精品解析：山东省菏泽市鄄城县第一中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

高二年级学情练（六） 物理试题 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A. 图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B. 图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C. 丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D. 在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 2. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ ） A. 乙分子从a到c一直加速 B. 乙分子从a到b加速，从b到c减速 C. 乙分子从a到c过程中，分子间的力先做正功后做负功 D. 乙分子从a到c过程中，在b点动量最大 3. 关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小 B. 液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C. 固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为不浸润 D. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 4. 一定质量的理想气体从状态经过状态变化到状态再回到状态，其图像如图所示。三点在同一直线上，与纵轴平行，则下列说法不正确的是（　　） A. 过程中，单位时间内打到容器壁上单位面积的分子数增多 B. 过程中，气体吸收热量 C. 过程中，气体放出的热量比外界对气体做的功多 D. 过程中，速率大的分子数增多 5. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是（　　） A. 热量可以从低温物体传到高温物体 B. 对能源的过度消耗不会形成“能源危机” C. 蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能 D. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 6. 关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（　　） A. 无线电波中，微波比长波更容易发生衍射 B. 周期性变化电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C. 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 D. LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能 7. 某交变电流随时间变化的规律如图所示（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），此交变电流的有效值为（ ） A. A B. A C. 6A D. A 8. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，氢原子钟通过氢原子能级跃迁而辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围，则下列说法正确的是（　　） A. 处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子 B. 处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 C. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大 D. 氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子是可见光光子 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求） 9. 下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象是由于重力作用引起的 B. 若气体分子间距离较大，除了碰撞外可以视为匀速直线运动 C. 电容器充放电时，两极板间周期性变化的电场会产生磁场 D. 远距离输电时用高压输电，电压越高越好 10. 如图所示，是自感系数很大、直流电阻不计的电感线圈，D1、D2是完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源，S是开关。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，D2先亮，D1后亮 B. 闭合开关时，D1、D2同时亮，然后D2由亮变的更亮，D1逐渐变暗，直至熄灭 C. 先闭合开关，电路稳定后再断开开关时，D1、D2同时熄灭 D. 先闭合开关，电路稳定后再断开开关时，D2熄灭，D1突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭 11. 如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为速度选择器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B. 图乙中，两种氢的同位素从静止经加速电场射入磁场，打到A1位置的粒子比荷比较大 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的速度 D. 图丁中，粒子被加速的次数与粒子的比荷成反比 12. 在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象，可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正） A. B. C. D. 三、实验题（本题共2小题。共14分） 13. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （1）观察变压器铁芯，它的结构和材料是______ A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______ A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______ A. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______ A. 0.86V B. 9.0V C. 10.5V D. 11.5V （5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接：一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当______时，R获得的功率最大。 14. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小______。（用已知量的符号表示） （2）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 ①关于实验过程，下列说法错误的是______。（填符合要求的选项） A.改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞 B.为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油 C.可以用手握紧针筒以方便推拉活塞 ②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为______（填“<”“=”或“>”）。 ③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出______（填“”或“”）图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是______。（填符合要求的选项） A.连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入 B.实验过程中出现漏气现象 C.实验过程中气体温度降低 四、计算题（本题共4小题，共计46分，解答时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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 某游客在青藏高原高海拔地区出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用，该加压舱主要由舱体气源箱组成。加压舱刚取出时是真空折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中6m³的空气输入到舱体中，充气后的加压舱舱体可视为长2m、底面积的圆柱体。测得当地大气压强为环境气温为-3℃，充气过程中可视为温度保持不变。求： （1）充气完毕后舱内的压强是多少？ （2）关闭阀门，开启加热装置（舱内体积不变），使舱内气体温度达到27℃，此时舱内压强为多少？（保留两位有效数字） 16. 如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为，电阻为R＝10Ω，求： （1）线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？ （2）写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻）； （3）线圈转动过程中产生的热功率多大。 17. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行，间距为L固定在同一水平面上。虚线PQ为与导轨垂直的边界，其左侧区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。两根质量分别为2m和m、电阻分别为R和2R的金属棒a和b垂直导轨放置。某时刻，给a以初速度使其沿导轨开始向b运动，当回路的电流为零时，b正好到达PQ处。最终，a恰能到达PQ处。已知a、b始终没有发生碰撞，且与导轨垂直并保持接触良好，不计导轨电阻，求： （1）b开始运动时加速度的大小。 （2）b在磁场内运动过程中通过回路截面电荷量及a、b的相对位移。 （3）整个过程中a产生的热量。 18. 如图所示，在坐标系xOy第一象限内有场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内有半径为2L的圆形匀强磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向里且与x轴相切于P点，P点的坐标为。一电子以沿y轴正方向、大小为的初速度从P点射入磁场，经过磁场偏转后通过y轴的Q点进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量数值为e，不计电子重力。求： （1）电子在磁场中运动的半径； （2）若在处有一粒子接收屏。 （i）电子打到屏上点横坐标； （ii）电子从释放到接收屏的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二年级学情练（六） 物理试题 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求） 1. 以下关于分子运动论说法正确的是（　　） A. 图甲是用显微镜观察布朗运动所记录的三颗小炭粒运动位置的连线图，直观反映分子的无规则运动 B. 图乙是用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子的照片，根据阿伏加德罗常数、碳的摩尔质量及碳的密度可以估算出碳原子的直径 C. 丙（b）是丙（a）所示容器中气体在不同温度下的气体分子速率分布图，对应图像与坐标轴包围的面积大于对应图像与坐标轴包围的面积 D. 在图丙（a）容器中，当气体温度为时，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数多于气体温度为时的相应分子数。 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中三颗微粒的运动是布朗运动，是微粒受到周围分子碰撞不平衡引起的，不是分子的运动，只是能间接反映分子的无规则运动，故A错误； B．用表示阿伏加德罗常数，表示碳的摩尔质量，表示实心石墨的密度，那么石墨中一个碳原子所占空间的体积 将碳原子看作球体，，联立可解得碳原子的直径，故B正确； C．温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比越大，则小于，但对应图像与坐标轴包围的面积等于对应图像与坐标轴包围的面积，均为1，故C错误； D．温度越高，分子平均速率越大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数越多，又根据C选项分析可知，小于，故D错误。 故选B。 2. 甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则（ ） A. 乙分子从a到c一直加速 B. 乙分子从a到b加速，从b到c减速 C. 乙分子从a到c过程中，分子间的力先做正功后做负功 D. 乙分子从a到c过程中，在b点动量最大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图可知，乙分子从a到c过程中一直受到引力作用，一直做加速运动，故A正确，B错误； C．乙分子从a到c过程中一直受到引力作用，引力一直做正功，故C错误； D．乙分子从a到c过程中，一直加速，故在c点速度最大动量最大，故D错误； 故选A。 3. 关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（　　） A. 一定质量的理想气体放出热量，它的内能一定减小 B. 液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C. 固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为不浸润 D. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点 【答案】B 【解析】 【详解】A．一定质量的理想气体放出热量，若外界对气体做正功，则它的内能不一定减小，选项A错误； B．液晶像液体一样具有流动性，且其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项B正确； C．固体和液体接触所形成的附着层有扩张趋势时，液体与固体之间表现为浸润，选项C错误； D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项D错误。 故选B。 4. 一定质量的理想气体从状态经过状态变化到状态再回到状态，其图像如图所示。三点在同一直线上，与纵轴平行，则下列说法不正确的是（　　） A. 过程中，单位时间内打到容器壁上单位面积的分子数增多 B. 过程中，气体吸收热量 C. 过程中，气体放出的热量比外界对气体做的功多 D. 过程中，速率大的分子数增多 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程中，气体体积减小，温度不变，压强增大，单位时间内打到容器壁上单位面积的分子数增多，A项正确，不符合题意； B．过程中，温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，B项错误，符合题意； C．过程中，气体压强不变，体积减小，温度降低，内能减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律，气体放出热量，且放出热量比外界对气体做的功多，C项正确，不符合题意； D．过程中，温度升高，速率大的分子数增多，D项正确，不符合题意。 故选B。 5. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是（　　） A. 热量可以从低温物体传到高温物体 B. 对能源的过度消耗不会形成“能源危机” C. 蒸汽机把蒸汽的内能全部转化为机械能 D. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 【答案】A 【解析】 【详解】A．热量可以从低温物体传到高温物体，A正确； B．对能源的过度消耗，可利用的能源越来越少，会形成“能源危机”，B错误； C．蒸汽机的效率不能达到百分之百，蒸汽机只能把蒸汽的一部分内能转化为机械能，C错误； D．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，D错误； 故选A。 6. 关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（　　） A. 无线电波中，微波比长波更容易发生衍射 B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C. 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 D. LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能 【答案】A 【解析】 【详解】A． 波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意； B． 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意； C． 电磁波是横波，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，故C正确，不符合题意； D． LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。 故选A。 7. 某交变电流随时间变化的规律如图所示（曲线部分为正弦函数的四分之一周期），此交变电流的有效值为（ ） A. A B. A C. 6A D. A 【答案】D 【解析】 【详解】根据交流电流有效值的定义可得 解得交流电流的有效值为 故选D。 8. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，氢原子钟通过氢原子能级跃迁而辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围，则下列说法正确的是（　　） A. 处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子 B. 处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 C. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大 D. 氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子是可见光光子 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知大量处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子，故A错误； B．处于能级的氢原子发生电离需要吸收的能量为，已知可见光光子的能量范围，由于紫外线的光子能量大于可见光的光子能量，所以处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离，故B正确； C．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能减小，故C错误； D．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 可知氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子不是可见光光子，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求） 9. 下列说法正确的是（　　） A. 扩散现象是由于重力作用引起的 B. 若气体分子间距离较大，除了碰撞外可以视为匀速直线运动 C. 电容器充放电时，两极板间周期性变化的电场会产生磁场 D. 远距离输电时用高压输电，电压越高越好 【答案】BC 【解析】 【详解】A．扩散现象是由于分子无规则运动引起的，与对流和重力无关，故A错误； B．因为气体分子间的距离较大，分子间的作用力很弱，通常认为气体分子除了相互碰撞外几乎不受力的作用，因此可以做匀速直线运动。这种运动特性使得气体能够充满它能达到的整个空间，故B正确； C．电容器充放电时，两极板间周期性变化的电场会产生磁场，故C正确； D．远距离输电时用高压输电，要综合考虑各种因素，并不是输电电压越高越好，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，是自感系数很大、直流电阻不计的电感线圈，D1、D2是完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源，S是开关。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，D2先亮，D1后亮 B. 闭合开关时，D1、D2同时亮，然后D2由亮变的更亮，D1逐渐变暗，直至熄灭 C 先闭合开关，电路稳定后再断开开关时，D1、D2同时熄灭 D. 先闭合开关，电路稳定后再断开开关时，D2熄灭，D1突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以D1、D2同时发光。之后由于线圈的直流电阻不计，则D1灯短路，逐渐变暗，直至熄灭，D2灯亮度增大，故A错误，B正确； CD．断开开关S的瞬间，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过D1灯，L是自感系数很大，所以D1突然变亮再逐渐变暗，D2灯的电流突然消失，立即熄灭，故C错误，D正确。 故选BD。 11. 如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为速度选择器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，B板电势高 B. 图乙中，两种氢的同位素从静止经加速电场射入磁场，打到A1位置的粒子比荷比较大 C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的速度 D. 图丁中，粒子被加速的次数与粒子的比荷成反比 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图甲中，将一束等离子体按图示方向喷入磁场，根据左手定则，正离子所受洛仑兹力向下，正离子向下偏转，同理，负离子向上偏转，A、B间产生电势差，B板电势高，A正确； B．图乙中，根据动能定理 根据牛顿第二定律 解得 比荷小的粒子打的远，所以打到A1位置的粒子比打到A2位置的粒子的比荷小，B错误； C．图丙中，电场强度为E，磁感应强度为B，根据平衡条件 解得 C正确； D．设D形盒的半径R，设粒子在电场中多次加速后，从回旋加速器中离开的最大速度为，则由牛顿第二定律有 化简得 粒子离开加速器时的动能为 设加速次数为n，D形盒缝隙所加电压为，由动能定理得 得 粒子被加速的次数与粒子的比荷成正比。D错误。 故选AC。 12. 在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象，可能正确的是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】在ab棒通过磁场的时间内，ab棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，ab产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由b到a，为负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力F为0； 在cd棒通过磁场的时间内，cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，cd产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由a到b，为正负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力 ，L均匀增大，则F与L2成正比．故BD错误，AC正确．故选AC. 三、实验题（本题共2小题。共14分） 13. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______ A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______ A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______ A. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______ A. 0.86V B. 9.0V C. 10.5V D. 11.5V （5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接：一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当______时，R获得的功率最大。 【答案】（1）D （2）C （3）B （4）D （5） 【解析】 【小问1详解】 变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片叠成。硅钢是软磁性材料，容易被磁化和退磁，能增强磁场且减小磁滞损耗；采用叠片且相互绝缘，是为了减小涡流产生的能量损耗。而整块硅钢铁芯会产生较大涡流损耗，不锈钢不是软磁材料不适合做铁芯，铜不是磁性材料 ，故D选项符合题意。 故选D。 【小问2详解】 为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选C 【小问3详解】 变压器只能改变交流电压，则原线圈接交流电压，电表用交流电压挡。 故选B。 【小问4详解】 若为理想变压器，则原线圈电压 考虑到实际变压器有铜损和铁损等因素，则实际输入电压大于10.5V。 故选D。 【小问5详解】 变压器原线圈输入端等效为电阻 将看做电源内阻，可知当外时R获得的功率最大，即可得 可得 14. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小______。（用已知量的符号表示） （2）某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 ①关于实验过程，下列说法错误的是______。（填符合要求的选项） A.改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞 B.防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油 C.可以用手握紧针筒以方便推拉活塞 ②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为______（填“<”“=”或“>”）。 ③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出______（填“”或“”）图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是______。（填符合要求的选项） A.连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入 B.实验过程中出现漏气现象 C.实验过程中气体温度降低 【答案】（1） （2） ①. C ②. ③. ④. A 【解析】 【小问1详解】 由于纯油酸体积不变，则油酸分子直径的大小 【小问2详解】 [1] A．为了确保气体温度不变，实验中，改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞，故A正确； B．为了确保气体质量一定，实验中，为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油，故B正确； C．为了确保气体温度不变，实验中，不能够用手握紧针筒推拉活塞，故C错误。 本题选错误的，故选C。 [2]根据理想气体状态方程有 则有 当温度一定时，图像为一条双曲线，温度越高，对应双曲线越远离坐标原点，根据图乙可知 [3]根据玻意耳定律有 变形得 可知，为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像。 [4]图线不过原点，图线与横坐标截距为正值，表明当V等于0时，气体压强不等于0，可知，图线不过原点的原因是连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入。 故选A。 四、计算题（本题共4小题，共计46分，解答时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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 某游客在青藏高原高海拔地区出现了高原反应，随即取出一种便携式加压舱使用，该加压舱主要由舱体气源箱组成。加压舱刚取出时是真空折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中6m³的空气输入到舱体中，充气后的加压舱舱体可视为长2m、底面积的圆柱体。测得当地大气压强为环境气温为-3℃，充气过程中可视为温度保持不变。求： （1）充气完毕后舱内的压强是多少？ （2）关闭阀门，开启加热装置（舱内体积不变），使舱内气体温度达到27℃，此时舱内压强为多少？（保留两位有效数字） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始状态， 舱内体积 由玻意耳定律 解得舱内气压 【小问2详解】 关闭阀门，开启加热装置（舱内体积不变），使舱内气体温度达到，则， 由查理定律 解得 16. 如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为，电阻为R＝10Ω，求： （1）线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？ （2）写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻）； （3）线圈转动过程中产生的热功率多大。 【答案】（1）3A；（2）；（3）45W 【解析】 【详解】（1）当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，最大感应电动势为 可得 （2）由题意知 即 （3）感应电流的有效值 发热功率 【点睛】当从题图所示位置转过时，线圈中有最大感应电流．图示位置为中性面，从中性面位置开始计时，表明瞬时值e与t是正弦关系，结合感应电动势瞬时值表达式有三个要素：最大值，角速度和初相位，只有从中性面开始计时时，瞬时值表达式才为，进而确定电流的瞬时值表达式；再根据有效值的含义求解电阻的发热功率。 17. 如图所示，两根足够长的光滑金属导轨平行，间距为L固定在同一水平面上。虚线PQ为与导轨垂直的边界，其左侧区域有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。两根质量分别为2m和m、电阻分别为R和2R的金属棒a和b垂直导轨放置。某时刻，给a以初速度使其沿导轨开始向b运动，当回路的电流为零时，b正好到达PQ处。最终，a恰能到达PQ处。已知a、b始终没有发生碰撞，且与导轨垂直并保持接触良好，不计导轨电阻，求： （1）b开始运动时加速度的大小。 （2）b在磁场内运动过程中通过回路截面的电荷量及a、b的相对位移。 （3）整个过程中a产生的热量。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 设b开始运动时回路电动势的大小为E，电流为I，b加速度的大小为a，则由，， 联立解得 【小问2详解】 回路电流为零时a、b速度大小恰好相等，设为v，由动量守恒得 设到达PQ的过程中，b运动的时间为t，回路电流的平均值为，通过截面的电荷量为q ，则由动量定理 又 解得 b在磁场中运动过程中，设a、b间缩小的距离为，回路的平均感应电动势为，则 又 解得 【小问3详解】 设整个过程中回路产生的总热量为，产生的热量为，则由能量守恒得 又 解得 18. 如图所示，在坐标系xOy第一象限内有场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内有半径为2L的圆形匀强磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向里且与x轴相切于P点，P点的坐标为。一电子以沿y轴正方向、大小为的初速度从P点射入磁场，经过磁场偏转后通过y轴的Q点进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量数值为e，不计电子重力。求： （1）电子在磁场中运动的半径； （2）若在处有一粒子接收屏。 （i）电子打到屏上点的横坐标； （ii）电子从释放到接收屏的时间。 【答案】（1）2L （2）（i）；（ii） 【解析】 【小问1详解】 电子在磁场中运动，由洛伦兹力公式 代入 解得 【小问2详解】 （i）磁场圆的半径，电子垂直y轴进入电场，Q点的坐标为； 电子进入第一象限后做类平抛运动，由几何知识的电子在第一象限沿y轴移动的距离 电场中y轴方向： 解得 x轴方向： （ii）电子在匀强磁场中运动的周期 电子在磁场区中的运动时间 出磁场之后做匀速直线运动，可得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$