精品解析：山东省日照市五莲县第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

五莲一中高二年级下学期期中模拟考试物理学科试题 一、单选题（每小题3分） 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波是横波 B. X射线波长比红外线的波长长 C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D. 电磁波加载信息的方式有调制与调频两种方式 【答案】A 【解析】 【详解】A．横波是指质点振动方向与波的传播方向垂直的波。在电磁波中，电场强度矢量和磁场强度矢量在空间上是相互垂直的，并且它们都与电磁波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，A正确； B．X射线的频率比红外线的频率大，根据 可知X射线的波长比红外线的波长更短，B错误； C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误； D．电磁波加载信息的方式有调幅与调频两种方式，D错误。 故选A。 2. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，所以由图可知状态①的温度高，故A错误； B．由理想气体状态方程，可知T与pV成正比。结合图乙可知，气体在状态A和B态时，pV值相同，气体的温度相同，所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同，故B正确； C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误； D．由图丁可知，在分子间距为r2时，分子势能最小，分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D错误。 故选B。 3. 振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场及电容器中的电场如图所示，振荡电路正在发生的现象，下列说法正确的是（　　） A. 电路中的电流正在增大 B. 线圈中感应电动势正在减小 C. 电容器极板上的电荷量正在减小 D. 振荡电路中磁场能正在向电场能转化 【答案】D 【解析】 【详解】根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向由下到上，根据电容器中电场线判断上极板为正，则此时电容器极板上的电荷量正在增大，电容器正在充电，电流正在减小，感应电动势正在增加，磁场能正在向电场能转化，ABC错误，D正确。 故选D。 4. 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（　　） A. 地球大气层空气分子总数为 B. 地球大气层空气分子总数为 C. 空气分子之间的平均距离为 D. 空气分子之间的平均距离为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．大气中的压强由大气的质量产生，即 而 地球大气层空气分子总数为 联立解得 故AB错误； CD．大气体积为 则气体分子之间的距离为 故C正确，D错误。 故选C。 5. 图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 b 处 B. 若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C. 若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D. 若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 【答案】B 【解析】 【详解】A．使温度过高时，热敏电阻阻值降低，电流增大，则电磁铁磁性增强，衔铁接a，若此时报警器响铃， c应接在a处，故A错误； BCD．若使报警的温度提高些，则相当于减小了热敏电阻的阻值，为了仍等于刚好接通时的电流，应减小左边电源电动势调小一些，或将图1中弹簧更换为劲度系数更大的弹簧，或增大滑动变阻器接入电路中电阻，此时滑动变阻器应将P向左移动，故CD错误，B正确； 故选B。 6. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，每个分子的动能都增大 B. A→B过程中，单位时间单位面积气体分子撞击器壁的个数增多 C 气体状态A时内能大于状态C时内能 D. B→C过程中，单位时间单位面积气体分子撞击器壁的个数减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．A→B过程中，压强不变，体积增大，根据可知，温度升高，平均分子动能增大，但不是每个分子的动能都增大，故A错误； B．A→B过程中，压强不变，所以单位时间单位面积气体分子撞击器壁的力不变，但因分子平均速率增大，平均一个分子对器壁的撞击力增大，所以单位时间单位面积气体分子撞击器壁的个数减少，故B错误； C．因C→D→A为等温过程，所以气体状态A时内能等于状态C时内能，故C错误； D．B→C过程中，体积不变，则气体分子的数密度不变，因压强减小，根据可知，温度降低，则分子的平均速率减小，所以单位时间单位面积气体分子撞击器壁的个数减小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ） A. S接通时，流过和电流方向相反 B. S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C. 电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D. 电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．S接通时，流过和电流方向相同，由于线圈自感作用，瞬间相当于断路，通过A1的电流等于A2与R电流之和，所以A1先达到最亮，然后线圈自感电动势慢慢减小，通过A1的电流减小，由于线圈的直流电阻不计，稳定后A1熄灭，A2达到最亮，故AB错误； CD．电路稳定后断开S时，通过A2的电流为零，A2先熄灭，A1与线圈构成回路，由于线圈的自感作用，A1闪亮后熄灭，故C错误，D正确。 故选D。 8. 均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为B。圆环的质量为m，半径为r，给环以竖直向上的初速度v，圆环上升最大的高度为H，然后落回抛出点，此过程中（　　） A. 圆环先有扩张后有收缩趋势 B. 圆环上升时间比下降时间短 C. 圆环上升过程和下降过程产生的热量相同 D. 圆环上升过程经过位置时的速度有可能大于 【答案】B 【解析】 【详解】A．圆环上升时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为逆时针方向；根据左手定则可得，圆环受到的安培力的方向向下；圆环下降时，根据楞次定律可得，产生的感应电流的方向为顺时针方向；根据左手定则可得，圆环受到的安培力的方向向上；整个过程中，圆环既没有扩张的趋势，也没有收缩的趋势，故A错误； B．圆环在上升过程中，感应电流安培力向下，合力为重力与安培力之和，而圆环下降过程中，感应电流安培力向上，合力为重力和安培力之差，因此圆环上升时减速的加速度大小大于下降时加速的加速度大小，上升和下降位移相同，因此上升时间小于下落时间。故B正确； C．圆环运动过程中因电磁感应产生热量，机械能减小，因此圆环上升和下降经过同一位置时，下降时的速度小于上升时的速度，因此经过任一高度，上升时感应电流安培力大于下降时的安培力，圆环在上升过程克服安培力做功大于下落过程中克服安培力做功，因此圆环上升过程中产生热量较大，故C错误。 D．若圆环上升过程做匀减速直线运动，则根据 解得经过位置时的速度为。实际上圆环上升过程做加速度减小的减速运动，可知前半段速度减小快，经过位置时的速度小于，故D错误。 故选B。 二、多选题（每小题4分，选不全得2分） 9. 下列关于物理现象解释不正确的是（　　） A. 荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体的表面张力作用 B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 C. 土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松 D. 悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子的热运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．液体的表面张力有使液体的表面积最小化的趋势，荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体的表面张力作用，故A正确； B．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B正确. C．土壤里有很多毛细管，将地面的土壤锄松，毛细管被破坏，地下的水将不会被引到地表，故C正确； D．布朗运动是悬浮在水中花粉颗粒的无规则运动，反映了水分子的热运动，故D错误。 选择不正确的，故选D。 10. 光滑水平面上有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，俯视图如图所示。在紧靠磁场边界处，有一边长为L的正六边形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度v向右匀速穿过该磁场区域，以图中线框右端初始位置为坐标原点，电流沿逆时针方向时的电动势E为正，安培力向右为正。则以下关于线框中的感应电动势E、所受安培力F随水平位移变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律可知线框进入磁场过程中，电流方向沿逆时针，线框出磁场过程中，电流沿顺时针方向，则感应电动势先正，后负；设六边形的内角为，根据法拉第电磁感应定律可知 可知进、出磁场时，电动势先均匀增大，当有效长度达到后保持不变，再逐渐减小，电动势变化如图A，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律的“来拒去留”可知，安培力方向向左； 根据安培力公式 根据数学方法求导可知，初始时图像斜率逐渐增大，故C正确，D错误； 故选AC。 11. 如图所示为交流发电机与变压器的简化示意图。矩形线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中，其边长分别为，，匝数匝，内阻，以角速度匀速转动。理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，定值电阻与原线圈连接，电阻箱与副线圈连接，下列说法正确的是（　　） A. 交流发电机产生的电动势有效值为 B. 当电阻箱阻值时，交流发电机输出功率最大 C. 当电阻箱阻值时，上消耗的功率最大 D. 当电阻箱的阻值变大时，电阻消耗的热功率变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．交流发电机产生的电动势最大值为 则有效值为 故A正确； B．把原线圈等效为电阻，则有 因为 整理可得 故当时交流发电机输出功率最大，所以当时交流发电机输出功率最大，故B错误； C．对原线圈回路，等效内阻可为，当时，即，上消耗的功率最大，故C正确； D．当电阻箱的阻值变大时，等也变大，由闭合电路欧姆定律，则总电流减小，故电阻消耗的热功率变小，故D正确。 故选ACD。 12. 如图，虚线be的左边有倾斜的金属轨道，它与水平面的倾角为30°，上方有一电容器，电容为，水平光滑金属轨道bc、ef平行且足够长，整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，虚线左侧磁场方向与导轨垂直向上，虚线右侧磁场方向竖直向上，导轨电阻不计，倾斜轨道与水平轨道通过绝缘材料相连，倾斜轨道与水平轨道上有质量均为m的导体棒P、Q，两导体棒垂直于导轨，P的电阻忽略不计，Q的电阻为R，现让P由倾斜轨道上高为h处静止释放，P与倾斜轨道间的动摩擦因数为，轨道间距与导体棒长度均为L，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. P滑至最低点前加速度越来越小 B. P滑至最低点时速度大小为 C. P滑上水平轨道时，Q的加速度大小为a= D. P滑上水平轨道后，系统产生的焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．导体棒P在倾斜轨道上有 又 联立，解得 故A错误； B．P滑至最低点时过程，有 解得 故B正确； C．运动到水平面时有 对Q有 联立，解得 故C错误； D．P滑上水平轨道后，系统动量守恒，可得 系统产生的焦耳热为 故D正确。 故选BD。 三、实验题 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）本实验的理想化假设是________。 A. 考虑了各油酸分子间的间隙 B. 将油膜看成单分子层油膜 C. 将油酸分子看成球形 （2）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】（1）BC （2） ①. ②. （3）C 【解析】 【小问1详解】 “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子看成球形，不考虑各油酸分子间的间隙。 故选BC。 【小问2详解】 [1][2]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径为 联立解得 【小问3详解】 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故A错误； B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故B错误； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏小，故C正确。 故选C。 14. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是_____。 A. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因_____。 A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中代表的物理含义是_____，图线、斜率不同的原因_____。 （4）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值，以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是_____。 A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）AB （3） ①. 是胶管内气体体积 ②. 封闭气体的质量不同 （4）D 【解析】 【小问1详解】 A．为了确保气体温度不变，实验时应缓慢推拉柱塞，待示数稳定后读取数据，故A错误； B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误； D．当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 由图像的特点可知，压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。 故选AB。 【小问3详解】 [1][2]根据理想气体状态方程 整理得 可知图中V0的物理含义是塑料管内的气体体积。图像的斜率为 环境温度相同，图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是两组实验气体质量不同。 【小问4详解】 测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0末计入，纵轴存在截距；软管脱落后，气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但左侧的延长线与纵轴的交点仍为，故前后两条线相交在此处。 故选D。 四、解答题 15. 某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。输电电路如图所示，求： （1）高压输电线的电流； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“，”的电灯多少盏？ 【答案】（1）20A；（2）240:11；（3）800 【解析】 【详解】（1）根据如图所示输电线路，由题意可知 得 （2）根据功率相等，得 则有 所以 （3）设最多安装n个40W电灯，根据匝数与电压成正比，则有 解得 16. 太空梭是现代大型游乐场内常见的游乐设施，某同学受到气动式太空梭工作原理的启发设计了一个装置，如图所示，气缸内有一密闭活塞将气缸分成上下两部分，气缸上下两端各有一个阀门A和B，通过阀门可给气缸充气或抽气。开始时A、B两阀门均已打开，气缸与外界大气相通。活塞卡在距离气缸底部的厚度不计的挡板上，活塞上部距离气缸顶部。已知活塞的质量，横截面积，取重力加速度，大气压强，所有摩擦均不计。过程中保持气体温度不变，气体视为理想气体。 （1）保持阀门A打开，将气泵与阀门B连接，向气缸内充气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从外界充入气缸的压强为的气体的体积； （2）保持阀门B打开，将气泵与阀门A连接，向外抽气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从气缸中向外抽取的气体质量与原来气体质量的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设气泵从外界充入气缸的压强为的气体的体积为，当活塞刚要向上移动时，对活塞 代入数据解得 由波意耳定律得 上式代入数据得 （2）设抽出气体在压强下体积为，当活塞刚要向上移动时，对活塞 代入数据解得 由波意耳定律得 上式代入数据得 设气体在压强下密度为，则从气缸中向外抽取的气体质量与原来气体质量的比值 17. 如图所示，两根光滑平行导轨由半径为的四分之一绝缘圆弧部分与不计电阻的水平金属部分组成，圆弧部分与水平部分平滑连接并固定在水平地面上，导轨间距为，水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为的金属棒静置于水平导轨与圆轨道的连接处，另一质量为、电阻为的金属棒从圆弧最高处静止释放，下滑至水平轨道后与棒发生弹性正碰。若金属棒与金属棒始终垂直于金属导轨并接触良好，水平轨道足够长，重力加速度为，求： （1）金属棒滑到轨道底部与棒碰撞前，导轨对金属棒的支持力； （2）金属棒进入磁场后运动的最大速度及整个过程中棒产生的热量； （3）若在金属棒达到最大速度时两棒间距为，给金属棒施加一水平向右的恒力，当两棒运动稳定后两棒间距与时间的关系。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒cd在圆弧轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律得 在最低点，由牛顿第二定律得 联立求解得， 【小问2详解】 两棒发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得 联立求解得， 金属棒cd在圆轨道上做往返运动后以等速率进入磁场，之后当两棒共速运动时cd棒的速度最大，在这个过程中，由动量守恒和能量守恒可得 解得金属棒进入磁场后运动的最大速度为 ab棒产生的热量为 【小问3详解】 当两棒共速时，金属棒cd达到最大速度，再给金属棒ab施加恒力F，两棒均做加速运动，当两棒的加速度相等时，即速度差恒定，两棒运动稳定，对回路有 两棒分别由牛顿第二定律得对cd棒 对ab棒 联立求解得 又因为 所以，两棒间距与时间的关系为 18. 如图所示，直线MN上方各处都有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，匀强电场的电场强度，MN下方未知的区域内存在匀强磁场，其磁感应强度大小和方向均与直线MN上方的磁场相同。放射性粒子源O沿与MN成斜向下的方向持续发出大量质量为m、电荷量为的粒子，粒子沿直线运动的距离后从A点进入磁场（沿OA运动时，还未进入磁场），所有粒子速度大小在范围内，经磁场偏转后所有粒子均垂直MN进入上方的区域。已知速度为的粒子离开A点后到达MN之前一直在磁场中运动，经过直线MN上的K点垂直MN进入上方区域。不计粒子的重力和粒子间的相互作用等影响，求 （1）MN下方匀强磁场的磁感应强度； （2）速度为的粒子在MN下方运动的总时间； （3）MN下方磁场区域的最小面积； （4）某时刻，速度分别为和的两个粒子同时通过MN进入上方区域，这两个粒子在MN上方相距的最小距离。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 作出速度为的粒子进入MN下方磁场的运动轨迹，如图所示。 根据几何关系可得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 速度为的粒子在MN下方运动磁场的运动轨迹，根据 解得 可知该粒子在MN下方的运动分三段，即在OA段做匀速直线运动、在磁场中做匀速圆周运动，从磁场飞出后匀速直线运动从直线MN上的某点垂直MN进入上方区域，如图所示。 设OA段运动时间为，在MN下方某区域磁场做匀速圆周运动时间为，从磁场飞出后运动时间为，在OA段有 解得 在MN下方某区域磁场做匀速度圆周，根据几何关系可知粒子偏转的圆心角为 则粒子在MN下方某区域磁场中运动的时间为 又 解得 从磁场飞出后匀速直线运动从直线MN上的某点垂直MN进入上方区域有 解得 故速度为的粒子在MN下方运动的总时间 【小问3详解】 由题分析，可知所有粒子在磁场中转过的圆心角为，线段AK为磁场的上边界，如图所示。 MN下方磁场区域的最小面积 解得 【小问4详解】 方法一：设两粒子经过直线MN的点之间的距离，根据几何关系有 两粒子在x轴方向的距离 又 两粒子在y轴方向的距离 设两粒子之间的距离为d 解得 两粒子间距离最小值 方法二：取速度为的粒子为参考系，在此参考系下，从K点进入的粒子做线速度为的匀速圆周运动，其位置关系如图所示。 图中P为的粒子的位置，则两粒子之间的最小距离为圆周上点到P的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 五莲一中高二年级下学期期中模拟考试物理学科试题 一、单选题（每小题3分） 1. 有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波是横波 B. X射线的波长比红外线的波长长 C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D. 电磁波加载信息的方式有调制与调频两种方式 2. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 3. 振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场及电容器中的电场如图所示，振荡电路正在发生的现象，下列说法正确的是（　　） A. 电路中的电流正在增大 B. 线圈中感应电动势正在减小 C. 电容器极板上的电荷量正在减小 D. 振荡电路中磁场能正在向电场能转化 4. 已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（　　） A. 地球大气层空气分子总数为 B. 地球大气层空气分子总数为 C. 空气分子之间的平均距离为 D. 空气分子之间的平均距离为 5. 图1是某高温自动报警器的电路示意图，左边电源电动势大小可调，弹簧处于原长。R1为热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 为了使温度过高时报警器响铃，c应接在 b 处 B. 若使启动报警器的温度提高些，可将图1中左边电源电动势调小一些 C. 若使启动报警器的温度提高些，可将滑动变阻器滑片P向右移动 D. 若使启动报警器的温度提高些，可将图1中弹簧更换为劲度系数更小的弹簧 6. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，每个分子动能都增大 B. A→B过程中，单位时间单位面积气体分子撞击器壁的个数增多 C. 气体状态A时内能大于状态C时内能 D. B→C过程中，单位时间单位面积气体分子撞击器壁个数减小 7. 如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（ ） A. S接通时，流过和电流方向相反 B. S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C. 电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D. 电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭 8. 均质均匀圆环半径略大于圆柱体半径，空间存在垂直于圆柱体表面沿半径向外的磁场，圆环所在位置的磁感应强度大小为B。圆环的质量为m，半径为r，给环以竖直向上的初速度v，圆环上升最大的高度为H，然后落回抛出点，此过程中（　　） A. 圆环先有扩张后有收缩趋势 B. 圆环上升时间比下降时间短 C. 圆环上升过程和下降过程产生的热量相同 D. 圆环上升过程经过位置时的速度有可能大于 二、多选题（每小题4分，选不全得2分） 9. 下列关于物理现象的解释不正确的是（　　） A. 荷叶上面的小水珠呈球形的主要原因是液体的表面张力作用 B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 C. 土壤里有很多毛细管，若要防止把地下的水分沿着它们引到地表，可将地面的土壤锄松 D. 悬浮在水中的花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子的热运动 10. 光滑水平面上有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，俯视图如图所示。在紧靠磁场边界处，有一边长为L的正六边形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度v向右匀速穿过该磁场区域，以图中线框右端初始位置为坐标原点，电流沿逆时针方向时的电动势E为正，安培力向右为正。则以下关于线框中的感应电动势E、所受安培力F随水平位移变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示为交流发电机与变压器的简化示意图。矩形线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中，其边长分别为，，匝数匝，内阻，以角速度匀速转动。理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，定值电阻与原线圈连接，电阻箱与副线圈连接，下列说法正确的是（　　） A. 交流发电机产生的电动势有效值为 B. 当电阻箱阻值时，交流发电机输出功率最大 C. 当电阻箱阻值时，上消耗的功率最大 D. 当电阻箱的阻值变大时，电阻消耗的热功率变小 12. 如图，虚线be的左边有倾斜的金属轨道，它与水平面的倾角为30°，上方有一电容器，电容为，水平光滑金属轨道bc、ef平行且足够长，整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，虚线左侧磁场方向与导轨垂直向上，虚线右侧磁场方向竖直向上，导轨电阻不计，倾斜轨道与水平轨道通过绝缘材料相连，倾斜轨道与水平轨道上有质量均为m的导体棒P、Q，两导体棒垂直于导轨，P的电阻忽略不计，Q的电阻为R，现让P由倾斜轨道上高为h处静止释放，P与倾斜轨道间的动摩擦因数为，轨道间距与导体棒长度均为L，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. P滑至最低点前加速度越来越小 B. P滑至最低点时速度大小为 C. P滑上水平轨道时，Q的加速度大小为a= D. P滑上水平轨道后，系统产生的焦耳热为 三、实验题 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）本实验的理想化假设是________。 A. 考虑了各油酸分子间的间隙 B 将油膜看成单分子层油膜 C. 将油酸分子看成球形 （2）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 14. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是_____。 A. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 B. 实验中为找到体积与压强关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因_____。 A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中代表的物理含义是_____，图线、斜率不同的原因_____。 （4）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值，以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。绘出的关系图像应是_____。 A. B. C. D. 四、解答题 15. 某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为，输出电压为，输电导线的总电阻为，导线上损耗的电功率为，该村的用电电压是。输电电路如图所示，求： （1）高压输电线的电流； （2）降压变压器的原、副线圈的匝数比； （3）如果该村某工厂用电功率为，则该村还可以装“，”的电灯多少盏？ 16. 太空梭是现代大型游乐场内常见的游乐设施，某同学受到气动式太空梭工作原理的启发设计了一个装置，如图所示，气缸内有一密闭活塞将气缸分成上下两部分，气缸上下两端各有一个阀门A和B，通过阀门可给气缸充气或抽气。开始时A、B两阀门均已打开，气缸与外界大气相通。活塞卡在距离气缸底部的厚度不计的挡板上，活塞上部距离气缸顶部。已知活塞的质量，横截面积，取重力加速度，大气压强，所有摩擦均不计。过程中保持气体温度不变，气体视为理想气体。 （1）保持阀门A打开，将气泵与阀门B连接，向气缸内充气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从外界充入气缸的压强为的气体的体积； （2）保持阀门B打开，将气泵与阀门A连接，向外抽气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从气缸中向外抽取的气体质量与原来气体质量的比值。 17. 如图所示，两根光滑平行导轨由半径为的四分之一绝缘圆弧部分与不计电阻的水平金属部分组成，圆弧部分与水平部分平滑连接并固定在水平地面上，导轨间距为，水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为的金属棒静置于水平导轨与圆轨道的连接处，另一质量为、电阻为的金属棒从圆弧最高处静止释放，下滑至水平轨道后与棒发生弹性正碰。若金属棒与金属棒始终垂直于金属导轨并接触良好，水平轨道足够长，重力加速度为，求： （1）金属棒滑到轨道底部与棒碰撞前，导轨对金属棒支持力； （2）金属棒进入磁场后运动的最大速度及整个过程中棒产生的热量； （3）若在金属棒达到最大速度时两棒间距为，给金属棒施加一水平向右的恒力，当两棒运动稳定后两棒间距与时间的关系。 18. 如图所示，直线MN上方各处都有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，匀强电场的电场强度，MN下方未知的区域内存在匀强磁场，其磁感应强度大小和方向均与直线MN上方的磁场相同。放射性粒子源O沿与MN成斜向下的方向持续发出大量质量为m、电荷量为的粒子，粒子沿直线运动的距离后从A点进入磁场（沿OA运动时，还未进入磁场），所有粒子速度大小在范围内，经磁场偏转后所有粒子均垂直MN进入上方的区域。已知速度为的粒子离开A点后到达MN之前一直在磁场中运动，经过直线MN上的K点垂直MN进入上方区域。不计粒子的重力和粒子间的相互作用等影响，求 （1）MN下方匀强磁场的磁感应强度； （2）速度为的粒子在MN下方运动的总时间； （3）MN下方磁场区域的最小面积； （4）某时刻，速度分别为和的两个粒子同时通过MN进入上方区域，这两个粒子在MN上方相距的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$