广东省深圳市高级中学高中园高二下学期期中物理试卷-A4

这是一份广东省深圳市高级中学高中园高二下学期期中物理试卷-A4，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法正确的是（ ）
A．飞虫停在水面上，是因为液体表面张力作用
B．布朗运动是液体分子的无规则运动
C．给自行车打气时需用力向下压活塞，是由于气体分子间斥力造成的
D．单晶体和多晶体的某些物理性质具有各向异性，而非晶体是各向同性的
2．分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图像如图所示，当时，引力和斥力大小相等，以下说法正确的是（ ）
A．时，随着分子间距离的增大，引力和斥力的合力逐渐减小
B．时，引力和斥力的合力最大
C．时，分子势能最大
D．时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐增大
3．如图所示，有两根长为、质量为的细导体棒、，被水平放置在倾角为的光滑斜面上，被水平固定在与在同一水平面的另一位置，且、平行。当两导体棒中均通有电流为的同向电流时，恰能在斜面上保持静止，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．两导体棒相互排斥
B．的电流在处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．若使下移，则可能保持静止
D．若使上移，则可能保持静止
4．如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（ ）
A．交流电的频率为0.2Hz
B．电流方向每秒改变10次
C．t=0.2s时，发电机线圈中的电流为零
D．发电机的电动势的有效值为
5．如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹，粒子重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子a带负电
B．粒子b的动能最大
C．粒子b在磁场中运动的时间最长
D．粒子c在磁场中运动时的向心力最大
6．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比：：5，电阻，D为理想二极管，原线圈接的交流电，则
A．交流电的频率为100Hz
B．通过的电流为A
C．通过的电流为A
D．变压器的输入功率为200W
7．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，匀质圆环总电阻为R，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，当导体棒转到A点时，有一带电微粒在电容器极板间恰好加速度为0。已知重力加速度为g，不计金属棒电阻及其它电阻和摩擦，不考虑电容器充放电对电路的影响，下列说法不正确的是（ ）
A．棒产生的电动势为
B．微粒的电荷量与质量之比为
C．电阻消耗的最小电功率为
D．电容器所带的最少电荷量为
二、多选题
8．为了研究电感现象，宇航员在空间站进行如图所示的研究。L为自感系数较大的电感线圈，且直流电阻不计；AB为两个完全相同的灯泡，且它们的额定电压均等于电源的电动势。则（ ）
A．合上K的瞬间，A先亮，B后亮
B．合上K的瞬间，A、B同时亮
C．断开K以后，B变得更亮，A缓慢熄灭
D．断开K后，A熄灭，B重新亮后再熄灭
9．电磁技术的应用非常广泛：图甲是磁流体发电机的原理图、图乙是回旋加速器的示意图、图丙是磁电式电流表的内部结构、图丁是利用电磁炉加热食物。下列说法正确的是（ ）
A．磁流体发电机的A板是电源的负极，B板是电源的正极
B．仅增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能不变
C．磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁驱动的原理
D．将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，可以增加锅具的发热功率
10．如图所示为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，两端电压分别为、，电流分别为、，降压变压器原、副线圈的数分别为、，两端电压分别为、，电流分别为、，升压变压器与降压变压器之间的输电线上的总电阻为R，变压器均为理想变压器，保持发电厂的输出电压不变，则下列说法正确的是（ ）

A．
B．
C．电路的输电效率为
D．电路的输电效率为
三、解答题
11．某同学进行了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在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（ ）
A．控制变量法
B．理想化模型法
C．极限思想法
D．等效替代法
(2)关于他的实验，下列操作正确的是（ ）
A．在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上
B．实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉（痱子粉或细石膏粉）撒在水面上
C．在油膜面积最大时快速将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上
(3)该同学在做实验时，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为A（每升酒精油酸溶液中有纯油酸A升），又用滴管测得N滴这种酒精油酸的总体积为V，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a的正方形小格的纸上（如图所示）测得油膜占有的小正方形个数为X。用以上字母表示油酸分子的直径 （用题中所给字母表示）。
(4)做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大，该情况的原因可能是（ ）
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴
12．甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
(1)如图（a），甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有______。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将A 线圈从 B线圈中拔出
(2)图b中，当磁铁向下插入线圈，灵敏电流表指针向 偏转（“左”或“右”）
(3)为确切判断B线圈中的感应电流方向，通过观察灵敏电流计 方向和 方向的关系；
(4)丙同学设计了如图（c）所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯 （选填“C”或“D”）短暂亮起。
(5)兴趣小组利用图图（c）装置分析磁体穿过整个线圈的过程中感应电流大小的变化，传感器显示的电流i随时间t变化的图像应该是 。
A．B．C．D．
13．如图（a）所示，竖直放置、开口向上的汽缸内用质量m=10kg的活塞封闭着一部分理想气体，活塞横截面积S=0.01m2，能无摩擦的滑动。初始时活塞处于静止状态，距离气缸底部的高度h1=9cm。若汽缸、活塞导热性好，气体温度始终保持不变，已知大气压强p0=1×105Pa，重力加速度g取10m/s2，求
(1)初始时刻气体的压强p1；
(2)将汽缸缓慢倒置后，如图（b）所示，活塞距气缸底部的高度h2。
14．CT技术是通过高能电子撞击目标靶，使目标靶辐射出X射线，进而对人体进行扫描取得信息的，其原理如图所示：半径为L的圆形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场和平行于纸面的匀强电场，水平放置的目标靶MN长为2L，目标靶左端点M、右端点N与磁场圆心O的距离相等，目标靶与O点的竖直距离为，右侧荧光屏PQ垂直圆直径CQ于Q点。从阴极逸出的电子（初速度可忽略），经电场加速后从C点瞄准圆心O沿着水平方向进入圆形电磁场区域，恰好击中荧光屏上的Q点，设电子的质量为m、电荷量为−e，电子枪的加速电压为U，不考虑电子重力及电子间的相互作用力，求：
(1)圆形区域内的电场的方向和电场强度E的大小；
(2)撤去圆形区域内的电场后，当电子枪的加速电压为U1时，电子恰好打在目标靶的M点上，求电压U1的值；
(3)撤去圆形区域内的电场后，改变电子枪的加速电压时，求电子从C点运动到目标靶上N点经历的时间t。
15．间距为l的平行光滑金属导轨MN、PQ水平段处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，导轨的弯曲段处在磁场之外，如图甲所示。导体棒a与b接入电路的有效电阻分别为R、2R。导体棒a的质量为m，b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弯曲段导轨上距水平段某一高度处由静止释放，刚进入磁场时导体棒a受到的安培力的大小为F，以导体棒a刚进入磁场时为计时起点，导体棒a的速度随时间变化的v－t图像如图乙所示（v0未知），运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，不计导轨电阻，重力加速度大小为g。求：
(1)导体棒a释放时距导轨水平段的高度h；
(2)导体棒b在0~t2这段时间内产生的内能。
参考答案
1．A【详解】A．飞虫停在水面上是因为液体表面存在张力，故A正确；
B．布朗运动是悬浮微粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．给自行车打气时需用力向下压活塞，是因为气体压强的原因，不是分子斥力的作用，故C错误；
D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故D错误。故选A。
2．D【详解】A．分子力随分子间的距离的变化而变化，当时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快，故分子力表现为引力，且引力和斥力的合力先增大后减小，故A错误；
B．分子间的引力和斥力同时存在，当分子间的距离时，引力等于斥力，分子力为零，故B错误；
CD．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的距离时，分子力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故当时，分子势能最小，故C错误、D正确。故选D。
3．D【详解】A．两导体棒中通有同向电流，相互吸引，选项A错误；
B．导体棒受支持力、重力和水平向右的安培力（同向电流相互吸引），处于平衡状态，根据平衡条件可得解得磁感应强度选项B错误；
CD．导体棒受重力、支持力和安培力，根据平衡条件可知，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示，假设下移后保持静止，根据平衡条件可知，安培力需要增大，而两导体棒间距增大会导致安培力减小，假设不成立，故下移后导体棒一定不能平衡；同理可得若使上移，有可能依然保持静止，选项C错误，D正确。故选D。
4．B【详解】A．由图乙可知，交流电的周期为，频率为，故A错误；
B．一个周期电流方向改变2次，1s有5个周期，故改变10次，故B正确；
C．时，线圈中的磁通量为零，磁通量的变化率最大，所以电动势和电流最大，故C错误；
D．发电机线圈转动的角速度为rad/s根据
解得发电机的电动势的有效值为V故D错误。故选B。
5．B【详解】A．根据左手定则可知，粒子a运动方向与四指指向相同，则粒子a带正电，故A错误；
BD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得可得
根据题图轨迹可知，粒子b圆周运动的半径最大，a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，则粒子b的速度最大，粒子b在磁场中运动时的向心力最大；根据可知，粒子b的动能最大，故B正确，D错误；
C．粒子在磁场中的运动周期为
可知a、b、c三个粒子在磁场中的运动周期相等，根据题图轨迹可知，粒子c圆弧对应的圆心角最大，则粒子c在磁场中运动的时间最长，故C错误。故选B。
6．C【详解】A．交流电的频率f==50HzA错误；
B．由表达式知原线圈电压有效值为220V，副线圈两端电压为50V，由于二极管的单向导电性，根据电流热效应所以R2的电压U=25V
通过R2的电流为A，通过R1的电流为2A，B错误，C正确；
D．副线圈消耗的功率输入功率等于输出功率，D错误。故选C。
7．C【详解】A．金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势A正确；
B．电容器两极板间电压等于电源电动势E，转到A点，带电微粒在两极板间处于静止状态，则
即B正确；
C．导体棒在转动时，转到A的对面时，外电路的最大电阻为
电阻R上消耗的最小功率C错误；
D．电容器所带的最小电荷量D正确。本题选不正确的，故选C。
8．BD【详解】AB．合上K的瞬间，自感系数很大的电感线圈阻碍电流增大，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，故A错误，B正确；
CD．合上K电流稳定后电感线圈相当于导线，B灯被短路，B熄灭，A灯更亮，断开K，A灯立即熄灭，线圈L中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过B灯，刚开始时电流比原来通过B灯的电流大，B闪亮一下后熄灭，故C错误，D正确。故选BD。
9．AB【详解】A．根据左手定则，满足正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故A正确；
B．粒子离开回旋加速器时动能最大，根据，可得
粒子获得的最大动能为
所以仅增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能不变，故B正确；
C．磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，是利用了电磁阻尼的原理，故C错误；
D．电磁炉使用交流电作为电源，则将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，锅具无法发热，故D错误。
故选AB。
10．AD【详解】AB．根据能量守恒定律，输电线损失的功率为
故A正确，B错误；
CD．电路的输电效率为故C错误，D正确。故选AD。
11．(1)B(2)A(3)(4)AC
【详解】（1）本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。
（2）A．在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。故A正确；
B．实验时应先把爽身粉（痱子粉或细石膏粉）撒在水面上，再滴油酸酒精溶液，这样就可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定。故B错误；
C．待油膜面积和形状稳定后再将油膜轮廓描绘在带格子的玻璃板上。故C错误。故选A。
（3）一滴溶液中含有地油酸体积为
油膜面积为
油酸分子的直径为
（4）A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，油酸体积偏大，所测的分子直径d明显偏大。故A正确；
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，油酸体积偏小，所测的分子直径d偏小。故B错误；
C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，油酸面积偏小，所测的分子直径d明显偏大。故C正确；
D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，会导致油酸体积偏小，所测的分子直径d偏小。故D错误。故选AC。
12．(1)C ；(2)左 ；(3) 灵敏电流计指针偏转方向 ；电流流入方向；(4) 负极； C ；（5） B
【详解】（1）断开开关时，线圈A中电流迅速减小，则线圈B中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量；
A．闭合开关， A线圈中的电流突然增大，则线圈B中的磁通量增大，故A错误；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，A线圈中的电流增大，则线圈B中的磁通量增大，故B错误；
C．开关闭合时将A线圈从线圈B中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故C正确。故选C。
（2）图b中，当磁铁向下插入线圈，线圈B中的磁通量增大，灵敏电流计指针向左偏转；
（3）[1] [2]判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系；
（4）[1]欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；
[2] 当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流
灯C短暂亮起。
（5）根据题意，由楞次定律可知，进入时电流方向与离开时电流方向相反，且离开线圈时速度比进入时速度大，即切割磁感线产生的感应电流要大。故选B。
13．(1)(2)
【详解】（1）对活塞进行受力分析，有初始时刻气体压强
（2）对活塞进行受力分析，有
由等温变化规律，有解得
14．(1)竖直向下，(2)(3)
【详解】（1）电子在电场中的加速过程解得
进入磁场区后，由左手定则可知洛伦兹力竖直向下，电子能沿直线打到Q点，所以电场力竖直向上，平衡洛伦兹力解得方向竖直向下。
（2）撤去圆形区域内的电场后，电子从C点射入磁场，沿OM直线射出磁场，设∠COM为θ，由几何关系知
即
设电子在磁场中的转动半径为r1，由几何关系知解得
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
加速电场中联立解得
（3）撤去圆形区域内的电场后，电子从C点射入磁场，沿ON直线射出磁场，设∠CON为α，由几何关系知
设电子在磁场中的转动半径为r2，由几何关系知解得
在磁场中，洛伦兹力提供向心力解得
电子在磁场中运动的周期
电子从C到N的总时间为
15．(1)(2)
【详解】（1）由题图乙可知，a棒刚进入磁场时的速度为v0，从开始下落到进入磁场，根据机械能守恒定律，有
mgh＝mv02
a棒切割磁感线产生的感应电动势E＝Blv0
根据闭合电路欧姆定律，感应电流I＝
a棒受到的安培力F＝BIl联立解得
（2）设b棒的质量为mb，两棒最终稳定速度为v′，以v0的方向为正方向，由v－t图线可知v′＝v0
a棒进入磁场后，a棒和b棒组成的系统动量守恒，有mv0＝（m＋mb）v′
解得mb＝2m
设a棒产生的内能为Qa，b棒产生的内能为Qb，根据能量守恒定律，有mv02＝（m＋mb）v′2＋Qa＋Qb
两棒串联，产生的内能与电阻成正比，则Qb＝2Qa解得