【解析】AB．增加并入电路的灯泡的个数，副线圈回路中的负载增加，副线圈回路的总电阻减小，而副线圈的输出电压U2不变，则副线圈中的电流增大，根据理想变压器两端的电流比等于匝数的反比，可知原线圈的电流增大，故AB错误；
C．设灯泡的并联总电阻为，灯泡消耗的总功率为
则减小，灯泡消耗的总功率不一定增大，故C错误；
D．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的总电阻减小了，输出的功率变大了，则变压器的输入功率增大，故D正确；
故选D。
7. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是（ ）
A. 从a到b，气体温度保持不变
B. 从a到b，气体对外界做功
C. 从b到c，气体内能增大
D. 从b到c，气体从外界吸热
【答案】CD
【解析】A．从a到b，气体体积保持不变，根据气体理想状态方程可知温度减小，故A错误；
B．从a到b，气体体积保持不变，气体与外界不做功，故B错误；
C．从b到c，气体压强保持不变，根据气体理想状态方程可知温度增大，气体内能增大，故C正确；
D．从b到c，体积增大，气体对外界做功，气体内能增大，根据热力学第一定律可知气体从外界吸热，故D正确；
故选CD。
8. 如图甲所示，在匀强磁场中一矩形金属线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈的转速为，时，线圈平面与中性面重合
B. 线圈转动的角速度为，时，线圈平面与磁场方向平行
C. 时，线圈中磁通量变化率最大
D. 线圈产生的电动势的有效值为30V
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，时，感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，线圈的转速为
故A错误；
B．时，线圈产生的感应电动势为最大值，此时线圈平面与磁场方向平行，由图乙可知，该交流电的周期，则线圈转动的角速度
故B正确；
C．由图乙可知，时，感应电动势为0，线圈平面与中性面重合，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故C错误；
D．线圈产生的电动势的有效值
故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示实线为t = 0时刻的波形图，该时刻振动恰好传到横坐标为60m的P点，a、b为波传播方向上的两质点，b质点的横坐标为70m；再过1.2s振动恰好传到横坐标为90m的Q点，虚线所示为t = 0时刻后某时刻的波形，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波速为50m/s
B. 振动恰好传到Q点时，b质点位于平衡位置且沿y轴正方向运动
C. t = 2s时刻，a质点在y = - 5cm位置，且沿y轴负方向运动
D. 虚线所示波形可能是t = 6s时刻的波形
【答案】D
【解析】A．由题知，t = 0时刻振动恰好传到横坐标为60m的P点，再过1.2s振动恰好传到横坐标为90m的Q点，根据
解得
v = 25m/s
A错误；
B．根据选项A可知该波的波速为v = 25m/s，再根据波长与波速的关系可知
，λ = 40
可知
T = 1.6s
振动恰好传到Q点用时1.2s，且
又由于b质点距P点10m，则振动从P点恰好传到Q点时，b振动了0.8s，即，再根据“上坡下、下坡上”可知该波的起振方向向上，则b质点位于平衡位置且沿y轴负方向运动，B错误；
C．由题图可知，在t = 0时a质点的位移为y = 5cm，则质点a的振动方程为
则t = 2s时a质点在y = 8.7cm位置，且沿y轴负方向运动，C错误；
D．根据“上坡下、下坡上”和题图可看出，实线所示波形与虚线所示波形相差
，n = 0，1，2…
当t = 6s时刻，n = 5，D正确。
10. 如图甲所示，闭合矩形线圈abcd平面与匀强磁场垂直，磁感应强度随时间按乙图所示规律变化。假设规定垂直纸面向里方向为磁场的正方向，由b指a方向为感应电流的正方向，方向向下为安培力的正方向，则关于ab边中感应电流I、安培力F随时间变化关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】AB．由图可知，0-1s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0-1s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；同理可知，1-2s内电路中的电流为逆时针，即为正方向，且两段时间内电流强度大小相等，故A错误；B正确；
CD．由
E=
可知，电路中电流大小恒定不变，故由
F=BIL
可知F与B成正比，且ab中电流一直为由b至a，则由左手定律可知，0-1s内安培力的方向向下，为正，大小在增大，同理，当1-2s内，安培力的方向向上，为负，大小在减小。故C错误；D正确。
故选BD。
二、填空题（共14分）
11.（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是______
A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上先撒上痱子粉
（2）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用amL的纯油酸配制成bmL的油酸酒精溶液，再用滴管取1mL油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴．现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为S cm2，则：
①油酸酒精溶液的浓度为______；
②一滴油酸酒精溶液的体积为_____ mL；
③一滴油酸酒精溶液含纯油酸_____ mL；
④估算油酸分子的直径大小是________cm．
【答案】（1）A （2）
【解析】（1）[1]试验时，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故选A；
（2）①[2]油酸酒精溶液的浓度为；
②[3]一滴油酸酒精溶液的体积为mL；
③[4]一滴油酸酒精溶液含纯油酸mL；
④[5]估算油酸分子的直径大小是
cm
12. 小李同学在“用单摆测定重力加速度”实验中：
（1）用游标卡尺测实验所用的匀质小球的直径D，如图1所示，则小球的直径D是________cm。
（2）实验时改变摆长，测出几组摆线长度为l和对应的周期T的数据作出l-T2图像。如图2，利用图2中给出的坐标求出重力加速度，其表达式g=______。（用T1、T2、l1、l2、D、l表示）若该同学实验操作步骤完全正确，那么纵轴截距的绝对值是______。（用D表示）
（3）小刘同学将一个单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的试验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图（a）所示的F-t图像。那么此单摆的频率为________Hz。
【答案】（1）1.25 （2） （3）1.25
【解析】（1）[1] 图1游标卡尺分度值为0.1mm，小球的直径
D=12mm+0.1×5mm=12.5mm=1.25cm
（2）[2] 根据单摆周期公式
解得
根据图像得
解得
[3] 纵轴截距的绝对值是小球半径
（3）[4] 每个周期内小球两次最低点，摆线的拉两次最大，所以单摆的周期为0.8s，频率为
三、解答题（共46分）
13. 如图所示，一玻璃柱体的横截面积由半径为R的半圆和等腰直角三角形组成，O为圆心，为竖直直径，垂直于相交于O。平行于的光线从F点射入玻璃体，刚好经过D点，，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃折射率；
（2）光线在玻璃中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）光线从空气射入玻璃入射角为，折射角为。
折射率为
解得
（2）由几何关系得
光线在玻璃中的速度为
光线在玻璃中的传播时间
解得
14. 如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，内有活塞，其质量为m=2kg，横截面积为活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度h=0.2m，热力学温度400K。已知大气压强，重力加速度g=10m/s²。
（1）如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂，气柱高度变为原来的，求砂子的质量；
（2）如果在（1）基础上给汽缸底缓慢加热，使活塞恢复到原高度，求汽缸内气体热力学温度为多少？
【答案】（1）2kg；（2）600K
【解析】（1）因为缓慢放置砂子，气体发生等温变化，根据玻意耳定律，有
又
联立解得
（2）气体做等压变化，有
又
，
联立解得
15. 如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻，导轨间距为L=1m。一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数μ=0.50，导轨平面的倾角为θ=37°，有垂直导轨平面向上匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C。（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cs37°=0.8），求：
（1）金属杆AB匀速下滑的速度v的大小；
（2）金属杆AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量Q。
【答案】（1）8.0m/s；（2）0.64J
【解析】（1）取AB杆为研究对象，匀速下滑时，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据受力平衡关系有
解得
（2）从静止开始到匀速运动过程中，设AB杆下滑的距离为，根据法拉第电磁感应定律有
电荷量为
设两电阻发热和为，由能量守恒可知
R上产生的热量
联立解得
16. 如图所示，一个质量为m、电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成45°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a。
（1）PQ两点在竖直方向的距离L；
（2）求出磁场磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子穿过第一象限所用的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系知粒子运动的半径为
PQ两点在竖直方向距离为
（2）由洛伦兹力提供向心力可得
可得
则有磁感应强度大小为
（3）带电粒子在磁场中的周期为
由几何关系可知，带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则带电粒子穿过第一象限所用的时间为
17. 如图所示，在光滑水平面上放置了木板AB和滑块CD，木板AB的质量M=2kg，滑块CD的质量m=1kg，木板上表面水平且粗糙，滑块上表面是光滑的圆弧，滑块与木板相切于D点。一可视为质点、质量m=1kg的物块P，从木板的右端以初速度；滑上木板AB，在物块过B点时木板的速度物块又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块圆弧的最高点C处。已知木板的长度L=2m，取重力加速度大小g=10m/s²。求：
（1）物块P与木板AB间的动摩擦因数μ；
（2）滑块CD圆弧的半径R。
【答案】（1）0.6；（2）0.1m
【解析】（1）物块由A点运动到B点的过程，取向左为正，木板与滑块速度相等，由动量守恒定律有
解得
物块由A点运动到B点的过程，由能量守恒定律有
解得
（2）物块从D点运动到C点的过程中，滑块与物块在水平方向动量守恒，以滑块的初速度方向为正方向，由动量守恒定律有
由功能关系有
解得
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