江苏省南京市中华中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

南京市中华中学2024一2025学年第二学期期中考试 高二物理 考试时间：75分钟满分100分 命题：王振威 审题：刘白生 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意. 1.下列关于分子动理论的一些说法，正确的是() A.布朗运动是指悬浮在液体中的微粒分子的无规则运动 B.给自行车车胎打气，最后气体很难被压缩，说明分子间存在斥力 C.当分子间的距离增大时，分子间的引力增大而斥力减小 D.同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等 2.有关下列四幅图的描述，正确的是() 原线圈 副线卷 铁芯 图1 图2 图3 图3 A.图1中，U:U2=n2:n B.图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C.图3中，电容器中电场的能量正在增大 D.图4中，增大电容C,调谐频率增大 3.在获悉法拉第发现电磁感应现象之后，楞次立即开始进行电工方面的实验研究，并于1834年提出楞次 定律。下面几种与楞次定律有关的现象描述正确的是() A.条形磁铁靠近线圈时电子秤示数减小 B.如图条形磁铁向右靠近铝环时铝环会向左摆动 C.通电直导线的电流增大时矩形线框会向右运动或有向右运动的趋势 D.调整滑片P到某一位置闭合开关电流表中有恒定电流 第1页共5页 4.如图所示，场强为E的匀强电场竖直向上，磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外，一带电小球 获得垂直磁场水平向左的初速度，正好做匀速圆周运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是() A.小球带负电 外··个··个··” B.若将电场的方向改为竖直向下，小球可能做直线运动 ·0。 C.若辙去电场，小球可能做平抛运动 ·…··g D.小球做匀速圆周运动的周期为号 5如图所示为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为，线圈的水平边长为L,处于匀强磁场内，磁 感应强度大小为B,方向与线圈平面垂直，当线圈中通过方向如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达 到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时为使天平两臂再达到新的平衡，则需() A在天平左盘中增加质量7m-2BL的砝码 8 B,在天平右盘中增加质量m=2BL的砝码 g ××× C.在天平左盘中增加质量m=nBL的砝码 ××L××× ××××× 电流天平 D.在天平右盘中增加质量m=nBL的砝码 6.回旋加速器其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D,、D2 构成，D形盒的半径为R,D形盒间的交变电压大小为U,其间留有空 隙。现对氚核(H加速，所需的高频电源的频率为f。已知元电荷为， 下列说法正确的是() 原理图 A氘核的质量为号 B.氚核被加速的次数为n=fBR U C.氚核从D形盒中飞出的最大速度随U的增大而增大 D.若保持磁感应强度B和频率f不变，则该加速器也可以对氦核(H)进行加速 7.小李同学用图中带有线圈的电路研究通电自感和断电自感现象。如 图所示，灯泡A1和A2的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法 中正确的是（) A.当接通电路时，A1和A2始终一样亮 B.当断开电路时，A2立即熄灭、A1过一会才熄灭 C.当断开电路时，A2灯先闪亮一下再熄灭 D.当接通电路时，A2先达到最大亮度，A1后达到最大亮度，最后两灯一样亮 第2页共5页 8.如图甲所示，空间中存在一方向与纸面垂直、磁感应强度随时 B ×xxiM 间变化的匀强磁场，一边长为L的单匝正方形线框固定在纸面内， 线框的电阻为R,线框一半面积在磁场中，M、N两点为线框与磁 0 场边界的交点。t=0时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强 X文文 度B随时间t变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是() 甲 乙 A.0~t时间内，线框内的感应电流先顺时针再逆时针B.t。~t时间内，M点电势低于N点电势 C.0~t。时间内，线框所受安培力的方向水平向右 D线框中的感应电流大小为 oI 2t R 9.半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定 的带电粒子以速度v正对着圆心O射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离 为R,则粒子在磁场中的运动时间为() 0× A.2W3πR B.2πR D.2√3πR 9v 3v C. 3v 3v iX XX 10.如图所示，在光滑绝缘水平面上，一矩形线圈以速度v开始进入 磁场，离开磁场区域后速度为v2。已知磁场区域宽度大于线圈宽度， XXX 777777777777777777777777777 则线圈() A.进、出磁场过程通过截面的电荷量不同B.进、出磁场过程中产生的焦耳热相同 C.线圈在磁场中匀速运动的速度为+"2 2 D.进、出磁场过程的时间相同 11.如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，原线圈与定值电阻 R,=42串联后，接入u=8√2sin20mtW)的理想交流电源。副线圈电路 中负载电阻R2为可变电阻。下列说法中正确的是() A.电源输出电压为8V,频率为20Hz B.当R2=12时，变压器输出功率最大 C.当R2=12时，变压器输出功率为8WD.当R2=12时，电源输出功率为4W 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13一第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.(15分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液 的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液为75 滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘 上，用记号笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其 形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。 第3页共5页 (1)油酸薄膜的面积是cm2。 (2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是L.(计算结果保留一位有效数字) (3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为.（计算结果保留一位有效数字） (4)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) 描绘油膜轮廓 B 撒粉 记录滴油酸酒精溶液的滴数 D 往浅盘中滴油酸酒精溶液 (5)若某学生计算油酸分子直径的结果偏小，可能是由于 A使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久 B.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 13.(6分)如图所示，倾角为的绝缘斜面上水平放置着一根质量为m、长度为L的金属棒，整个空间存 在着竖直向上的匀强磁场，金属棒未通电时恰好静止；现给金属棒通入如图所示方向的电流，当电流为 时，金属棒恰要滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,求： (1)金属棒和斜面间的动摩擦因数： (2)匀强磁场的磁感应强度大小B。 14.(9分)如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角0=37°，导轨间的距离L= 1.0m,下端连接R=1.62的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感 应强度B=1.0T。质量m=0.5kg、电阻r=0.42的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于 金属棒、大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行s=2.8m后速度 保持不变。求：(sin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s2) (1)金属棒匀速运动时的速度大小v: (2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR 第4页共5页 15.(12分)图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=50匝，电阻r=22,线圈的两端经集流环与电 阻R连接，阻值R=82,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=O时刻，线圈平面与磁场方向平行， 穿过每匝线圈的磁通量中随时间t按图乙所示正弦规律变化。取π=3.14)求： (1)交流发电机产生的电动势的最大值： (2)电路中交流电压表的示数： (3)从图示位置转过90°，通过线圈的电荷量和整个回路的焦耳热。 o b B Φ/×102Wb 2.0 0 3.14 628 9.42t×102s -2.0 甲 16.(14分)某控制带电粒子运动的装置模型如图所示，平面直角坐标系x0y内，M点和N点分别位于x 轴和y轴上，矩形区域MONP内存在平行于y轴负方向的匀强电场，其余区域内存在垂直纸面向外的匀强 磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从N点以初速度vo沿x轴正方向射入电场，恰好从M点离开 电场并进入磁场，粒子从M点进入磁场时速度方向与x轴的夹角α=60°，粒子第一次经过y轴负半轴时的 速度方向恰好与y轴垂直，经过一段时间后粒子从y轴正半轴第二次进入电场。M点到原点O的距离为l, 不计粒子所受的重力，求： ●● ●●● (1)匀强磁场的磁感应强度大小B: (2)粒子从M点出发到第二次进入电场所用的时间t; (3)粒子第二次离开电场时的位置坐标。 第5页共5页南京市中华中学2024一2025学年第二学期期中考试 高二物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 8 10 11 答案 D C C B A B D B 12.【答案】(1)115(112~118)(2)8×10-6(3)7×10-10(4)CBDA(5)A 13【答案】(1)金属棒未通电时，其受力分析如图甲所示 根据正交分解和平衡条件得mgsin0=f,mgcose8=F 又f=uF 联立解得μ=tan6此问共2分 (②)当金属棒通电后，仍受力平衡，对金属棒受力分析如图乙所示 根据正交分解和平衡条件得mgsi6+Ff=F会cos61分 mgcos8+F安sin6=FN1分 又Ff=uFN,F客=BIL 1分 联立解得B= 2mgsine (cos0-sine.tane)IL 1分 14【答案】解：(1)根据法拉第电磁感应定律，得感应电动势为E=BLv 根据闭合电路的欧姆定律，得感应电流为1一# 导体棒受到的安培力为F空=BIL 导体棒做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F=mgsin6+BIL 代入数据解得v=4m/s 此问共5分 (2)金属棒运动过程，由能量守恒定律得Fs=mgssine6+2mv2+Q 电阻R产生的热量为：QR=平Q, 代入数据解得：QR=1.28J此问共4分 15.【答案】解：(1)由中-t图线可知中m=2.0×10-2Wb,T=6.28×10-2s, 则u-号-6ads=10rads、 因为中，m=BS,所以交流发电机产生的电动势的最大值Em=nBSω=n中mω=50×2.0× 10-2×100V=100V; …此问共3分 (②)电动势的有效值E有=号=50V2v, 由闭合电路欧姆定律得，电路中电流的有效值为1-车，=5V2A, 交流电压表的示数为U=1R=40V2V;此问共4分 (3)从图示位置转过90°，磁通量变化量为4中=BS=中，m=2.0×10-2Wb, 通过线圈的电荷量q=i74t=三4t=n,4体 R+r a74t=n使=0.1C,此问共3分 R+r Ef=50V2×62s×10 J=7.85.J 根据焦耳定律可得 Q-R+ 8+2 4 此问共2分 16.【答案】(1)根据题意可知粒子从M点进入磁场后轨迹如图 a 1 由于粒子在电场中做类平抛运动，水平速度不变，故粒子在M的速度v=0=2o cosa 几何关系可知Q=0,则粒子的圆周轨道半径r=-23 3 由洛伦兹力提供向心力有qvB=m足 联立解得B=3mvg gl 此问共4分 (2)根据上图可知，粒子从M点出发到第二次进入电场时时间t=3609T=360.9×2 360° 360° v 联立以上解得t=5v3 v0 此问共4分 (③)粒子第一次进入电场做类平抛运动时，设位移方向与初速度方向成阝角，由类平抛推论 可知tamB=aw又因为amg=9=兴 1 联立解得N0= 设粒子在电场中加速度大小为a,则由类平抛规律有1-a2=×a×(白)° 解得加速度大小a=3近 几何关系可知粒子第二次进入磁场时的纵坐标y=T-rc0s0=号1 则粒子从该点水平射入电场时，由类平抛规律可知再次射出电场时竖直方向位移h= u-xax白) 联立以上解得h=吾1<MP 则粒子射出电场时的纵坐标为y1=N0-h=33 8 故粒子第二次离开电场时的位置坐标(2)。此问共6分