2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（三）（高二）

2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（三） （高二） 一、单选题（每题3分） 1．在任一电场中，将点电荷q由静止状态释放，则一定有（　　） A．点电荷q一定沿着电场线运动 B．点电荷q一定逆着电场线运动 C．点电荷q静止不动 D．以上答案都不正确 2．一个动能为2.0eV的电子从很远处向一个固定的质子飞去。电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子，电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。已知氢原子的基态能量为，光在真空中的速度为，电子电量的大小和普朗克常量分别为和。所放出的光子的波长最接近的值是（    ） A．79nm B．91nm C．107nm D．620nm 3．如图所示，光滑绝缘的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块在CD段所受的合力大小相等，重力加速度为g，电场强度大小为。则（    ） A．A到C过程中滑块的加速度变小 B．滑块经过C点时速度大小为 C．滑块到达D点时加速度为零 D．滑块经过D点时速度大小为 4．磁控管内局部区域分布y轴方向的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场。一电子（不计重力）从O点由静止释放，开始阶段的运动轨迹如图中曲线所示，下列说法正确的是（    ） A．电场方向沿y轴负方向 B．磁场垂直于纸面向里 C．电子在A点所受的合力等于在B点所受的合力 D．电子在B点所受的合力等于在C点所受的合力 5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接电压恒定的正弦交变电源，图中定值电阻、、，滑动变阻器最大阻值为2R，理想电压表V的示数为U，理想电流表、的示数为、。滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（　　） A．减小，U不变 B．先减小后增大，U减小 C．变压器传输的功率先增大后减小 D．的值变小，的值变小 6．如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值一定的正弦式交变电源上，图中的各个电表均为理想电表，L1和L2是两只规格相同的白炽灯，若断开开关S，则下列说法中正确的是（    ） A．电压表V1和V2的示数之比不变 B．电流表A1和A2的示数之比不变 C．灯泡L1的亮度变暗 D．理想变压器的输入功率变大 7．如图所示为一台手摇交流发电机的结构示意图，大轮与小轮通过皮带传动，大小轮半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上，线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为r，磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。转动手柄使大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值为R的灯泡。发电时灯泡两端电压不超出其额定电压，皮带不打滑，下列说法正确的是（    ） A．发电机产生的电动势最大值为 B．灯泡两端电压有效值为 C．若增大大轮转速，则通过线圈磁通量的最大值变大 D．若增大小轮半径，灯泡亮度变亮 二、多选题（每题3分） 8．示波管或显像管中的重要组成部分就是电子枪，它具有释放出电子并使电子聚集成束以及对电子加速的作用。如图所示为一种电子枪的结构示意图，其中灯丝L用来加热阴极K，使电子从阴极表面逸出，电子经A、B之间的加速电压加速后，进入C和D两个均为圆筒形的电极（图中为电极的截面图）之间，这两个圆筒形电极不仅能进一步完成对电子束加速的作用，更重要的是起到将被加速后呈现出发散状的电子束进行聚焦的作用。对于A、B、C、D四个电极电势高低的设计情况，下列说法中正确的是（　　） A．B极的电势应远远高于A极的电势 B．B极的电势应远远高于C极的电势 C．C极的电势应低于D极的电势 D．A极的电势可能与D极的电势相等 9．如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（　　） A．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同 B．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反 C．劣弧PQ受到的安培力大小为 D．劣弧PQ受到的安培力大小为 10．如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是（　　）    A．a光在棱镜中的速度最小 B．c光打出的光电子的遏止电压最大 C．同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大 D．从CD面出射时a光、b光、c光互相平行 三、填空题（每题4分） 11．在示波器一观察到如图所示的稳定正弦波形，已知X偏转电极加载的锯齿波使时基选择开关置于2ms/div时。则在Y偏转电极上加载了 信号波形其周期Ty＝ ；当Y电压增益(或衰减)选择开关置于2V/div时，计算Uy（峰~峰值）＝ ，Uy（有效值）＝ 。 12．房间内室温为300K，大气压强为。在此房间内给一玻璃瓶充入压缩气体，用圆柱形轻质软木塞塞住横截面为圆、面积为的瓶颈使瓶口密封，瓶内压缩气体的温度与室温相同，压强，软木塞相对于瓶颈保持静止，如图所示。再将该玻璃瓶放入温度为77K的液氮中充分冷却，随后迅速放回房间，此时瓶颈与软木塞之间的静摩擦力大小为 。若软木塞与瓶颈之间的弹力大小始终为，则二者之间的静摩擦因数满足条件 （用题给物理量表示）时，才能使瓶颈内的软木塞一直保持不动。假设瓶子和软木塞的热胀冷缩可忽略，瓶内气体可视为理想气体。 13．一容器内装有质量为0.1kg，压强为10atm，温度为47℃的氧气。因容器漏气，经若干时间后，压强降到原来的，温度降到27℃，则容器的容积V= ，漏去氧气的质量Δm= 。（已知氧气分子量为32） 14．一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后气体的温度 ，熵 。（填：“不变”或“增加”或“减小”） 15．如图为一理想气体几种状态变化过程的p－V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： （1）温度升高的是 过程； （2）气体吸热的是 过程。 四、实验题（每题5分） 16．如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：    ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的 ； A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 （2）某同学在推动活塞的过程中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是 。    A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 。 A．      B．  C．  D．   17．某同学用图甲所示的电路测量电阻的阻值。实验步骤如下： i.按照电路图连接好电路，将滑片置于电阻丝上的适当位置，闭合开关； ii.将双刀双掷开关（中间连杆为绝缘材料）掷于触点、，调节电阻箱，使灵敏电流计G的指针指零，读出电阻箱阻值，记为； iii.保持滑片的位置不动，将掷于触点、，调节电阻箱，仍使灵敏电流计的指针指零，读出电阻箱阻值，记为； iv.断开开关，整理器材。 回答下列问题： (1)实验过程中， （填“需要”或“不需要”）测量滑片两侧电阻丝的长度； (2)关于实验对电阻丝规格的要求，下列说法正确的是_____； A．总电阻必须已知，粗细必须均匀 B．总电阻必须已知，粗细无须均匀 C．总电阻无须已知，粗细必须均匀 D．总电阻无须已知，粗细无须均匀 (3)某次测量中，，如图乙是电阻箱指示的的阻值，则待测电阻的测量值 ； (4)若在步骤ii后、步骤iii之前，误将滑片P向右移动了少许，继续进行测量，则的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 18．某学习小组在老师的指导下研究二极管的伏安特性。器材有： 二极管一只，正向导通电压约0.5V； 干电池一节，电动势约1.5V，内阻很小； 电压表V，量程1V，内阻约1kΩ； 电流表A，量程50mA，内阻较小； 灵敏电流计G一只； 两个电阻箱R0、R1； 滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω）、电键S、多用电表各一个、导线若干。 （1）二极管如图甲所示，为了弄清楚二极管的正负极，学习小组用多用电表欧姆挡进行检测，检测情况如图乙，可知二极管的 端（选填“a”或“b”）为正极； （2）小组设计了如图丙所示电路。收集实验数据画出二极管的伏安特性曲线，如图丁所示。由丁图可知，在电压从0.5V逐渐升高至1.0V的过程中，二极管的电阻在 （填“增大”或“减小”）； （3）实验小组用题丙研究二极管的伏安特性，由于电表不是理想表，导致测量出现系统误差，出现系统误差的原因是： ； （4）小组查阅资料后设计了如图戊所示电路。仔细调节滑动变阻器R2的滑片直到通过灵敏电流计的电流为零，此时电流表A的读数 （选填“大于”“小于”或“等于”）通过二极管的电流。 19．在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。 （1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是 。 （2）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材： A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω） B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A） D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填实验器材前对应的字母） （3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线 ，根据图线得出该金属丝电阻R = Ω（结果保留小数点后两位）。 （4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( ) 【答案】 6 A C 5.80 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变 五、解答题（每题10分） 20．如图，虚线水平，间距为h。在两虚线间存在水平向右的匀强电场，电场足够长，M、N两带电小球质量均为m、电量均为q，M带正电，N带负电，两小球均从上方P处水平抛出，抛出时水平速度相同。M进入电场后做直线运动，N离开电场时速度方向竖直向下，且M离开电场时动能为N离开电场时动能的1.6倍。重力加速度大小为g，不计空气阻力，求： （1）电场强度E的大小； （2）N离开电场时的速度大小。 21．如图所示，半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场﹐磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力）从筒壁上的小孔Р射入筒中，已知粒子与筒壁碰撞过程，沿圆筒切线和垂直于圆筒切线的速度分量大小均不变，不计粒子与筒壁碰撞电荷量的损失。若粒子与筒壁上的M、N点碰撞了两次恰返回P孔。 （1）若粒子正对O点射入，求粒子的速度大小和粒子在圆筒内运动的时间； （2）若粒子射入的速度方向与半径成角，求粒子的速度大小。 22．如图所示，两平行光滑且足够长的长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。磁场内的三根金属杆a、b、c与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，先固定a、b杆，对c杆施加一垂直于c杆且与导轨平行的恒力F，当c杆匀速时再同时释放a、b杆，撤去力F。三根金属杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求释放a、b杆前，c杆匀速运动的速率； （2）求释放a、b杆后，通过a杆中电荷量的最大值和焦耳热的最大值； （3）释放a、b杆后，经一段时间，已知c杆的位移为x，求这段时间内a杆的位移大小。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（三） （高二） 一、单选题（每题3分） 1．在任一电场中，将点电荷q由静止状态释放，则一定有（　　） A．点电荷q一定沿着电场线运动 B．点电荷q一定逆着电场线运动 C．点电荷q静止不动 D．以上答案都不正确 【答案】D 【详解】A．当电场线为直线，切点电荷在电场中仅仅受到电场力作用，将点电荷q由静止状态释放时，点电荷q才沿着电场线运动，由于题中电场线的分布情况不确定，因此点电荷q不一定沿着电场线运动，A错误；B．根据上述，由于题中电场线的分布情况不确定，因此点电荷q也不一定逆着电场线运动，B错误；C．题中点电荷受力情况不确定，因此不能确定点电荷q是否静止不动，C错误；D．根据上述，D正确。故选D。 2．一个动能为2.0eV的电子从很远处向一个固定的质子飞去。电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子，电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。已知氢原子的基态能量为，光在真空中的速度为，电子电量的大小和普朗克常量分别为和。所放出的光子的波长最接近的值是（    ） A．79nm B．91nm C．107nm D．620nm 【答案】A 【详解】根据能量守恒可知放出光子能量为根据可得波长故选A。 3．如图所示，光滑绝缘的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块在CD段所受的合力大小相等，重力加速度为g，电场强度大小为。则（    ） A．A到C过程中滑块的加速度变小 B．滑块经过C点时速度大小为 C．滑块到达D点时加速度为零 D．滑块经过D点时速度大小为 【答案】D 【详解】A．A到C过程中滑块受重力、弹力、电场力、洛伦兹力四个力的作用，竖直方向只受重力作用，可知加速度不变，故A错误；B．滑块在C点时离开墙壁，满足 解得故B错误；C．CD段做曲线运动，则滑块到达D点时加速度不为零，故C错误；D．D点时加速度等于C点时加速度，即在D点解得故D正确。故选D。 4．磁控管内局部区域分布y轴方向的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场。一电子（不计重力）从O点由静止释放，开始阶段的运动轨迹如图中曲线所示，下列说法正确的是（    ） A．电场方向沿y轴负方向 B．磁场垂直于纸面向里 C．电子在A点所受的合力等于在B点所受的合力 D．电子在B点所受的合力等于在C点所受的合力 【答案】D 【详解】A．由题图可知电子静止释放后，获得向下的速度，所受电场力竖直向下，电场方向沿y轴正方向，故A错误；B．根据左手定则可知磁场垂直于纸面向外，故B错误；C．粒子O到A，根据动能定理有在A点，根据牛顿第二定律则A点的合力为方向向上；在B点的合力为方向向下，故C错误；D．O点、B点和C点在同一等势面上，故从B到C电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，则O、B、C点速度为0，则电子在B点和C点都只受电场力作用，在匀强电场中电子在这两点电场力相等，即合力相等，故D正确；故选D。 5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接电压恒定的正弦交变电源，图中定值电阻、、，滑动变阻器最大阻值为2R，理想电压表V的示数为U，理想电流表、的示数为、。滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（　　） A．减小，U不变 B．先减小后增大，U减小 C．变压器传输的功率先增大后减小 D．的值变小，的值变小 【答案】C 【详解】AB．滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，副线圈的总电阻增大，范围为整理，可得所以、均减小，原线圈电压增大，所以电压表的示数U变大。故AB错误；C．用等效电阻法，等效电阻为副线圈的总电阻的4倍，取值范围为当其等于时，副线圈的功率最大，因此变压器传输的功率先增大后减小。故C正确；D．依题意，有其值不变，由可得、即其值不变。故D错误。故选C。 6．如图所示，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值一定的正弦式交变电源上，图中的各个电表均为理想电表，L1和L2是两只规格相同的白炽灯，若断开开关S，则下列说法中正确的是（    ） A．电压表V1和V2的示数之比不变 B．电流表A1和A2的示数之比不变 C．灯泡L1的亮度变暗 D．理想变压器的输入功率变大 【答案】B 【详解】A．断开开关S，变压器副线圈两端的电压不变，总电阻增大，副线圈电流减小，则电压表V2的示数增大，而V1示数不变，故电压表V1和V2的示数之比变小，故A错误； B．A2的电流与开关S是否闭合无关，故电流表A1和A2的示数之比其值不变，故B正确；C．由A项可知，V2的示数增大，灯泡L1的亮度变亮，故C错误；D．副线圈电流减小，则原线圈电流减小，而V1示数不变，由可知理想变压器的输入功率变小，故D错误。故选B。 7．如图所示为一台手摇交流发电机的结构示意图，大轮与小轮通过皮带传动，大小轮半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上，线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为r，磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。转动手柄使大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值为R的灯泡。发电时灯泡两端电压不超出其额定电压，皮带不打滑，下列说法正确的是（    ） A．发电机产生的电动势最大值为 B．灯泡两端电压有效值为 C．若增大大轮转速，则通过线圈磁通量的最大值变大 D．若增大小轮半径，灯泡亮度变亮 【答案】B 【详解】AB．大轮与小轮通过皮带传动，轮子边缘线速度相等，由可知，小轮转动的角速度为，感应电动势的最大值为灯泡两端电压有效值为故A错误，B正确；C．通过线圈磁通量的最大值为，增大大轮转速，磁通量的最大值不变，故C错误；D．若增大小轮半径，由可知，小轮转动的角速度变小，则感应电动势的最大值变小，有效值变小，灯泡亮度变暗，故D错误。 故选B。 二、多选题（每题3分） 8．示波管或显像管中的重要组成部分就是电子枪，它具有释放出电子并使电子聚集成束以及对电子加速的作用。如图所示为一种电子枪的结构示意图，其中灯丝L用来加热阴极K，使电子从阴极表面逸出，电子经A、B之间的加速电压加速后，进入C和D两个均为圆筒形的电极（图中为电极的截面图）之间，这两个圆筒形电极不仅能进一步完成对电子束加速的作用，更重要的是起到将被加速后呈现出发散状的电子束进行聚焦的作用。对于A、B、C、D四个电极电势高低的设计情况，下列说法中正确的是（　　） A．B极的电势应远远高于A极的电势 B．B极的电势应远远高于C极的电势 C．C极的电势应低于D极的电势 D．A极的电势可能与D极的电势相等 【答案】AC 【详解】电子带负电，要使其加速运动，则必须由低电势向高电势运动，则A、B、C、D四个电极电势依次增高。故AC正确，BD错误。故选AC。 9．如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（　　） A．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同 B．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反 C．劣弧PQ受到的安培力大小为 D．劣弧PQ受到的安培力大小为 【答案】BD 【详解】AB．根据题意，假设区域Ⅱ中的磁场方向垂直纸面向里（外），由右手定则可得，导体棒向下移动，产生逆时针（顺时针）的感应电流，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，可知，区域Ⅰ内金属圆环受向上的安培力，由左手定则可知，区域Ⅰ磁场方向垂直纸面向外（里），综上所述，区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反，故A错误，B正确；CD．根据题意，由几何关系可知，所对圆心角为，设感应电流为，则流过劣弧的电流为，流过优弧的感应电流为，由于劣弧和优弧在区域Ⅰ内有效长度相等，由公式可知，劣弧PQ受到的安培力大小为优弧PQ受到的安培力大小的2倍，设劣弧PQ受到的安培力大小为，则有解得故C错误，D正确。故选BD。 10．如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是（　　）    A．a光在棱镜中的速度最小 B．c光打出的光电子的遏止电压最大 C．同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大 D．从CD面出射时a光、b光、c光互相平行 【答案】BD 【详解】A．由图中各色光的折射程度可知c光的折射率最大，根据可知，c光在棱镜中的速度最小，故A错误；B．c光的折射率最大，则频率最大，根据光电效应方程可知c光打出的光电子的遏止电压最大，故B正确；C．c光的频率最大，则波长最小，根据干涉条纹间距公式可知c光双缝干涉条纹宽度最小，故C错误； D．C处均为直角，根据光的反射定律结合几何关系可知从CD面出射时a光、b光、c光互相平行，故D正确；故选BD。 三、填空题（每题4分） 11．在示波器一观察到如图所示的稳定正弦波形，已知X偏转电极加载的锯齿波使时基选择开关置于2ms/div时。则在Y偏转电极上加载了 信号波形其周期Ty＝ ；当Y电压增益(或衰减)选择开关置于2V/div时，计算Uy（峰~峰值）＝ ，Uy（有效值）＝ 。 【答案】 正弦 8ms 8V 5.656V 【详解】[1] X偏转电极加载的锯齿波只会使图形在水平方向移动，所以图中的竖直方向的正弦图形为在Y偏转电极上加载了正弦信号波形。[2]由示波器开关置于2ms/div，得横轴每个格时间为2ms，所以周期为[3]因为Y电压增益(或衰减)选择开关置于2V/div，由图可知波峰到波谷之间一共占用4格，所以峰值为 [4]根据正弦图像的有效值公式有 12．房间内室温为300K，大气压强为。在此房间内给一玻璃瓶充入压缩气体，用圆柱形轻质软木塞塞住横截面为圆、面积为的瓶颈使瓶口密封，瓶内压缩气体的温度与室温相同，压强，软木塞相对于瓶颈保持静止，如图所示。再将该玻璃瓶放入温度为77K的液氮中充分冷却，随后迅速放回房间，此时瓶颈与软木塞之间的静摩擦力大小为 。若软木塞与瓶颈之间的弹力大小始终为，则二者之间的静摩擦因数满足条件 （用题给物理量表示）时，才能使瓶颈内的软木塞一直保持不动。假设瓶子和软木塞的热胀冷缩可忽略，瓶内气体可视为理想气体。 【答案】 【详解】[1]瓶内气体发生等容变化，根据可得根据平衡条件可知瓶颈与软木塞之间的静摩擦力大小[2]随着温度降低，瓶内压强逐渐减小，可知初始状态，瓶塞所受摩擦力最大，且最大值为因此静摩擦因数满足条件 13．一容器内装有质量为0.1kg，压强为10atm，温度为47℃的氧气。因容器漏气，经若干时间后，压强降到原来的，温度降到27℃，则容器的容积V= ，漏去氧气的质量Δm= 。（已知氧气分子量为32） 【答案】 【详解】[1]根据理想气体状态方程质量为1.0kg的氧气，其压强为10atm，温度47℃等于（47+273）K=320K，氧气的摩尔质量32×10-3kg/mol，R为8.21×10-5，代入数据解得V=[2]漏气后容器内氧气的质量为p′=pT′=（27+273）K=300K 代入数据解得m′=0.067kg则漏出氮气的质量为Δm=m-m′解得Δm=0.033kg 14．一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后气体的温度 ，熵 。（填：“不变”或“增加”或“减小”） 【答案】 不变 增加 【详解】[1]绝热自由膨胀过程气体不做功，也无热交换，所以内能不变，故温度不变； [2]理想气体向真空作绝热自由膨胀是不可逆过程，故熵增加。 15．如图为一理想气体几种状态变化过程的p－V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： （1）温度升高的是 过程； （2）气体吸热的是 过程。 【答案】 BM、CM CM 【详解】（1）[1]由图可知，B、C、T状态的体积相同，由于B、C状态的压强小于T状态的压强，所以B、C状态的温度小于T状态的温度，因MT为等温线，所以BM、CM过程温度升高；同理可得BM过程温度降低。（2）[2]分析MQCM正循环过程，由热力学第一定律可知由于该循环过程中气体对外界做功，MQ为绝热线，QC过程体积不变，压强减小，则温度降低，放出热量，所以CM过程吸收热量；同理分析可得AM、BM过程放出热量。 四、实验题（每题5分） 16．如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：    ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的 ； A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 C．活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 （2）某同学在推动活塞的过程中测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是 。    A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了 （3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 。 A．      B．  C．  D．   【答案】 B CD/DC AC/CA 【详解】（1）[1]A．推拉活塞时动作过快，实验过程中会使气体的温度发生变化，故A错误；B．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以保证气体的温度不变，故B正确； C．活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误。故选B。（2）[2]图像发生了弯曲，因图像向上弯曲，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故A、B错误，C、D正确。故选CD。（3）[3]AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，乘积较大的是对应的图线，故A正确，B错误；CD．因为相同体积下，即相同分子数密度情况下，温度越高，气体压强越大，则斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。故选AC。 17．某同学用图甲所示的电路测量电阻的阻值。实验步骤如下： i.按照电路图连接好电路，将滑片置于电阻丝上的适当位置，闭合开关； ii.将双刀双掷开关（中间连杆为绝缘材料）掷于触点、，调节电阻箱，使灵敏电流计G的指针指零，读出电阻箱阻值，记为； iii.保持滑片的位置不动，将掷于触点、，调节电阻箱，仍使灵敏电流计的指针指零，读出电阻箱阻值，记为； iv.断开开关，整理器材。 回答下列问题： (1)实验过程中， （填“需要”或“不需要”）测量滑片两侧电阻丝的长度； (2)关于实验对电阻丝规格的要求，下列说法正确的是_____； A．总电阻必须已知，粗细必须均匀 B．总电阻必须已知，粗细无须均匀 C．总电阻无须已知，粗细必须均匀 D．总电阻无须已知，粗细无须均匀 (3)某次测量中，，如图乙是电阻箱指示的的阻值，则待测电阻的测量值 ； (4)若在步骤ii后、步骤iii之前，误将滑片P向右移动了少许，继续进行测量，则的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】(1)不需要 (2)D (3)198 (4)大于 【详解】（1）本题采用阻值比较法求电阻，不需要知道电阻丝的具体阻值，故不需要测量滑片两侧电阻丝的长度。（2）本题采用阻值比较法求电阻，通过比例求阻值，保持滑片的位置不动，设电阻丝左侧电阻为，右侧阻为，将双刀双掷开关掷于触点1、2，当灵敏电流计G示数为零时，电阻箱的阻值为，此时有将掷于触点3、4，则电阻箱与交换位置，电阻箱的阻值为，此时有联立解得 可知与电阻丝的阻值没有关系，故不需要知道电阻丝的具体阻值，即总电阻无须已知，粗细无须均匀。故选D。（3）由图可知，电阻箱的读数为 代入数值可得（4）若在步骤ii后、步骤ii之前，误将滑片向右移动了少许，继续进行测量，则有联立可知即测量值大于真实值。 18．某学习小组在老师的指导下研究二极管的伏安特性。器材有： 二极管一只，正向导通电压约0.5V； 干电池一节，电动势约1.5V，内阻很小； 电压表V，量程1V，内阻约1kΩ； 电流表A，量程50mA，内阻较小； 灵敏电流计G一只； 两个电阻箱R0、R1； 滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω）、电键S、多用电表各一个、导线若干。 （1）二极管如图甲所示，为了弄清楚二极管的正负极，学习小组用多用电表欧姆挡进行检测，检测情况如图乙，可知二极管的 端（选填“a”或“b”）为正极； （2）小组设计了如图丙所示电路。收集实验数据画出二极管的伏安特性曲线，如图丁所示。由丁图可知，在电压从0.5V逐渐升高至1.0V的过程中，二极管的电阻在 （填“增大”或“减小”）； （3）实验小组用题丙研究二极管的伏安特性，由于电表不是理想表，导致测量出现系统误差，出现系统误差的原因是： ； （4）小组查阅资料后设计了如图戊所示电路。仔细调节滑动变阻器R2的滑片直到通过灵敏电流计的电流为零，此时电流表A的读数 （选填“大于”“小于”或“等于”）通过二极管的电流。 【答案】 a 减小 电压表分流效果明显 等于 【详解】（1）[1]由图乙可知电流由黑表笔流出，则当由a流入二极管时电阻值较小，a为正极。（2）[2]由丁图可知，在电压从0.5V逐渐升高至1.0V的过程中，I—U图像上的点与原点连线斜率的倒数表示电阻，故随着电压的增大，二极管的电阻在减小。（3）[3]由于二极管两端电压升高时阻值较大，此时电压表分流效果明显，造成误差。（4）[4]仔细调节滑动变阻器R2的滑片直到通过灵敏电流计的电流为零，由图戊可知此时电流表A的读数等于通过二极管的电流。 19．在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。 （1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是 。 （2）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材： A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω） B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω） C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A） D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A） 为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填实验器材前对应的字母） （3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线 ，根据图线得出该金属丝电阻R = Ω（结果保留小数点后两位）。 （4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( ) 【答案】 6 A C 5.80 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变 【详解】（1）[1]将选择开关调节到“×1Ω”，由图1可知，金属丝的电阻Rx=6×1Ω=6Ω （2）[2]由题知，电源电动势为3V，则回路中的最大电流为 故电流表选A；[3] 为了调节方便、测量准确，滑动变阻器要选最大阻值小的，故选C； （3）[4]将描出的点用直线连接，即可得U-I图线，则有 [5]取（0.3A，1.75V），可得 （4）[6] 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。 五、解答题（每题10分） 20．如图，虚线水平，间距为h。在两虚线间存在水平向右的匀强电场，电场足够长，M、N两带电小球质量均为m、电量均为q，M带正电，N带负电，两小球均从上方P处水平抛出，抛出时水平速度相同。M进入电场后做直线运动，N离开电场时速度方向竖直向下，且M离开电场时动能为N离开电场时动能的1.6倍。重力加速度大小为g，不计空气阻力，求： （1）电场强度E的大小； （2）N离开电场时的速度大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设小球M、N在P点水平抛出时的初速度大小为v0，则它们进入电场时的水平速度仍为v0。由于两小球在竖直方向都做自由落体运动，所以它们在电场中运动的时间相等，均设为t，根据牛顿第二定律易知两小球在电场力作用下产生的加速度大小相等，均设为a，设M、N在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2，根据运动学公式可得             设P点距电场上边界的高度为h′，小球进入电场时的竖直分速度为vy，根据运动学公式可得         M进入电场后做直线运动，由矢量分解以及几何关系可知     解得 根据动能定理可知M、N离开电场时的动能分别为         由题意可知     解得 （2）N离开电场时的速度大小为 21．如图所示，半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场﹐磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力）从筒壁上的小孔Р射入筒中，已知粒子与筒壁碰撞过程，沿圆筒切线和垂直于圆筒切线的速度分量大小均不变，不计粒子与筒壁碰撞电荷量的损失。若粒子与筒壁上的M、N点碰撞了两次恰返回P孔。 （1）若粒子正对O点射入，求粒子的速度大小和粒子在圆筒内运动的时间； （2）若粒子射入的速度方向与半径成角，求粒子的速度大小。 【答案】（1），；（2）或 【详解】（1）如图甲所示，粒子在磁场中的轨迹半径为，洛伦兹力提供向心力，有 结合图中的几何关系可得 解得 粒子运动的周期 粒子在圆筒内运动的时间 （2）如图乙所示，设粒子在磁场中的轨迹半径为，洛仑兹力提供向心力，有 结合图中的几何关系可得 解得 如图丙所示，几何关系可得 解得 即粒子的速度大小 或 22．如图所示，两平行光滑且足够长的长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有垂直向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。磁场内的三根金属杆a、b、c与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，先固定a、b杆，对c杆施加一垂直于c杆且与导轨平行的恒力F，当c杆匀速时再同时释放a、b杆，撤去力F。三根金属杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求释放a、b杆前，c杆匀速运动的速率； （2）求释放a、b杆后，通过a杆中电荷量的最大值和焦耳热的最大值； （3）释放a、b杆后，经一段时间，已知c杆的位移为x，求这段时间内a杆的位移大小。 【答案】（1）；（2），；（3） 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律和二力平衡： 解得 （2）释放a、b杆后，对三杆组成的系统动量守恒定律可得 对a杆根据动量定理可得 解得 对三杆组成的系统能量守恒定律可得 根据能量分配得 解得 （3）释放a、b杆后，对三杆组成的系统动量守恒定律可得 微元累加 即 解得 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$