精品解析：重庆市渝西中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

重庆市渝西中学校2023-2024高二下6月考试 物理学科试卷 考试时间：90分钟 总分：100分 注意事项： 1、 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级在答题卡上填写清楚。 2、 每小题选出答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，在试卷上作答无效。 3、 考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。 一、单项选择题。（本题共10 小题，每小题 3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 有关热现象，下列说法错误的是（ ） A. 在生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，这一过程是利用高温条件下分子的扩散来完成的 B. 在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明灰尘分子在做无规则运动 C. 若容积一定的某封闭容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大 D. 在一个密闭容器内有一滴的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是，则该水内能增加了 【答案】B 【解析】 【详解】A．在扩散现象中，温度越高，分子运动越剧烈，扩散进行得越快，故A正确； B．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，而不是灰尘分子在做无规则运动，故B错误； C．若容积一定的某封闭容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大，故C正确； D．同温度的水吸热后变成同温度的水蒸气，温度是分子平均动能的标志，温度未发生改变则分子平均动能不变，由于分子数未发生改变，故总动能不变，而密闭容器内不考虑外界做功，因此此过程中吸收热量用于增大分子势能，该水的内能增加，故D正确。 本题选错误项，故选B。 2. 电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂竖直挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当没有通电时，调节砝码使两臂达到平衡。当线圈中通过如图所示方向的电流I时，要使两臂重新达到平衡，在某一盘中增加了质量为m的砝码。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 增加砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】当线圈中通过如图所示方向的电流I时，线圈受安培力向下，要使两臂重新达到平衡，在左盘中增加砝码 匀强磁场的磁感应强度大小为 故选A。 3. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A，V-T图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 气体A状态的压强大于D状态的压强 B. 状态B到状态C过程中，气体从外界吸热 C. 从D到A过程中，单位时间内单位面积上碰撞器壁的分子数减少 D. 若气体从C到D的过程中，内能增加3 kJ，对外做功5 kJ，则气体向外界放出热量8 kJ 【答案】C 【解析】 【详解】A．由D状态到A状态，等温变化，根据玻意耳定律，体积增大，压强减小，故A错误； B．由B状态到C状态，温度不变，所以内能不变，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律，气体放热，故B错误； C．由D状态到A状态的过程中，气体的体积增大，压强减小，根据压强的微观解释可知，器壁单位面积在单位时间内受到撞击的分子数减少，故C正确； D．由C到D，若内能增加3kJ，对外做功5kJ，则气体从外界吸热8kJ，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的电阻，副线圈c、d两端连接一个阻值的电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（ ） A. 理想电压表的示数为 B. 理想变压器原、副线圈匝数比为 C. 若只减小电阻的阻值，则电阻的电压增大 D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设原线圈的输入电压为，则有 根据理想变压器 可得 解得 即理想电压表的示数为，故A正确； B．由理想变压器电压比等于匝数比可得理想变压器原、副线圈匝数比为 故B正确； C．将变压器与看成一个等效电阻，若只减小电阻的阻值，则该等效电阻阻值减小，则原线圈电流增大，根据 可知原线圈的输入电压减小，故副线图的输出电压减小，电阻的电压将减小，故C错误； D．由以上分析可知，原线圈两端电压峰值为，周期为，则角速度为 可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为 故D正确。 本题选错误的，故选C。 5. 两分子间的斥力与引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 在r>r0阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大 B. 在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能增大 C. 在r<r0阶段，分子势能先增大后减小 D. 在r=r0时，分子势能为零，动能最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．在r>r0阶段，分子力为引力，相互接近过程中，F做正功，分子动能增大，分子势能减小，A错误； BC．在r<r0阶段，分子力为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子动能减小，分子势能增大，B正确，C错误； D．由于在r>r0阶段，分子势能减小，在r<r0阶段，分子势能增大，则在r=r0时，分子势能最小，且一定小于0，动能最大，D错误； 故选B。 6. 利用图甲所示装置做光电效应实验，用a、b两种波长的光分别照射同一光电管，测得光电流和电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. a光的波长小于 b光的波长 B. a光与 b光的光子能量之比等于 Uc₁: Uc₂ C. 在光的频率不变的情况下，所加正向电压越大，光电流就一定越大 D. 在光照条件不变的情况下，所加电压为零时，光电流并不等于零 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知 入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，由题图可知，b光的遏止电压大于a光的遏止电压，a光的波长大于b光的波长，A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知 a光与 b光的光子能量之比不等于 Uc₁: Uc₂，B错误； C．在光的频率不变的情况下，所加正向电压越大，电流越大，当达到饱和电流后，再增加电压电流也不会增加，C错误； D．在光照条件不变的情况下，所加电压为零时，光电流并不等于零，D正确。 故选D。 7. 一定质量的理想气体，从状态A经B、C状态后，又回到初始状态A，对应的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B，气体分子的平均动能不变 B. 状态B和状态C的热力学温度之比为 C. 状态C到状态A，气体对外界做功为 D. 整个循环过程中，气体吸收的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程 由图可知，状态A到状态B，乘积变大，则气体温度升高，气体分子的平均动能增大，故A错误； B．根据理想气体状态方程可得 可得状态B和状态C的热力学温度之比为 故B错误； C．根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，可知状态C到状态A，外界对气体做功为 故C错误； D．根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，可知整个循环过程中，外界对气体做功为 整个循环过程中，气体内能变化量为0，根据热力学第一定律可得 联立可得 可知整个循环过程中，气体吸收的热量为，故D正确。 故选D。 8. 如图所示为某款磁吸式无线充电宝对手机充电的原理图，它的发射线圈两端为电压22V的正弦式交流电，手机内部接收线圈的电压为6V。已知接收线圈的匝数为30匝，装置由于漏磁，接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的70%。下列说法正确的是（ ） A. 发射线圈的匝数为110匝 B. 让手机略微远离充电装置，接受线圈的电压不变 C. 接收线圈的电压最大值为 D. 充电时，接收线圈始终有远离发射线圈的趋势 【答案】C 【解析】 【详解】A．装置由于漏磁接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的70%，则有 其中，，，代入各数据可得 故A错误。 B．让手机略微远离充电装置，这时穿过接收线圈磁通量会减少，因此接受电压会减小，故B错误； C．手机内部接收线圈的电压为6V是正弦交流电有效值，则接收线圈的电压最大值为，故C正确； D．发射线圈接的是交流电，当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线圈有靠近的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有远离的趋势，故D错误。 故选C。 9. 血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据玻意耳定律可知 已知 ，， 代入数据整理得 故选D。 10. 霍尔推进器不断被改进，未来有望成为远距离太空探测的首选推进装置。有一种霍尔推进器如图所示，很窄的圆环空间内有沿半径方向向外的辐射状磁场Ⅰ，其磁感强度大小可近似认为处处相等；在垂直于圆环平面方向上加有匀强磁场Ⅱ和匀强电场（图中都没有画出），磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等。电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 磁场Ⅱ垂直圆环平面向里 B. 电场方向垂直圆环平面向外 C. 电子受到的电场力提供向心力 D. 磁场对电子的洛伦兹力做正功 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．根据洛伦兹力和电场力受力特点，电子沿顺时针方向做圆周运动，因此在磁场I中，受到的洛伦兹力方向垂直平面向里，所以电场力要和其平衡，电场力方向垂直纸面向外，电场方向垂直圆环平面向里，磁场Ⅱ提供圆周运动的向心力，因此方向垂直圆环平面向里，故BC错误，A正确； D．磁场对电子的洛伦兹力在任何情况下都不做功，故D错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。） 11. 下列说法正确的是（ ） A. 物理性质表现为各向异性的固体为非晶体 B. 不论是浸润的液体还是不浸润的液体都会产生毛细现象 C. 第二类永动机不可制成是因为违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律 D. 固体的原子（或者分子、离子）是静止不动的，液体的原子（或者分子、离子）可以移动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．物理性质表现为各向异性的固体除了非晶体，还有多晶体，故A错误； B．产生毛细现象原因之一是由于附着层中分子的附着力与内聚力的作用，造成浸润或不浸润，因而使毛细管中的液面呈现弯月形。原因之二是由于存在表面张力，从而使弯曲液面产生附加压强。可见不论是浸润的液体还是不浸润的液体都会产生毛细现象，故B正确； C．第二类永动机不可制成是因为违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律，故C正确； D．由分子动理论可知，固体、液体原子（分子或离子），都在平衡位置附近做微小的振动，故D错误。 故选BC。 12. 电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点 B. 图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点 C. 图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属 D. 图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．图甲中由左手定则可判断负离子向M偏转，故N点电势高于M点，故A正确，B错误； CD．真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，炉内的金属会产生涡流，从而炼化金属，故C错误，D正确。 故选AD。 13. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直于磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。则下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场、出磁场过程中，所受安培力方向相同，且进、出磁场的过程中线框所受安培力逐渐变小 B. 线框进入磁场和穿出磁场的时间相等 C. 线框在进、出磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量相等 D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．进磁场的过程中线框的右边切割磁感线，产生感应电动势为 感应电流为 安培力为 进磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小，出磁场的过程中，线框速度逐渐减小，线框所受安培力逐渐变小；线框进磁场过程中，线框磁通量增加，产生逆时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左；线框出磁场过程中，线框磁通量减少，产生顺时针方向的电流，根据左手定则，安培力向左，故A正确； B．线圈进入磁场的平均速度大于出磁场的平均速度，可知线框进入磁场的时间小于穿出磁场的时间，故B错误； C．根据 线框在进、出磁场的过程中，线框面积一定，即磁通量变化量相等，可知通过导线横截面的电荷量相等，故C正确； D．进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热都等于线框克服安培力所做的功，由于进磁场和出磁场两个过程线框都是减速运动，由 可知进磁场和出磁场两个过程中安培力逐渐减小，而线框进、出磁场的位移相同，则进磁场的过程中线框产生的焦耳热多，故D错误。 故选AC。 14. 高压电线会发出嗡嗡声，原因之一是高压电线上的交变电流会产生交变磁场，在磁场作用下，导线会发生微小的振动，这种振动会引起空气振动，从而产生声波。为了研究这一现象，设计了如下实验：如图甲所示，两端固定在同一绝缘光滑水平面内距离较近的两根完全相同的平行弹性长直导线 MN和 PQ，不通电流时导线中点分别处于a、a’点，通入同向或反向等大电流后，两导线最近位置分别处于 b、b'点、最远位置分别处于c、c'点，两导线关于O点对称，仅考虑两导线之间磁场力引起导线形变，则下列说法正确的是（　　） A. 当两导线通入同向等大电流Im时，两导线中点分别位于b、b'点 B. 当两导线通入反向等大电流Im时，O点处磁感应强度为零 C. ab>ac D. 若两导线均通入图乙所示交变电流，则发声的频率与交变电流的频率相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若两导线中通以等大同向电流，根据安培定则和左手定则可知，两导线相互吸引，两导线中点分别位于b、b'点，故A正确； B．当两导线通入反向等大电流Im时，根据安培定则可得，两导线在O点处方向相同，矢量和不为0，B错误； C．由于同向和反向电流最大值都一样，但是同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，距离越远磁场越小。故反向电流排斥力小于通向电流的吸引力，故ab>ac，C正确； D．若两导线均通入图乙所示交变电流，则电流始终同向，一个周期内在最低点两次，因此发声的频率与交变电流的频率不同，D错误。 故选AC。 15. 如图甲所示，两条足够长、间距为L、电阻不计的平行导轨放置在范围足够大的匀强磁场内，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、电阻均为r的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好，开始时两杆均静止。b杆与导轨间无摩擦力，a杆与导轨间动摩擦因数为μ，杆受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对b杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力F，t1时刻，a杆开始运动，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 当a杆开始运动时，b杆的速度大小为 B. 当a杆开始运动时，b杆的速度大小为 C. 最终a、b两杆速度的速度差为 D. 最终a、b两杆速度的速度差为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．当a杆开始运动时，对a杆分析有 根据闭合电路欧姆定律有 根据法拉第电磁感应定律有 联立可得，当a杆开始运动时，b杆的速度大小为 故A错误，B正确； CD．最终外力F不变，a、b杆一起做匀加速运动，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 对a、b杆整体分析有 对a杆分析有 联立解得最终 a、b两杆速度的速度差为 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题（共2题） 16. 某学习小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验中他们向纯油酸中添加酒精，配得油酸酒精溶液总体积为，接着用注射器向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示。 （1）已知每一个小正方形的边长为，则该油酸薄膜的面积为______（结果保留2位有效数字）。 （2）油酸分子的直径是_______m（结果保留2位有效数字）。 （3）以下操作会导致最终估测出的油酸分子直径偏大的有_______。 A. 水面上痱子粉撒的太多，油膜没有充分展开 B. 用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴 C. 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） （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1]由题图可读出超过半格的格数约为75小格，则油膜面积为 【小问2详解】 [2]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 油酸分子的直径为 【小问3详解】 [3]A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据 可知所测的分子直径d明显偏大，故A正确； B．用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为81滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏小，从而使油酸的体积偏小，最终导致所测分子直径偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏小，故C错误。 故选A。 17. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的________。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是________________________；图丙中的物理含义是________________________。 【答案】 ①. CD##DC ②. A ③. 胶管的容积不可忽略 ④. 连接压强传感器和注射器的胶管的容积 【解析】 【详解】（1）①[1]A．应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积，以避免操作动作过快使空气柱的温度发生改变，A项错误； B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出的，所以实验前不需要利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量，B项错误； C．实验过程中手不能握住注射器前端，以免改变空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，C项正确； D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定，D项正确。 故选CD。 ②[2]根据理想气体状态方程 可得 可知随着环境温度逐渐降低，图像的斜率会逐渐减小，A项正确。 （2）[3][4]根据玻意耳定律得 解得 造成这一结果原因是胶管的容积不可忽略；图丙中的物理含义是连接压强传感器和注射器的胶管的容积。 四、解答题（本题共3小题共36分。要有必要的文字说明和解题步骤。） 18. 某兴趣小组参考烟雾报警器的原理，设计了一个简易温度报警装置，原理图如图所示，一导热性能良好的汽缸竖直放置于平台上，质量为2kg活塞下方封闭一定质量的理想气体，固定在天花板上的压力传感器与活塞通过刚性竖直轻杆连接，当传感器受到竖直向上的压力大小大于20N时，就会启动报警装置。已知当外界温度为242K时，压力传感器的示数为0。不计气体体积变化以及一切摩擦，已知大气压强，汽缸的横截面积为，。求： （1）当外界温度为242K时，封闭气体的压强大小； （2）触发报警装置的环境温度值。 【答案】（1）；（2）363K 【解析】 【详解】（1）由受力分析 （2）当达到报警温度时，由受力分析 由查理定律 19. 如图所示，一小型发电站通过升压变压器B1和降压变压器B2把电能输送给用户（B1和B2都是理想变压器），已知发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数比为，两变压器间输电导线的总电阻为2Ω．降压变压器B2的输出电压为220V．求： （1）输电导线上损失的电压； （2）降压变压器B2的原、副线圈的匝数比． （3）若降压变压器用户端安装的都是“220V 40W”的日光灯，则允许同时开多少盏灯让其正常发光？ 【答案】（1）；（2） ；（3） n=1245盏 【解析】 【详解】（1）由 得 U2=5000V 则导线上的电流 故损失电压 （2）变压降压器匝数比 （3）设允许开的日光灯数为n，则对理想降压变压器，由能量守恒得， 即 得 n=1245盏 20. 如图所示，光滑水平轨道MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、QE在Q、N点连接，倾斜轨道倾角为θ，轨道间距均为L．水平轨道间连接着阻值为R的电阻，质量分别为M、m，电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放在两组轨道上，导体棒均与轨道垂直，a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场，倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，该磁场区域仅分布在QN和EF所间的区域内，QN、EF距离为d，两个区域内的磁感应强度分别为B1、B2，以QN为分界线且互不影响．现在用一外力F将导体棒a向右拉至某一位置处，然后把导体棒b从紧靠分界线QN处由静止释放，导体棒b在出磁场边界EF前已达最大速度．当导体棒b在磁场中运动达稳定状态，撤去作用在a棒上的外力后发现a棒仍能静止一段时间，然后又来回运动并最终停下来．求： （1）导体棒b在倾斜轨道上的最大速度 （2）撤去外力后，弹簧弹力的最大值 （3）如果两个区域内的磁感应强度B1=B2且导体棒电阻R=r，从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中，电阻R上产生的热量为Q，求弹簧最初的弹性势能． 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【分析】根据受力平衡条件，结合法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，即可求解；根据安培力与弹力平衡，结合安培力的表达式，即可求解；根据能量守恒定律，结合焦耳定律，即可求解． 【详解】（1）b棒达到最大速度时，设b杆中的电流为I，则有：mgsinθ=F安=B2IL 切割感应电动势：E=B2Lv 闭合电路欧姆定律， 解得： （2）撤去外力后，a杆将做减幅振动，最大弹力出现在其静止阶段，此时b杆正处于匀速运动阶段，故 解得： （3）设b杆在磁场中运动期间，电阻R上产生的热量为Q1，a杆振动期间，电阻R上产生的热量为Q2，则有：Q=Q1+Q2 由于B1=B2且导体棒电阻R=r可得到，b杆在磁场中运动期间 由能量守恒定律： a杆振动期间：EP=Q2 解得： 【点睛】本题主要考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用，弄清运动过程中能量如何转化，并应用能量转化和守恒定律分析解决问题是此题关键，注意电阻R产生热量与整个电路热量的区别． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆市渝西中学校2023-2024高二下6月考试 物理学科试卷 考试时间：90分钟 总分：100分 注意事项： 1、 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级在答题卡上填写清楚。 2、 每小题选出答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，在试卷上作答无效。 3、 考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。 一、单项选择题。（本题共10 小题，每小题 3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 有关热现象，下列说法错误的是（ ） A. 在生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，这一过程是利用高温条件下分子的扩散来完成的 B. 在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明灰尘分子在做无规则运动 C. 若容积一定的某封闭容器中气体分子的平均速率越大，单位面积上气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力就越大 D. 在一个密闭容器内有一滴的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是，则该水内能增加了 2. 电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂竖直挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当没有通电时，调节砝码使两臂达到平衡。当线圈中通过如图所示方向的电流I时，要使两臂重新达到平衡，在某一盘中增加了质量为m的砝码。重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 增加的砝码在左盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 D. 增加的砝码在右盘中，匀强磁场的磁感应强度大小为 3. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C 和D 后再回到状态A，V-T图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 气体A状态的压强大于D状态的压强 B. 状态B到状态C过程中，气体从外界吸热 C. 从D到A的过程中，单位时间内单位面积上碰撞器壁的分子数减少 D. 若气体从C到D的过程中，内能增加3 kJ，对外做功5 kJ，则气体向外界放出热量8 kJ 4. 如图甲所示电路，原线圈串联一个阻值的电阻，副线圈c、d两端连接一个阻值的电阻，a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，理想电流表的示数为。下列说法错误的是（ ） A. 理想电压表的示数为 B. 理想变压器原、副线圈匝数比为 C. 若只减小电阻的阻值，则电阻的电压增大 D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式可写为 5. 两分子间的斥力与引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 在r>r0阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大 B. 在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能增大 C. 在r<r0阶段，分子势能先增大后减小 D. 在r=r0时，分子势能零，动能最大 6. 利用图甲所示装置做光电效应实验，用a、b两种波长的光分别照射同一光电管，测得光电流和电压的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. a光的波长小于 b光的波长 B. a光与 b光的光子能量之比等于 Uc₁: Uc₂ C. 在光的频率不变的情况下，所加正向电压越大，光电流就一定越大 D. 在光照条件不变的情况下，所加电压为零时，光电流并不等于零 7. 一定质量的理想气体，从状态A经B、C状态后，又回到初始状态A，对应的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 状态A到状态B，气体分子的平均动能不变 B. 状态B和状态C的热力学温度之比为 C. 状态C到状态A，气体对外界做功为 D. 整个循环过程中，气体吸收的热量为 8. 如图所示为某款磁吸式无线充电宝对手机充电的原理图，它的发射线圈两端为电压22V的正弦式交流电，手机内部接收线圈的电压为6V。已知接收线圈的匝数为30匝，装置由于漏磁，接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的70%。下列说法正确的是（ ） A. 发射线圈的匝数为110匝 B. 让手机略微远离充电装置，接受线圈的电压不变 C. 接收线圈电压最大值为 D. 充电时，接收线圈始终有远离发射线圈的趋势 9. 血压仪由加压气囊、臂带，压强计等构成，如图所示。加压气囊可将外界空气充入臂带，压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压强的数值，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V；每次挤压气囊都能将的外界空气充入臂带中，经5次充气后，臂带内气体体积变为，压强计示数为。已知大气压强等于，气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于（　　） A B. C. D. 10. 霍尔推进器不断被改进，未来有望成为远距离太空探测的首选推进装置。有一种霍尔推进器如图所示，很窄的圆环空间内有沿半径方向向外的辐射状磁场Ⅰ，其磁感强度大小可近似认为处处相等；在垂直于圆环平面方向上加有匀强磁场Ⅱ和匀强电场（图中都没有画出），磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等。电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 磁场Ⅱ垂直圆环平面向里 B. 电场方向垂直圆环平面向外 C. 电子受到的电场力提供向心力 D. 磁场对电子洛伦兹力做正功 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。） 11. 下列说法正确的是（ ） A. 物理性质表现为各向异性的固体为非晶体 B. 不论是浸润的液体还是不浸润的液体都会产生毛细现象 C. 第二类永动机不可制成因为违背了热力学第二定律，不违背能量守恒定律 D. 固体的原子（或者分子、离子）是静止不动的，液体的原子（或者分子、离子）可以移动 12. 电磁技术在生活中的应用非常广泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所示的电流I和磁场B时，即可在M、N两极处产生电压，电压的大小可以用来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则N点的电势高于M点 B. 图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则M点的电势高于N点 C. 图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属 D. 图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 13. 如图所示，光滑绝缘水平面上有一区域内存在垂直该平面向下的匀强磁场，磁场左右两边界平行。水平面上有一个正方形导线框，线框的边长小于磁场宽度，右边与磁场边界平行，线框以某一初速度垂直于磁场边界进入磁场，最终完全穿出磁场。则下列说法正确的是（ ） A. 线框进磁场、出磁场过程中，所受安培力方向相同，且进、出磁场的过程中线框所受安培力逐渐变小 B. 线框进入磁场和穿出磁场的时间相等 C. 线框在进、出磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量相等 D. 进磁场和出磁场两个过程中线框产生的焦耳热相同 14. 高压电线会发出嗡嗡声，原因之一是高压电线上的交变电流会产生交变磁场，在磁场作用下，导线会发生微小的振动，这种振动会引起空气振动，从而产生声波。为了研究这一现象，设计了如下实验：如图甲所示，两端固定在同一绝缘光滑水平面内距离较近的两根完全相同的平行弹性长直导线 MN和 PQ，不通电流时导线中点分别处于a、a’点，通入同向或反向等大电流后，两导线最近位置分别处于 b、b'点、最远位置分别处于c、c'点，两导线关于O点对称，仅考虑两导线之间磁场力引起导线形变，则下列说法正确的是（　　） A. 当两导线通入同向等大电流Im时，两导线中点分别位于b、b'点 B. 当两导线通入反向等大电流Im时，O点处磁感应强度为零 C. ab>ac D. 若两导线均通入图乙所示交变电流，则发声的频率与交变电流的频率相同 15. 如图甲所示，两条足够长、间距为L、电阻不计的平行导轨放置在范围足够大的匀强磁场内，磁场方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B。两根质量均为m、电阻均为r的导体杆a、b与两导轨垂直放置且接触良好，开始时两杆均静止。b杆与导轨间无摩擦力，a杆与导轨间动摩擦因数为μ，杆受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对b杆施加一与杆垂直且大小随时间按图乙规律变化的水平外力F，t1时刻，a杆开始运动，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 当a杆开始运动时，b杆的速度大小为 B. 当a杆开始运动时，b杆的速度大小为 C. 最终a、b两杆速度的速度差为 D. 最终a、b两杆速度的速度差为 三、实验题（共2题） 16. 某学习小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验中他们向纯油酸中添加酒精，配得油酸酒精溶液总体积为，接着用注射器向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，把玻璃板盖在浅盘上并描出油膜的轮廓，如图所示。 （1）已知每一个小正方形的边长为，则该油酸薄膜的面积为______（结果保留2位有效数字）。 （2）油酸分子的直径是_______m（结果保留2位有效数字）。 （3）以下操作会导致最终估测出的油酸分子直径偏大的有_______。 A. 水面上痱子粉撒的太多，油膜没有充分展开 B. 用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴 C. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 17. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。 （1）第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 ①实验过程中，下列操作正确的是________。（填正确答案标号） A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积 B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量 C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器 D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定 ②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的图像应为下图中的________。（填正确答案标号） （2）第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是________________________；图丙中的物理含义是________________________。 四、解答题（本题共3小题共36分。要有必要的文字说明和解题步骤。） 18. 某兴趣小组参考烟雾报警器的原理，设计了一个简易温度报警装置，原理图如图所示，一导热性能良好的汽缸竖直放置于平台上，质量为2kg活塞下方封闭一定质量的理想气体，固定在天花板上的压力传感器与活塞通过刚性竖直轻杆连接，当传感器受到竖直向上的压力大小大于20N时，就会启动报警装置。已知当外界温度为242K时，压力传感器的示数为0。不计气体体积变化以及一切摩擦，已知大气压强，汽缸的横截面积为，。求： （1）当外界温度为242K时，封闭气体的压强大小； （2）触发报警装置的环境温度值。 19. 如图所示，一小型发电站通过升压变压器B1和降压变压器B2把电能输送给用户（B1和B2都是理想变压器），已知发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数比为，两变压器间输电导线的总电阻为2Ω．降压变压器B2的输出电压为220V．求： （1）输电导线上损失的电压； （2）降压变压器B2的原、副线圈的匝数比． （3）若降压变压器用户端安装的都是“220V 40W”的日光灯，则允许同时开多少盏灯让其正常发光？ 20. 如图所示，光滑水平轨道MN、PQ和光滑倾斜轨道NF、QE在Q、N点连接，倾斜轨道倾角为θ，轨道间距均为L．水平轨道间连接着阻值为R的电阻，质量分别为M、m，电阻分别为R、r的导体棒a、b分别放在两组轨道上，导体棒均与轨道垂直，a导体棒与水平放置的轻质弹簧通过绝缘装置连接，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．水平轨道所在的空间区域存在竖直向上的匀强磁场，倾斜轨道空间区域存在垂直轨道平面向上的匀强磁场，该磁场区域仅分布在QN和EF所间的区域内，QN、EF距离为d，两个区域内的磁感应强度分别为B1、B2，以QN为分界线且互不影响．现在用一外力F将导体棒a向右拉至某一位置处，然后把导体棒b从紧靠分界线QN处由静止释放，导体棒b在出磁场边界EF前已达最大速度．当导体棒b在磁场中运动达稳定状态，撤去作用在a棒上的外力后发现a棒仍能静止一段时间，然后又来回运动并最终停下来．求： （1）导体棒b在倾斜轨道上的最大速度 （2）撤去外力后，弹簧弹力的最大值 （3）如果两个区域内的磁感应强度B1=B2且导体棒电阻R=r，从b棒开始运动到a棒最终静止的整个过程中，电阻R上产生的热量为Q，求弹簧最初的弹性势能． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$