精品解析：辽宁省朝阳市建平县实验中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

建平县实验中学2023—2024学年度下学期高二期中物理试卷 满分：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.第1~8题为单项选择，选对得4分；第9~12题为多项选择，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，正方形区域abcd内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场，并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从a点射出 C. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从b点射出 D. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子在磁场中的运动时间将变短 2. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 3. 如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 电流变化的周期为0.01s B. 电流表的示数为2A C. 线圈经过图示位置，电流方向改变 D. 线圈在图示位置时，产生的电动势为20V 4. 在春暖花开的季节，游客抛洒花粉于静水中，花粉微粒会做布朗运动，下列说法正确的是（ ） A. 悬浮在水中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显 B. 布朗运动可以反映单个水分子的运动速率 C. 布朗运动是花粉分子的无规则运动 D. 人可以闻到花香是化学反应的结果 5. 机舱内有一个空矿泉水瓶内密闭着一定质量的空气，飞机在高空巡航时瓶子的状态如图甲所示。飞机着陆时瓶子的状态如图乙所示。假设机舱内的温度保持不变，飞机从巡航到着陆过程（　　） A. 飞机机舱内的气压减小 B. 矿泉水瓶内的空气的压强增大 C. 矿泉水瓶内的空气分子平均动能增大 D. 矿泉水瓶内的空气内能增大 6. 1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. D→A绝热压缩过程中，气体内能减小 B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多 7. 氢原子能级图如图甲所示。某基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光，其中有两种能使乙图中逸出功为2.25eV的K极钾金属发生光电效应，通过乙图实验装置得到这两种光分别实验时的电流和电压读数，绘出图丙①②两根曲线，则下列说法正确的是（ ） A. 不能使K极金属产生光电效应的光是从n=2跃迁到n=1时产生的 B. 丙图中②曲线对应的入射光光子能量为12.09eV C. 丙图中①曲线对应的入射光光子能使钾金属产生最大初动能为10.20eV的光电子 D. 丙图中Uc1=7.95V 8. 2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器。利用衰变的测年技术可进行考古研究，其衰变方程为，已知的半衰期为5730年，若、、的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 来源于核外电子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 全球变暖会导致半衰期变短 D. 该核反应中释放的能量为 9. 粗细均匀的直导线ab悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置，如图所示，已知ab的质量，ab的长度，与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度。取，下列说法正确的是（ ） A. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由b到a、大小为 B. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由a到b、大小为 C. 若导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过，两根弹簧均被拉长了，则弹簧的劲度系数为 D. 当由b到a方向通过的电流时，两根弹簧均被拉长 10. 如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速 B. 导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 C. 导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量 D. 导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热 11. 一线框在匀强磁场中转动、产生的正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，下列说法不正确的是（　　） A. 交流电压瞬时值的表达式为u=10sin25t（V） B. 交流电的频率为25Hz C. 0.01s末线框平面平行于磁场，穿过线框的磁通量变化最快 D. 0.02s时穿过线框磁通量为零 12. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 二、实验题（每空2分，共计14分） 13. 某同学用图甲所示电路精确测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，阻值约为100Ω。备选器材如下： A．量程为5mA、内阻Ω的电流表 B．量程为0.6A、内阻Ω的电流表 C．量程为6V、内阻约为15kΩ的电压表 D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E．定值电阻Ω F．定值电阻Ω G．电动势V、内阻很小的直流电源 H．开关一个，导线若干 L．螺旋测微器，刻度尺 （1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，读数如图乙所示，则示数______mm； （2）实验中电流表应选用______（填“A”或“B”），定值电阻应选用______（填“E”或“F”）； （3）电压表的示数记为U，电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx=______；若用刻度尺测得待测电阻丝接入电路的长度为L，则其电阻率的表达式为______。（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示） 14. 在“用单分子油膜法估测分子直径的大小”实验中，首先将几滴纯油酸滴入一定量的酒精中配制出油酸酒精溶液，得到纯油酸所占总体积的百分比为，用滴管吸取混合溶液后将一滴体积为的溶液滴入撒有少量痱子粉的水面，水面上形成无色的油酸区域，该区域视为单分子油层，并在水槽上面放置的玻璃板上描绘出如图所示的油膜轮廓。 （1）若根据油膜轮廓测算出的油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为______。 （2）某同学计算出油酸分子直径明显偏小，可能的原因是______（填正确答案标号） A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开 B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积 三、计算题（共3小题；共计38分） 15. 在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气前球内气体忽略不计），充气后每个气球体积为10L，球内气体压强为1.5×105Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，求： （1）用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少； （2）氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104Pa时发生爆裂，此时气球上升了3km。已知气球释放处大气温度为300K，大气压强为1.0×105Pa，高度每升高1km，大气温度下降6℃，大气压强减小1.1×104Pa，则氦气球爆裂时体积为多少。 16. 如图所示，空间存在足够大水平方向匀强电场E。光滑绝缘水平面上O点有一质量为m=0.5kg，带电量为的小物块A，水平面上P点有质量为m=0.5kg，不带电的小物块B。开始时B静止在P点，A以v0=8m/s的速度向右运动，到达M点时速度为v1=6m/s，再运动到P点与B发生正碰并立即粘在一起（碰撞经历时间极短），运动到N点时速度恰好为零。已知OM=MN=L=7m。求： （1）匀强电场电场强度大小E； （2）A物块从O到N经历的时间t； 17. 如图所示，在xOy坐标平面内，半径为R的圆形匀强磁场区域的边界与x轴相切于原点O，与PM相切于A点，。PQ、MN间存在着匀强电场，。现有一个质量为m、电荷量为q的正离子，从O点以速率沿y轴正方向射入磁场，并经过A点打到了D点。离子到达MN上即被吸收，不计离子重力。 （1）求磁感应强度大小B； （2）若其他条件不变，仅将该离子从O点以偏向y轴正方向左侧方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间t； （3）若其他条件不变，将大量的上述离子从O点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 建平县实验中学2023—2024学年度下学期高二期中物理试卷 满分：100分 考试时间：90分钟 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.第1~8题为单项选择，选对得4分；第9~12题为多项选择，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，正方形区域abcd内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从ad边的中点M以速度v垂直于ad边射入磁场，并恰好从ab边的中点N射出磁场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 粒子带负电 B. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从a点射出 C. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子将从b点射出 D. 若粒子射入磁场的速度增大为，粒子在磁场中的运动时间将变短 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知粒子带正电。故A错误； BC．根据 解得 设正方形边长为L，粒子以速度v和速度2v进入磁场，有 轨迹如图 可知若粒子射入磁场的速度增大为，射出的位置在Nb之间。故BC错误； D．根据C选项分析可知，若粒子射入磁场的速度增大为，则在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角将变小，由 又 粒子在磁场中运动时间将变短。故D正确。 故选D。 2. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，软铁环中的磁场为顺时针方向，故A错误； B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，N线圈中磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误； C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，N线圈中磁通量增大，根据楞次定律可以判断，通过电流表的电流由。故C正确； D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，N线圈中磁通量减小，根据“增反减同”可以判断，通过电流表的电流由。故D错误。 故选C 3. 如图为交流发电机的示意图，N、S极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为，外电路接有阻值的定值电阻，线圈电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 电流变化的周期为0.01s B. 电流表的示数为2A C. 线圈经过图示位置，电流方向改变 D. 线圈在图示位置时，产生的电动势为20V 【答案】D 【解析】 【详解】A．由可知 解得 电流变化的周期 故A错误； B．由可知电压的有效值为 电流表的示数 故B错误； C．线圈经过中性面时，电流方向改变，图示位置为与中性面垂直的位置，电流方向不变，故C错误； D．线圈在图示与中性面垂直的位置时，产生的电动势最大，为20V。故D正确。 故选D。 4. 在春暖花开的季节，游客抛洒花粉于静水中，花粉微粒会做布朗运动，下列说法正确的是（ ） A. 悬浮在水中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显 B. 布朗运动可以反映单个水分子的运动速率 C. 布朗运动是花粉分子的无规则运动 D. 人可以闻到花香是化学反应的结果 【答案】A 【解析】 【详解】A．悬浮颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显，选项A正确。 B．布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不可以反映单个水分子的运动速率，选项B错误； C．布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，而不是花粉分子的无规则运动，选项C错误； D．人可以闻到花香是花粉分子的无规则运动的结果，而不是化学反应，选项D错误。 故选A。 5. 机舱内有一个空矿泉水瓶内密闭着一定质量的空气，飞机在高空巡航时瓶子的状态如图甲所示。飞机着陆时瓶子的状态如图乙所示。假设机舱内的温度保持不变，飞机从巡航到着陆过程（　　） A. 飞机机舱内的气压减小 B. 矿泉水瓶内的空气的压强增大 C. 矿泉水瓶内的空气分子平均动能增大 D. 矿泉水瓶内的空气内能增大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．飞机从巡航到着陆过程，温度不变，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程，故可知矿泉水瓶内的空气的压强增大，则飞机从巡航到着陆过程飞机机舱内的气压增大，故A错误，B正确； C．由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变，故C错误； D．由于温度不变，则内能不变，故D错误。 故选B。 6. 1824年法国工程师卡诺创造性地提出了具有重要理论意义的热机循环过程一卡诺循环，极大地提高了热机的工作效率。如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　） A. 在D→A绝热压缩过程中，气体内能减小 B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量 C. B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功 D. B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多 【答案】C 【解析】 【详解】A．D→A绝热压缩过程中，外界对气体做功 ， 根据热力学第一定律 可知 即气体内能增加，故A错误； B．一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。p﹣V图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故B错误； C．由图知 故B→C过程和D→A过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功，故C正确； D．AB状态温度相同，则状态A和状态B气体分子的平均速率相同，而状态B的体积大，气体的密集程度小，则B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态少，故D错误。 故选C。 7. 氢原子能级图如图甲所示。某基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光，其中有两种能使乙图中逸出功为2.25eV的K极钾金属发生光电效应，通过乙图实验装置得到这两种光分别实验时的电流和电压读数，绘出图丙①②两根曲线，则下列说法正确的是（ ） A. 不能使K极金属产生光电效应的光是从n=2跃迁到n=1时产生的 B. 丙图中②曲线对应的入射光光子能量为12.09eV C. 丙图中①曲线对应的入射光光子能使钾金属产生最大初动能为10.20eV的光电子 D. 丙图中Uc1=7.95V 【答案】B 【解析】 【详解】A．依题意，基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光的光子能量分别为 可知不能使K极金属产生光电效应的光是从n＝3跃迁到n＝2时产生的，故A错误； BD．根据 可知丙图中②曲线对应的入射光光子能量为光子能量较大的光子即12.09eV，解得遏制电压为 故B正确，D错误； C．丙图中①曲线对应入射光光子能量为10.20eV，能使钾金属产生光电子最大初动能为 故C错误。 故选B。 8. 2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器。利用衰变的测年技术可进行考古研究，其衰变方程为，已知的半衰期为5730年，若、、的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 来源于核外电子 B. 的比结合能小于的比结合能 C. 全球变暖会导致半衰期变短 D. 该核反应中释放的能量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．β衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以不是源于核外电子，故A错误； C．半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短，故C错误； BD．碳元素自发地进行衰变，衰变过程放出能量，的比结合能小于的比结合能，根据爱因斯坦质能方程可得 故B正确，D错误。 故选B。 9. 粗细均匀的直导线ab悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置，如图所示，已知ab的质量，ab的长度，与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度。取，下列说法正确的是（ ） A. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由b到a、大小为 B. 若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由a到b、大小为 C. 若导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过，两根弹簧均被拉长了，则弹簧的劲度系数为 D. 当由b到a方向通过的电流时，两根弹簧均被拉长 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．要使两根弹簧能处于原长状态，根据平衡条件有 得 安培力方向向上，由左手定则知电流方向为由a到b，故A错误，B正确； C．当导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过时，安培力方向向上，根据平衡条件有 得 故C正确； D．当由b到a方向通过的电流时，安培力方向变为向下，根据平衡条件有 k未知，无法求，故D错误。 故选BC。 10. 如图，间距均为L的光滑水平金属导轨与半径为R的光滑半圆金属导轨平滑连接，半圆导轨在竖直平面内，水平导轨处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。在水平导轨上放置ab、cd两导体棒，两棒长度均为L、质量分别为4m和m、电阻分别为r和2r，两导体棒到半圆导轨底端的距离分别为和，足够大，。现给导体棒ab一大小的初速度，一段时间后导体棒cd通过半圆导轨最高点后，恰好落到其初始位置。cd棒离开导轨前两棒与导轨始终垂直且接触良好，两导体棒间未发生碰撞，导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒cd离开磁场前已与ab棒达到共速 B. 导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 C. 导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量 D. 导体棒cd离开水平导轨前，导体棒ab上产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．导体棒cd从最高点飞出后做平抛运动，则有， 导体棒cd从最低点运动到最高点过程，根据动能定理有 解得 若ab、cd两导体棒在磁场中达到共速，根据动量守恒定律有 解得 可知，导体棒cd离开磁场前没有与ab棒达到共速，故A错误； B．结合上述，导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，根据动量守恒定律有 解得 则导体棒cd刚进入半圆导轨瞬间，其两端电压 故B正确； C．导体棒cd离刚进入半圆导轨瞬间，由动量定理 其中 联立可得通过其横截面的电量 导体棒cd进入半圆导轨后，通过导体棒cd仍有电荷量，故导体棒cd离开半圆导轨前，通过其横截面的电量 故C错误； D．导体棒cd离开水平导轨前，总的焦耳热 则导体棒ab上产生的焦耳热 解得 故D正确。 故选BD。 11. 一线框在匀强磁场中转动、产生的正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，下列说法不正确的是（　　） A. 交流电压瞬时值的表达式为u=10sin25t（V） B. 交流电的频率为25Hz C. 0.01s末线框平面平行于磁场，穿过线框的磁通量变化最快 D. 0.02s时穿过线框的磁通量为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因 交流电压瞬时值的表达式为 u=10sin50πt（V） 选项A错误； B．交流电的频率为 选项B正确； C．0.01s末感应电动势最大，此时线框平面平行于磁场，穿过线框的磁通量变化最快，磁通量变化率最大，选项C正确； D．0.02s时感应电动势为零，此时穿过线框的磁通量为最大，选项D错误。 此题选择不正确的，故选AD。 12. 如图所示，竖直放置的导热良好的汽缸由横截面面积不同的上、下两部分组成，上半部分的横截面面积为，下半部分的横截面面积为，上半部分的汽缸内有一个质量为的活塞A，下半部分的汽缸内有一个质量为的活塞B，两个活塞之间用一根长为的轻质细杆连接，两个活塞之间封闭了一定质量的理想气体，两活塞可在汽缸内无摩擦滑动而不漏气。初始时，两活塞均处于静止状态，缸内封闭气体温度为，两活塞到汽缸粗细部分交接处的距离均为，重力加速度为，环境大气压强为，则下列说法正确的是（　　） A. 初始时，汽缸内封闭气体的压强为 B. 初始时，细杆对活塞B的作用力大小为 C. 若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，则两活塞向下移动的距离为 D. 若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，则缸内气体对外做功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设初始时䍂内气体压强为，则两活塞受力平衡有 解得 A错误； B．对活塞受力分析有 解得 B正确； C．若汽缸内密封气体温度缓慢降低到，气体发生等压变化，则有 解得 设两活塞向下移动的距离为，则有 解得 C错误； D．若汽缸内密封气体温度缓慢升高到，气体发生等压变化有 解得 汽缸内等压膨胀对外做功为 D正确。 故选BD。 二、实验题（每空2分，共计14分） 13. 某同学用图甲所示电路精确测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，阻值约为100Ω。备选器材如下： A．量程为5mA、内阻Ω的电流表 B．量程为0.6A、内阻Ω的电流表 C．量程为6V、内阻约为15kΩ的电压表 D．最大阻值为15Ω、最大允许电流为2A的滑动变阻器 E．定值电阻Ω F．定值电阻Ω G．电动势V、内阻很小直流电源 H．开关一个，导线若干 L．螺旋测微器，刻度尺 （1）该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，读数如图乙所示，则示数______mm； （2）实验中电流表应选用______（填“A”或“B”），定值电阻应选用______（填“E”或“F”）； （3）电压表的示数记为U，电流表的示数记为I，则该金属丝的电阻的表达式Rx=______；若用刻度尺测得待测电阻丝接入电路的长度为L，则其电阻率的表达式为______。（表达式中所用到的阻值必须用对应的电阻符号表示，不得直接用数值表示） 【答案】 ①. 6.805（6.802~6.807均可） ②. A ③. E ④. ⑤. 【解析】 【详解】(1)[1]根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径D＝6.5 mm＋30.5×0.01 mm＝6.8005mm； (2)[2][3]电压表量程为6 V，电阻丝电阻约100 Ω，电流表量程应该为60 mA左右，可以将量程5 mA的电流表并联5 Ω的电阻改装成量程为55 mA的电流表，即电流表选择A，定值电阻选择E。 (3)[4][5]金属丝中电流为 电压 U′＝U－Ir1 由欧姆定律可得金属丝电阻 由电阻定律 解得电阻率 14. 在“用单分子油膜法估测分子直径的大小”实验中，首先将几滴纯油酸滴入一定量的酒精中配制出油酸酒精溶液，得到纯油酸所占总体积的百分比为，用滴管吸取混合溶液后将一滴体积为的溶液滴入撒有少量痱子粉的水面，水面上形成无色的油酸区域，该区域视为单分子油层，并在水槽上面放置的玻璃板上描绘出如图所示的油膜轮廓。 （1）若根据油膜轮廓测算出的油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为______。 （2）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是______（填正确答案标号） A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开 B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积 【答案】 ①. ②. B 【解析】 【详解】（1）[1]一滴体积为的溶液中含纯油酸的体积为 根据油膜轮廓测算出的油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为 （2）[2]某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，根据 A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，则油膜面积测量值偏小，计算出的油酸分子直径明显偏大，故A错误； B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，则油膜面积测量值偏大，计算出的油酸分子直径明显偏小，故B正确； C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积，则纯油酸的体积测量值偏大，计算出的油酸分子直径明显偏大，故C错误。 故选B。 三、计算题（共3小题；共计38分） 15. 在五四青年节“放飞梦想”的庆典活动上，五颜六色的氦气球飞向广阔天空。用一个容积为50L、压强为1.0×107Pa的氦气罐给气球充气（充气前球内气体忽略不计），充气后每个气球体积为10L，球内气体压强为1.5×105Pa，设充气过程中罐内气体、气球内气体温度始终与大气温度相同，求： （1）用一个氦气罐充了20个气球后，罐内剩余气体的压强为多少； （2）氦气球释放后飘向高空，当气球内外压强差达2.7×104Pa时发生爆裂，此时气球上升了3km。已知气球释放处大气温度为300K，大气压强为1.0×105Pa，高度每升高1km，大气温度下降6℃，大气压强减小1.1×104Pa，则氦气球爆裂时体积为多少。 【答案】（1）；（2）15L 【解析】 【详解】（1）已知 ，，，， 设充气后罐内剩余气体压强为，则 解得 （2）升至3000m高空时，气球内气体温度 T=300K-18K=282K 此处大气压强 气球胀裂时内外压强差 可得球内气体压强 对气球内气体研究，根据理想气体状态方程 解得气球爆裂时体积 16. 如图所示，空间存在足够大的水平方向匀强电场E。光滑绝缘水平面上O点有一质量为m=0.5kg，带电量为的小物块A，水平面上P点有质量为m=0.5kg，不带电的小物块B。开始时B静止在P点，A以v0=8m/s的速度向右运动，到达M点时速度为v1=6m/s，再运动到P点与B发生正碰并立即粘在一起（碰撞经历时间极短），运动到N点时速度恰好为零。已知OM=MN=L=7m。求： （1）匀强电场电场强度大小E； （2）A物块从O到N经历的时间t； 【答案】（1）；（2）4s 【解析】 【详解】（1）从O到M由动能定理 解得 （2）从O到M的时间 设MP=x，A运动到P点时的速度大小为，则从M到P点 设碰撞后共速速度大小为，碰撞过程动量守恒 碰后 其中 联立解得 则从M到P的时间 碰后运动的时间 则A物块从O到N经历的时间 17. 如图所示，在xOy坐标平面内，半径为R的圆形匀强磁场区域的边界与x轴相切于原点O，与PM相切于A点，。PQ、MN间存在着匀强电场，。现有一个质量为m、电荷量为q的正离子，从O点以速率沿y轴正方向射入磁场，并经过A点打到了D点。离子到达MN上即被吸收，不计离子重力。 （1）求磁感应强度大小B； （2）若其他条件不变，仅将该离子从O点以偏向y轴正方向左侧方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间t； （3）若其他条件不变，将大量的上述离子从O点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图 有 根据几何关系有 解得 （2）如图可知，离子在磁场中运动的圆心角为 离子在磁场中运动的时间为 解得 （3）如图 由几何关系可知，离子射出磁场时速度均为水平方向，设打在C点的离子从磁场边界B点射出，在电场中做类平抛运动的水平位移为，竖直位移为，则有 从A点射出的离子打到了D点，有 联立可得 设离子射入磁场时偏向y轴正方向角度为，由几何关系可得 所以在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$