精品解析：江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题

2023-2024学年度江苏省扬州中学5月份质量检测 高二物理 一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共计40分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象减小水分蒸发 B. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 C. 知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体分子的大小 D. 一定质量的0℃水变成0℃的冰，体积会增大，分子势能会增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故A错误； B．根据热力学第二定律可知，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故B正确； C．知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算该气体分子所占空间的大小或分子间的距离，但不能估算出该气体分子的大小，故C错误； D．一定质量的0℃水变成0℃的冰，放出热量，内能减小，而分子总动能不变，则分子势能减小，故D错误。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 玻璃沿不同方向的导热性能相同说明玻璃内部分子在空间上周期性排列 B. 微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 C. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D. 热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明金属片具有各向同性 【答案】D 【解析】 【详解】A．玻璃是非晶体，分子排列没有空间上的周期性，故A错误； B．微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故B错误； C．液体表面张力的方向与液面相切，且与分界线垂直，故C错误； D．热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明金属片具有各向同性，故D正确。 故选D。 3. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关 B. 照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象 C. 水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大 D. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集 【答案】C 【解析】 【详解】A．液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，选项A错误； B．照片中的玻璃和水滴不浸润，选项B错误； C．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，选项C正确； D．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，选项D错误。 故选C。 4. 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中实线a、虚线b分别表示两个分子间斥力、引力的大小随分子间距离变化的规律，c为两曲线的交点．则下列说法正确的是 （ ） A. a为斥力曲线，b为引力曲线，c点横坐标的数量级为10-10m B. a为引力曲线，b为斥力曲线，c点横坐标的数量级为10-10m C. 若两个分子间距离大于c点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D. 两个分子间距离越大，分子势能一定越大 【答案】A 【解析】 【详解】在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以b为引力曲线，a为斥力曲线，c点横坐标的数量级为10-10m，A正确，B错误；若两个分子间距离大于c点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，C错误；当分子间的距离小于时，当距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，D错误． 5. 某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E等，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作．他可能观察到的现象是（　　） A. 闭合S瞬间，A不亮，B逐渐变亮 B. 闭合S瞬间，A、B同时亮 C. 闭合S待电路稳定后，A、B亮度一样 D. 断开S瞬间，B闪亮后逐渐熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．从实物图中我们可以看出两个小灯泡是间接并联关系，其中自感线圈和B灯泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，电路稳定后B亮度保持不变；而A灯泡和二极管相串联，二极管阻碍由S向A的电流通过，故A灯泡一直不亮，故A正确，BC错误； D．当断开开关的瞬间，电源电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，此时A、B串联构成回路，所以B灯泡是缓慢熄灭，A会先亮再逐渐熄灭，故D错误。 故选A。 6. 如图电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动。时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表。则（ ） A. 滑片P下滑时，电压表的读数不变 B. 图示位置线圈中的感应电动势最大 C. 线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为 D. 1s内流过R的电流方向改变次 【答案】D 【解析】 【详解】A．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流，感应电动势最大值为 线圈在磁场中匀速转动时产生的感应电动势最大值不变，有效值不变。滑片P下滑时，R增大，据闭合电路欧姆定律可知，通过R的电流有效值减小，线圈的内电压减小，则R的电压有效值增大，电压表的读数增大，故A错误； B．图示位置线圈中没有任何一边切割磁感线，线圈中感应电动势为零，故B错误； C．线圈从图示位置转过180°的过程中，磁通量的大小相等，而方向相反，所以电路中的平均电动势大小 平均电流 流过电阻R的电量为 故C错误； D．线圈转动的周期为 线圈每经过中性一次，感应电流方向改变一次，一周电流方向改变2次，所以1s内流过R的电流方向次数为 故D正确。 故选D。 7. 汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　） A. 制动过程中，导体不会发热 B. 制动力的大小与导体运动的速度无关 C. 改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力 D. 制动过程中导体获得的制动力逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于导体中产生了涡流，根据 可知，制动过程中，导体会发热，A错误； B．导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力，即制动力越大，即制动力的大小与导体运动的速度有关，B错误； C．根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C错误； D．制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力，即制动力变小，D正确。 故选D。 8. 斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称之为斯特林循环。如图所示，一定质量的理想气体，依次经过A→B→C→D→A循环，对此气体下列说法正确的是（　　） A. A到B过程，气体放出热量 B. C到D过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小 C. D到A过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少 D. 经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体从外界吸收热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知A到B过程，气体体积不变，压强增大，由理想气体状态方程 可知，气体温度升高。故温度升高，内能增大，体积不变外界对气体不做功，由热力学第一定律 可知 气体吸热，故A错误； B．C到D过程，体积不变，压强减小，由理想气体状态方程 可知，温度降低，故分子平均速率减小，但是单个气体分子的运动是随机的，速率可能变大也可能变小，故B错误； C．D到A过程，温度不变，容器中气体分子的平均速率不变，体积减小，分子数密度增大，故气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，故C错误； D．B到C过程，气体体积增大，气体对外做正功 做功大小为图像与横坐标围成的面积；D到A过程，气体体积减小，气体对外做负功 做功大小为图像与横坐标围成的面积，由图像可知 故全过程经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体对外界做的总功 即总功为正，由热力学第一定律得该过程吸收热量，故D正确。 故选D。 9. 如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电功率1100kW B. 线路上损耗的功率2500W C. 互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器 D. 用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压大小不会改变 【答案】A 【解析】 【详解】C．互感器A并联接入电路是电压互感器，互感器B串联接入电路是电流互感器，故C错误； B．根据 代入数据得 线路上损耗功率 故B错误； A．根据变压器原理可知 代入数据得 发电机输出电功率 故A正确； D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D错误。 故选A。 10. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中错误的是（　　） A. 图乙中霍尔元件的载流子带负电 B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小 C. 若传感器的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2变大 D. 若自行车的车速越大，则霍尔电势差U2越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，前表面的电势低于后表面的电势，结合左手定则可知，霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，故A正确，不符合题意； B．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小，故B正确，不符合题意； D．根据题意，由平衡条件有 可得 由电流的微观定义式，n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，整理得 联立解得 可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压U2与车速大小无关，故D错误，符合题意； C．由公式 若传感器的电源输出电压U1变大，那么电流I变大，则霍尔电势差U2将变大，故C正确，不符合题意。 故选D。 二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15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． 11. 某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下： ①向体积=1mL的油酸中加酒精，直至总量达到=500mL； ②用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=100滴时，测得其体积恰好是=1mL； ③往边长为30cm~40cm的浅盘里倒入2cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，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； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长L=20mm。根据以上信息，回答下列问题： （1）同学操作有问题的步骤是______（填写步骤前的数字）。 （2）实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，是因为________________。 （3）油酸分子的直径是______m。（结果保留1位有效数字） （4）某次实验时，滴下油酸溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是（　　） A. 盆中装的水量太多 B. 痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 C. 盆太小，导致油酸无法形成单分子层 （5）某次实验时，导致最后所测分子直径偏小的是（　　） A. 在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度小了 B. 用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴 C. 油酸酒精溶液配制的时间较长 D. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 【答案】（1）④ （2）便于形成单分子油膜层 （3）4×10-10 （4）B （5）BCD 【解析】 【小问1详解】 用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液后，须等到待油酸薄膜形状稳定后，再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，所以该同学操作有问题的是第④步。 【小问2详解】 实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，是因为油酸酒精溶液便于形成单分子油膜层。 【小问3详解】 一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为 油膜的面积为 则油酸分子的直径为 【小问4详解】 当水面上痱子粉撒得较多，且厚度不均匀，油膜不能充分展开，可能会形成“锯齿”边沿图案。 故选B。 【小问5详解】 A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度小，则测定的1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V比实际偏大，导致最后所测分子直径偏大，故A错误； B．用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴，则V比实际偏小，所测分子直径偏小，故B正确； C．油酸酒精溶液配制的时间较长，则V比实际偏小，所测分子直径偏小，故C正确； D．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，即S偏大，所以所测分子直径偏小，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。质量为m的活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，外界大气压强为p0。开始时，活塞平衡于A处，气体温度为T。现用一热源（图中未画出）给气体加热，活塞从A处缓慢上升了h高度，到达B处，气体吸收热量Q1。已知重力加速度为g。求： （1）活塞平衡于A处时，封闭气体的压强p1； （2）活塞从A-B过程中，封闭气体内能的变化ΔU； （3）关闭热源，同时在B处的活塞上轻放一个砝码，活塞下降一定高度后，停在某一位置，此时气体温度仍为T，这一过程气体放出热量Q2，试确定该过程外界对气体做功W0。 【答案】（1）p1=p0+；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）A位置时，对活塞受力分析，由平衡条件可知 p1S=p0S+mg 解得 p1=p0+ （2）活塞从A-B过程，气体对外界做功 W=p1Sh 代入得 W=p0Sh +mgh 由热力学第一定律可得 代入得 （3）由题意可知，气体温度重新下降到T，所以该过程中，内能的变化量 由热力学第一定律可得 解得 13. 水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出，若初始时水枪内气体压强为120kPa，容积3L，现从储水罐充气口充入气体，充入气体的压强为100kPa，充气过程气体温度等于环境温度不变，充气完成后玩具水枪内的压强为240kPa，求： （1）充入气体的体积； （2）当环境温度降为，测得其内部压强为210kPa，试通过计算分析水枪是否漏气，如漏气，求剩余气体与原气体质量之比。 【答案】（1）3.6L；（2）漏气，0.94 【解析】 【详解】（1）以水枪内气体和充入的气体为研究对象，初始水枪内气体，；充入气体，末态，。气体做等温变化，由玻意耳定律 解得充入气体的体积 （2）以充完气后所有的气体为研究对象，假设不漏气，初态，，末态，体积不变，由查理定律解得 解得 >210kPa 所以水枪漏气。对剩余气体做等温变化 解得当剩余气体压强为224kPa时，其体积 所以剩余气体与原气体质量之比 14. 某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力．其推进原理可以简化为如图所示的电磁驱动模型：在水平面上相距d=2m的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布、方向相反的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B=1T，每个磁场分布区间的长都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度v0=20m/s向右匀速平动。这时跨在两导轨间的长为a、宽为d=2m的金属框MNQP（固定在列车底部、绝缘并悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R=1Ω，在题设条件下，假设金属框运动过程中所受到的阻力恒为f=80N，求： （1）金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小I； （2）当金属框向右运动的速度为v=5m/s时，金属框中的安培力大小F； （3）金属框能达到的最大速度vm及此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）金属框中的电动势为 故金属框中的电流为 （2）当金属框向右运动的速度为v=5m/s时（）时，产生的电动势为 电流 由安培力 知 （3）设匀速运动时速度为vm，此时安培力等于阻力：即 故 而 解得 由焦耳定律 有 15. 电子对湮灭是指电子e－和正电子e＋碰撞后湮灭，产生伽马射线的过程，电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描(PET)及正电子湮灭能谱学(PAS)的物理基础．如图所示，在平面直角坐标系xOy上，P点在x轴上，且OP＝2L，Q点在负y轴上某处．在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一圆形区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，OA＝L，在第Ⅳ象限内有一未知的矩形区域(图中未画出)，未知矩形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里．一束速度大小为v0的电子束从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，最后从P点射出电场区域；另一束速度大小为v0的正电子束从Q点沿与y轴正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的电子束正碰发生湮灭，即相碰时两束粒子速度方向相反．已知正、负电子质量均为m、电荷量大小均为e，电子的重力不计．求： (1)圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和第Ⅰ象限内匀强电场的场强E的大小； (2)电子从A点运动到P点所用的时间； (3)Q点纵坐标及未知矩形磁场区域的最小面积S． 【答案】(1)； (2)(3)－4L，S＝2L(－1)L＝2(－1)L2 【解析】 【详解】(1)电子束a从A点沿y轴正方向发射，经过C点，由题意可得电子在磁场中运动的半径 R＝L 又 ev0B＝ 解得 B＝ 电子在电场中做类平抛运动，得 2L＝v0t1 又 加速度为 a＝ 解得 E＝，t1＝ (2)在磁场中运动的周期 电子在磁场中运动了四分之一圆周，则 t2＝T＝ 在电场中运动时间t1＝，故从A到P的时间 t＝t1＋t2＝ (3)速度为v0的正电子在磁场中运动的半径 电子从P点穿过x轴时与x轴正方向夹角为θ vy＝v0 θ＝ 故Q点的纵坐标 y＝－(R2＋2Ltan)＝－4L 未知矩形磁场区域的最小面积为图中矩形PFMN的面积 S＝2L(－1)L＝2(－1)L2 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度江苏省扬州中学5月份质量检测 高二物理 一、单项选择题：共10小题，每小题4分，共计40分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象减小水分蒸发 B. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 C. 知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可以估算出该气体分子的大小 D. 一定质量的0℃水变成0℃的冰，体积会增大，分子势能会增大 2. 下列说法正确的是（　　） A. 玻璃沿不同方向的导热性能相同说明玻璃内部分子在空间上周期性排列 B. 微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 C. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 D. 热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明金属片具有各向同性 3. 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果，与重力无关 B. 照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象 C. 水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大 D. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集 4. 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中实线a、虚线b分别表示两个分子间斥力、引力的大小随分子间距离变化的规律，c为两曲线的交点．则下列说法正确的是 （ ） A. a为斥力曲线，b为引力曲线，c点横坐标的数量级为10-10m B. a为引力曲线，b为斥力曲线，c点横坐标的数量级为10-10m C. 若两个分子间距离大于c点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D. 两个分子间距离越大，分子势能一定越大 5. 某同学为了验证自感现象，找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈导线的电阻可以忽略），两个相同的小灯泡A和B、二极管D、开关S和电池组E等，用导线将它们连接成如图所示的电路。经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作．他可能观察到的现象是（　　） A. 闭合S瞬间，A不亮，B逐渐变亮 B. 闭合S瞬间，A、B同时亮 C. 闭合S待电路稳定后，A、B亮度一样 D. 断开S瞬间，B闪亮后逐渐熄灭 6. 如图电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动。时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表。则（ ） A. 滑片P下滑时，电压表的读数不变 B. 图示位置线圈中的感应电动势最大 C. 线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为 D. 1s内流过R的电流方向改变次 7. 汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　） A. 制动过程中，导体不会发热 B. 制动力的大小与导体运动的速度无关 C. 改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力 D. 制动过程中导体获得的制动力逐渐减小 8. 斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称之为斯特林循环。如图所示，一定质量的理想气体，依次经过A→B→C→D→A循环，对此气体下列说法正确的是（　　） A. A到B过程，气体放出热量 B. C到D过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小 C. D到A过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少 D. 经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体从外界吸收热量 9. 如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻，则下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电功率1100kW B. 线路上损耗的功率2500W C. 互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器 D. 用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压大小不会改变 10. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为U1，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差U2（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中错误的是（　　） A. 图乙中霍尔元件的载流子带负电 B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小 C. 若传感器的电源输出电压U1变大，则霍尔电势差U2变大 D. 若自行车的车速越大，则霍尔电势差U2越大 二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15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． 11. 某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径大小”的实验中，实验的方法及步骤如下： ①向体积=1mL的油酸中加酒精，直至总量达到=500mL； ②用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=100滴时，测得其体积恰好是=1mL； ③往边长为30cm~40cm的浅盘里倒入2cm深的水，将痱子粉均匀撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，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； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长L=20mm。根据以上信息，回答下列问题： （1）同学操作有问题的步骤是______（填写步骤前的数字）。 （2）实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸，是因为________________。 （3）油酸分子的直径是______m。（结果保留1位有效数字） （4）某次实验时，滴下油酸溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是（　　） A. 盆中装的水量太多 B. 痱子粉撒得太多，且厚度不均匀 C. 盆太小，导致油酸无法形成单分子层 （5）某次实验时，导致最后所测分子直径偏小的是（　　） A. 在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度小了 B. 用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴 C. 油酸酒精溶液配制的时间较长 D. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 12. 如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。质量为m的活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为S，外界大气压强为p0。开始时，活塞平衡于A处，气体温度为T。现用一热源（图中未画出）给气体加热，活塞从A处缓慢上升了h高度，到达B处，气体吸收热量Q1。已知重力加速度为g。求： （1）活塞平衡于A处时，封闭气体的压强p1； （2）活塞从A-B过程中，封闭气体内能的变化ΔU； （3）关闭热源，同时在B处的活塞上轻放一个砝码，活塞下降一定高度后，停在某一位置，此时气体温度仍为T，这一过程气体放出热量Q2，试确定该过程外界对气体做功W0。 13. 水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意图如图，从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口，扣动扳机将阀门K打开，水即从枪口喷出，若初始时水枪内气体压强为120kPa，容积3L，现从储水罐充气口充入气体，充入气体的压强为100kPa，充气过程气体温度等于环境温度不变，充气完成后玩具水枪内的压强为240kPa，求： （1）充入气体的体积； （2）当环境温度降为，测得其内部压强为210kPa，试通过计算分析水枪是否漏气，如漏气，求剩余气体与原气体质量之比。 14. 某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力．其推进原理可以简化为如图所示的电磁驱动模型：在水平面上相距d=2m的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布、方向相反的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B=1T，每个磁场分布区间的长都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度v0=20m/s向右匀速平动。这时跨在两导轨间的长为a、宽为d=2m的金属框MNQP（固定在列车底部、绝缘并悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R=1Ω，在题设条件下，假设金属框运动过程中所受到的阻力恒为f=80N，求： （1）金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小I； （2）当金属框向右运动的速度为v=5m/s时，金属框中的安培力大小F； （3）金属框能达到的最大速度vm及此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q。 15. 电子对湮灭是指电子e－和正电子e＋碰撞后湮灭，产生伽马射线的过程，电子对湮灭是正电子发射计算机断层扫描(PET)及正电子湮灭能谱学(PAS)的物理基础．如图所示，在平面直角坐标系xOy上，P点在x轴上，且OP＝2L，Q点在负y轴上某处．在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，在第Ⅱ象限内有一圆形区域，与x、y轴分别相切于A、C两点，OA＝L，在第Ⅳ象限内有一未知的矩形区域(图中未画出)，未知矩形区域和圆形区域内有完全相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面向里．一束速度大小为v0的电子束从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点射入电场，最后从P点射出电场区域；另一束速度大小为v0的正电子束从Q点沿与y轴正向成45°角的方向射入第Ⅳ象限，而后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与从P点射出的电子束正碰发生湮灭，即相碰时两束粒子速度方向相反．已知正、负电子质量均为m、电荷量大小均为e，电子的重力不计．求： (1)圆形区域内匀强磁场磁感应强度B的大小和第Ⅰ象限内匀强电场的场强E的大小； (2)电子从A点运动到P点所用的时间； (3)Q点纵坐标及未知矩形磁场区域的最小面积S． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $