内容正文:
JPGZ2023~2024学年度下学期高二期中考试试卷
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修第二册,选择性必修第三册第一、二、三章。
一、选择题(本题共12小题,共52分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分,第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于传感器及其应用,下列说法正确的是( )
A. 烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B. 传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C. 电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D. 电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
2. 下列说法正确的是( )
A. 甲图中夏天涂抹香水后香味更明显是布朗运动的结果
B. 乙图中的水黾可以停在水面,是因为水具有浮力
C. 丙图中天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品依然是晶体
D. 丁图中的左侧水与玻璃浸润,右侧水银与玻璃不浸润
3. 如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路,某时刻电路中正形成如图所示方向的电流,此时电容器的上极板带正电,下极板带负电,则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯,则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离,则发射电磁波的波长变小
4. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分子间的作用力,下列说法正确的是( )
A. 从到分子间引力、斥力都在减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小
5. 如图所示,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=20cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=3Ω,管内磁场的磁感应强度B的B-t图象如图所示(以向右为正方向),下列说法错误的是( )
A. 通过电阻R的电流方向是从C到A
B. 电阻R两端的电压为4V
C. 感应电流的大小为1A
D. 0-2s内通过R的电荷量为2C
6. 如图甲所示,一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场,最后落到地板上,此过程中,M在水平方向的分速度一直向右;如图乙所示,一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入水平向右的匀强电场,最后落到地板上。甲、乙两图,桌面离地的高度相同,两球的质量和电荷量均相同,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. M的落地时间比N长
B. M的落地速度比N大
C. M在水平方向的分速度越来越小,N在水平方向的分速度越来越大
D. 落地时M、N的速度方向可能相同
7. 如图所示为一定质量理想气体的状态沿的顺序做循环变化的图像。若用或图像表示这一循环,T为热力学温度,图中表示可能正确的选项是( )
A. B. C. D.
8. 利用质谱仪测量氢元素的同位素,如图所示,让氢元素的三种同位素氕、氘、氚(、、)的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线,以下说法正确的是( )
A. a质谱线对应的是氚离子
B. 进入磁场时,氕、氘、氚速率相等
C. 进入磁场时,氕离子的动量最大
D. 氕、氘、氚在磁场中运动的时间相等
9. 教室内的气温会受到室外气温的影响,如果教室内上午10时的温度为15℃,下午2时的温度为25℃,假设大气压强无变化,则下午2时与上午10时相比较,教室内的( )
A. 空气分子密集程度减小 B. 空气分子的平均速率增大
C. 空气分子的速率都增大 D. 空气质量增大
10. 如图所示,导热性能良好、质量为m的汽缸开口向下倒立在水平地面上,缸壁靠近开口处有一小孔可与大气连通,缸内一根劲度系数为k的轻弹簧直立在地面上,一端与地面接触,另一端与质量为的活塞接触,此时弹簧的压缩量为,活塞离缸底的距离为d,活塞的横截面积为S。不计活塞厚度,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,环境温度为T0,大气压强恒为,重力加速度为g。则( )
A. 初始时缸内封闭气体的压强大小为
B. 初始时缸内封闭气体的压强大小为
C. 当环境温度缓慢增大到时,汽缸上升高度
D. 当环境温度缓慢增大到时,汽缸上升高度
11. 实验小组组装一台简易发电机,如图所示,半径为r=10cm的圆形线圈共计25匝,置于磁感应强度的匀强磁场中,线圈围绕垂直磁场的转轴匀速转动,转速n=50转/秒,线圈电阻r0=5Ω,外接电阻R=15Ω,不计导线电阻,从线圈平面与磁场垂直开始计时,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电动势表达式为
B. t=0时产生的电流瞬时值最大
C. 使线圈匀速转动2s内外力做功为250J
D. 外电阻1s内产生的热量为750J
12. 某小型发电站发电机输出的交流电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为5Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失的功率为输电功率的1%,则发电站需安装一升压变压器将交流电升压,远距离输电后再通过降压变压器降压为220V供用户使用。已知两个变压器均为理想变压器,则对整个送电过程,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的匝数比为1∶10
B. 降压变压器的匝数比为10∶1
C. 通过降压变压器副线圈的电流为110A
D. 降压变压器的输入电压为4950V
二、实验题(本题共2小题,共14分)
13. 某同学用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有:一个绕向未知的线圈,一个条形磁铁,一只多用电表,导线若干。
(1)在使用多用电表时,该同学应该先调节____(填“a”“b”或“c”),使指针指在左端零刻度线处。然后,该同学想使用10mA的挡位,应该调节____(填“a”“b”或“c”),并将多用电表和线圈按图甲连接。
(2)实验中发现条形磁铁插入得越快,多用电表的指针偏角____(填“越大”或“越小”);为了使条形磁铁N极向下插入线圈时,多用电表的指针向右偏转,导线的缠绕方向应和图乙中的____(填“A”或“B”)相同。
14. 在估测油酸分子大小实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0mL注入500mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为______,求得的油酸分子直径为______m(此空保留一位有效数字)。
(2)若阿伏加德罗常数为,油酸的摩尔质量为M,油酸的密度为。则下列说法正确的是______。
A. 1kg油酸所含有分子数为 B. 油酸所含分子数为
C. 1个油酸分子质量为 D. 油酸分子的直径约为
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较,数据都偏大。对于出现这种结果的原因,可能是由于______。
A. 在求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数少记了2滴
B. 计算油酸面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开
三、计算题(本题共3小题,共计34分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m,电荷量为q的带电粒子从P点沿半径PO方向进入匀强磁场中,从圆周上A点离开磁场,测得P到A的距离为。粒子最终落在磁场右侧的竖直屏上的Q点(图中未画出),屏到圆心O的距离为,粒子重力不计。求:
(1)该粒子的速度大小;
(2)该粒子从P点到Q点的运动时间。
16. 如图所示,绝热气缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸间摩擦忽略不计,活塞下部空间与外界连通,气缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T,活塞距离气缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,气缸横截面积为S,重力加速度为g,求:
(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;
(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降,求此时的温度;
(3)此加热过程中,若气体内能增量为,求气体吸收热量。
17. 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,两导轨间的距离为。导轨上垂直放置两导体棒ab、cd构成闭合回路,两导体棒ab、cd的质量分别为、,长度均为,电阻均为,其余部分电阻不计。在整个导轨所在平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。初始时,两导体棒均在导轨上静止不动,某时刻给导体棒ab沿导轨水平向右的初速度,若两棒初始时相距足够远,运动全程中两棒始终不相遇,则当两棒速度最终稳定时,求:
(1)两棒最终的速度大小;
(2)全过程导体棒ab产生的焦耳热;
(3)全过程电路中通过电荷量及两棒间的距离变化量。
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JPGZ2023~2024学年度下学期高二期中考试试卷
物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修第二册,选择性必修第三册第一、二、三章。
一、选择题(本题共12小题,共52分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分,第9~12题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 关于传感器及其应用,下列说法正确的是( )
A. 烟雾散射式火灾报警器都是利用温度传感器来工作的
B. 传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的
C. 电子秤所使用的测力装置是红外线传感器
D. 电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
【答案】B
【解析】
【详解】A.烟雾散射式火灾报警器都是利用光的漫反射,从而触发开关报警,故A错误;
B.传感器一般是把非电学量转化为电学量来工作的,故B正确;
C.电子秤所使用测力装置是力传感器,故C错误;
D.电熨斗通过双金属片温度传感器来控制温度,故D错误。
故选B。
2. 下列说法正确的是( )
A. 甲图中夏天涂抹香水后香味更明显是布朗运动的结果
B. 乙图中的水黾可以停在水面,是因为水具有浮力
C. 丙图中天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品依然是晶体
D. 丁图中的左侧水与玻璃浸润,右侧水银与玻璃不浸润
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中夏天涂抹香水后香味更明显的原因是温度越高,分子热运动越剧烈,故A错误;
B.乙图中的水黾可以停在水面,是因为水具有表面张力,故B错误;
C.丙图中天然石英熔化后再凝固制成的石英玻璃物品是非晶体,故C错误;
D.丁图中的左侧水与玻璃浸润,右侧水银与玻璃不浸润,故D正确。
故选D。
3. 如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路,某时刻电路中正形成如图所示方向的电流,此时电容器的上极板带正电,下极板带负电,则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯,则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离,则发射电磁波的波长变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,电容器正在充电,则电流正在减小,即线圈中的磁场向上且正在减弱,A错误;
B. 电容器正在充电,则电容器中的电场向下且正在增强,B错误;
C.若在线圈中插入铁芯,则自感系数L变大,根据
可知,发射电磁波的频率变小,C错误;
D.若增大电容器极板间的距离,根据
可知C减小,根据
则发射电磁波的频率变大,波长变小,D正确。
故选D。
4. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分子间的作用力,下列说法正确的是( )
A. 从到分子间引力、斥力都在减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.从到分子间引力、斥力都在增加,但斥力增加得更快,故A错误;
B.由图可知,在时分子力为零,故从到分子力的大小先增大后减小再增大,故B错误;
C.分子势能在时分子势能最小,故从到分子势能一直减小,故C错误;
D.从到分子势能先减小后增大,故分子动能先增大后减小,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=20cm2,螺线管导线电阻r=1Ω,电阻R=3Ω,管内磁场的磁感应强度B的B-t图象如图所示(以向右为正方向),下列说法错误的是( )
A. 通过电阻R的电流方向是从C到A
B. 电阻R两端的电压为4V
C. 感应电流的大小为1A
D. 0-2s内通过R的电荷量为2C
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左,那么通过电阻R的电流方向是从C到A,故A正确,不符合题意;
C.根据法拉第电磁感应定律有
代入数据解得
E=1000×2×20×10-4V=4V
由闭合电路欧姆定律得
所以感应电流的大小是恒定的,故C正确,不符合题意;
B.电阻R两端的电压为
U=IR=1×3V=3V
故B错误,符合题意;
D.0-2s内通过R的电荷量为
q=It=2C
故D正确,不符合题意。
故选B。
6. 如图甲所示,一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场,最后落到地板上,此过程中,M在水平方向的分速度一直向右;如图乙所示,一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出,离开桌面后进入水平向右的匀强电场,最后落到地板上。甲、乙两图,桌面离地的高度相同,两球的质量和电荷量均相同,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. M的落地时间比N长
B. M的落地速度比N大
C. M在水平方向的分速度越来越小,N在水平方向的分速度越来越大
D. 落地时M、N的速度方向可能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.M在下落过程中,在竖直方向,要受重力和洛伦兹力竖直向下分力共同作用,加速度大于重力加速度,N在下落过程中,在竖直方向,只受重力的作用,加速度等于重力加速度,下落的高度相同,初速度都为0,M的落地时间比N短,A错误;
B.根据动能定理得
解得
B错误;
CD.M在下落过程中,洛伦兹力斜向左下方,重力竖直向下,水平方向减速,落地时水平方向的分速度小于v0,N在下落过程中,电场力水平向右,重力竖直向下,水平方向加速,落地时水平方向的分速度大于v0,落地时,M在竖直方向的分速度大于N在竖直方向的分速度,落地时M、N的速度方向不可能相同,C正确,D错误。
故选C。
7. 如图所示为一定质量理想气体的状态沿的顺序做循环变化的图像。若用或图像表示这一循环,T为热力学温度,图中表示可能正确的选项是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由理想状态方程
可知,为等容变化,为等压变化,为等温变化,故只有A正确。
故选A。
8. 利用质谱仪测量氢元素的同位素,如图所示,让氢元素的三种同位素氕、氘、氚(、、)的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场,加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,最后打在照相底片D上,形成a、b、c三条质谱线,以下说法正确的是( )
A. a质谱线对应的是氚离子
B. 进入磁场时,氕、氘、氚速率相等
C. 进入磁场时,氕离子的动量最大
D. 氕、氘、氚在磁场中运动的时间相等
【答案】A
【解析】
【详解】AD.在磁场中
解得
氕、氘、氚三种离子电量相等,氚离子质量最大,所以氚离子做圆周运动半径和周期最大,在磁场中运动的时间最长,对应的质谱线是,选项A正确,D错误;
BC.根据动能定理有
进入磁场时动量为
因为氕、氘、氚三种离子电量相等,所以进入磁场时,动能相等,而质量不同,氕、氘、氚速率不同,氚离子质量最大,所以进入磁场时,氚离子动量最大,选项BC错误。
故选A。
9. 教室内的气温会受到室外气温的影响,如果教室内上午10时的温度为15℃,下午2时的温度为25℃,假设大气压强无变化,则下午2时与上午10时相比较,教室内的( )
A. 空气分子密集程度减小 B. 空气分子的平均速率增大
C. 空气分子的速率都增大 D. 空气质量增大
【答案】AB
【解析】
【详解】温度升高,气体分子的平均速率增大,平均每个分子对器壁的冲击力将增大,但气体压强未改变,可见单位体积内的分子数一定减小,空气质量减小。
故选AB。
10. 如图所示,导热性能良好、质量为m的汽缸开口向下倒立在水平地面上,缸壁靠近开口处有一小孔可与大气连通,缸内一根劲度系数为k的轻弹簧直立在地面上,一端与地面接触,另一端与质量为的活塞接触,此时弹簧的压缩量为,活塞离缸底的距离为d,活塞的横截面积为S。不计活塞厚度,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,环境温度为T0,大气压强恒为,重力加速度为g。则( )
A. 初始时缸内封闭气体的压强大小为
B. 初始时缸内封闭气体的压强大小为
C. 当环境温度缓慢增大到时,汽缸上升高度
D. 当环境温度缓慢增大到时,汽缸上升高度
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设缸内封闭气体的压强大小为p1,对活塞研究,根据力的平衡有
解得
故A正确,B错误;
CD.当汽缸上升高度时,设缸内封闭气体压强为p2,对汽缸研究,根据力的平衡有
解得
设此时弹簧的压缩量为x,对活塞研究,根据力的平衡有
解得
因此温度升高后,活塞离缸底的高度为
设升高后环境温度为T,根据理想气体状态方程有
解得
故C错误,D正确。
故选AD。
11. 实验小组组装一台简易发电机,如图所示,半径为r=10cm的圆形线圈共计25匝,置于磁感应强度的匀强磁场中,线圈围绕垂直磁场的转轴匀速转动,转速n=50转/秒,线圈电阻r0=5Ω,外接电阻R=15Ω,不计导线电阻,从线圈平面与磁场垂直开始计时,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电动势表达式为
B. t=0时产生的电流瞬时值最大
C. 使线圈匀速转动2s内外力做功为250J
D. 外电阻1s内产生的热量为750J
【答案】AC
【解析】
【详解】A.线框中感应电动势表达式为
故A正确;
B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大,感应电动势、感应电流为零,故B错误;
C.感应电动势的有效值为
所以线圈匀速转动2s内外力做功为
故C正确;
D.外电阻1s内产生的热量为
故D错误
故选AC。
12. 某小型发电站发电机输出的交流电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为5Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失的功率为输电功率的1%,则发电站需安装一升压变压器将交流电升压,远距离输电后再通过降压变压器降压为220V供用户使用。已知两个变压器均为理想变压器,则对整个送电过程,下列说法正确的是( )
A. 升压变压器的匝数比为1∶10
B. 降压变压器的匝数比为10∶1
C. 通过降压变压器副线圈的电流为110A
D. 降压变压器的输入电压为4950V
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】由公式
解得
升压变压器的输入电流
所以升压变压器的匝数比
升压变压器的输出电压
则降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的匝数比
降压变压器的输入功率
解得
故AD正确,BC错误。
故选AD。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
13. 某同学用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有:一个绕向未知的线圈,一个条形磁铁,一只多用电表,导线若干。
(1)在使用多用电表时,该同学应该先调节____(填“a”“b”或“c”),使指针指在左端零刻度线处。然后,该同学想使用10mA的挡位,应该调节____(填“a”“b”或“c”),并将多用电表和线圈按图甲连接。
(2)实验中发现条形磁铁插入得越快,多用电表的指针偏角____(填“越大”或“越小”);为了使条形磁铁N极向下插入线圈时,多用电表的指针向右偏转,导线的缠绕方向应和图乙中的____(填“A”或“B”)相同。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 越大 ②. B
【解析】
【小问1详解】
[1][2]多用表使用前,应该先进行机械调零,先调节a,使用10mA的挡位,应该调节c。
【小问2详解】
[1][2]条形磁铁插入得越快,磁通量变化得越快,多用电表的指针偏角越大。将条形磁铁N极向下插入线圈时,线圈中磁通量向下增大,为使此时多用电表的指针向右偏转,即产生从红表笔流人的感应电流,由安培定则和楞次定律可知,导线的缠绕方向应和图乙中的B相同。
14. 在估测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0mL注入500mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到500mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为______,求得的油酸分子直径为______m(此空保留一位有效数字)。
(2)若阿伏加德罗常数为,油酸的摩尔质量为M,油酸的密度为。则下列说法正确的是______。
A. 1kg油酸所含有分子数为 B. 油酸所含分子数为
C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学比较,数据都偏大。对于出现这种结果的原因,可能是由于______。
A. 在求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数少记了2滴
B. 计算油酸面积时,错将所有不完整方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开
【答案】(1) ① ②.
(2)B (3)AC
【解析】
【小问1详解】
[1]根据题意可得,一滴油酸的酒精溶液含油酸为
[2]根据题意可知,方格纸每个小格的面积为
根据不足半格舍掉,多于半格算一格的原则,可得面积为
油酸分子直径为
【小问2详解】
A.根据题意,质量为的油酸,所含有分子数为
故A错误;
B.体积为的油酸,所含分子数为
故B正确;
C.1个油酸分子的质量为
故C错误;
D.根据可知,一个油酸分子的体积为
设分子的直径为d,则有
联立解得
故D错误。
故选B。
【小问3详解】
A.根据题意,由公式可知,油酸分子的直径和大多数同学的比较,数据都偏大的原因可能时V偏大或S偏小,在求每滴溶液体积时,1mL溶液的滴数少记了2滴,则V偏大,直径偏大,故A正确;
B.计算油酸面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理,则S偏大,直径偏小,故B错误;
C.水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开,则S偏小,直径偏大,故C正确。
故选AC。
三、计算题(本题共3小题,共计34分。解答时应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。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m,电荷量为q的带电粒子从P点沿半径PO方向进入匀强磁场中,从圆周上A点离开磁场,测得P到A的距离为。粒子最终落在磁场右侧的竖直屏上的Q点(图中未画出),屏到圆心O的距离为,粒子重力不计。求:
(1)该粒子的速度大小;
(2)该粒子从P点到Q点的运动时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据题意做出粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系,有
解得
可得该粒子轨迹半径
设该粒子人射速度为,由洛伦兹力充当向心力有
解得
(2)粒子的周期为
则粒子在磁场中运动的时间为
由几何关系得
则粒子出磁场后运动的时间为
粒子从点到点的运动时间
16. 如图所示,绝热气缸倒扣放置,质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体,活塞与气缸间摩擦忽略不计,活塞下部空间与外界连通,气缸底部连接一U形细管(管内气体的体积忽略不计)。初始时,封闭气体温度为T,活塞距离气缸底部为h0,细管内两侧水银柱存在高度差。已知水银密度为ρ,大气压强为p0,气缸横截面积为S,重力加速度为g,求:
(1)U形细管内两侧水银柱的高度差;
(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降,求此时的温度;
(3)此加热过程中,若气体内能增量为,求气体吸收的热量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设封闭气体的压强为,对活塞分析可得
解得
又
解得U形细管内两侧水银柱的高度差为
(2)加热过程中气体做等压变化,则
解得此时的温度为
(3)此加热过程中,气体对外做功为
根据热力学第一定律
可得气体吸收的热量为
17. 如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,两导轨间的距离为。导轨上垂直放置两导体棒ab、cd构成闭合回路,两导体棒ab、cd的质量分别为、,长度均为,电阻均为,其余部分电阻不计。在整个导轨所在平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。初始时,两导体棒均在导轨上静止不动,某时刻给导体棒ab沿导轨水平向右的初速度,若两棒初始时相距足够远,运动全程中两棒始终不相遇,则当两棒速度最终稳定时,求:
(1)两棒最终的速度大小;
(2)全过程导体棒ab产生的焦耳热;
(3)全过程电路中通过的电荷量及两棒间的距离变化量。
【答案】(1)16m/s;(2)8J;(3)0.8C,0.4m
【解析】
【详解】(1)从初始至两棒达到速度相同过程中,两棒总动量守恒,设速度相同时为v有
解得
(2)根据能量守恒,设产生总热量为,则整个过程中产生的总热量
代入得
则
(3)当棒从速度0变为,由冲量定理可知
则
代入得
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