2024-2024学年物理人教版（2019）高二下学期期末复习综合练习题2 （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2 （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.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流和，且；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( )
A.a点B.b点C.c点D.d点
2.如图所示，在xOy坐标系第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在P点有一粒子源，P点坐标为（d，d）。打开粒子源发射装置，能够沿纸面以相同的速率向各个方向均匀发射带负电的粒子，粒子质量为m，电荷量为，速率。不计粒子重力及粒子间的相互作用力，M点坐标为（0，d），则下列说法正确的是( )
A.从x轴射出磁场的粒子数占总粒子数的
B.从OM之间射出磁场的粒子数占总粒子数的
C.到达x轴的粒子在磁场中运动的最短时间为
D.粒子在磁场中运动的最长路径与最短路径之比为9∶2
3.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺寸上的形貌。如图所示，为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场。出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )
A.B.
C.D.
4.两个完全相同的电阻不计的半圆形轨道竖直正对放置，轨道左右最高点与圆心等高，金属棒AB垂直两轨道水平放置，金属棒长与两轨道间距相等，空间存在竖直向下的匀强磁场（未画出）.金属棒在外力作用下沿轨道从左侧最高点向右侧最高点做匀速圆周运动，下列图像中能表示棒两端的电势差随时间t的变化关系的是( )
A.B.
C.D.
5.如图所示，挂在横梁上的A和B都是薄铝环，横梁可以绕中间的支点转动。手持磁铁将N极沿着A环圆心的轴线靠近或远离 （不接触、未穿过）A环，下列说法正确的是( )
A.将磁铁N极靠近A环的过程中，A环中感应电流的方向为顺时针方向
B.将磁铁靠近A环的过程中，A环被吸引
C.将磁铁靠近A环的过程中，磁场力对磁铁做正功
D.将磁铁远离A环的过程中，磁场力对磁铁做负功
6.燃油汽车启动时，火花塞产生电火花的简化电路如图所示，初级线圈回路中的电源电动势为12V，次级线圈回路中的火花塞的两个电极P、Q靠得很近。汽车启动时，开关不停地闭合、断开，次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏，使电极P、Q间产生电火花，点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是( )
A.开关闭合瞬间，P、Q间无电压
B.开关断开瞬间，火花塞会产生电火花
C.初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数
D.P、Q间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的
7.一个篮球的容积是5L。用打气筒给这个篮球打气，每打一次都把体积为200mL、压强与大气压相同的气体打进篮球内。如果在打气前篮球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同，篮球正常情况下，篮球内的气压最大为大气压的1.6倍，不然篮球会变形。若打气过程气体温度保持不变，则给此篮球打气的最多次数是( )
A.5次B.10次C.15次D.20次
8.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，最后变化到状态C，图像如图所示。已知该气体在状态B时的压强为。下列说法正确的是( )
A.过程气体对外做功200JB.过程气体吸热
C.过程气体压强增大D.状态A时的气体压强为
9.用不同波长的光照射光电管阴极探究光电效应的规律时，根据光电管的遏止电压与对应入射光的波长λ作出的图像如图所示。已知光电子的电荷量大小为e，光速为c，下列说法正确的是( )
A.该光电管阴极材料的逸出功大小为
B.当用波长的光照射光电管阴极时，光电子的最大初动能为
C.当用波长的光照射光电管的阴极时，不发生光电效应
D.当用波长的光照射光电管的阴极时，光电子的最大初动能与成正比
10.如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态，对于该过程，下列说法正确的是( )
A.气体对外做正功，内能逐渐减小
B.气体体积增大，分子势能总量增加
C.气体自由膨胀，内能保持不变
D.气体分子对左侧器壁的作用力保持不变
二、实验题（每空2分，共14分）
11.（6分）某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和柱塞间封闭着一段空气柱，空气柱的长度L可以从刻度尺读取，空气柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。缓慢地向下压或向上拉柱塞，保持空气柱的温度不变，测量空气柱的长度及对应的压强，得到如图乙所示的图像。

（1）为了更直观地处理数据，将图乙化曲为直，绘制了如图丙所示的拟合直线，则图丙的横坐标为________(填“”、“”、“”或“”)。
（2）本实验探究的是气体等温变化时压强p与体积V变化的规律，但测量时却测量了空气柱的长度L，用L代替V的理由是________。
A.空气柱的横截面积S恒定
B.空气柱的温度恒定
C.空气柱的压强恒定
（3）根据实验数据，得出的结论为________。
A.一定量的气体等温变化时，压强与体积成正比
B.一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比
C.一定量的气体等容变化时，压强与温度成正比
D.一定量的气体等容变化时，压强与温度成反比
12.（8分）“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；
③先往边长为的浅盘里倒入深的水；
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液；
⑤待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑥将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)在步骤__________前（填写步骤的标号）缺少一个步骤，请补充完整：__________；
(2)如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为，试求：
（i）油酸膜的面积是__________（结果保留三位有效数字）；
（ii）按以上实验数据估测出油酸分子的直径是__________m（结果保留两位有效数字）。
三、计算题（共3小题，共36分）
13.（10分）如图所示，质量的小物块，带有的电荷，放在倾角为的光滑绝缘斜面上，整个斜面置于的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时开始离开斜面，。求：
（1）物块带什么电？
（2）物块离开斜面时速度多大？
（3）斜面至少有多长？
14.（12分）按压式桶装水取水器是一种方便快捷的取水工具，其装置主要由气囊、按压手柄和出水管等部件构成，简化为如图所示，使用时，通过按压取水器顶部，可将气囊中压强为一个标准大气压的气体全部压入桶中且气体不回流。某次取水时，缓慢按压取水器顶部6次可恰好出水，测得出水管顶端到水面的距离，桶内水深，水桶总高度，初始时，桶内气体压强为。已知水桶的总容积为，标准大气压，水的密度，重力加速度g取。出水管及桶口部分体积可忽略，外部温度恒定，整个装置不漏气。求：
（1）恰好出水时，桶内气体的压强；
（2）气囊的容积。
15.（14分）如图所示，两足够长平行金属直导轨的间距，固定在同一水平面内，直导轨在左端点分别与两条半径的竖直圆弧固定导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场。长、质量、电阻的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量、电阻的均匀金属丝制成一个金属长方形HIJK，其长为1m，宽为0.5m，水平放置在两直导轨上，金属长方形的中心到两直导轨的距离相等，且HI与导轨平行。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属长方形的可能形变，金属棒、金属长方形均与导轨始终接触良好，取重力加速度。现将金属棒ab由静止释放，运动过程中金属棒始终不与金属长方形接触，求：
(1)金属棒刚越过MP时产生的感应电动势大小；
(2)金属长方形刚开始运动时的加速度大小；
(3)开始到稳定过程中金属长方形产生的焦耳热。
答案以及解析
1.答案：C
解析：两电流在该点的合磁感应强度为0，说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系，根据右手螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c，又，所以该点距远距近，所以是c点，故选项C正确，选项ABD错误.
2.答案：B
解析：A.粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得解得如图所示
可知从x轴射出磁场的粒子所对应的角度范围为90°，则从x轴射出磁场的粒子数占总粒子数的故A错误；
B.如图所示
由几何关系可知从OM之间射出磁场的粒子所对应的角度范围为30°，则从OM之间射出磁场的粒子数占总粒子数的故B正确；
C.如图所示
到达x轴的粒子中，当粒子到达P点正下方位对应圆心角最小，所用时间最短，则有故C错误；
D.如图所示
粒子在磁场中运动的最长路径对应的圆心角为360°，最短路径对应的圆心角为60°，可知粒子在磁场中运动的最长路径与最短路径之比为故D错误。故选B。
3.答案：A
解析：对于A图，出现扰动时，不管是上下振动还是左右振动，穿过紫铜薄板的磁通量都会变化。从而产生感应电流，感应电流的磁场阻碍薄板的振动。
4.答案：D
解析：设半圆形轨道圆心为O，半圆形轨道左侧顶点为C,设，根据右手定则，金属棒中的感应电动势方向，金属棒两端的电势差为，故ABC错误，D正确。
故选:D。
5.答案：D
解析：A.磁铁N极靠近A环的过程中，铝环磁通量向里增加，由楞次定律知，感应电流磁场向外，根据安培定则可知，A环中感应电流的方向为逆时针方向，故A错误；
B.磁铁N极靠近A环的过程中，铝环中产生感应电流，由楞次定律知，A环会远离磁铁，故B错误；
C.将磁铁靠近A环的过程中，两者相互排斥，磁场力对磁铁做负功，故C错误；
D.同理，将磁铁远离A环的过程中，A环磁通量减小，由楞次定律知，两者会相互吸引，磁场力对磁铁做负功，故D正确。
故选D。
6.答案：B
解析：A.闭合开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，P、Q间有电压，故A错误；
B.断开开关的瞬间，初级线圈的电流发生变化，铁芯内的磁通量发生变化，次级线圈产生高电压，火花塞会产生电火花，故B正确；
C.根据变压器电压比等于匝数比有
可知，为了使次级线圈产生高电压，初级线圈的匝数应远小于次级线圈的匝数，故C错误；
D.P、Q间的高压是由于互感现象产生的，故D错误。
故选B。
7.答案：C
解析：忽略温度的变化，视为等温变化，研究全部气体，设大气压强为，根据玻意耳定律有代入数据得
解得次故选C。
8.答案：A
解析：C.根据理想气体状态方程，变形得，可知图像的斜率表示压强，根据图像可知斜率不变，所以过程气体压强不变，故C错误;
A.过程气体压强不变，体积变大，对外做功，则有，代入数据解得，负号表示气体对外做功，故A正确。
B.气体从状态A到状态B温度不变，内能不变，体积减小，外界对气体做功根据热力学第一定律，可知气体放热，故B错误;
D.从状态A变化到状态B，气体发生等温变化，根据玻意尔定律可得，解得，故D错误。
9.答案：B
解析：A.根据
则有
结合图像可知当横坐标为a时，纵坐标为0，即有
解得
A错误；
B.根据图像，结合上述有
解得
当用波长的光照射光电管阴极时，即有
则有
B正确；
C.根据上述可知，极限波长为
波长越短，频率越大，则当用波长的光照射光电管的阴极时，能够发生光电效应，C错误；
D.当用波长的光照射光电管的阴极时，根据
可知，光电子的最大初动能与成线性关系，不成正比，D错误。
故选B。
10.答案：C
解析：AC.绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，，稀薄气体向真空扩散没有做功，，根据热力学第一定律可知，内能不变，故A错误，C正确；
BD.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变，分子动能不变，则分子势能不变，稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小，气体分子对左侧器壁的作用力减小，故CD错误；
故选C。
11.答案：（1）（2）A（3）B
解析：（1）根据理想气体状态方程有
可得
（2）气体的体积
其中S为空气柱的横截面积，由于空气柱的横截面积S不变，所以用L代替V。
故选A。
（3）根据实验数据，得出的结论为一定量的气体等温变化时，压强与体积成反比.
故选B。
12.答案：(1)④;将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
(2)135;
解析：（1）在步骤④前缺少一个步骤，该步骤是：将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。
（2）（i）图中油膜轮廓中大约有135个小方格，则油酸膜的面积为
（ii）1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
13.答案：（1）负电（2）（3）1.2m
解析：（1）由题意可知：滑到某一位置时开始离开斜面，则小滑块受到的安培力垂直斜面向上。
根据左手定则可得：小滑块带负电。
（2）当物体离开斜面时，弹力为零，因此有
故
（3）由于斜面光滑，物体在离开斜面之前一直做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动的速度位移公式得
解得
14.答案：（1）
（2）0.165L
解析：（1）由题意可得，恰好出水时桶内的压强为
代入数据解得
（2）把6次由压缩气囊打进桶内的气体和桶内原有气体视为研究对象，设气囊容积为，，则，，
由玻意耳定律
联立以上各式解得
15.答案：(1)1.5V
(2)
(3)1.2J
解析：（1）金属棒由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有
解得
金属棒刚越过MP时产生的感应电动势大小为
解得
（2）根据题意可知，金属长方形在导轨间两段金属丝并联接入电路中，轨道外侧的金属丝被短路，由几何关系可得每段接入电路的金属丝阻值
整个回路的总电阻
金属棒刚越过MP时，通过金属棒的感应电流
对金属长方形由牛顿第二定律有
解得
（3）根据题意，结合上述分析可知，金属长方形和金属棒所受的安培力等大反向，由动量守恒定律有
由能量守恒可知回路中产生的总焦耳热
由串并联知识得金属长方形产生的焦耳热
解得