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2023-2024学年四川省凉山州宁南中学高二（下）期末复习物理模拟试卷（三）（含解析）
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这是一份2023-2024学年四川省凉山州宁南中学高二（下）期末复习物理模拟试卷（三）（含解析），共17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。
1.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。根据分子动理论，判断下列说法中正确的是( )
A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
B. 磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
C. 压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离
D. 将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为VS
2.利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，下列说法中正确的有( )
A. 若仅将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
B. 若仅将滤光片由紫色换成绿色，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
C. 若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽
D. 若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，波长测量值偏小
3.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动
B. 若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动
C. 若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动
D. 若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动
4.如图所示，一个金属圆环静止在水平放置的绝缘光滑桌面上，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向水平向右移动时，则()
A. 金属圆环将向左运动
B. 金属圆环对桌面的压力将变大
C. 金属圆环将受到水平向右的驱动力
D. 从上向下看，金属圆环内产生顺时针的感应电流
5.两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲:Q乙为( )
A. 2∶1B. 2∶1C. 5∶4D. 5∶4
6.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，一束蓝光从P点垂直界面入射(θ=0∘)后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O，P间的距离为 33R。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是( )
A. 玻璃砖的折射率为2 33
B. 当入射角θ=60∘时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C. 选择合适的入射角θ(θ≠0∘)，光线也可以在圆形表面发生全反射
D. 在θ相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
7.如图所示，abcd为水平固定的足够长的“⊂”形金属导轨，间距为d，导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，长度为L的金属棒ab倾斜放置(完全处在磁场当中)，与导轨成夹角θ，金属棒电阻不计，保持金属棒以速度v(速度方向平行于导轨，如图)匀速运动，金属棒与导轨接触良好，下列物理量计算正确的是( )
A. 金属棒两端的电压为BLvB. 整个回路中产生的电流大小为BLvsinθR
C. 电阻R消耗的电功率为B2d2v2RD. 导体棒ab受到的安培力为B2dLvsinθR
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流
C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属
D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
9.如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为1Ω，则下列说法正确的是( )
A. 线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势
B. t=2s时，穿过线圈abcd的磁通量最小
C. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J
D. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J
10.光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量为m的杆放置在b、d两点上，除电阻R外，杆和轨道电阻均不计。用水平外力F将杆以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，在杆向左运动位移L内，下列说法正确的是( )
A. 杆向左做变加速运动
B. 杆向左运动位移0.5L的时间为Δt=7L16v0
C. 杆向左运动位移0.5L的时间内电阻产生的焦耳热为Q=7B2L2v016R
D. 杆向左运动位移L的时间内水平外力F做的功为W=3mv022
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路：
(1)将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的________端(填“上”或“下”)为感应电动势的正极；
(2)螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；
12.做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是_____(填写实验步骤前的序号)。
a.往边长约为40cm的浅盘里倒入约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
b.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
c.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中，所用油酸酒精溶液每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得体积为V0的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S=_____；可求得油酸分子的直径为_____(用V1、V2、V0、n、S表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为______。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D.用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某同学利用数字化信息系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的p−V图像。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：
(1)该气体在状态C时的温度是多少；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热，传递的热量是多少。
14.如图所示，P点距坐标原点的距离为L，坐标平面内的第一象限内有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B.有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从P点以与y轴正方向夹角为θ=45°的速度垂直磁场方向射入磁场区域，在磁场中运动，不计粒子重力。求：
(1)若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小；
(2)若粒子从y轴离开磁场，求粒子在磁场中运动的时间。
15.如图，间距为L=0.5m的两平行光滑金属导轨(电阻不计)由水平部分和弧形部分平滑连接而成，其水平部分足够长，虚线MM′右侧存在方向竖直向下，大小为B=2T的匀强磁场。质量为m2=0.5kg、阻值为R2=30Ω的导体棒b静置在MM′右侧的水平轨道上。另一质量为m1=2kg、电阻为R1=10Ω的导体棒a棒从距水平轨道高为h=3.2m的地方由静止释放，两导体棒始终与导轨接触良好且未能相碰，忽略金属棒中感应电流产生的磁场，g取10m/s2，求：
(1)a棒刚进入磁场时b棒的加速度；
(2)在两棒运动的整个过程中，b棒中产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动。
磁铁吸引铁屑是磁场力，分子力在微观量级才明显，分子间距很大时，分子力基本不起作用。
气体分子间距很大，导致气体压缩起来相对容易。
掌握油膜法测分子的原理。
【解答】
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒不停地做无规则运动是布朗运动，这反映了水分子运动的无规则性，A错误；
B.磁铁可以吸引铁屑，是由于磁场力的作用，不能说明分子间存在引力，B错误；
C.压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离，分子间作用力很微弱，C正确；
D.体积为V的油酸酒精溶液中所含油酸的体积小于V，所以该油酸分子直径小于VS，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.在波的干涉中，干涉条纹的间距
Δx=Ldλ
由公式可得，条纹间距与波长、双缝到光屏之间的距离成正比，与双缝间的距离 d 成反比。若仅将单缝向双缝移动一小段距离，不会影响上述三个变量，故干涉条纹间距不会发生变化，故A错误；
B.若仅将滤光片由紫色换成绿色，绿色光的波长大，紫色光的波长小，故干涉条纹间距将变大，故B正确；
C.若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，则 L 变小，干涉条纹间距变小，故C错误；
D.若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，则 Δx=xm−xnn 变大，据
λ=dLΔx
知波长测量值偏大，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】试题分析：根据题意，开始油滴静止状态，重力与电场力大小相等、方向相反，则油滴带负电。当撤去油滴时，在重力作用下向下加速运动，由于存在向下运动从而又产生向左的洛仑兹力，则油滴又要向左偏，在不落过程中速度不断变大，洛仑兹力也不断增大，则合力方向不断变化，从而做曲线运动，则A错；若仅撤去磁场，油滴受到的力没有发生变化，因此仍处于静止状态，B错；若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动，如果速度是沿磁场方向，则不受洛仑兹力，其它力也不变，因此油滴仍处于平衡状态，即沿磁场方向的匀速运动。如果给一与磁场垂直的速度，则油滴的重力与电场力平衡，洛仑兹力则做向心力，也就是匀速圆周运动，则D正确。
考点：本题考查带电油滴在磁场中受力分析、匀速直线运动、匀速圆周运动条件。
4.【答案】C
【解析】AC.根据“来拒去留”可知，金属圆环将受到水平向右的驱动力，金属圆环将向右运动，故A错误，C正确；
BD.当条形磁铁沿水平向右平移时，闭合金属环内向上的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流，将金属圆环等效成条形磁体，则上面为N极，故与条形磁铁相吸，则环对桌面的压力小于重力，故BD错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】甲图电流的有效值为 I甲 ，根据有效值的定义则有
I 02RT2+(I02)2RT2=I 甲2RT
解得
I 甲2=58I 02
电热器产生的热量
Q甲=I 甲2RT=58I 02RT
乙图电流的有效值为 I乙 ，则有
I乙=I0 2
电热器产生的热量
Q乙=I 乙2RT=(I0 2)2RT=12I 02RT=45Q甲
即
Q甲Q乙=54
故选C。
明确正弦式交流电有效值与最大值间的关系，根据电流的热效应求得有效值，知道交变电流求解热量、热功率、电功等都应用有效值，求解电量用平均值。
6.【答案】B
【解析】【分析】光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，入射角等于临界角C，画出光路图，确定临界角C的正弦值表达式。根据n=1sinC求折射率；当入射角θ=60∘时，光线恰好从玻璃砖圆形表面的最高点出射，画出光路图，根据几何关系得玻璃砖射出的光线与入射光线平行；从P点不垂直入射，光线在圆弧面上的入射角均小于临界角；红光折射率比蓝光小，根据v=cn求出光在玻璃砖内的传播速度，从而比较时间。
本题考查光的折射和光的全反射。解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程处理。
【解答】A.根据题意可知，当光线垂直入射时，有
n=1sinC
sinC=OPR= 33RR= 33
所以
n= 3
故A错误；
B.当入射角 θ=60∘ 时，根据折射定律有
n=sinθsinα
解得
α=30∘
光路图如图所示
根据几何关系可知，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，故B正确；
C.当光线垂直入射时，恰好发生全反射，选择合适的入射角 θ ( θ≠0∘ )，光线在圆弧面上的入射角均小于临界角，所以光线不能在圆形表面发生全反射，故C错误；
D.在 θ 相同的情况下，若 θ=0∘ 红光和蓝光传播的距离相等，由于红光的折射率较小，传播速度较大，所以红光的传播时间比蓝光短，故D错误。
故选B。
7.【答案】C
【解析】A.金属棒两端的电压为
U=E=BLvsinθ
故A错误；
B.整个回路中产生的电流大小为
I=ER=BdvR
故B错误；
C.电阻 R 消耗的电功率为
P=E2R=B2d2v2R
故C正确；
D.导体棒 ab 受到的安培力为
F=BIl=BBdvRdsinθ=B2d2vRsinθ
故D错误。
故选C。
8.【答案】BD
【解析】A.充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误；
B.电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B正确；
C.真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误；
D.电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。
故选BD。
9.【答案】AD
【解析】A.根据右手定则可知，线圈abcd经过图甲所示位置时，线圈产生的感应电流方向为 a→b→c→d→a ，则d点的电势高于a点的电势，故A正确；
B.由图乙知， t=2s 时，瞬时电流为零，则磁通量的变化率为零，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；
CD.由焦耳定律可知，经过4s，电阻R产生的焦耳热为Q=I2Rt=( 2 2)2×1×4J=4J，故C错误，D正确。
故选AD。
10.【答案】ABC
【解析】A.运动过程中保持杆中电流不变，则电动势保持不变，根据
E=BLv0=BL有v
根据几何关系可得杆向左运动x时，切割磁感线的长度为
L有=12(2L−x)=L−x2
此时杆对应速度为
v=EBL有=BLv0B(L−x2)=2Lv02L−x
可知随着 x 的增大， v 逐渐增大，但加速度不是恒定不变的，所以杆向左做变加速运动，故A正确；
B.根据电动势保持不变，即
E=ΔΦΔt=BLv0
则杆向左运动位移 0.5L 的时间为
Δt=ΔΦBLv0=B⋅12⋅L2(L+34L)BLv0=7L16v0
故B正确；
C.杆向左运动位移0.5L的时间内电阻产生的焦耳热为
Q=E2R⋅Δt=B2L2v02R⋅7L16v0=7B2L2v016R
故C正确；
D.根据
v=2Lv02L−x
可得杆向左运动位移L的速度为
v=2v0
设杆向左运动位移L的时间内电阻产生的焦耳热为 Q′ ，根据功能关系可得水平外力做的功为
W=12m2v02−12mv02+Q′>32mv02
故D错误。
故选ABC。
11.【答案】(1)下；(2)向右；(3)向左
【解析】【分析】
由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向。
本题考查了探究电磁感应现象问题，考查了楞次定律与安培定则的应用，掌握基础知识是解题的前提与关键，分析清楚题意、应用安培定则与楞次定律即可解题。
【解答】
在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转。在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向下。
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流磁场方向向上，由安培定则可知，感应电流从电流表正接线柱流入，螺线管B的下端为感应电动势的正极；
(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转。
故答案为：(1)下；(2)向右；(3)向左。
12.【答案】(1)dabec (2) ①71a2 ②V0V2nSV1 (3)BC
【解析】(1)实验过程应先用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往边长约为40cm的浅盘里倒入约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，再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是dabec。
(2)根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为S=71a2
由于所用油酸酒精溶液每 V1 体积溶液中有纯油酸体积 V2 ，则溶液的浓度为x=V2V1
用注射器和量筒测得体积为 V0 的上述溶液有n滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为V=V0nx
油酸分子直径为d=VS
解得d=V0V2nSV1
(3)A.油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积测量值偏大，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏小，故A错误；
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏大，故B正确；
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏大，故C正确；
D.用注射器和量筒测 V0 体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏小，故D错误。
故选BC。
本题考查用油膜法估测分子的大小的实验，掌握该实验的原理是解决问题的关键，试题难度一般。
(1)明确“用油膜法估测分子的大小”实验的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答。
(2)在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去。
(3)根据实验原理分析实验误差。
13.【答案】(1) 27 ℃；(2)吸热200J
【解析】(1)根据理想状态方程，针对A点和C点
pAVATA=pCVCTC
解得
TC=300K
即C点的温度为27℃。
(2)A到B过程为等容变化，因此对外不做功，B到C过程为等压变化，外界对气体做功为
W=−PBVC−VB=−200J
A和C的温度相同，因此内能不发生变化，根据热力学定律
ΔU=W+Q
即
Q=200J
故吸收的热量为200J。
14.【答案】解：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示：
，
根据几何知识可知，粒子做圆周运动d半径为：r= 2L
根据洛伦兹力提供向心力有：qBv0=mv02r
则粒子的初速度为：v0= 2qBLm
(2)粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：
，
根据几何知识可知，圆心角为：α=90°
所以粒子在磁场中运动的时间为：t=90°360∘T=14⋅2πmqB=πm2qB
答：(1)若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为 2qBLm。
(2)若粒子从y轴离开磁场，粒子在磁场中运动的时间为πm2qB。
【解析】(1)做出粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何知识求解其做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子进入磁场时的初速度大小。
(2)根据边界磁场的特征做出粒子做圆周运动的轨迹，根据几何知识求解其圆心角，再根据周期求解时间。
解决该题关键能正确做出粒子在磁场中的运动轨迹，能根据几何知识求解其轨道半径以及轨迹所对应的圆心角。
15.【答案】(1) 0.4m/s2 ，方向水平向右；(2)9.6J
【详解】(1)a 棒下滑过程，根据动能定理有
m1gh=12m1v02 a 棒刚进入磁场产生的感应电动势
E=BLv0
回路的感应电流
I=ER1+R2
对b棒，根据牛顿第二定律有
BIL=m2a
解得
a=0.4m/s2
方向水平向右。
(2)a 棒进入磁场后，对两棒构成的系统，根据动量守恒定律有
m1v0=m1+m2v1
回路产生的总焦耳热
Q0=12m1v02−12m1+m2v12 b棒中产生的焦耳热
Qb=Q0R2R1+R2
解得
Qb=9.6J
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
1.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。根据分子动理论，判断下列说法中正确的是( )
A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了炭粒分子运动的无规则性
B. 磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
C. 压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离
D. 将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，扩展成面积为S的单分子油膜，则该油酸分子直径为VS
2.利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，下列说法中正确的有( )
A. 若仅将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
B. 若仅将滤光片由紫色换成绿色，干涉条纹间距将会从甲图变为乙图所示情况
C. 若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽
D. 若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，波长测量值偏小
3.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平(图中垂直纸面向里)，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是( )
A. 若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动
B. 若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动
C. 若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动
D. 若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动
4.如图所示，一个金属圆环静止在水平放置的绝缘光滑桌面上，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向水平向右移动时，则()
A. 金属圆环将向左运动
B. 金属圆环对桌面的压力将变大
C. 金属圆环将受到水平向右的驱动力
D. 从上向下看，金属圆环内产生顺时针的感应电流
5.两个完全相同的电热器分别通以如图甲、乙所示的交变电流在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲:Q乙为( )
A. 2∶1B. 2∶1C. 5∶4D. 5∶4
6.如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，一束蓝光从P点垂直界面入射(θ=0∘)后，恰好能在玻璃砖圆形表面发生全反射，已知O，P间的距离为 33R。不考虑玻璃砖圆形内表面反射的光线，以下说法正确的是( )
A. 玻璃砖的折射率为2 33
B. 当入射角θ=60∘时，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行
C. 选择合适的入射角θ(θ≠0∘)，光线也可以在圆形表面发生全反射
D. 在θ相同的情况下，红光在玻璃砖中传播的时间比蓝光长
7.如图所示，abcd为水平固定的足够长的“⊂”形金属导轨，间距为d，导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计，长度为L的金属棒ab倾斜放置(完全处在磁场当中)，与导轨成夹角θ，金属棒电阻不计，保持金属棒以速度v(速度方向平行于导轨，如图)匀速运动，金属棒与导轨接触良好，下列物理量计算正确的是( )
A. 金属棒两端的电压为BLvB. 整个回路中产生的电流大小为BLvsinθR
C. 电阻R消耗的电功率为B2d2v2RD. 导体棒ab受到的安培力为B2dLvsinθR
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不能产生涡流
C. 图丙中，冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，冶炼金属
D. 图丁中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
9.如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为1Ω，则下列说法正确的是( )
A. 线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势
B. t=2s时，穿过线圈abcd的磁通量最小
C. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J
D. 经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J
10.光滑水平轨道abc、ade在a端很接近但是不相连，bc段与de段平行，尺寸如图所示。轨道之间存在磁感应强度为B的匀强磁场。初始时质量为m的杆放置在b、d两点上，除电阻R外，杆和轨道电阻均不计。用水平外力F将杆以初速度v0向左拉动，运动过程中保持杆中电流不变，在杆向左运动位移L内，下列说法正确的是( )
A. 杆向左做变加速运动
B. 杆向左运动位移0.5L的时间为Δt=7L16v0
C. 杆向左运动位移0.5L的时间内电阻产生的焦耳热为Q=7B2L2v016R
D. 杆向左运动位移L的时间内水平外力F做的功为W=3mv022
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现在按图乙连接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合回路：
(1)将开关S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的________端(填“上”或“下”)为感应电动势的正极；
(2)螺线管A放在B中不动，开关S突然断开的瞬间，电流计的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向左滑动，电流计的指针将________(填“向左”“向右”或“不发生”)偏转；
12.做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是_____(填写实验步骤前的序号)。
a.往边长约为40cm的浅盘里倒入约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
b.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
c.将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e.将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)实验中，所用油酸酒精溶液每V1体积溶液中有纯油酸体积V2，用注射器和量筒测得体积为V0的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S=_____；可求得油酸分子的直径为_____(用V1、V2、V0、n、S表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为______。
A.油膜中含有大量未溶解的酒精
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D.用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某同学利用数字化信息系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图所示的p−V图像。已知该气体在状态A时的温度为27℃。求：
(1)该气体在状态C时的温度是多少；
(2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热，传递的热量是多少。
14.如图所示，P点距坐标原点的距离为L，坐标平面内的第一象限内有方向垂直坐标平面向外的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B.有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从P点以与y轴正方向夹角为θ=45°的速度垂直磁场方向射入磁场区域，在磁场中运动，不计粒子重力。求：
(1)若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小；
(2)若粒子从y轴离开磁场，求粒子在磁场中运动的时间。
15.如图，间距为L=0.5m的两平行光滑金属导轨(电阻不计)由水平部分和弧形部分平滑连接而成，其水平部分足够长，虚线MM′右侧存在方向竖直向下，大小为B=2T的匀强磁场。质量为m2=0.5kg、阻值为R2=30Ω的导体棒b静置在MM′右侧的水平轨道上。另一质量为m1=2kg、电阻为R1=10Ω的导体棒a棒从距水平轨道高为h=3.2m的地方由静止释放，两导体棒始终与导轨接触良好且未能相碰，忽略金属棒中感应电流产生的磁场，g取10m/s2，求：
(1)a棒刚进入磁场时b棒的加速度；
(2)在两棒运动的整个过程中，b棒中产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【分析】
布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动。
磁铁吸引铁屑是磁场力，分子力在微观量级才明显，分子间距很大时，分子力基本不起作用。
气体分子间距很大，导致气体压缩起来相对容易。
掌握油膜法测分子的原理。
【解答】
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒不停地做无规则运动是布朗运动，这反映了水分子运动的无规则性，A错误；
B.磁铁可以吸引铁屑，是由于磁场力的作用，不能说明分子间存在引力，B错误；
C.压缩气体比压缩液体容易得多，这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离，分子间作用力很微弱，C正确；
D.体积为V的油酸酒精溶液中所含油酸的体积小于V，所以该油酸分子直径小于VS，D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.在波的干涉中，干涉条纹的间距
Δx=Ldλ
由公式可得，条纹间距与波长、双缝到光屏之间的距离成正比，与双缝间的距离 d 成反比。若仅将单缝向双缝移动一小段距离，不会影响上述三个变量，故干涉条纹间距不会发生变化，故A错误；
B.若仅将滤光片由紫色换成绿色，绿色光的波长大，紫色光的波长小，故干涉条纹间距将变大，故B正确；
C.若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，则 L 变小，干涉条纹间距变小，故C错误；
D.若测量过程中误将7个条纹间距数成6个，则 Δx=xm−xnn 变大，据
λ=dLΔx
知波长测量值偏大，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】试题分析：根据题意，开始油滴静止状态，重力与电场力大小相等、方向相反，则油滴带负电。当撤去油滴时，在重力作用下向下加速运动，由于存在向下运动从而又产生向左的洛仑兹力，则油滴又要向左偏，在不落过程中速度不断变大，洛仑兹力也不断增大，则合力方向不断变化，从而做曲线运动，则A错；若仅撤去磁场，油滴受到的力没有发生变化，因此仍处于静止状态，B错；若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动，如果速度是沿磁场方向，则不受洛仑兹力，其它力也不变，因此油滴仍处于平衡状态，即沿磁场方向的匀速运动。如果给一与磁场垂直的速度，则油滴的重力与电场力平衡，洛仑兹力则做向心力，也就是匀速圆周运动，则D正确。
考点：本题考查带电油滴在磁场中受力分析、匀速直线运动、匀速圆周运动条件。
4.【答案】C
【解析】AC.根据“来拒去留”可知，金属圆环将受到水平向右的驱动力，金属圆环将向右运动，故A错误，C正确；
BD.当条形磁铁沿水平向右平移时，闭合金属环内向上的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流，将金属圆环等效成条形磁体，则上面为N极，故与条形磁铁相吸，则环对桌面的压力小于重力，故BD错误。
故选C。
5.【答案】C
【解析】甲图电流的有效值为 I甲 ，根据有效值的定义则有
I 02RT2+(I02)2RT2=I 甲2RT
解得
I 甲2=58I 02
电热器产生的热量
Q甲=I 甲2RT=58I 02RT
乙图电流的有效值为 I乙 ，则有
I乙=I0 2
电热器产生的热量
Q乙=I 乙2RT=(I0 2)2RT=12I 02RT=45Q甲
即
Q甲Q乙=54
故选C。
明确正弦式交流电有效值与最大值间的关系，根据电流的热效应求得有效值，知道交变电流求解热量、热功率、电功等都应用有效值，求解电量用平均值。
6.【答案】B
【解析】【分析】光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，入射角等于临界角C，画出光路图，确定临界角C的正弦值表达式。根据n=1sinC求折射率；当入射角θ=60∘时，光线恰好从玻璃砖圆形表面的最高点出射，画出光路图，根据几何关系得玻璃砖射出的光线与入射光线平行；从P点不垂直入射，光线在圆弧面上的入射角均小于临界角；红光折射率比蓝光小，根据v=cn求出光在玻璃砖内的传播速度，从而比较时间。
本题考查光的折射和光的全反射。解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程处理。
【解答】A.根据题意可知，当光线垂直入射时，有
n=1sinC
sinC=OPR= 33RR= 33
所以
n= 3
故A错误；
B.当入射角 θ=60∘ 时，根据折射定律有
n=sinθsinα
解得
α=30∘
光路图如图所示
根据几何关系可知，从玻璃砖射出的光线与入射光线平行，故B正确；
C.当光线垂直入射时，恰好发生全反射，选择合适的入射角 θ ( θ≠0∘ )，光线在圆弧面上的入射角均小于临界角，所以光线不能在圆形表面发生全反射，故C错误；
D.在 θ 相同的情况下，若 θ=0∘ 红光和蓝光传播的距离相等，由于红光的折射率较小，传播速度较大，所以红光的传播时间比蓝光短，故D错误。
故选B。
7.【答案】C
【解析】A.金属棒两端的电压为
U=E=BLvsinθ
故A错误；
B.整个回路中产生的电流大小为
I=ER=BdvR
故B错误；
C.电阻 R 消耗的电功率为
P=E2R=B2d2v2R
故C正确；
D.导体棒 ab 受到的安培力为
F=BIl=BBdvRdsinθ=B2d2vRsinθ
故D错误。
故选C。
8.【答案】BD
【解析】A.充电设备中的发射线圈通恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误；
B.电磁炉不能用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B正确；
C.真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误；
D.电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。
故选BD。
9.【答案】AD
【解析】A.根据右手定则可知，线圈abcd经过图甲所示位置时，线圈产生的感应电流方向为 a→b→c→d→a ，则d点的电势高于a点的电势，故A正确；
B.由图乙知， t=2s 时，瞬时电流为零，则磁通量的变化率为零，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；
CD.由焦耳定律可知，经过4s，电阻R产生的焦耳热为Q=I2Rt=( 2 2)2×1×4J=4J，故C错误，D正确。
故选AD。
10.【答案】ABC
【解析】A.运动过程中保持杆中电流不变，则电动势保持不变，根据
E=BLv0=BL有v
根据几何关系可得杆向左运动x时，切割磁感线的长度为
L有=12(2L−x)=L−x2
此时杆对应速度为
v=EBL有=BLv0B(L−x2)=2Lv02L−x
可知随着 x 的增大， v 逐渐增大，但加速度不是恒定不变的，所以杆向左做变加速运动，故A正确；
B.根据电动势保持不变，即
E=ΔΦΔt=BLv0
则杆向左运动位移 0.5L 的时间为
Δt=ΔΦBLv0=B⋅12⋅L2(L+34L)BLv0=7L16v0
故B正确；
C.杆向左运动位移0.5L的时间内电阻产生的焦耳热为
Q=E2R⋅Δt=B2L2v02R⋅7L16v0=7B2L2v016R
故C正确；
D.根据
v=2Lv02L−x
可得杆向左运动位移L的速度为
v=2v0
设杆向左运动位移L的时间内电阻产生的焦耳热为 Q′ ，根据功能关系可得水平外力做的功为
W=12m2v02−12mv02+Q′>32mv02
故D错误。
故选ABC。
11.【答案】(1)下；(2)向右；(3)向左
【解析】【分析】
由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向。
本题考查了探究电磁感应现象问题，考查了楞次定律与安培定则的应用，掌握基础知识是解题的前提与关键，分析清楚题意、应用安培定则与楞次定律即可解题。
【解答】
在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转。在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场竖直向下。
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流磁场方向向上，由安培定则可知，感应电流从电流表正接线柱流入，螺线管B的下端为感应电动势的正极；
(2)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转。
故答案为：(1)下；(2)向右；(3)向左。
12.【答案】(1)dabec (2) ①71a2 ②V0V2nSV1 (3)BC
【解析】(1)实验过程应先用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积，后往边长约为40cm的浅盘里倒入约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，再用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，随后将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，最后将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。即实验步骤的正确顺序是dabec。
(2)根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为S=71a2
由于所用油酸酒精溶液每 V1 体积溶液中有纯油酸体积 V2 ，则溶液的浓度为x=V2V1
用注射器和量筒测得体积为 V0 的上述溶液有n滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为V=V0nx
油酸分子直径为d=VS
解得d=V0V2nSV1
(3)A.油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积测量值偏大，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏小，故A错误；
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏大，故B正确；
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏大，故C正确；
D.用注射器和量筒测 V0 体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据上述可知，油酸分子直径测量值偏小，故D错误。
故选BC。
本题考查用油膜法估测分子的大小的实验，掌握该实验的原理是解决问题的关键，试题难度一般。
(1)明确“用油膜法估测分子的大小”实验的实验原理：油酸以单分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度，即可正确解答。
(2)在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径，掌握估算油膜面积的方法：所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去。
(3)根据实验原理分析实验误差。
13.【答案】(1) 27 ℃；(2)吸热200J
【解析】(1)根据理想状态方程，针对A点和C点
pAVATA=pCVCTC
解得
TC=300K
即C点的温度为27℃。
(2)A到B过程为等容变化，因此对外不做功，B到C过程为等压变化，外界对气体做功为
W=−PBVC−VB=−200J
A和C的温度相同，因此内能不发生变化，根据热力学定律
ΔU=W+Q
即
Q=200J
故吸收的热量为200J。
14.【答案】解：(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示：
，
根据几何知识可知，粒子做圆周运动d半径为：r= 2L
根据洛伦兹力提供向心力有：qBv0=mv02r
则粒子的初速度为：v0= 2qBLm
(2)粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：
，
根据几何知识可知，圆心角为：α=90°
所以粒子在磁场中运动的时间为：t=90°360∘T=14⋅2πmqB=πm2qB
答：(1)若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为 2qBLm。
(2)若粒子从y轴离开磁场，粒子在磁场中运动的时间为πm2qB。
【解析】(1)做出粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何知识求解其做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子进入磁场时的初速度大小。
(2)根据边界磁场的特征做出粒子做圆周运动的轨迹，根据几何知识求解其圆心角，再根据周期求解时间。
解决该题关键能正确做出粒子在磁场中的运动轨迹，能根据几何知识求解其轨道半径以及轨迹所对应的圆心角。
15.【答案】(1) 0.4m/s2 ，方向水平向右；(2)9.6J
【详解】(1)a 棒下滑过程，根据动能定理有
m1gh=12m1v02 a 棒刚进入磁场产生的感应电动势
E=BLv0
回路的感应电流
I=ER1+R2
对b棒，根据牛顿第二定律有
BIL=m2a
解得
a=0.4m/s2
方向水平向右。
(2)a 棒进入磁场后，对两棒构成的系统，根据动量守恒定律有
m1v0=m1+m2v1
回路产生的总焦耳热
Q0=12m1v02−12m1+m2v12 b棒中产生的焦耳热
Qb=Q0R2R1+R2
解得
Qb=9.6J
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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