[物理]山东省滨州市惠民县2023-2024学年高二下学期3月月考试题(解析版)

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这是一份[物理]山东省滨州市惠民县2023-2024学年高二下学期3月月考试题(解析版)，共18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。

第I卷（选择题）
一、单选题
1. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（）
A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向
B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向
C. 金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用
D. 金属线圈B有扩张的趋势，A有收缩的趋势
【答案】A
【解析】AB．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，A正确，B错误；C．结合上述的分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误；D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D错误。
2. 以下与液体有关的自然现象中，对其物理分析正确的是（）
A. 鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿，这属于毛细现象
B. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”一句，诗中荷叶和露水表现为浸润
C. 小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
D. 保存地下的水分要把地面的土壤锄松，这是为了破坏土壤中的毛细管
【答案】D
【解析】A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿是不浸润现象，A错误；
B．露珠成球形，荷叶和露水表现为不浸润，B错误；
C．小昆虫能在水面上自由走动，与液体表面张力有关，C错误；
D．保存地下的水分就要把地面的土壤锄松，就是为了破坏土壤中的毛细管，防止毛细现象的发生，D正确。
3. 如图所示，一铝块静止在光滑水平面上，现让一条形磁铁以一定的速度向右靠近铝块，在磁铁靠近铝块的过程，说法正确的是（）
A. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
B. 若条形磁铁的右端为极，则铝块会向左运动
C. 在它们相遇前，铝块一直处于静止状态
D. 不论条形磁铁的右端为极还是极，铝块都会向右运动
【答案】D
【解析】不论条形磁铁的右端为N极还是S极，当磁铁以一定的速度向右靠近铝块时，穿过铝块的磁通量增加，铝块中会产生感应电流的磁场阻碍磁铁的靠近，即铝块对磁铁的作用力向左，由牛顿第三定律可知，磁铁给铝块向右的作用力，从而使铝块向右运动，故选D.
4. 如图所示，电键S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A和线圈L电阻相等，现断开电键S，以下说法正确的是

A. 小灯泡A会立即熄灭
B. 小灯泡B过一会再熄灭
C. 线圈L中的电流会立即消失
D. 线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右
【答案】D
【解析】L是自感系数足够大的线圈，它的电阻等于灯泡的电阻，D1和D2是两个完全相同的小灯泡
S断开后瞬间，B立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，即线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右，因L和A组成新的回路，则A亮一下再慢慢熄灭，故D正确；ABC错误；故选D．
点睛：线圈中电流变化时，线圈中产生感应电动势；线圈电流增加，相当于一个瞬间电源接入电路，线圈上端是电源正极．当电流减小时，相当于一个瞬间电源，线圈下端是电源正极．
5. 以下关于电磁感应的说法正确的是（）
A. 感应电流磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B. 只要闭合导体回路切割磁感线，就一定有感应电流产生
C. 若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，则此时刻回路中的感应电流一定为零
D. 穿过闭合导体回路的磁通量变化越大，产生的感应电动势就越大
【答案】A
【解析】A.根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，A正确；
B.闭合回路的部分导体切割磁感线，才有感应电流产生，闭合电路整体切割磁感线不会产生感应电流，如：整个线框均在匀强磁场中做切割磁感线运动，没有感应电流，B错误；
C.若某时刻穿过闭合导体回路的磁通量为零，但是磁通量的变化率可能不为零，则此时刻回路中的感应电流不一定为零，C错误；
D.穿过闭合导体回路的磁通量变化越快，产生的感应电动势就越大，D错误。
6. 如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（）
A. 从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流
B. 电阻R上产生的热量为
C. 通过导体棒某截面的电荷量为
D. 导体棒向右运动的最大距离为
【答案】C
【解析】A．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流。故A错误；
B．根据能量守恒，可知回路中产生的热量为
电阻上产生的热量为
故B错误；
C．通过导体棒某截面的电荷量为
由动量定理可得
联立解得
故C正确；
D．设导体棒向右运动的最大距离为L，则有
联立解得
故D错误。
故选C。
7. 物理打开了微观世界的大门，使人们对自然界有了更清晰的认知，下列说法正确的是（）
A. 液体和固体难于被压缩，是由于它们的分子之间只存在斥力
B. 布朗运动实际上就是液体分子的运动
C. 分子间距离等于平衡位置距离时，分子势能一定最小
D. 只要知道阿伏加德罗常数和物质的摩尔体积就可以估算分子的大小
【答案】C
【解析】A．液体和固体难于被压缩，是由于压缩时，分子间距离小于平衡位置距离，分子之间的斥力大于引力，故A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，其反映了液体分子在做永不停息的无规则运动，故B错误；
C．分子间距离等于平衡位置距离时，分子势能一定最小，故C正确；
D．对于固体和液体而言，只要知道阿伏加德罗常数和物质的摩尔体积就可以估算分子的大小，但是对于气体只能估算出每个分子所占的空间体积，故D错误。
故选C。
8. 线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接纯电阻为，线圈处于如图所示匀强磁场中，磁感应强度为．自时刻起，线圈由中性面开始绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，角速度为．下列说法正确的是（）
A. 时，线圈中的电流方向为
B. 时，电流表的示数为
C. 时，线圈中的电流大小为
D. 时，穿过线圈的磁通量为
【答案】C
【解析】t=0.05s时，线圈转过的角度为，由楞次定律可知，此时线圈中的电流方向为ADCBA，选项A错误；交流电的最大值：，交流电的有效值，电流的有效值，则t=0.05s时，电流表的示数为2.5A，选项B错误；t=0.05s时，线圈中电动势的瞬时值为，此时线圈中的电流大小，选项C正确；t=0.05s时，穿过线圈的磁通量为，选项D错误；故选C.
点睛：此题考查交流电的产生；记住交流电最大值的表达式；注意交流电表的读数为有效值，而线圈中电流是某时刻的瞬时值；求解磁通量时与线圈的匝数无关.
二、多选题
9. 甲图LC振荡电路中电容器的电容为，乙图为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，时刻电容器的M板带正电。下列说法中正确的是（）
A. 甲图中线圈的自感系数
B. 时间内，线圈的磁场能不断增大
C. M、N之间的最大电压为50V
D. 时间内，电容器N板带正电
【答案】BD
【解析】A．根据题意，由乙图可知
由公式可得，线圈的自感系数为
故A错误；
B．根据题意，由乙图可知时间内，电荷量减小，电容器内电场能不断减小，则线圈的磁场能不断增大，故B正确；
C．根据题意，由公式可得，M、N之间的最大电压为
故C错误；
D．时刻电容器的M板带正电，时刻电容器电荷量减小到，则时间内，电容器板带正电，故D正确。
10. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为1.4L，打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内，从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的客舍，壶内空气压强不能超过；为了保证喷水效果，壶内气体压强至少为，当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封，壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计，壶内空气可视为理想气体且温度始终不变，则下列说法正确的是（）
A. 为了保证喷水效果，打气筒最少打气20次
B. 了保证喷壶安全，打气筒最多打气50次
C. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为0.8L
D. 若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，可向外喷出水的体积为1L
【答案】AC
【解析】A．为了保证喷水效果，设打气筒最少打气次，则有
其中
，
，
，
解得
故A正确；
B．为了保证喷壶安全，打气筒最多打气次，则有
其中
解得
故B错误；
CD．若充气到喷壶安全上限，然后打开喷嘴向外喷水，设可向外喷出水的体积为，则有
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
11. 如图所示，L形直角细管，管内两水银柱长度分别为56cm和20cm，竖直管和水平管各封闭了一段气体A和B。长度分别为19cm和28cm。且上端水银面恰至管口，外界大气压强为76cmHg，现以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，此过程中（）
A. 气体B的长度变化量为28cmB. 气体A的长度变化量为33cm
C. 溢出的水银柱长度为42cmD. 溢出的水银柱长度为14cm
【答案】AC
【解析】A．由图可知，初始状态，气体A的压强为
气体B的压强为
以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，假设稳定后，水银柱均水平，则两部分气体压强均等于大气压强，为76cmHg，根据玻意耳定律
解得
，
由于
假设成立，故气体B的长度变化量为28cm，故A正确；
B．气体A的长度变化量为
故B错误；
CD．溢出的水银柱长度为
故C正确，D错误
故选AC。
12. 如图甲所示，一正方形导线框置于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示，则线框中的电流和导线受到的安培力随时间变化的图象分别是(规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，逆时针方向为线框中电流的正方向，向右为安培力的正方向)
A B.
C. D.
【答案】AC
【解析】由右图所示B-t图象可知，0-T/2内，线圈中向里的磁通量增大，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，沿ABCDA方向，即电流为正方向；T/2-T内，线圈中向里的磁通量减小，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针方向，即电流为负方向；由法拉第电磁感应定律：，由于磁感应强度均匀变化，所以产生的感应电流大小保持不变．故A正确，B错误；0-T/2内，电路中电流方向为逆时针，根据左手定则可知，AB边受到的安培力的方向向右，为正值；T/2-T内，电路中的电流为顺时针，AB边受到的安培力的方向向左，为负值；根据安培力的公式：F=BIL，电流大小不变，安培力的大小与磁感应强度成正比．故C正确，D错误．故选AC．
第II卷（非选择题）
三、非选择题
13. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______（填选项前的字母）。
A. 控制变量法B. 等效替代法C. 理想化模型法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______。
A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
（3）该小组进行下列实验操作，请选出需要的实验操作，并将它们按操作先后顺序排列：______。
A. B. C.
D. E. F.
（4）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______（填选项）。
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
（5）已知实验室中使用的酒精油酸溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。油酸分子的大小______m。（结果保留一位有效数字）
【答案】（1）C （2）B （3）DBFEC （4）D （5）
【解析】（1）将油酸分子看成球形，在水面上形成单分子油膜。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选C。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，进一步减小油酸的面密度，更能保证形成单分子油膜。
故选B。
（3）“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为：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：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，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，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，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。则实验操作顺序为DBFEC。
（4）A．油酸未完全散开，测得油酸的面积偏小，则测得分子直径偏大，故A不符合题意；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，测得油酸的面积偏小，则测得分子直径偏大，故B不符合题意；
C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，可知，纯油酸的体积将偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故C不符合题意；
D．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，形成的油膜面积偏大，则直径的测量值偏小，故D符合题意。
故选D。
（5）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
14. 如图甲所示为热敏电阻的图象，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为，当线圈中的电流大于或等于时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势，内阻可以不计，乙图中的“电源”是恒温箱的加热电源．
（1）图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”)；
（2）应该把恒温箱内加热器接___________端(填“”或“”);
（3）果要使恒温箱内的温度保持，电阻箱接入电路的电阻值为_________．
【答案】（1）减小（2）AB （3）190
【解析】（1）由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；
（2）当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．
（3）当温度达到150℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达25mA=0.025A，此时热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律可得
即
解得：R′=190Ω．
15. 钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉=0.2克，则：
（1）克拉钻石所含有的分子数是多少？
（2）每个钻石分子的质量是多少？
（3）写出每个钻石分子直径的表达式。（单位为）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）克拉钻石物质的量（摩尔数）为
所含分子数为
（2）根据阿伏加德罗常数的意义可知，每个钻石分子的质量为
（3）钻石的摩尔体积
每个钻石分子的体积
设钻石分子的直径为d，
则
联立解得
16. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈MNKL的边长，匝数为n，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的（和边中点连线）轴以角速度ω匀速转动，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的外电路定值电阻连接，电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，当线圈平面与磁场方向平行时，从该时刻开始计时。
（1）写出感应电动势e随时间t变化的表达式；
（2）经过周期，求：
a．通过电阻R的电荷量q；
b．线圈转动过程中电阻R上产生的热量Q。
【答案】（1）；（2）a. ；b.
【解析】（1）感应电动势的最大值
当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则感应电动势e随时间t变化的表达式
（2）a．经过周期
通过电阻R的电荷量

b．电动势有效值
线圈转动过程中电阻R上产生的热量
解得
17. 一内壁光滑的导热汽缸水平放置，用横截面积为，质量为的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞距汽缸底部的距离为，在距汽缸底部为的两点有两个固定在汽缸上的小挡板，其体积可忽略．已知周围环境温度为，外界大气压强为，重力加速度为，现对缸内封闭气体加热至，加热过程中活塞没离开汽缸口．求:
（1）加热至时活塞距汽缸底部的距离;
（2）保持温度不变，将汽缸转动至开口向上竖直放置，稳定后缸内封闭气体的压强．
【答案】（1）（2）
【解析】（1）加热前气体热力学温度，加热后气体热力学温度
对缸内封闭气体加热过程，压强不变，由
得
解得加热后活塞距汽缸底部的距离
（2）将汽缸转动至开口向上竖直放置稳定后，假设活塞还没有下降至挡板处，对活塞有
又
得
汽缸转动至开口向上过程为等温变化，有
得
因，故实际上最终活塞处于挡板所在位置A、B处，距汽缸底部的距离为L，封闭气体实际体积为
由
得将汽缸转动至开口向上竖直放置稳定后缸内封闭气体的压强
18. 如图所示空间存在有界匀强磁场，磁感应强度B=5T，方向垂直纸面向里，上下宽度为d=0.35m.现将一边长L=0.2m的正方形导线框自磁场上边缘由静止释放经过一段时间，导线框到达磁场下边界，之后恰好匀速离开磁场区域.已知导线框的质量m=0.1kg，电阻.（g取10m/s2)求:
（1）导线框匀速穿出磁场的速度；
（2）导线框进入磁场过程中产生的焦耳热；
（3）若在导线框进入磁场过程对其施加合适的外力F则可以使其匀加速地进入磁场区域，且之后的运动同没施加外力F时完全相同．请写出F随时间t变化的函数表达式.
【答案】（1）2m/s（2）0.15J（3）F=0.75-1.25t (0【解析】（1）导线框匀速穿出磁场过程中，感应电动势：
感应电流：，
线框受到的安培力：
线框匀速穿出磁场，由平衡条件得：
解得：v=2m/s
（2）自导线框刚要进入磁场至刚要离开磁场的过程中，仅进入磁场过程中有焦耳热产生，由能量守恒得：
得：Q=0.15J
（3）导线框刚好完全进入磁场至刚好要离开磁场的过程
得：导线框刚好完全进入磁场的速度v0=1m/s
导线框进入磁场过程由
得：a=2.5m/s2
得：t0=0.4s
取向下为正方向有：
得：F=0.75-1.25t (0