精品解析：江苏省海州高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

海州高级中学2023-2024学年度第二学期期中学情调查考试 高二物理试题 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列有关物理知识的应用，解释不正确的是（　　） A. 手机通过电磁感应式无线充电，送电线圈与受电线圈之间传输能量是利用互感原理 B. 灵敏电流计在运输过程中总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动 C. 野外三条高压输电线上方还有两条导线与大地相连，是利用静电屏蔽 D. 电磁炉无需明火，而在金属锅体直接产生烹饪所需的热，是利用涡流的热效应 2. 下列说法正确的是（　　） A. 变化的磁场不能产生电场 B. 变化的电场一定能产生电磁波 C. 电磁波是横波 D. 麦克斯韦证实了电磁波的存在 3. 如图所示是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显 C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 图示为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹 4. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性如图所示），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A. 环中将产生俯视顺时针的感应电流 B. 环对桌面的压力将减小 C. 环有面积减少的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 5. 如图所示，某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑行，该地磁场水平分量由南到北，竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质，辐条也为金属材质，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是（图中B点在轮轴，A点在轮缘）（　　） A. 图所示辐条中A点电势低于B点电势 B. 图所示辐条中A点电势高于B点电势 C. 自行车左右把手中电势相等 D. 自行车左把手电势低于右把手电势 6. 如图，弹簧测力计下挂有一单匝正方形线框，线框边长为L，质量M，线框上边水平且处于垂直纸面向内的匀强磁场中，线框通有如图方向电流，且线框处于静止状态，若此时弹簧测力计示数大小为F，已知该线框单位长度自由电子个数为n，重力加速度为g，则电子定向移动对应的洛伦兹力大小为（　　） A. F-Mg B. Mg-F C. D. 7. 一矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　） A. 在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B. 在t=0.2s和t=0.4s时，电动势方向发生改变 C. 电动势的最大值是50V D. 在t=0.4s时，磁通量的变化率最大，为3.14Wb/s 8. 氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A. 在②状态下，分子速率小的分子占比相对较大 B. 两种状态氧气分子的平均速率相等 C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D. ①状态的温度比②状态的温度低 9. 传感器是把非电学量 如速度、温度、压力等 的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况．当测得电容值减小，可以确定h将 　　 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 10. 在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（　　） A. 电路中的磁场能在增大 B. 流过M点的电流方向向左 C. 电路中电流正在增加 D. 电容器两板间的电压在减小 11. 如图所示，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP的长度为2L，导体棒OP、电阻R1、电阻R2的阻值都为R0，电路中的其他电阻不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动，O点恰好为金属圆环的圆心，转动平面内还有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。对金属棒OP转动一周的过程，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R1两端的电压为 B. 电阻R1上产生的焦耳热为 C. 通过电阻R1的电荷量为 D. 导体棒两端的电势差为 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL； （2）油膜的面积为___________cm2； （3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字） （4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。 （5）甲、乙、丙三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。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（ ） A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 13. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电阻为r，长为L1，宽为L2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求： （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式： （2）转动一圈电阻产生的焦耳热。 14. 回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0。一束该粒子在时间内从A处均匀地飘入狭缝，不考虑粒子间的相互作用。求： （1）所加交流电源的频率； （2）出射粒子的动能Ek。 15. 如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为2m的重物，另一端系一质量为m、电阻为R的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值也为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦和接触电阻，重力加速度为g，求： （1）重物匀速下降的速度v； （2）重物从释放到下降h的过程中，通过电阻R的电荷量q； （3）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR。 16. 如图所示，xOy平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方充满竖直向下的匀强电场（图中未画出），其他部分无电场。从P点水平向右向电场内发射一个比荷为的带电粒子，粒子的速度大小为v0，仅在电场中运动时间t，从x轴上的N点与x轴正方向成α角（未知）斜向下进入磁场，之后从原点O第一次回到电场。已知P、N两点间的电势差，忽略边界效应，不计粒子受到的重力。求： （1）粒子第一次通过N点的速度大小v及角度α； （2）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）粒子从P点发射求第5次通过x轴时的位置x和时间t′。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海州高级中学2023-2024学年度第二学期期中学情调查考试 高二物理试题 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列有关物理知识的应用，解释不正确的是（　　） A. 手机通过电磁感应式无线充电，送电线圈与受电线圈之间传输能量是利用互感原理 B. 灵敏电流计在运输过程中总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动 C. 野外三条高压输电线上方还有两条导线与大地相连，是利用静电屏蔽 D. 电磁炉无需明火，而在金属锅体直接产生烹饪所需的热，是利用涡流的热效应 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，利用的是互感原理；选项A正确 B．运输过程中的震动颠簸，可能会损坏指针、线圈、游丝，短路后，产生感应电流，据楞次定律，产生电磁阻尼，减轻指针、线圈、游丝的摆动，选项B错误； C．野外三条高压输电线上方还有两条导线与大地相连，两者电势差为零，打雷时，对高压线没有危害，构成屏蔽，选项C正确； D．电磁炉的工作原理是利用交变电流使锅体的磁通量变化，产生交变电流，利用的是涡流的热效应，选项D正确。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 变化的磁场不能产生电场 B. 变化的电场一定能产生电磁波 C. 电磁波是横波 D. 麦克斯韦证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场周围空间激发出电场，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的电场激发出恒定的磁场，该磁场不能够激发出电场，此时不能产生电磁波，故B错误； C．电磁波是横波，故C正确； D．赫兹证实了电磁波的存在，故D错误。 故选C。 3. 如图所示是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显 C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 图示为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹 【答案】B 【解析】 【详解】A．液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误； B．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确； C．悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误； D．题图的折线是每隔一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误。 故选B。 4. 如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，在它圆心正上方有一条形磁铁（极性如图所示），当条形磁铁下落时，可以判定（　　） A. 环中将产生俯视顺时针的感应电流 B. 环对桌面的压力将减小 C. 环有面积减少的趋势 D. 磁铁将受到竖直向下的电磁作用力 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，由于条形磁铁下部极性为N极，可以确定环中感应电流的方向是逆时针的，故A错误； BC．磁铁向下移动，穿过环中的磁通量增大，根据楞次定律可知，环有面积减少的趋势和向后退的趋势，则环对桌面的压力将增大，故B错误，C正确； D．根据力的作用是相互的可知，磁铁将受到竖直向上的电磁作用力，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，某同学在校园内沿一条直线跑道从东往西骑行，该地磁场水平分量由南到北，竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质，辐条也为金属材质，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是（图中B点在轮轴，A点在轮缘）（　　） A. 图所示辐条中A点电势低于B点电势 B. 图所示辐条中A点电势高于B点电势 C. 自行车左右把手中电势相等 D. 自行车左把手电势低于右把手电势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．辐条切割水平方向磁场分量，根据右手定则可知A点电势低于B点电势，A正确，B错误； CD．自行车车把切割竖直方向磁场分量，根据右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势，CD错误； 故选A。 6. 如图，弹簧测力计下挂有一单匝正方形线框，线框边长为L，质量M，线框上边水平且处于垂直纸面向内的匀强磁场中，线框通有如图方向电流，且线框处于静止状态，若此时弹簧测力计示数大小为F，已知该线框单位长度自由电子个数为n，重力加速度为g，则电子定向移动对应的洛伦兹力大小为（　　） A. F-Mg B. Mg-F C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】线框受到竖直向下的重力、竖直向上的安培力和弹力，则有 而线框中的安培力是由nL个电子受到的洛伦兹力的合力，所以 解得 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. 一矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　） A. 在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B. 在t=0.2s和t=0.4s时，电动势方向发生改变 C. 电动势的最大值是50V D. 在t=0.4s时，磁通量的变化率最大，为3.14Wb/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．在t=0.1s和t=0.3s时磁通量最大，感应电动势为零，故A错误； B．在t=0.2s和t=0.4s时，磁通量为零，感应电动势、感应电流最大，电动势方向不发生改变，故B错误； C．电动势的最大值为 故C错误； D．在t=0.4s时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，即 故D正确。 故选D。 8. 氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示某一速率的分子数占总分子数的百分比，由图可知（　　） A. 在②状态下，分子速率小的分子占比相对较大 B. 两种状态氧气分子的平均速率相等 C. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大 D. ①状态的温度比②状态的温度低 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．由题图可知，②中图线“腰粗”，则速率大的分子占据的比例较大，则说明②对应的平均速率较大，故②对应的温度较高，则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率小的占比相对较小，故AB错误，D正确； C．由题图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减小，故C错误。 故选D。 9. 传感器是把非电学量 如速度、温度、压力等 的变化转换成电学变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图所示是一种测量液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体之间形成一个电容器，从电容大小的变化就能反映液面的升降情况．当测得电容值减小，可以确定h将 　　 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 【答案】B 【解析】 【详解】改变液面高度时只改变了正对面积,若电容C减小时，根据电容的决定式分析可知，正对面积应减小，则知，液面高度h减小，故B正确，ACD错误； 【点睛】金属芯线与导电液体形成一个电容器，液面高度h变化相当于正对面积变化，根据电容的决定式分析电容的变化与高度间的关系． 10. 在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（　　） A. 电路中的磁场能在增大 B. 流过M点的电流方向向左 C. 电路中电流正在增加 D. 电容器两板间的电压在减小 【答案】B 【解析】 【详解】AC．因该时刻电容器正在充电，则电流逐渐减小，电路中的磁场能在减小，故AC错误； B．该时刻电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，则充电时流过M点的电流方向向左，故B正确； D．充电时，电容器两板间的电压在增大，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP的长度为2L，导体棒OP、电阻R1、电阻R2的阻值都为R0，电路中的其他电阻不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动，O点恰好为金属圆环的圆心，转动平面内还有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。对金属棒OP转动一周的过程，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R1两端的电压为 B. 电阻R1上产生的焦耳热为 C. 通过电阻R1的电荷量为 D. 导体棒两端的电势差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体棒接入电路部分产生的电动势为 回路的总电阻为 回路中的总电流为 电阻R1两端的电压为 故A错误； B．电阻R1产生的焦耳热为 故B错误； C．通过R1电阻的电荷量为 故C错误； D．导体棒两端的电势差为 故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL； （2）油膜的面积为___________cm2； （3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字） （4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。 （5）甲、乙、丙三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。其中会导致所测的分子直径d偏小的是（ ） A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些 B.乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小 C.丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些 【答案】 ①. 2.5×10-6 ②. 35 ③. 7×10-10 ④. 先变大后变小 ⑤. A 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 一滴溶液中含纯油的体积 （2）[2] 由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为 （3）[3] 油酸分子的直径约为 （4）[4] 从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。 （5）[5]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由 导致所测的分子直径d偏小，A正确； B．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由 导致所测的分子直径d偏大，B错误； C．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由 导致所测的分子直径d偏大，C错误。 故选A。 13. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，电阻为r，长为L1，宽为L2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求： （1）从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式： （2）转动一圈电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）图示位置的感应电动势最大 从图示位置计时感应电动势的瞬时值表达式为 （2）感应电动势的有效值为 感应电流为 转动一圈电阻产生的焦耳热为 14. 回旋加速器的工作原理如图甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U0。一束该粒子在时间内从A处均匀地飘入狭缝，不考虑粒子间的相互作用。求： （1）所加交流电源的频率； （2）出射粒子的动能Ek。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）狭缝内所加交变电流的频率应等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的频率，即 （2）出射粒子的动能为 所以 15. 如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为2m的重物，另一端系一质量为m、电阻为R的金属杆。在竖直平面内有间距为L的足够长的平行金属导轨PQ、EF，在QF之间连接有阻值也为R的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦和接触电阻，重力加速度为g，求： （1）重物匀速下降的速度v； （2）重物从释放到下降h的过程中，通过电阻R的电荷量q； （3）重物从释放到下降h的过程中，电阻R中产生的焦耳热QR。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）重物匀速下降时，设细线对金属棒的拉力为T，金属棒所受安培力为F，对金属棒，根据平衡条件可得 对重物，根据平衡条件可得 联立可得 （2）重物从释放到下降h的过程中，通过电阻R的电荷量为 （3）重物从释放到下降h的过程中，回路产生的焦耳热为 电阻R中产热 16. 如图所示，xOy平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方充满竖直向下的匀强电场（图中未画出），其他部分无电场。从P点水平向右向电场内发射一个比荷为的带电粒子，粒子的速度大小为v0，仅在电场中运动时间t，从x轴上的N点与x轴正方向成α角（未知）斜向下进入磁场，之后从原点O第一次回到电场。已知P、N两点间的电势差，忽略边界效应，不计粒子受到的重力。求： （1）粒子第一次通过N点的速度大小v及角度α； （2）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B； （3）粒子从P点发射求第5次通过x轴时的位置x和时间t′。 【答案】（1）2v0，60°；（2），；（3）3v0t， 【解析】 【详解】（1）对粒子从P点到N点的运动过程，根据动能定理有 解得 所以 （2）粒子在电场中做类平抛运动，则 所以 在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示 由洛伦兹力提供向心力有 联立解得 （3）粒子从P点发射第5次通过x轴时的位置x为 粒子在磁场中运动的周期为 第5次通过x轴时的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $