精品解析：四川省绵阳市北川中学2023-2024学年高二下学期物理期末模拟试题

2022级期末模拟考试物理试卷 命题人： 审题人： 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共4页。完卷时间：75分钟 满分：100分。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共12小题，每小题4分，共32分。1-8题为单项选择题，9-12题为多项选择题。 1. 关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（　　） A. 传感器都是利用敏感元件的电阻变化来工作的 B. 电脑所用的光电鼠标主要采用声传感器 C. 霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 D. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 2. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 B. 医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗 C. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 3. 已知阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A. 若油酸摩尔质量为M，一个油酸分子的质量 B. 若某种气体摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数 C. 若某种气体的摩尔质量为M，密度为，该气体分子的直径 D. 若油酸的摩尔质量为M，密度为，一个油酸分子的直径 4. 如图所示回旋加速器是由两个D形金属盒组成，中间网状狭缝之间加电压（电场）。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，两个半径为R的半圆型金属盒，接在电压为U、周期为T的交流电源上，位于圆心处的质子源能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力，下列说法合理的是（　　） A. 若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能将增大 B. 交流电源的周期等于 C. 质子获得最大速度为 D. 质子获得最大速度为 5. 如图所示，在等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，为边的中点，在处有一粒子源，可沿纸面内不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放相同的带正电的粒子。已知粒子的质量为，电荷量为，直角边长为，不计重力和粒子间的相互作用力。则从边射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为（　　） A. B. C. D. 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 7. 如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿轴运动，磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设边两端电压为，线框受到的安培力为，线框的热功率为，通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是（ ） A. B. C. D. 8. 圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁场边缘上的A点有一带正电粒子源，半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形边界相切于B点，在MN的右侧有范围足够大且水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。当粒子的速度大小为v0且沿AO方向时，粒子刚好从B点离开磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　） A. 圆形区域内磁场方向垂直纸面向外 B. 粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中运动的总时间为 D. 粒子在电场中运动的总时间为 9. 如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（ ） A 闭合S之后，A灯慢慢变亮 B. 闭合S之后，B灯一直不亮 C. 断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D. 断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 10. 关于下列各图中的实验现象或规律，说法正确的是（ ） A. 甲图中薄板是单晶体 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图中，水黾停在水面上是因为受到了水的表面张力作用 D. 丁图中，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 11. 自耦变压器以结构简单，体积小、成本低广泛运用于各种需要变换电压的场合，一自耦理想变压器结构如图乙所示，电路中的电流表和电压表均为理想电表，已知定值电阻、、，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，电源电压随时间的变化如图甲所示（电源内阻不计），下列说法正确的是（　　） A. 当滑片滑至正中间时，电流表读数为0.5A，则 B. 保持不变，滑片往下移动，电流表读数减小 C. 如果，变压器输出功率最大值时，最大输出功率为55W D. 如果，滑片滑至正中间，功率为4.4W 12. 如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则（　　） A. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中的平均速度大小为 B. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中产生的焦耳热为 C. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中受到的最大安培力大小为 D. 金属棒ab在整个下滑过程中，金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、填空题（每空2分，共16分） 13. 高二的小明同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空： （1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面_____________（选填“平行”或“垂直”）； （2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数； （3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数，则线框所受安培力方向为_____________（选填“向上”或“向下”）； （4）用刻度尺测出矩形线框短边长度； （5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度_____________。 A. B. C. D. 14. 某实验小组使用如图甲所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 （1）实验过程中，下列说法正确的是（　　） A 改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C. 实验过程要保证空气柱密闭性良好 （2）若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 （3）改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，则、的大小关系满足______（选填>或<），若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强为p0，重物及柱塞质量之和为时注射器中密封气体的压强p1=_____________。 （4）某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？___________（选填“正确”、“不正确”） 四、解答题（共36分） 15. 某种喷雾器贮液筒的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示，拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒，设打气过程气体温度不变，求： （1）关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ （2）在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ 16. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨间距均为L=1m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为m=0.1kg，电阻Ra=2Ω，Rb=3Ω，其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1=B2=0.5T.已知从t=0时刻起，杆a在外力F作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的外力F作用下始终保持静止状态，且（N）。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）通过计算判断杆a的运动情况﹔ （2）求通过杆b的电荷量随时间的变化关系。 17. 如图所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，在第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在第一象限内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的小球P从x轴上的A点以某一速度沿AK方向做直线运动，AK与x轴正方向的夹角θ=60°，从K点进入第一象限后小球P恰好做匀速圆周运动，经过x轴时竖直向下击中紧贴x轴上方静止的带电小球Q，碰后两球结合为一个结合体M，之后M从y轴上的F点离开第四象限，第四象限存在匀强磁场，方向如图所示。已知重力加速度大小为g，小球P、Q带电荷量均为q、质量均为m，不计空气阻力。 （1）求第二象限与第一象限内电场的电场强度大小之比； （2）求小球Q静止的位置距O点的距离； （3）若结合体M进入第四象限时的速度为v，M在第四象限运动时的最大速度为2v，则当其速度为2v时，结合体M距x轴的距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022级期末模拟考试物理试卷 命题人： 审题人： 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共4页。完卷时间：75分钟 满分：100分。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、本题共12小题，每小题4分，共32分。1-8题为单项选择题，9-12题为多项选择题。 1. 关于传感器及其应用，下列说法中正确的是（　　） A. 传感器都是利用敏感元件的电阻变化来工作的 B. 电脑所用的光电鼠标主要采用声传感器 C. 霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 D. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号 【答案】C 【解析】 【详解】A．传感器都是利用敏感元件将非电学量转化为电学量，但不一定是电阻变化，故A错误； B．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，故B错误； C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故C正确； D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故D错误。 故选C。 2. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 B. 医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗 C. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关 D 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 【答案】A 【解析】 【详解】A．电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，A正确； B．医院里经常利用射线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗，B错误； C．磁波在真空中的传播速度都相同，与电磁波的频率无关，C错误； D．电磁波传递信号可以实现无线通信，电磁波也能通过电缆、光缆传输，D错误。 故选A。 3. 已知阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A. 若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量 B. 若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数 C. 若某种气体的摩尔质量为M，密度为，该气体分子的直径 D. 若油酸的摩尔质量为M，密度为，一个油酸分子的直径 【答案】B 【解析】 【详解】A．分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的质量为 A错误； B．某种气体的摩尔体积为，单位体积气体的摩尔数为 则含有气体分子的个数为 B正确； CD．由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的体积为 将油酸分子看成立方体形，立方体的边长等于分子直径，则得 代入得 由于气体分子间距很大，所以一个分子的体积 则分子直径 CD错误； 故选B。 4. 如图所示回旋加速器是由两个D形金属盒组成，中间网状狭缝之间加电压（电场）。两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，两个半径为R的半圆型金属盒，接在电压为U、周期为T的交流电源上，位于圆心处的质子源能不断产生质子（初速度可以忽略），质子在两盒之间被电场加速，已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应，不计质子重力，下列说法合理的是（　　） A. 若只增大交流电源的电压U，则质子的最大动能将增大 B. 交流电源的周期等于 C. 质子获得最大速度为 D. 质子获得最大速度为 【答案】B 【解析】 【详解】CD．质子经过电场多次加速后最终从D形金属盒边缘飞出时速度和动能最大，其最大速度满足 即最大速度为 故CD错误； A．质子获得的最大动能为 即质子获得的最大动能与交流电源的电压U无关，故A错误； B．由于质子每次到达两D形盒之间的缝隙处都被加速，则需要交流电源的周期等于质子在磁场中做匀速圆周运动的周期，而质子在磁场中做圆周运动的周期为，故B正确。 故选B。 5. 如图所示，在等腰直角三角形区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，为边的中点，在处有一粒子源，可沿纸面内不同方向、以相同的速率不断向磁场中释放相同的带正电的粒子。已知粒子的质量为，电荷量为，直角边长为，不计重力和粒子间的相互作用力。则从边射出的粒子中，在磁场中运动的最短时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 代入速度得 如图 Od与ac垂直，有几何关系可知，Od长为L，即最短弦长，对应最短时间，圆心角为，则最短时间为 又 得 故选A。 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. 如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿轴运动，磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设边两端电压为，线框受到的安培力为，线框的热功率为，通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设线框的速度为v、线框的边长为L、磁场的磁感应强度为B，和感应电动势最大的时刻为t0，则在bc边进入磁场的过程中由dc边进入磁场的部分切割磁感线，即在时间段0 ≤ t ≤ t0内有 E1 = Bxv = Bv2t 由dc边和ab边进入磁场的部分切割磁感线的过程中，即在时间段t0 ≤ t ≤ 2t0内有 E2 = BLv－Bv2(t－t0) A．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中 在t0 ≤ t ≤ 2t0的过程中 故A正确； B．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中 则在0 ≤ t ≤ t0的过程中F—t图像应为曲线，故B错误； C．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中 则在0 ≤ t ≤ t0的过程中P—t图像应为开口向上的抛物线，故C错误； D．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中 则在0 ≤ t ≤ t0的过程中q—t图像应为曲线，故D错误。 故选A。 8. 圆心为O、半径为R的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁场边缘上的A点有一带正电粒子源，半径OA竖直，MN与OA平行，且与圆形边界相切于B点，在MN的右侧有范围足够大且水平向左的匀强电场，电场强度大小为E。当粒子的速度大小为v0且沿AO方向时，粒子刚好从B点离开磁场，不计粒子重力和粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（　　） A. 圆形区域内磁场方向垂直纸面向外 B. 粒子比荷为 C. 粒子在磁场中运动的总时间为 D. 粒子在电场中运动的总时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子从A点进入磁场时，受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可知，圆形区域内磁场方向垂直纸面向外，故A正确，不符合题意； B．根据题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示 根据几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为R，粒子在磁场中运动轨迹所对圆心角为，根据洛伦兹力提供向心力有 所以 故B正确，不符合题意； C．根据题意可知，粒子从B点进入电场之后，先向右做减速运动，再向左做加速运动，再次到达B点时，速度的大小仍为v0，再次进入磁场，运动轨迹如图乙所示 粒子在磁场中的运动时间为 故C错误，符合题意； D．粒子在电场中，根据牛顿第二定律有 解得 结合对称性可得，粒子在电场中运动的总时间为 故D正确，不符合题意。 故选C。 9. 如图所示，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；、是两个二极管，当电流从“+”流向“-”时能通过，反之不通过；是保护电阻，则（ ） A. 闭合S之后，A灯慢慢变亮 B. 闭合S之后，B灯一直不亮 C. 断开S瞬间，B灯闪一下再慢慢熄灭 D. 断开S瞬间，A灯闪一下再慢慢熄灭 【答案】BC 【解析】 【详解】A．闭合S瞬间，A灯支路的二极管正向导通，A灯立即亮，之后线圈自感对电流变化的阻碍作用逐渐减弱，从线圈L流过的电流逐渐增大，A灯被短路后熄灭，故A错误； B．闭合S之后，B灯支路的二极管反向不能导通，B灯一直不亮，故B正确； CD．断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过二极管，故B灯闪一下再慢慢熄灭，而自感电流不能通过二极管，A灯不亮，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 关于下列各图中的实验现象或规律，说法正确的是（ ） A. 甲图中薄板是单晶体 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图中，水黾停在水面上是因为受到了水的表面张力作用 D. 丁图中，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 【答案】BC 【解析】 【详解】A．甲图说明薄板在导热性方面具有各向同性，而单晶体具有各向异性，所以甲图中的薄板不是单晶体，A错误； B．温度越高，大多数的气体分子速率增加，有乙图可知T1图线的峰值所对应的分子速率小于T2图线峰值所对应的分子速率，所以，B正确； C．丙图中，水黾停在水面上是因为受到了水的表面张力作用，C正确； D．丁图中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，微粒越趋于平衡，布朗运动越不明显，D错误。 故选BC。 11. 自耦变压器以结构简单，体积小、成本低广泛运用于各种需要变换电压场合，一自耦理想变压器结构如图乙所示，电路中的电流表和电压表均为理想电表，已知定值电阻、、，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，电源电压随时间的变化如图甲所示（电源内阻不计），下列说法正确的是（　　） A. 当滑片滑至正中间时，电流表读数为0.5A，则 B. 保持不变，滑片往下移动，电流表读数减小 C. 如果，变压器输出功率最大值时，最大输出功率为55W D. 如果，滑片滑至正中间，功率为4.4W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当R3滑片滑至正中间时，变压器输出端总电阻为 电压为、电流为，根据 可得 又 联立可得 故A正确； B．滑片下滑，输出端总电阻减小，总电流增大，则输入电流增大，电流表读数增大，故B错误； C．当变压器输出功率最大时，输出端总电阻R，有 可得 根据串并联电路电阻的规律有 可得 根据，可得最大输出功率为 故C正确； D．根据 可得 ， 又 当滑片滑至正中间时，变压器输出端总电阻为 可得 又 可得 所以 故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，棒的速度大小为v，则（　　） A. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中的平均速度大小为 B. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中产生的焦耳热为 C. 金属棒ab在从速度从0~v的下滑过程中受到的最大安培力大小为 D. 金属棒ab在整个下滑过程中，金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒ab开始做加速运动，速度增大，感应电动势增大，所以感应电流增大，导致金属棒受到的安培力增大，根据牛顿第二定律可得 所以加速度减小，即金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，如果金属棒做匀加速直线运动，平均速度为，由于金属棒做加速度减小的加速运动，金属棒的运动时间比做匀加速直线运动时间短，所以平均速度大于，故A错误； B．由电量计算公式可得 下滑的位移大小为 根据能量守恒定律：产生的焦耳热为 故B正确； C．由于金属棒下滑过程中受到的安培力逐渐增大，所以当速度达到v时，安培力达到最大，即 故C错误； D．由于金属杆加速运动过程中安培力增大，速度增大，而匀速阶段安培力不变，速度不变，二者均为最大，所以加速过程克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、填空题（每空2分，共16分） 13. 高二的小明同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空： （1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面_____________（选填“平行”或“垂直”）； （2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数； （3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数，则线框所受安培力方向为_____________（选填“向上”或“向下”）； （4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度； （5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度_____________。 A. B. C. D. 【答案】 ①. 垂直 ②. 向上 ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]应使矩形线圈所在的平面与N、S极的连线垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出弹簧的拉力 （3）[2]没通电时，对线框受力分析，线框所受重力等于弹簧测力计拉力，即 通电后，对线框受力分析，线框受重力、安培力、弹簧的拉力，三力平衡，同时根据弹簧测力计示数变小可知，安培力方向应竖直向上，则三个力应满足 联立解得 （5）[3]由安培力公式可得 解得 故选C。 14. 某实验小组使用如图甲所示装置探究等压情况下一定质量气体的体积与温度的关系。注射器中密封了一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂一重物，整个装置置于控温箱内，控温箱内气体始终与外界相通，通过改变控温箱温度读取多组温度、体积数值，并作体积热力学温度图像。 （1）实验过程中，下列说法正确的是（　　） A. 改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积 B. 柱塞处涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦而非密封气体 C. 实验过程要保证空气柱密闭性良好 （2）若实验操作规范无错误，作出图像，如图乙所示，图像不过原点的原因是__________。 （3）改变重物质量，再次实验，得到两条直线，如下图所示，两条直线斜率分别为、，重物及柱塞质量之和分别为、，则、的大小关系满足______（选填>或<），若测得柱塞横截面积为S，重力加速度为g，大气压强为p0，重物及柱塞质量之和为时注射器中密封气体的压强p1=_____________。 （4）某组员认为：若将控温箱密闭，与外界大气不相通，当控温箱内温度缓慢升高时，柱塞和重物的高度会不降反升，请问其观点是否正确？___________（选填“正确”、“不正确”） 【答案】（1）AC （2）未考虑橡胶塞内气体的体积 （3） ①. < ②. （4）正确 【解析】 【小问1详解】 A．改变控温箱温度后，应等待足够长时间，温度计示数稳定后再读取空气柱体积，选项A正确； B．柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体，从而保证气体的质量不变，选项B错误； C．实验过程要保证空气柱密闭性良好，选项C正确。 故选AC。 【小问2详解】 设橡胶塞内气体体积为∆V，则 可得 则图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内气体的体积； 【小问3详解】 [1][2]由上述分析可知V-T图像的斜率 可得， 因k2>k1则p1>p2 对活塞及重物分析可知， 可得m1<m2， 【小问4详解】 若将控温箱密闭，当控温箱温度升高时，假设柱塞不动，则 注射器内气体与温控箱内气体温度始终相同，结合之前的分析可知p空气柱<p控温箱 所以有∆p空气柱<∆p控温箱 即柱塞会上升，所以该观点正确。 四、解答题（共36分） 15. 某种喷雾器贮液筒的总容积为6L，若装入5L的药液后将加水口密封盖盖好，如图所示，拉压一次与贮液筒相连的活塞式打气筒，可以把0.2L压强为1atm的空气打进贮液筒，设打气过程气体温度不变，求： （1）关闭阀门，用打气筒向贮液筒内再打气两次，当液面上方气体温度与外界温度相等时，气体压强为多大？ （2）在贮气筒内气体压强达4atm时停止打气，打开喷雾阀门使其喷雾，直至内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？ 【答案】（1）1.4atm；（2）2L 【解析】 【详解】（1）以贮液筒内气体与打入气体整体为研究对象 初状态：p1=1atm，V1=(1+2×0.2)L=1.4L 末状态体积V2=1L 根据玻意尔定律得 解得末状态压强 （2）初状态：p3=4atm，V2=1L 末状态压强为p1=1atm 根据玻意尔定律得 解得 =4L 筒内还剩液体体积为 16. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置，在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc，导轨间距均为L=1m，在水平导轨和倾斜导轨上，各放一根与导轨垂直的金属杆，金属杆与导轨接触良好。金属杆a、b质量均为m=0.1kg，电阻Ra=2Ω，Rb=3Ω，其余电阻不计。在水平导轨和斜面导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场B1、B2，且B1=B2=0.5T.已知从t=0时刻起，杆a在外力F作用下由静止开始水平向右运动，杆b在水平向右的外力F作用下始终保持静止状态，且（N）。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）通过计算判断杆a的运动情况﹔ （2）求通过杆b的电荷量随时间的变化关系。 【答案】（1）以4m/s2匀加速行驶；（2） 【解析】 【详解】（1）对金属杆b，由平衡条件得 由安培力公式 由闭合电路欧姆定律 解得 可知金属杆a以匀加速行驶； （2）设通过b的电荷量为Q，则其变化情况为 解得 17. 如图所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，在第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场；在第一象限内存在方向竖直向上的匀强电场和磁感应强度大小也为B、方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一带正电的小球P从x轴上的A点以某一速度沿AK方向做直线运动，AK与x轴正方向的夹角θ=60°，从K点进入第一象限后小球P恰好做匀速圆周运动，经过x轴时竖直向下击中紧贴x轴上方静止的带电小球Q，碰后两球结合为一个结合体M，之后M从y轴上的F点离开第四象限，第四象限存在匀强磁场，方向如图所示。已知重力加速度大小为g，小球P、Q带电荷量均为q、质量均为m，不计空气阻力。 （1）求第二象限与第一象限内电场的电场强度大小之比； （2）求小球Q静止的位置距O点的距离； （3）若结合体M进入第四象限时速度为v，M在第四象限运动时的最大速度为2v，则当其速度为2v时，结合体M距x轴的距离是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球P沿AK方向做直线运动，由于洛伦兹力与速度有关，可知其一定做匀速直线运动，受力如图所示 根据几何关系可得 小球Q静止在第一象限，则 联立可得 （2）小球竖直向下击中Q，轨迹如图所示 根据洛伦兹力提供向心力有 粒子在第二象限中有 联立解得 （3）结合体在第四象限中只有重力做功，根据动能定理可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$