2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二下学期期中考试物理试题（解析版）

长郡中学2021——2022学年度高二第二学期期中考试

物理

时量75分钟   满分:100分

第Ⅰ卷选择题(共52分)

一、单选题(本题共8小题,每小题4分﹐共32分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)

1.如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象,下列说法正确的是

A.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的大小不同

B.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的相互吸引

C.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的无规则运动

D.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中

2.关于晶体和非晶体,下列说法中错误的是

A.晶体熔化时具有一定的熔点

B.一块均匀薄片,沿各个方向对它施加拉力,发现其强度一样,则此薄片一定是非晶体

C.一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同,则该球一定是单晶体

D.晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的

3.声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的特征。下列说法正确的是A.电吉他、电子琴发出的都是电磁波

B声波和电磁波都能引起鼓膜振动

C.电磁波都不能被人看见,声波都能被人听见

D.在空气中,电磁波的传播速度大于声波的传播速度

4.某种酒精测试仪应用二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是

A.U越小,表示c越大,c与U成反比

B.U越小,表示c越大,c与U不成反比

C.U越小,表示c越小,c与U成正比

D.U越大,表示c越大,c与U不成正比

5.如图所示,一根长为L的金属细杆通有电流时，水平静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。若电流和磁场的方向均不变,电流大小变为0.5I,磁感应强度大小变为4B,重力加速度为g。则此时金属细杆

A.电流方向垂直纸面向外

B.受到的安培力大小为2BILsin

C.对斜面压力大小变为原来的2倍

D.将沿斜面加速向上运动,加速度大小为gsin

6.如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd 中点的轴OO'以角速度w逆时针匀速转动。已知磁感应强度B—0.50 T,匀强磁场布满整个空间。线圈匝数N=100匝,边长Lab＝0.20 m,Lbc＝0.10 m,转速n=3 000 r/min。若以线圈平面与磁场夹角=30°时为计时起点,电动势的瞬时值的表达式为

7.信息时代,霍尔元件被广泛应用。如图所示,宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件，单位体积内自由电子数为n,电子电荷量为e。将它放在与之垂直的磁感应强度大小为B=B0sin wt的匀强磁场中。当恒定电流Ⅰ通过霍尔元件时,在它的前后两个侧面之间会产生交流电压,这样就实现了将直流输入转化为交流输出。在元件的前后两个侧面接入理想交流电压表(图中未画出),则电压表示数为

8.已知压敏电阻的受力面所受压力越小,其阻值越大,如图甲,将压敏电阻R平放在竖直升降电梯的轿厢内,受力面朝上,在其受力面放一质量为m物体,电梯静止时电压表示数为Uo;某段时间内电压表示数随时间变化图线如图乙,则

A.t1～t2时间内压敏电阻受力面所受压力恒定

B.t1～t2时间内电容器处于放电状态

C.t2之后电梯处于超重状态

D.t2之后电梯做匀变速运动

二.多选题(本题共4小题,每小题5分﹐共20分。每小题给出的四个选项中,有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,选错或不选的得0分)

9.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,dc平行于纵坐标轴,ab的延长线过原点,以下说法正确的是

A.从状态d到c ,气体内能不变

B从状态c到b ,气体对外界做正功

C.从状态a到d ,气体对外界做正功

D.从状态b到a ,气体不对外界做功,外界也不对气体做功

10.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,在D形盒边上的缝隙间放置一对中心开有小孔a、b的平行金属板M、N。每当带正电的粒子从a孔进入时,就立即在两板间加上恒定电压,经加速后从b孔射出﹐再立即撤去电压。而后进入D形盒中的匀强磁场,做匀速圆周运动。缝隙间无磁场,不考虑相对论效应和重力影响,则下列说法正确的是

A.D形盒中的磁场方向垂直纸面向里

B.粒子运动的周期不断变大

C.粒子每运动一周直径的增加量越来越小

D.增大板间电压,粒子最终获得的最大动能变大

11.半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内,一长为r,电阻为R的均匀直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心О,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下。在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器。直导体棒在水平外力作用下以角速度w绕О逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触,导轨电阻不计。下列说法正确的是

12.如图,导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电动势为e＝。并与理想升压变压器相连进行远距离输电,理想降压变压器的原,副线圈匝数比为4∶1,降压变压器副线圈接入一只“12 V  6 W”的灯泡,且灯泡正常发光,输电线路总电阻r=16 Ω，导线框及其余导线电阻不计,电表均为理想电表,则

A.电压表的示数为22 V

B.原线圈中交变电压的频率为100 Hz

C.当降压变压器副线圈再并联一只同样灯泡时,输电线上损失的功率减小

D.升压变压器的原,副线圈匝数之比为11: 25

第Ⅱ卷(共48分)

三.非选择题(本题共4小题﹐第13题8分,14题12分,15题12分,16题16分﹐共48分)

13.(8分)用油膜法估测分子直径的实验步骤如下:

A.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉

B.将1 mL纯油酸加入酒精中,得到2×10³ mL的油酸酒精溶液

C.把玻璃板放在方格纸上,计算出薄膜的面积S

D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积

E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓

F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径

(1)上述步骤中,正确的顺序是            (填步骤前的字母)。

(2)如图所示为描出的油膜轮廓,坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm,油膜的面积约为      （     ）m²。

(3)已知50 滴溶液的体积为2 mL,估算油酸分子的直径约为_ m(保留两位有效数字)。

14.(12分)如图所示,横截面积为S的导热汽缸竖直放置,其底部放有质量为m的空心小球,缸内用质量为m的活塞密封一定质量的理想气体,现在活塞上缓慢加上细沙,当沙的质量也为m时,小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的。现缓慢降低外界温度﹐使小球对缸底恰好无压力。已知外界大气压为p0、开始时外界热力学温度为T0,重力加速度大小为g ,求:

(1)小球对汽缸底部的压力恰好为其所受重力的时,气体的压强p;

(2)小球对汽缸底部恰好无压力时,气体的热力学温度T。

15.(12分)如图所示,在以O点为圆心,内外半径分别为R0和3R0的圆

环区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,一电荷量为＋q、质量为m的粒子从内圆上的A点进人入该区域,不计重力。

(1)如图,已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v1射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间;

(2)在图中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v2,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出﹐磁感应强度应小于多少?

16.(16分)如图所示,水平桌面上有两根光滑平行电阻不计的金属导轨，质量为3 kg、电阻为0.2Ω的金属棒ab垂直导轨放置,ab通过绝缘细绳绕过光滑的定滑轮和一个质量为2 kg 的小物块A相连,导轨间距L=1 m,导轨左端接有电阻R,R的阻值为0.2Ω,导轨虚线cd右侧有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B0＝l T,cd右侧导轨足够长,用手托住A使细绳恰好伸直但没有拉力，此时金属棒ab距离cd 的距离x=0.5 m,整个过程中金属棒和导轨保持良好接触且始终垂直,重力加速度取g=10 m/s²,现从静止开始释放物块A。

(1)求ab棒未进入磁场时细绳的拉力大小;

(2)求ab棒刚进人磁场瞬间细绳的拉力大小;

(3)如果金属棒进入磁场后经4 s速度达到最大,求这个过程整个电路产生的热量。