2024-2024学年物理人教版（2019）高二下学期期末复习综合练习题1 （含解析）

这是一份2024-2024学年物理人教版（2019）高二下学期期末复习综合练习题1 （含解析），共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.在匀强磁场中，一根长0.1m的通电导线与磁场方向垂直，当导线中的电流为10A时，这根导线所受的磁场力大小为0.01N，则磁感应强度的大小是( )
2.如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一不计重力的带电粒子垂直磁场边界从M点射入，从N点射出。下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子在N点速率小于在M点速率
C.若仅增大磁感应强度，则粒子可能从N点下方射出
D.若仅增大入射速率，则粒子在磁场中运动时间变长
3.如题图所示，两条抛物线形状的平行光滑固定导轨，其顶端切线水平，底端连接一开关S。一细直金属棒置于导轨顶端，与两导轨垂直并接触良好。当该金属棒从导轨顶端以初速度水平抛出后，恰好能沿导轨无挤压地运动至底端。若在整个空间加上一竖直向下的匀强磁场，该金属棒再以相同速度从导轨顶端水平抛出，不计空气阻力，则在该金属棒落地前的运动过程中( )
A.若开关S断开，回路中的感应电动势为零
B.若开关S断开，回路中的感应电动势逐渐变大
C.若开关S闭合，该金属棒不会离开导轨
D.若开关S闭合，该金属棒在竖直方向做自由落体运动
4.某科技小组设计了一款温控报警装置。如图所示，将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡L和热敏电阻相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，灯泡始终未烧坏，则能使灯泡变亮的是( )
A.减小输入电压的有效值B.环境温度降低
C.将滑动变阻器滑片向左移动D.将自耦变压器滑片向下移动
5.如图所示，abc是边长为d的等边三角形金属线框，处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框与理想变压器相连。已知变压器原、副线圈匝数分别为和，电表均为理想电表，不计线框的电阻。时刻线框从图示位置绕轴以角速度匀速转动，下列说法正确的是( )
A.时线框感应电动势最大
B.电压表的示数为
C.若滑动变阻器R的阻值减小，则电流表示数将减小
D.若线框转动角速度加倍，则电流表示数变为原来的4倍
6.某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他应该( )
A.增加线圈匝数B.减小线圈匝数
C.换用其他材料的线圈D.换一个信号更好的位置
7.在烤箱中能看见一种淡红色的光，下列关于这种光的说法中正确的是( )
A.是电热丝发出的红外线
B.是电热丝发出的红光
C.主要是利用这种光为食物加热
D.给食物加热是利用比这种光波长更短的电磁波
8.下列关于“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的说法，错误的是( )
A.实验时若爽身粉撒得太厚，则所测分子直径会偏大
B.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出这些溶液的体积，则每滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
C.油酸酒精溶液中酒精对油酸起到了稀释作用
D.油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，其形成的油膜面积为，则估测出油酸分子的直径为
9.如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气( )
A.体积不变，压强变小B.体积变小，压强变大
C.体积不变，压强变大D.体积变小，压强变小
10.一定质量的理想气体从状态a开始，经过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知其中三个状态的坐标分别为a、b、c，图像cb、da延长线过原点O。下列说法正确的是( )
A.气体在过程中对外界做的功等于在过程中对外界做的功
B.在过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
C.气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中向外界放出的热量
D.气体在过程中内能的减少量大于过程中内能的增加量
二、实验题（每空2分，共14分）
11.（6分）（1）图甲为“用油膜法估测分子的大小”实验中的3个步骤，先后顺序是_______（用字母表示）。
（2）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000mL溶液中有0.6mL油酸。用注射器测得1mL上述溶液有50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形状。如图乙所示，油膜占据了136个方格，坐标纸中正方形方格的边长为1cm，按以上实验数据估测出油酸分子的直径是_______m。（结果保留1位有效数字）
（3）甲、乙、丙、丁四位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。这四位同学的错误操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是___________。
A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液
B.乙在向水面滴入油酸酒精溶液时，未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液
C.丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内不满的正方形都算成了一个
D.丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉
12.（8分）“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。
（1）下列说法正确的是( )
A.各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同
B.实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C.在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确
D.处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观
（2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是( )
A.实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B.实验时迅速推动活塞
C.注射器没有保持水平
D.推动活塞过程中有气体泄漏
（3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线a、b在横轴上截距之比为，则a与b密闭气体质量之比为________。
（4）图丙两条图像都不过坐标原点，图中表示________的体积。
三、计算题（共3小题，共36分）
13.（10分）如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内分布着磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势，内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取，已知，，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
14.（12分）如图，某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到，也就是说在输电线上损失的功率控制在8kW，用户得到的功率为192kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请计算：
(1)升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
(2)从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？
15.（14分）小林同学在实验室探究气体状态变化规律，如图所示，实验室有一下端有小段软管、导热性能良好的U型管，U型管左端封闭右端开口，左管内用水银柱封闭一段气体，可看成理想气体，左端封闭的气体长度，左右两管水银柱高度相同都为，U型管的非软管部分粗细均匀，已知大气压强为75cmHg，实验室温度为27℃，管的粗细相对水银柱的高度来说可忽略不计，求：
(1)现将U型管右管缓慢放置水平，此过程水银柱没有溢出，此时水银柱右端离右管口的距离多大？
(2)小林同学利用这个U型管和一把刻度尺，能测量不同环境的温度，他将U型管移到另一个封闭环境（如题图所示竖直放在地面上），左端气柱长度明显变短，小林同学将右管缓慢旋转，使得左管气体长度恢复原长22cm。此时，小林用刻度尺测出右管水银面离地面的竖直高度为22cm，依据这些条件可求出这个封闭环境温度为多少摄氏度？
答案以及解析
1.答案：A
解析：由安培力
可知
故选A。
2.答案：C
解析：A.粒子向右偏转，洛伦兹力方向整体向右，根据左手定则可知，四指指向与粒子速度方向相反，可知，粒子带负电，故A错误；
B.洛伦兹力不做功，根据动能定理可知，粒子的速率不变，即粒子在N点的速率等于在M点的速率，故B错误；
C.粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
若增大磁感应强度，则轨道半径减小，可知，粒子可能从N点下方射出，故C正确；
D.结合上述可知，若增大入射速率，则轨道半径增大，粒子将从N点上方射出，对应圆弧的圆心角减小，根据，
解得
粒子在磁场中运动的时间
圆心角减小，运动时间减小，可知，若仅增大入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短，故D错误。
故选C。
3.答案：C
解析：若开关S断开，该金属棒做平抛运动，水平方向速度不变，回路中的感应电动势不变，AB均错误；若开关S闭合，该金属棒受到水平向左的安培力作用，不会离开导轨，C正确；若开关S闭合，该金属棒受到导轨斜向右上方的弹力，在竖直方向不是做自由落体运动，D错误。故选C。
4.答案：B
解析：AD.根据变压器的原理可知，减小输入电压的有效值，副线圈两端的电压减小，结合电路连接情况，则小灯泡两端电压随之减小，灯泡变暗，自耦变压器滑片向下移动时，减小，副线圈的电压减小，灯泡两端的电压减小，灯也随之变暗，AD错误；
B.环境温度降低，热敏电阻的阻值增大，副线圈两端的电压不变，则负载电路干路电流变小，滑动变阻器分担的电压减小，灯两端的电压增大，灯泡变亮，B正确；
C.滑动变阻器向左移动，其接入电路中的阻值变大，根据串联分压的原则可知，小灯泡与热敏电阻并联部分的电压减小，则灯变暗，C错误。
故选B。
5.答案：B
解析：A.时线框垂直于磁场，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A错误；
B.该线框在磁场中匀速转动产生正弦式交流电，其峰值为
其中
有效值为
变压器输入电压为
又
解得电压表的示数为
故B正确；
C.因线框电阻不计，所以滑动变阻器R的阻值变化时，变压器输入电压、输出电压不变，若滑动变阻器R的阻值减小，则副线圈中的电流增大，原线圈中的电流也增大，即电流表示数将增大，故C错误；
D.若线框转动角速度加倍，由以上推导可知，变压器输出电压加倍，副线圈中的电流加倍，原线圈中的电流也加倍，即电流表示数加倍，故D错误。
故选B。
6.答案：B
解析：收不到高频率的电台信号，因此需要增加调谐电路的固有频率，根据
可知，减小线圈匝数，会导致自感系数减小，从而导致固有频率增加，即应该减小线圈的匝数。故选B。
7.答案：B
解析：AB.这种光是电热丝发出的红光，红外线看不见，故A错误，B正确；
CD.起加热作用的主要是比这种光波长更长的红外线，故CD错误。
故选B。
8.答案：B
解析：A.若实验时爽身粉撒的太厚，导致油膜面积变小，则直径变大，故A正确，不符合题意；
B.用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并读出这些溶液的体积，则每滴油酸酒精溶液的体积故B错误，符合题意；
C.实验中使用到酒精，酒精对油酸起到稀释作用，故C正确，不符合题意；
D.油酸酒精溶液体积浓度为，一滴溶液的体积为，形成油膜面积为，则估测出油酸分子的直径为故D正确，不符合题意。
9.答案：B
解析：由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程（C为定值），压强增大，故B正确.
10.答案：C
解析：A.过程，气体的温度不变，体积变大，根据可知，气体的压强减小；过程，气体压强不变，这两个过程中气体体积的增大量相同，但过程中的压强较大，故气体在过程中对外界做的功大于在过程中对外界做的功，故A错误；
B.过程，气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，故B错误；
C.从过程有
可得
从过程有
可得状态d的体积为
作出对应的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，由图可知过程中气体对外界做的功小于过程中外界对气体做的功，由于这两个过程中内能均不变，根据热力学第一定律可知，气体在过程中从外界吸收的热量小于在过程中向外界放出的热量，故C正确；
D.由能量守恒定律可知，气体在过程中内能的减少量等于过程中内能的增加量，故D错误。
故选C。
11.答案：（1）bca（2）（3）ABC
解析：（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径；则图甲实验中的3个步骤，先后顺序是bca。
（2）1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
油膜面积为
则油酸分子的直径为
（3）A.甲使用了配制好但在空气中搁置了较长时间的油酸酒精溶液，则溶液的实际浓度变大，代入计算的浓度偏小，测得的1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏小，则测得的油酸分子直径偏小，故A正确；
B.乙在向水面滴入油酸酒精溶液时，未发现不慎滴入了两滴油酸酒精溶液，计算时的体积代入1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积，则测得的油酸分子直径偏小，故B正确；
C.丙在计算油膜面积时，把轮廓范围内不满的正方形都算成了一个，则油膜面积测量值偏大，测得的油酸分子直径偏小，故C正确；
D.丁同学在水面上撒入了过多的石膏粉，则油膜面积测量值偏小，测得的油酸分子直径偏大，故D错误。
故选ABC。
12.答案：（1）D（2）AB（3）（4）压强传感器与注射器之间的气体
解析：（1）A.本探究实验采用的方法是控制变量法，所以要保持实验过程中被封闭气体的质量和温度不变，而不是各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误；
B.由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误；
C.涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误；
D.当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。
故选D。
（2）由图像的特点可知，压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。
故选AB。
（3）对于理想气体状态方程
当气体的质量越大时，物质的量越大，常数C越大。根据
由于气体的温度不变，可知图像中图线的斜率正比于气体质量，则设a在横轴上的截距为x，则b在横轴上的截距为，则
（4）由图可知体积读数值比实际值大，根据
C为定值，则
如果实验操作规范正确，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。
13.答案：（1）1.5A（2）0.3N（3）
解析：（1）根据闭合电路欧姆定律，有
（2）导体棒受到的安培力
（3）对导体棒受力分析如图所示
将重力正交分得
根据平衡条件，有
代入数据得
14.答案：(1)；(2)(3)，
解析：(1)升压变压器输入的电流为
输电线上损失的功率为
输电线上通过的电流为
(2)输电线损失的电压为
(3)对于升压变压器，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系
对于升压变压器，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
解得
降压变压器原线圈两端的电压为
对于降压变压器，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
15.答案：(1)14cm(2)
解析：(1)左端封闭气体初始状态压强、长度分别为，
右管水平时，水银柱右端离右管口的距离设为d，则此时左端封闭气体的压强、长度分别为，
由玻意耳定律可得
解得
(2)左端封闭气体初始状态的温度为，设另一环境的热力学温度为。右管水银面离地面的竖直高度为22cm时，左端封闭气体的压强为
由查理定律可得
解得
则摄氏温度为