精品解析：江苏省南京市金陵中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

金陵中学2024——2025学年第二学期期中考试 高二物理试卷 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　） A. 手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物 B. 雷达可以利用无线电波中的中长波来测定汽车速度 C. 半导体可以制作成传感器但金属不可以 D. 射线具有很高的能量、穿透能力很强，可以检查人体内部器官 2. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为，、两点间电势差为，、两点电势分别为、，则下列正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法正确的是（　　） A. 如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将增大 B. 如图乙，是一种电感式微小位移传感器，铁芯2是敏感元件，线圈3是转换元件 C. 如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，A点的电势比B点的低 D. 如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 4. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电路中的电流正在增大 C. 电容器两极板的电荷量正在减少 D. 线圈中的自感电动势在增加 5. 如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。下列说法错误的是（　　） A. 若金属环向上运动，则环上不会产生感应电流 B. 若金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C. 金属环向右侧直导线靠近过程中，有收缩趋势；向左侧靠近过程中，有扩张趋势 D. 两根导线之间有相互吸引的安培力 6. 关于下列四幅图说法正确的是（　　） A. 若图甲为电磁流量计，MN间的电势差大小与污水中离子浓度有关 B. 图乙中将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙中电子（重力不计）可能沿直线从右向左通过速度选择器 D. 图丁中粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 7. 如图所示的理想自耦变压器，在A、B间接正弦交流电压，滑片P置于图示位置，与线圈接触且可转动，滑片置于滑动变阻器R的正中间，阻值不变的灯泡L恰好正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 变压器此时为升压变压器 B. 若正弦电压U变小，为让灯泡正常发光，需把逆时针转动 C. 仅把向下移动少许，R的功率一定增大 D. 把P沿逆时针转动少许，向上移动少许，灯泡一定变暗 8. 如图，A、B是相同的灯泡，电源内阻不计；L是自感系数较大的线圈、直流电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　） A. 闭合S时，两灯同时正常发光 B. 闭合S时，B比A先达到正常发光状态 C 断开S时，A、B灯均先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时，线圈右侧电势低于左侧 9. 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，不考虑空气阻力，则（　　） A. 圆环从图中1位置第一次运动到3位置的过程中，产生的焦耳热小于重力势能减少量 B. 圆环从2位置到3位置过程中一直会有电磁阻尼的效果 C. 从最高点摆动到最低点的时间大于从最低点摆动到最高点的时间 D. 圆环最终将会静止 10. 如图所示，竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱，水银与玻璃管的质量相等。现将玻璃管由静止释放，忽略水银与玻璃管间的摩擦，不计空气阻力影响，重力加速度为g，则（　　） A. 释放前，封闭气体的压强小于外界大气压 B. 释放瞬间，玻璃管的加速度为2g C. 释放后，封闭气体的压强会一直减小直到不变 D. 释放后过一段时间，水银柱相对玻璃管静止，此时封闭气体压强等于大气压 11. 如图所示，足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中有一固定斜面（斜面足够长），A、B叠放在斜面上，A带正电，B不带电且上表面绝缘，B与斜面间的摩擦因数μ<tanθ，A与B之间的μ>tanθ，初始时，控制A、B处于静止状态。解除控制后，两物块开始沿斜面向下运动，以下说法正确的是（　　） A. 刚释放B时，A受到的静摩擦力方向为沿斜面向下 B. A、B相对滑动前，A受到的静摩擦力一直变大 C. A对B压力大小与时间t成正比关系 D. 斜面越粗糙，A、B一起共速运动的时间越长 二、非选择题：共5小题，计56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验， （1）如图是实验的部分操作步骤，操作步骤合理的顺序是；___________（填写字母即可） A.描绘油膜轮廓 B.撒痱子粉 C.记录滴油酸酒精溶液的滴数 D.往浅盘中滴油酸酒精溶液 （2）某次实验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴。如图甲所示，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为___________cm3。当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，如图乙所示，在玻璃板上描出油膜轮廓，每格边长是0.5cm，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为_____________m（保留2位有效数字） （3）在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分子直径偏大的是___________ A. 将滴入油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B. 计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去 C. 油酸酒精溶液配制后久置，部分酒精挥发 D. 未等油膜完全展开就开始描绘轮廓 （4）本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法与下列哪些实验采取的方法一致（　　） A. “用单摆测定重力加速度”实验中，测量摆球完成30次或50次全振动所用的时间 B. “验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系 C. “用双缝干涉测光的波长”实验中，采用测量N个条纹的间距来获得条纹间距 D. “测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径 （5）从布朗运动的发现到分子动理论的建立，人类对微观世界的理论研究和实验探索揭示了自然界的深层规律，推动了科学技术的进步。下列说法符合科学事实的有（　　） A. 布朗通过显微镜观察到花粉在液体表面做无规则运动，这是分子热运动的直接体现 B. 封闭气体压强是由于气体重力导致的，处于完全失重状态下的气体压强为零 C. 将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大 D. 1kg、10°C的氢气和1kg、10°C的氧气相比，氢气的内能大 13. 如图所示，为一个内部不规则的导热容器，为测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连通且不漏气，玻璃管内有一小段高度为水银柱，水银柱下端与容器接口之间封闭着长度为的空气柱，此时环境温度，把容器放入温度为的热水中，稳定后水银柱下端与容器接口之间空气柱长度变为。实验过程中大气压强且不变，求： （1）温度为时封闭气体的压强； （2）这个不规则容器的容积V。 14. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。 （1）求t=2s时电压表的示数； （2）若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 15. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值的定值电阻。质量为的金属棒放在导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T。现对金属棒施加一个平行导轨向右的水平拉力，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为。求： （1）若施加的拉力大小恒为1N，当速度为最大速度一半时，金属棒的加速度多大； （2）若施加的拉力大小恒为1N，5s时速度达到最大，求前5s金属棒的位移； （3）若水平拉力的功率恒定为1W，则施加拉力后的4s内（此时金属棒已做匀速运动），电阻上产生的焦耳热多大。 16. 真空中的立方体区域边长为L，按如图方式建立空间直角坐标系，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射带正电粒子，所有粒子的速度大小均为v，电荷量为q，质量为m。abfe面放有一个接收屏，用以接收粒子。现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场，使接收屏上恰好没有收到任何粒子。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B； （2）现在正方体内再加竖直向上的匀强电场，要使所有从S发出的粒子刚好都能从上表面中心P离开，求出所有满足条件的电场强度E的大小； （3）若电场强度E的大小取第（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿z轴负方向平移（图中未画出），求打在abfe屏上的粒子中x坐标最大值和最小值时对应点的坐标（x，y，z）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 金陵中学2024——2025学年第二学期期中考试 高二物理试卷 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　） A. 手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物 B. 雷达可以利用无线电波中中长波来测定汽车速度 C. 半导体可以制作成传感器但金属不可以 D. 射线具有很高的能量、穿透能力很强，可以检查人体内部器官 【答案】A 【解析】 【详解】A．手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物，选项A正确； B．微波波长较短，直线传播性能好，雷达是利用微波来测定物体位置的，故B错误； C．半导体可以制作成传感器，金属也可以制作传感器，金属常用于利用机械变形检测的传感器，故C错误； D．γ射线具有很高的能量、穿透能力很强，能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞，也能够杀死正常的细胞，不可以检查人体内部器官，用于检查人体内部器官的是X射线，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，长为的金属杆在平行金属导轨上以速度向右匀速滑动。金属导轨电阻不计，金属杆与导轨的夹角为，电阻为，间电阻为，、两点间电势差为，、两点电势分别为、，则下列正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】根据右手定则可知M点电势高于N点，即 感应电动势 可得MN间的电势差 故选B。 3. 以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法正确的是（　　） A. 如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将增大 B. 如图乙，是一种电感式微小位移传感器，铁芯2是敏感元件，线圈3是转换元件 C. 如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，A点的电势比B点的低 D. 如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，不导电液体为电介质，储罐中液面高度升高时，介电常数增大，根据 可知，电容器电容C增大，根据 可知，LC回路中振荡电流频率将减小，故A错误； B．图乙中，铁芯2的移动导致线圈3中产生感应电流，则铁芯2是敏感元件，线圈3是转换元件，故B正确； C．图丙中，当膜片向左运动时，膜片与固定电极之间的间距增大，根据 可知电容C减小，由于极板电压不变，根据 可知，电容器电量减小，电容器放电，通过电阻的电流方向由A到B，则A点的电势比B点的高，故C错误； D．图丁中，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，故D错误。 故选B。 4. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电路中的电流正在增大 C. 电容器两极板的电荷量正在减少 D. 线圈中的自感电动势在增加 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向上，故A错误； BCD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电场能增大，磁场能减小，电路中的电流正在减小，电流的变化率正在增加，则线圈中的自感电动势在增加，故BC错误，D正确。 故选D 5. 如图所示，一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直面内，环的圆心与两导线距离相等，环的直径小于两导线间距。两导线中通有大小相等、方向向下的恒定电流。下列说法错误的是（　　） A. 若金属环向上运动，则环上不会产生感应电流 B. 若金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为顺时针方向 C. 金属环向右侧直导线靠近过程中，有收缩趋势；向左侧靠近过程中，有扩张趋势 D. 两根导线之间有相互吸引的安培力 【答案】C 【解析】 【详解】A．若金属环向上运动，则穿过圆环的磁通量不变，则环上不会产生感应电流，选项A正确，不符合题意； B．若金属环向左侧直导线靠近，则穿过圆环的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，环上的感应电流方向为顺时针方向，选项B正确，不符合题意； C．金属环无论是向右侧直导线靠近还是向左侧靠近的过程中，磁通量都增加，则根据“增缩减扩”，则圆环都有收缩趋势，选项C错误，符合题意； D．两根导线之间通有同向电流，右侧导线处在左侧导线向外的磁场中，受安培力向左，同理可知左侧直导线受安培力向右，即两导线有相互吸引的安培力，选项D正确，不符合题意。 故选C。 6. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 若图甲为电磁流量计，MN间的电势差大小与污水中离子浓度有关 B. 图乙中将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙中的电子（重力不计）可能沿直线从右向左通过速度选择器 D. 图丁中粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力作用，会向前后两个金属侧面偏转，则在前后两个侧面间产生电场，带电粒子则同时受到洛伦兹力和电场力作用，当电场力与洛伦兹力大小相等时，有 可得 可知MN间的电势差大小与污水中离子浓度无关，故A错误； B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，负电荷向上偏转，则B板带正电，A板带负电，所以A、B两板间会产生电压，且B板电势高，故B错误； C．丙图中，电子受向上的电场力，由右向左运动时，根据左手定则，洛伦兹力方向也向上，所以不可能沿直线通过复合场，故C错误； D．图丁中粒子先经过速度选择器再进入磁场，则粒子进入磁场的速度相等，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得 则粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3，r越小，说明比荷越大，故D正确。 故选D。 7. 如图所示的理想自耦变压器，在A、B间接正弦交流电压，滑片P置于图示位置，与线圈接触且可转动，滑片置于滑动变阻器R的正中间，阻值不变的灯泡L恰好正常发光，下列说法正确的是（　　） A. 变压器此时为升压变压器 B. 若正弦电压U变小，为让灯泡正常发光，需把逆时针转动 C. 仅把向下移动少许，R的功率一定增大 D. 把P沿逆时针转动少许，向上移动少许，灯泡一定变暗 【答案】B 【解析】 【详解】A．此时副线圈的匝数小于原线圈的匝数，是降压变压器，故A错误； B．把沿逆时针转动，副线圈的匝数增加、则当正弦电压U变小时，可使次级电压保持不变，让灯泡正常发光，故B正确； C．仅把向下移动少许，原、副线圈匝数比不变，副线圈两端电压不变，接入回路阻值减小，则副线圈的电流增大， 可知R的功率不一定增大，故C错误； D．把沿逆时针转动少许，副线圈的电压增大，向上移动少许，负载的电阻增大，灯泡的电流不一定变化，则灯泡的亮度不一定变化，故D错误。 故选B。 8. 如图，A、B是相同的灯泡，电源内阻不计；L是自感系数较大的线圈、直流电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　） A. 闭合S时，两灯同时正常发光 B. 闭合S时，B比A先达到正常发光状态 C. 断开S时，A、B灯均先闪亮一下后逐渐熄灭 D. 断开S时，线圈右侧电势低于左侧 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据通电自感可知，闭合开关时，线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，则B比A先达到正常发光状态，故A错误，B正确； C．由于开关闭合电路稳定时A、B两灯的电流相同，根据断电自感可知，断开开关时， A、B灯都逐渐熄灭，不会闪亮，故C错误； D．闭合S时，通过线圈的电流从左到右；断开S后，通过L的电流也是从左到右，线圈L相当于电源，则线圈右侧电势高于左侧，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉至某一位置并释放，圆环摆动过程中（环平面与磁场始终保持垂直）经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，不考虑空气阻力，则（　　） A. 圆环从图中1位置第一次运动到3位置的过程中，产生的焦耳热小于重力势能减少量 B. 圆环从2位置到3位置过程中一直会有电磁阻尼的效果 C. 从最高点摆动到最低点的时间大于从最低点摆动到最高点的时间 D. 圆环最终将会静止 【答案】A 【解析】 【详解】A．圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的重力势能将转化为热能和动能，所以产生的焦耳热小于重力势能减少量，故A正确； B．当圆环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流有电磁阻尼的效果，整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，没有电磁阻尼的效果，故B错误； C．进入磁场过程有减速的效果，圆环从最高点摆动到最低点平均速率大于从最低点摆动到最高点的平均速率，所以从最高点摆动到最低点的时间小于从最低点摆动到最高点的时间，故C错误； D．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在平衡位置，故D错误。 故选A。 10. 如图所示，竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱，水银与玻璃管的质量相等。现将玻璃管由静止释放，忽略水银与玻璃管间的摩擦，不计空气阻力影响，重力加速度为g，则（　　） A. 释放前，封闭气体的压强小于外界大气压 B. 释放瞬间，玻璃管的加速度为2g C. 释放后，封闭气体的压强会一直减小直到不变 D. 释放后过一段时间，水银柱相对玻璃管静止，此时封闭气体压强等于大气压 【答案】B 【解析】 【详解】A ．释放前对水银有 得 大于外界大气压，A错误； B．释放瞬间被封闭气体的压强来不及变化则，对玻璃管，根据牛顿第二定律有 对水银，有 联立解得 B正确； CD．释放后，因水银柱和玻璃管均处于完全失重状态，当内外压强相等时，水银柱下降速度比玻璃管的速度小，故封闭气体的体积继续增大， 水银柱加速度增大，玻璃管加速度减小，直到两者速度相等，然后又压缩气体，两者加速度继续改变， 水银柱与玻璃管之间一直有相对运动，故CD错误。 故选B。 11. 如图所示，足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中有一固定斜面（斜面足够长），A、B叠放在斜面上，A带正电，B不带电且上表面绝缘，B与斜面间的摩擦因数μ<tanθ，A与B之间的μ>tanθ，初始时，控制A、B处于静止状态。解除控制后，两物块开始沿斜面向下运动，以下说法正确的是（　　） A. 刚释放B时，A受到的静摩擦力方向为沿斜面向下 B. A、B相对滑动前，A受到的静摩擦力一直变大 C. A对B的压力大小与时间t成正比关系 D. 斜面越粗糙，A、B一起共速运动的时间越长 【答案】D 【解析】 【详解】A．设A的质量为m，B的质量为M，因为A能静止在B上，说明AB之间的最大静摩擦力大于A重力的下滑分力，故刚开始运动时A不会相对B向下滑动，故开始时AB相对静止的沿斜面向下加速运动，对AB整体分析，整体受到的有斜面的摩擦力，故下滑的加速度 对A分析 故 则刚开始运动时，AB之间有摩擦力，方向沿斜面向上，故A错误； B．A运动之后，根据左手定则，A受到垂直斜面向上的洛伦兹力F，在AB相对运动之前 对AB整体有 可知随着A速度增大，加速度增大，根据 可知A受到的静摩擦力一直变小，故B错误； C．A对B的压力大小 因为随着A速度增大，加速度增大，则A速度增大的越来越快，则速度与时间不成正比，则A对B的压力大小与时间t不成正比，故C错误； D．A与B恰好分离时，A与B之间弹力为零，对A则有 解得 可知A与B分离时的速度大小为一定值；对整体分析有 可知斜面越粗糙，AB一起运动的加速度越小，A的速度越晚达到此速度，则共速运动的时间越长，故D正确。 故选D 二、非选择题：共5小题，计56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验， （1）如图是实验的部分操作步骤，操作步骤合理的顺序是；___________（填写字母即可） A.描绘油膜轮廓 B.撒痱子粉 C.记录滴油酸酒精溶液的滴数 D.往浅盘中滴油酸酒精溶液 （2）某次实验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴。如图甲所示，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积为___________cm3。当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，如图乙所示，在玻璃板上描出油膜轮廓，每格边长是0.5cm，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为_____________m（保留2位有效数字） （3）在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分子直径偏大的是___________ A. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B. 计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去 C. 油酸酒精溶液配制后久置，部分酒精挥发 D. 未等油膜完全展开就开始描绘轮廓 （4）本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法与下列哪些实验采取的方法一致（　　） A. “用单摆测定重力加速度”实验中，测量摆球完成30次或50次全振动所用的时间 B. “验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系 C. “用双缝干涉测光的波长”实验中，采用测量N个条纹的间距来获得条纹间距 D. “测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径 （5）从布朗运动的发现到分子动理论的建立，人类对微观世界的理论研究和实验探索揭示了自然界的深层规律，推动了科学技术的进步。下列说法符合科学事实的有（　　） A. 布朗通过显微镜观察到花粉在液体表面做无规则运动，这是分子热运动的直接体现 B. 封闭气体压强是由于气体重力导致的，处于完全失重状态下的气体压强为零 C. 将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大 D. 1kg、10°C的氢气和1kg、10°C的氧气相比，氢气的内能大 【答案】（1）CBDA##BCDA （2） ①. 2.5×10−6 ②. 6.7 × 10−10##6.8 × 10−10##6.9 × 10−10##7.0 × 10−10##7.1 × 10−10 （3）AD （4）AC （5）CD 【解析】 【小问1详解】 首先要记录滴油酸酒精溶液的滴数（C），以便后续计算油酸的体积，然后往浅盘中撒粉（B），使油膜边界更清晰，便于观察，接着往浅盘中滴油酸酒精溶液（D），让油酸在水面上形成油膜，最后描绘油膜轮廓（A），用于测量油膜面积。故实验步骤为CBDA。 【小问2详解】 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 油膜的面积为 分子直径 【小问3详解】 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，导致纯油酸体积增大，由计算分子大小，则测量值偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去，是正确的操作，故B错误； C．油酸酒精溶液配制后久置，部分酒精挥发导致溶液浓度偏大，则油膜面积偏大，分子直径测量值偏小，故C错误； D． 未等油膜完全展开就开始描绘轮廓，则油膜面积偏小，分子直径测量值偏大，故D正确。 故选AD。 【小问4详解】 本实验在测量1滴油酸酒精溶液的体积时采取的方法是累积法，与“用单摆测定重力加速度”实验中测量单摆周期、“用双缝干涉测光的波长”实验中测量条纹间距采用的物理方法相同；“验证动量守恒定律”实验中，测量小球平抛的水平距离来获得小球碰撞前后的动量关系，是等效替代法；“测定金属的电阻率”实验中，用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置各测一次取平均值作为金属丝直径，多次测量取平均值在实验中的应用旨在提高数据的准确性和可靠性，以及增强实验结论的普遍性和说服力。 故选AC。 【小问5详解】 A．布朗通过显微镜观察到花粉在液体表面做无规则运动，这是固体颗粒的无规则运动，间接反应了分子热运动，故A错误； B．封闭气体压强是由于气体分子运动导致的，处于完全失重状态下的气体压强不为零，故B错误； C．将两个分子从很远到靠得很近（小于分子间距），分子力先变大后变小再变大，故C正确； D．lkg、10°C的氢气和1kg、10°C的氧气相比，氢气的内能大，故D正确。 故选CD。 13. 如图所示，为一个内部不规则的导热容器，为测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连通且不漏气，玻璃管内有一小段高度为水银柱，水银柱下端与容器接口之间封闭着长度为的空气柱，此时环境温度，把容器放入温度为的热水中，稳定后水银柱下端与容器接口之间空气柱长度变为。实验过程中大气压强且不变，求： （1）温度为时封闭气体的压强； （2）这个不规则容器的容积V。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对液柱受力分析有 解得 （2）对封闭气体，其初始状态体积为 其末状态体积 由于该过程中气体压强不变，即发生等压变化，有 解得 14. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。 （1）求t=2s时电压表的示数； （2）若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）4V （2） 【解析】 【小问1详解】 当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圌ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，大小为 解得 因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以 即电压表的示数为4V。 【小问2详解】 由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W，可知导线消耗的功率 导线上的电流I线满足 即 升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 即 升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为 所以 15. 如图所示，间距为的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨足够长且电阻不计，左端接有阻值的定值电阻。质量为的金属棒放在导轨上，整个装置处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为1T。现对金属棒施加一个平行导轨向右的水平拉力，使金属棒从静止开始运动，金属棒运动过程中始终与两导轨垂直并接触良好，金属棒接入电路的电阻为。求： （1）若施加的拉力大小恒为1N，当速度为最大速度一半时，金属棒的加速度多大； （2）若施加的拉力大小恒为1N，5s时速度达到最大，求前5s金属棒的位移； （3）若水平拉力的功率恒定为1W，则施加拉力后的4s内（此时金属棒已做匀速运动），电阻上产生的焦耳热多大。 【答案】（1） （2）4m （3） 【解析】 小问1详解】 金属棒切割磁感线时感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 金属棒所受安培力 当金属棒速度达到最大时，拉力等于安培力，即 解得 当金属棒速度为 根据牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 以水平向右的方向为正方向，根据动量定理得 又 解得 【小问3详解】 由于拉力的功率恒定，因此速度增大，拉力减小，当拉力减小到等于安培力时，金属棒做匀速直线运动，设此时的速度大小为，则 根据题意 解得 设电阻上产生的焦耳热为，根据能量守恒有 解得 16. 真空中的立方体区域边长为L，按如图方式建立空间直角坐标系，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射带正电粒子，所有粒子的速度大小均为v，电荷量为q，质量为m。abfe面放有一个接收屏，用以接收粒子。现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场，使接收屏上恰好没有收到任何粒子。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B； （2）现在正方体内再加竖直向上的匀强电场，要使所有从S发出的粒子刚好都能从上表面中心P离开，求出所有满足条件的电场强度E的大小； （3）若电场强度E的大小取第（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿z轴负方向平移（图中未画出），求打在abfe屏上的粒子中x坐标最大值和最小值时对应点的坐标（x，y，z）。 【答案】（1）；（2）；（3）（，，），（，，） 【解析】 【详解】（1）所有粒子恰好被束缚在正方形abcO区域内，由几何关系得 粒子在磁场中做匀速圆周运动 解得 （2）粒子做圆周运动的周期 要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，所用时间一定为周期的整数倍，在竖直方向上由运动学规律得 解得 （3）粒子运动的俯视图如图所示 由图可知，当为直径时，射出粒子的横坐标为最大值，此时横坐标为 粒子运动的时间为 此时对应的纵坐标 解得 故坐标为 （，，） 由图可知，当与abfe面相切时，射出粒子的横坐标为最小值，此时横坐标为 此时粒子运动的时间为 此时对应的纵坐标为 解得 故坐标为 （，，） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$