高二物理下学期期中模拟卷（教科版）

高二下学期期中考试物理预测卷 （范围：选择性必修第二册+选择性必修第三册前三章） 一、单选题 1．如图所示，边长为L的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线弯折而成，将线框固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里。现给线框通电，电流从线框的a点流入、b点流出，通过ab边电流为I，则线框abcd受到的安培力的合力大小为（　　） A．4BIL B． C． D．3BIL 2．威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽，并施加匀强磁场。当带电粒子经过云室时，其经过的路径上就会出现一条雾迹，从而显示粒子的运行路径。若某带电粒子进入云室后的运动方向与磁场方向垂直，其运动轨迹在纸面平面内如图所示。已知此带电粒子在云室中运动过程中质量和电荷量保持不变，由于阻力作用其速度不断减小。粒子重力的影响可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．粒子运动方向为从a到b B．该粒子带正电 C．粒子运动过程中洛伦兹力的冲量始终为0 D．粒子运动过程中洛伦兹力对它做负功 3．如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度且垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息不能求出（　　） A．粒子的电量与质量的比值 B．粒子在磁场中运动的动量的大小 C．粒子在磁场中转过的圆心角 D．粒子在磁场中运动的轨迹的长度 4．如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．导体棒OP两端的电压大小为0.2V B．通过电阻R的电流方向为从c流向d C．电阻R消耗的电功率为 D．维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 5．将如图所示的交流电加在电阻两端，横轴上方为按正弦规律变化的电流，下方为三角形脉冲电流，已知三角形脉冲电流的峰值为有效值的倍，则该交变电流的有效值为（　　） A．3A B． C． D． 6．某同学在探究LC振荡电路中电流随时间的变化关系的实验，电路图如图（a）所示。当向线圈中插入或拔出铁芯时，会引起LC电路中电流的变化。在某次实验中，振荡电路中的电流随时间的变化情况如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A．根据图（b）可知，铁芯正在插入线圈 B．t1~t2过程，线圈中的自感电动势变小 C．t1~t2过程，电容器C极板的电荷量增大 D．t2~t3过程，电场能在逐渐增大 7．汽车刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图1所示，行驶一段时间后胎压数据如图2所示，轮胎内气体体积均视为不变。在此过程中，对于轮胎内的封闭气体（　　） A．分子热运动更加剧烈 B．每个分子的运动速率都增大 C．分子数密度增大 D．单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数减小 8．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 二、多选题 9．分子力随分子间距离的变化关系如图中曲线所示，通过功能关系可以从分子力的图像中得到有关分子势能的信息，取分子间距离无穷远时势能为0。下列说法正确的是（     ） A．当两分子间的距离时，分子间仅存在斥力作用 B．两分子仅在分子力的作用下从运动到的过程中，它们的加速度先增大后减小 C．图中两分子间距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为0 D．两分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点 10．如图为某型号质谱仪工作原理示意图。M、N为两正对平行金属板，O1O2为其轴线，两板间有方向如图所示的电场强度大小为E的匀强电场及垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场（图中未画出）。原子核沿O1O2射入两板间，只有符合要求的原子核才能从O2点沿半径方向射入圆形匀强磁场区域，磁场区域半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向外。显微镜P置于与圆形磁场同心的圆弧形轨道上，可沿轨道自由移动，C点为O1O2延长线与圆轨道的交点，OP与OC间夹角为θ。不计原子核重力，下列说法正确的是（　　） A．不同的原子核从O2点射出的速度大小不同 B．若显微镜在θ角位置观测到原子核，则该原子核比荷＝ C．越靠近C，观测到的原子核比荷越小 D．越靠近C，观测到的原子核比荷越大 11．关于下列图片的解释正确的是（　　） A．真空冶炼炉利用热传导的热量使金属熔化 B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 C．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 D．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用涡流工作的 12．某活动小组在探究理想变压器时设计电路如图所示，原线圈接在有效值为220V频率为50Hz的电源上；副线圈连接两个相同的灯泡、和定值电阻。已知匝，匝，电流表、电压表均为理想交流电表，导线电阻不计，开关S初始是断开的。闭合开关S后（    ） A．灯泡变亮 B．定值电阻的电功率增大 C．电流表示数变大，但电流表、的示数之比保持不变 D．副线圈输出电压瞬时值表达式为 三、实验题 13．理小组为了验证“楞次定律”，利用图甲中的器材进行如下操作：将电源、开关、滑动变阻器和线圈A 组成电路，闭合开关，将线圈A 插入线圈B，观察并记录电流方向和线圈A 的磁场方向。 闭合开关，根据图乙判断（箭头方向为电流方向），在实验中线圈A 的下端是_______（选填“N”或“S”）极，当向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A 中的磁场会_______（选填“增强”“减弱”或“不变”）。若向右移动滑动变阻器滑片的过程中，灵敏电流计的指针向右偏转（电流由“一”接线柱进入时，指针向左偏转，反之右偏），则线圈 B 的绕向是图丙中的_______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 14．某物理探究小组利用图甲所示实验装置探究等温条件下气体压强与体积的关系。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连，然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞，根据注射器上的刻度和压强传感器显示的压强记录多组V、p数值，做出对应的V-图像的图线如图乙所示。 (1)缓慢推动活塞的目的是保证气体的______不发生变化。 (2)若气体被压缩到V=20mL时，由图乙可读出封闭气体压强为______×105Pa（保留三位有效数字）。 (3)关于该图像的图线未过坐标原点的原因，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中未满足温度不变 B．漏记了细软管中气体的体积 C．活塞与注射器存在漏气现象 四、解答题 15．车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前内部气体的压强等于大气压强，体积为，使用充气筒给气垫床充气，使其内气体体积增加到，压强增加到，此充气过程中环境的热力学温度为并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。 (1)若充气过程中，该充气筒每次从大气中吸取压强为的气体体积是恒定的。已知需打气220次才能使气垫床达到目标状态（内部体积9V，压强求该充气筒每次吸取气体的体积； (2)若夜间环境的热力学温度降为，充好气后的气垫床体积减小到，求此时气垫床内气体的压强。（答案用分数表示） 16．某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为矩形、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，探测板平行于水平放置，能沿竖直方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计、间距相等的离子束中的离子均以相同速度持续从边界水平射入磁场，b束中的离子在磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界竖直向下射出，并打在探测板的右边缘D点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为N，离子束间的距离均为，探测板的宽度为，离子质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用。 (1)求离子速度v的大小 (2)c束中的离子射出磁场边界时与H点的距离s； (3)探测到三束离子时探测板与边界的最大距离； 17．如图甲所示，光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正，B0、T0均为已知量，磁场中静止放置一边长为L、质量为m的正方形单匝导线框abcd，线框总电阻为R，则 (1)求0~T0内线框中产生的热量Q； (2)求0~T0内线框ab边所受安培力的最大值F0，并在图丙中画出0~T0内ab边所受安培力的图像，规定安培力垂直ab边向右为正； (3)若磁感应强度保持B0不变，方向垂直纸面向里，给线框一向右初速度v0，求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。 18．电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则 (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ (4)输电效率为多少？ 9 / 9zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二下学期期中考试物理预测卷 （范围：选择性必修第二册+选择性必修第三册前三章） 一、单选题 1．如图所示，边长为L的正方形线框abcd由粗细均匀的金属导线弯折而成，将线框固定在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面向里。现给线框通电，电流从线框的a点流入、b点流出，通过ab边电流为I，则线框abcd受到的安培力的合力大小为（　　） A．4BIL B． C． D．3BIL 【答案】C 【详解】分析电流分布：电流从流入、流出，线框分为两条并联支路： 支路1：直边，长度，已知电流为； 支路2：折线，总长度。 导线均匀，电阻与长度成正比，并联电压相等，由得支路2的电流。 计算安培力合力： 弯曲导线的安培力等效于电流从起点到终点的直导线的安培力，两条支路起点都是、终点都是，等效长度均为，电流整体方向都是，安培力方向相同：边安培力： 折线路径安培力： 总合力： 故选C。 2．威尔逊云室是最早的带电粒子探测器。其原理是在云室内充入过饱和酒精蒸汽，并施加匀强磁场。当带电粒子经过云室时，其经过的路径上就会出现一条雾迹，从而显示粒子的运行路径。若某带电粒子进入云室后的运动方向与磁场方向垂直，其运动轨迹在纸面平面内如图所示。已知此带电粒子在云室中运动过程中质量和电荷量保持不变，由于阻力作用其速度不断减小。粒子重力的影响可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A．粒子运动方向为从a到b B．该粒子带正电 C．粒子运动过程中洛伦兹力的冲量始终为0 D．粒子运动过程中洛伦兹力对它做负功 【答案】B 【详解】A．带电粒子垂直匀强磁场运动，由洛伦兹力提供向心力 得轨迹半径 粒子受阻力作用速度不断减小，不变，因此轨迹半径应逐渐减小，粒子是从半径大的向半径小的运动，故A错误； B．磁场垂直纸面向里，粒子运动方向为，洛伦兹力指向轨迹凹侧（圆心方向），根据左手定则可判断该粒子带正电，故B正确。 C．洛伦兹力一直由作用时间，则不是始终为0，故C错误 ； D．洛伦兹力的方向始终与粒子速度方向垂直，根据功的定义，洛伦兹力永远不做功，故D错误。 故选B。 3．如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度且垂直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为。根据上述信息不能求出（　　） A．粒子的电量与质量的比值 B．粒子在磁场中运动的动量的大小 C．粒子在磁场中转过的圆心角 D．粒子在磁场中运动的轨迹的长度 【答案】B 【详解】ACD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知 解得 根据几何关系可知，转过的圆心角为，所以粒子在磁场中运动的轨迹的长度 又由于 可得 故可以求电量与质量的比值和粒子在磁场中运动的轨迹的长度，故ACD不符合题意； B．粒子做匀速圆周运动，粒子动量为，由于粒子质量未知，无法求出粒子动量，故B符合题意； 故选B。 4．如图所示，电阻为、长度为的导体棒OP可绕固定点O在水平面内以角速度逆时针匀速转动。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度。导体棒的P端与半径为L的圆形光滑金属导轨接触良好，导轨圆心为O。电路中定值电阻，其余电阻不计。下列说法正确的是（    ） A．导体棒OP两端的电压大小为0.2V B．通过电阻R的电流方向为从c流向d C．电阻R消耗的电功率为 D．维持导体棒匀速转动所需外力的功率为 【答案】C 【详解】A．导体棒OP两端的电压大小为，故A错误； B．右手定则可知通过OP的电流方向从O指向P，故通过电阻R的电流方向为从d流向c，故B错误； C．电阻R消耗的电功率为，故C正确； D．根据能量守恒，可知维持导体棒匀速转动所需外力的功率与电路热功率相等，即，故D错误。 故选C。 5．将如图所示的交流电加在电阻两端，横轴上方为按正弦规律变化的电流，下方为三角形脉冲电流，已知三角形脉冲电流的峰值为有效值的倍，则该交变电流的有效值为（　　） A．3A B． C． D． 【答案】B 【详解】相同时间（一个周期）内，交变电流和恒定电流通过相同电阻，若产生热量相等，该恒定电流值即为交变电流的有效值，满足 由图可知，该交变电流的周期，分两段计算一个周期内的热量，0~1s（正弦段），电流峰值 正弦交流电的有效值为 这段产生的热量 1~2s（三角形段），电流峰值绝对值 题目给出三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍，即 得 这段产生的热量 总热量 代入有效值定义， 得 约去后得 即 故选B。 6．某同学在探究LC振荡电路中电流随时间的变化关系的实验，电路图如图（a）所示。当向线圈中插入或拔出铁芯时，会引起LC电路中电流的变化。在某次实验中，振荡电路中的电流随时间的变化情况如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A．根据图（b）可知，铁芯正在插入线圈 B．t1~t2过程，线圈中的自感电动势变小 C．t1~t2过程，电容器C极板的电荷量增大 D．t2~t3过程，电场能在逐渐增大 【答案】C 【详解】A．根据LC振荡电路的周期公式可知，振荡电路中的周期减小，故L减小，该同学是将铁芯拔出线圈，A错误； B．根据图（b）可知，过程，电流与时间的变化图像中，斜率逐渐增大，故电动势增大，B错误； C．过程电流减小，该过程中电容正在充电，电荷量正在增大，C正确； D．过程，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则电场能在逐渐减小，D错误。 故选C。 7．汽车刚启动时，仪表盘上显示四个轮胎的胎压数据如图1所示，行驶一段时间后胎压数据如图2所示，轮胎内气体体积均视为不变。在此过程中，对于轮胎内的封闭气体（　　） A．分子热运动更加剧烈 B．每个分子的运动速率都增大 C．分子数密度增大 D．单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数减小 【答案】A 【详解】由图1和图2数据可知，行驶后轮胎内气体压强增大。汽车行驶中摩擦生热，气体温度升高。 A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动更加剧烈，故A正确； B．温度升高，分子平均速率增大，但并非每个分子的运动速率都增大，这是统计规律，故B错误； C．气体体积不变，分子总数不变，分子数密度不变，故C错误； D．压强增大，分子数密度不变，说明分子平均动能增大，分子运动更剧烈，单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数增加，故D错误。 故选A。 8．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 【答案】D 【详解】AB．a→b过程，温度降低，压强不变。气体分子的平均速率减小，但并不是所有气体分子的运动速率都减小，则分子撞击容器壁的平均作用力减小，又因为压强不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故AB错误； CD．把该图像转化为图像如图 b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增加，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 9．分子力随分子间距离的变化关系如图中曲线所示，通过功能关系可以从分子力的图像中得到有关分子势能的信息，取分子间距离无穷远时势能为0。下列说法正确的是（     ） A．当两分子间的距离时，分子间仅存在斥力作用 B．两分子仅在分子力的作用下从运动到的过程中，它们的加速度先增大后减小 C．图中两分子间距离为时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为0 D．两分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点 【答案】BD 【详解】． A．当两分子间的距离r＜r0时，分子间存在斥力作用，也存在引力作用，故A错误； B．两分子仅在分子力的作用下从r2运动到r0的过程中，两分子的作用力先增大后减小，力是产生加速度的原因，即它们的加速度先增大后减小，B正确； C．两分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小，并不是零，故C错误； D．分子势能在r0时最小，在r1到r0之间势能为零，无限远处势能也为零。故两分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点，故D正确； 故选BD。 10．如图为某型号质谱仪工作原理示意图。M、N为两正对平行金属板，O1O2为其轴线，两板间有方向如图所示的电场强度大小为E的匀强电场及垂直于纸面向里、磁感应强度为B1的匀强磁场（图中未画出）。原子核沿O1O2射入两板间，只有符合要求的原子核才能从O2点沿半径方向射入圆形匀强磁场区域，磁场区域半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向外。显微镜P置于与圆形磁场同心的圆弧形轨道上，可沿轨道自由移动，C点为O1O2延长线与圆轨道的交点，OP与OC间夹角为θ。不计原子核重力，下列说法正确的是（　　） A．不同的原子核从O2点射出的速度大小不同 B．若显微镜在θ角位置观测到原子核，则该原子核比荷＝ C．越靠近C，观测到的原子核比荷越小 D．越靠近C，观测到的原子核比荷越大 【答案】BC 【详解】A．能够进入磁场区域的原子核经过M、N时，受力平衡，则有 则 则不同的原子核从O2点射出的速度大小相同，故A错误； B．做出粒子运动轨迹如图： 若显微镜在θ角位置观测到原子核，则由几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力可得 联立可求得 故B正确； CD．越靠近C点，θ越小，越小，因此观测到的原子核比荷越小，故C正确，D错误。 故选BC。 11．关于下列图片的解释正确的是（　　） A．真空冶炼炉利用热传导的热量使金属熔化 B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 C．使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 D．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用涡流工作的 【答案】BD 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化，故A错误； B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故B正确； C．电磁炉是高频电流在金属锅底产生涡流从而产生大量的热量加热食物，则使用电磁炉加热食物时，不能用陶瓷锅，故C错误； D．用来探测金属壳地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D正确。 故选BD。 12．某活动小组在探究理想变压器时设计电路如图所示，原线圈接在有效值为220V频率为50Hz的电源上；副线圈连接两个相同的灯泡、和定值电阻。已知匝，匝，电流表、电压表均为理想交流电表，导线电阻不计，开关S初始是断开的。闭合开关S后（    ） A．灯泡变亮 B．定值电阻的电功率增大 C．电流表示数变大，但电流表、的示数之比保持不变 D．副线圈输出电压瞬时值表达式为 【答案】BC 【详解】A．闭合开关S后，副线圈电路中灯泡与并联，负载总电阻减小。由于原线圈电压和匝数比不变，副线圈输出电压保持不变。根据欧姆定律，副线圈干路电流增大。定值电阻两端电压增大，灯泡两端电压减小，灯泡变暗。故A错误； B．副线圈电流增大，根据 定值电阻的电功率增大。故B正确； C．副线圈电流增大，电流表示数变大。根据理想变压器电流与匝数关系 可知原线圈电流也增大，电流表示数变大。电流表、的示数之比等于，保持不变。故C正确； D．原线圈电压有效值，根据 解得副线圈电压有效值 角速度 副线圈输出电压最大值 瞬时值表达式应为。故D错误； 故选BC。 三、实验题 13．理小组为了验证“楞次定律”，利用图甲中的器材进行如下操作：将电源、开关、滑动变阻器和线圈A 组成电路，闭合开关，将线圈A 插入线圈B，观察并记录电流方向和线圈A 的磁场方向。 闭合开关，根据图乙判断（箭头方向为电流方向），在实验中线圈A 的下端是_______（选填“N”或“S”）极，当向右移动滑动变阻器滑片的过程中，线圈A 中的磁场会_______（选填“增强”“减弱”或“不变”）。若向右移动滑动变阻器滑片的过程中，灵敏电流计的指针向右偏转（电流由“一”接线柱进入时，指针向左偏转，反之右偏），则线圈 B 的绕向是图丙中的_______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。 【答案】 N 减弱 Ⅰ 【详解】[1]根据右手螺旋定则，右手握住线圈A，四指顺着乙图中电流的环绕方向，大拇指指向线圈A下端，因此上端为S极，下端为N极。 [2] 向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，线圈A中电流减小，因此线圈A的磁场减弱。 [3]线圈A插入线圈B中，穿过B的磁通量以A内部的磁场为主，因此总磁通量方向向下；磁通量随电流减小而减小，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向向下。 由题意，电流从负接线柱流入指针左偏，因此指针右偏说明电流从正接线柱流入灵敏电流计，结合接线可知：电流从线圈B的下端流入、上端流出。再根据安培定则，感应磁场向下、电流下端进上端出时，所以线圈B的绕向为Ⅰ。 14．某物理探究小组利用图甲所示实验装置探究等温条件下气体压强与体积的关系。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连，然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞，根据注射器上的刻度和压强传感器显示的压强记录多组V、p数值，做出对应的V-图像的图线如图乙所示。 (1)缓慢推动活塞的目的是保证气体的______不发生变化。 (2)若气体被压缩到V=20mL时，由图乙可读出封闭气体压强为______×105Pa（保留三位有效数字）。 (3)关于该图像的图线未过坐标原点的原因，下列说法正确的是（　　） A．实验过程中未满足温度不变 B．漏记了细软管中气体的体积 C．活塞与注射器存在漏气现象 【答案】(1)温度 (2)1.37-1.41 (3)B 【详解】（1）缓慢推动活塞的目的是保证气体的温度不发生变化。 （2）由图可知，若气体被压缩到V=20mL时，由图乙可读出 所以封闭气体压强为 （3）根据玻意耳定律可得 所以 由此可知，图线不通过坐标原点的原因是细软管内存在气体，实验中漏记了细软管中气体的体积。 故选B。 四、解答题 15．车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前内部气体的压强等于大气压强，体积为，使用充气筒给气垫床充气，使其内气体体积增加到，压强增加到，此充气过程中环境的热力学温度为并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。 (1)若充气过程中，该充气筒每次从大气中吸取压强为的气体体积是恒定的。已知需打气220次才能使气垫床达到目标状态（内部体积9V，压强求该充气筒每次吸取气体的体积； (2)若夜间环境的热力学温度降为，充好气后的气垫床体积减小到，求此时气垫床内气体的压强。（答案用分数表示） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）白天充好气的床垫内气体压强为，温度为，体积为，设要充好气垫床，充气筒需要打220次气，每次充入床垫的气体体积为对充好气后床垫内所有气体有 解得 故每次充入床垫的气体体积为 （2）对床垫内气体有 故夜间床垫内气体的压强 16．某种离子诊断测量简化装置如图所示。竖直平面内存在边界为矩形、方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，探测板平行于水平放置，能沿竖直方向缓慢移动且接地。a、b、c三束宽度不计、间距相等的离子束中的离子均以相同速度持续从边界水平射入磁场，b束中的离子在磁场中沿半径为R的四分之一圆弧运动后从下边界竖直向下射出，并打在探测板的右边缘D点。已知每束每秒射入磁场的离子数均为N，离子束间的距离均为，探测板的宽度为，离子质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用。 (1)求离子速度v的大小 (2)c束中的离子射出磁场边界时与H点的距离s； (3)探测到三束离子时探测板与边界的最大距离； 【答案】(1) (2)0.8R (3) 【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 （2）设c束离子运动轨迹对应的圆心为O，从磁场边界HG边的Q点射出，根据几何关系可得OH=0.6R c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离 （3）a束中的离子运动轨迹对应的圆心为O'，从磁场边界HG边射出时距离H点的距离为x,由几何关系可得：HO'=aH-R=0.6R， 即a、c束中的离子从同一点Q射出，如图所示； 离开磁场的速度分别与竖直方向的夹角为β、α，由几何关系可得：α=β，探测到三束离子，则c束中离子恰好达到探测板的D点时，探测板与边界HG的距离最大，根据几何关系可得： 解得 17．如图甲所示，光滑绝缘的水平面存在一有界的匀强磁场，磁感应强度随时间变化如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正，B0、T0均为已知量，磁场中静止放置一边长为L、质量为m的正方形单匝导线框abcd，线框总电阻为R，则 (1)求0~T0内线框中产生的热量Q； (2)求0~T0内线框ab边所受安培力的最大值F0，并在图丙中画出0~T0内ab边所受安培力的图像，规定安培力垂直ab边向右为正； (3)若磁感应强度保持B0不变，方向垂直纸面向里，给线框一向右初速度v0，求线框运动的整个过程中经过导线横截面的电荷量。 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）0~T0内线框中电流大小恒定为 故0~T0内线框中产生的热量 （2）0~T0内线框中电流大小恒定，磁感应强度最大为B0，故ab边所受安培力的最大值 0~T0内ab边所受安培力F=BIL，故，根据楞次定律判断知0~时间内线框中电流为逆时针方向，ab边所受安培力方向向右，时间内线框中电流为顺时针方向，ab边所受安培力方向向左， 时间内线框中电流为顺时针方向，磁感应强度方向垂直纸面向外，ab边所受安培力方向向右， 时间内线框中电流为逆时针方向，ab边所受安培力方向向左，故 0~T0内ab边所受安培力的图像为 （3）若线框运动的整个过程中，出了磁场区域，经过导线横截面的电荷量 若线框没有完全出磁场区域就停下，则根据动量定理 故经过导线横截面的电荷量 18．电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则 (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ (4)输电效率为多少？ 【答案】(1)24A (2)144W (3)226V (4) 【详解】（1）降压变压器的输出功率为 降压变压器副线圈的电流 （2）降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （3）降压变压器原线圈电压为 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 （4）用户获得的实际功率 所以发电机的输出功率 则输电效率 1 / 19zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二下学期期中考试物理预测卷 （范围：选择性必修第二册+选择性必修第三册前三章） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B C B C A D BD BC 题号 11 12 答案 BD BC 1．C 【详解】分析电流分布：电流从流入、流出，线框分为两条并联支路： 支路1：直边，长度，已知电流为； 支路2：折线，总长度。 导线均匀，电阻与长度成正比，并联电压相等，由得支路2的电流。 计算安培力合力： 弯曲导线的安培力等效于电流从起点到终点的直导线的安培力，两条支路起点都是、终点都是，等效长度均为，电流整体方向都是，安培力方向相同：边安培力： 折线路径安培力： 总合力： 故选C。 2．B 【详解】A．带电粒子垂直匀强磁场运动，由洛伦兹力提供向心力 得轨迹半径 粒子受阻力作用速度不断减小，不变，因此轨迹半径应逐渐减小，粒子是从半径大的向半径小的运动，故A错误； B．磁场垂直纸面向里，粒子运动方向为，洛伦兹力指向轨迹凹侧（圆心方向），根据左手定则可判断该粒子带正电，故B正确。 C．洛伦兹力一直由作用时间，则不是始终为0，故C错误 ； D．洛伦兹力的方向始终与粒子速度方向垂直，根据功的定义，洛伦兹力永远不做功，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】ACD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知 解得 根据几何关系可知，转过的圆心角为，所以粒子在磁场中运动的轨迹的长度 又由于 可得 故可以求电量与质量的比值和粒子在磁场中运动的轨迹的长度，故ACD不符合题意； B．粒子做匀速圆周运动，粒子动量为，由于粒子质量未知，无法求出粒子动量，故B符合题意； 故选B。 4．C 【详解】A．导体棒OP两端的电压大小为，故A错误； B．右手定则可知通过OP的电流方向从O指向P，故通过电阻R的电流方向为从d流向c，故B错误； C．电阻R消耗的电功率为，故C正确； D．根据能量守恒，可知维持导体棒匀速转动所需外力的功率与电路热功率相等，即，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】相同时间（一个周期）内，交变电流和恒定电流通过相同电阻，若产生热量相等，该恒定电流值即为交变电流的有效值，满足 由图可知，该交变电流的周期，分两段计算一个周期内的热量，0~1s（正弦段），电流峰值 正弦交流电的有效值为 这段产生的热量 1~2s（三角形段），电流峰值绝对值 题目给出三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍，即 得 这段产生的热量 总热量 代入有效值定义， 得 约去后得 即 故选B。 6．C 【详解】A．根据LC振荡电路的周期公式可知，振荡电路中的周期减小，故L减小，该同学是将铁芯拔出线圈，A错误； B．根据图（b）可知，过程，电流与时间的变化图像中，斜率逐渐增大，故电动势增大，B错误； C．过程电流减小，该过程中电容正在充电，电荷量正在增大，C正确； D．过程，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则电场能在逐渐减小，D错误。 故选C。 7．A 【详解】由图1和图2数据可知，行驶后轮胎内气体压强增大。汽车行驶中摩擦生热，气体温度升高。 A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动更加剧烈，故A正确； B．温度升高，分子平均速率增大，但并非每个分子的运动速率都增大，这是统计规律，故B错误； C．气体体积不变，分子总数不变，分子数密度不变，故C错误； D．压强增大，分子数密度不变，说明分子平均动能增大，分子运动更剧烈，单位时间内单位面积上气体分子与轮胎内壁碰撞次数增加，故D错误。 故选A。 8．D 【详解】AB．a→b过程，温度降低，压强不变。气体分子的平均速率减小，但并不是所有气体分子的运动速率都减小，则分子撞击容器壁的平均作用力减小，又因为压强不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故AB错误； CD．把该图像转化为图像如图 b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增加，故C错误，D正确。 故选D。 9．BD 【详解】． A．当两分子间的距离r＜r0时，分子间存在斥力作用，也存在引力作用，故A错误； B．两分子仅在分子力的作用下从r2运动到r0的过程中，两分子的作用力先增大后减小，力是产生加速度的原因，即它们的加速度先增大后减小，B正确； C．两分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小，并不是零，故C错误； D．分子势能在r0时最小，在r1到r0之间势能为零，无限远处势能也为零。故两分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点，故D正确； 故选BD。 10．BC 【详解】A．能够进入磁场区域的原子核经过M、N时，受力平衡，则有 则 则不同的原子核从O2点射出的速度大小相同，故A错误； B．做出粒子运动轨迹如图： 若显微镜在θ角位置观测到原子核，则由几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力可得 联立可求得 故B正确； CD．越靠近C点，θ越小，越小，因此观测到的原子核比荷越小，故C正确，D错误。 故选BC。 11．BD 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化，故A错误； B．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故B正确； C．电磁炉是高频电流在金属锅底产生涡流从而产生大量的热量加热食物，则使用电磁炉加热食物时，不能用陶瓷锅，故C错误； D．用来探测金属壳地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D正确。 故选BD。 12．BC 【详解】A．闭合开关S后，副线圈电路中灯泡与并联，负载总电阻减小。由于原线圈电压和匝数比不变，副线圈输出电压保持不变。根据欧姆定律，副线圈干路电流增大。定值电阻两端电压增大，灯泡两端电压减小，灯泡变暗。故A错误； B．副线圈电流增大，根据 定值电阻的电功率增大。故B正确； C．副线圈电流增大，电流表示数变大。根据理想变压器电流与匝数关系 可知原线圈电流也增大，电流表示数变大。电流表、的示数之比等于，保持不变。故C正确； D．原线圈电压有效值，根据 解得副线圈电压有效值 角速度 副线圈输出电压最大值 瞬时值表达式应为。故D错误； 故选BC。 13． N 减弱 Ⅰ 【详解】[1]根据右手螺旋定则，右手握住线圈A，四指顺着乙图中电流的环绕方向，大拇指指向线圈A下端，因此上端为S极，下端为N极。 [2] 向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，线圈A中电流减小，因此线圈A的磁场减弱。 [3]线圈A插入线圈B中，穿过B的磁通量以A内部的磁场为主，因此总磁通量方向向下；磁通量随电流减小而减小，根据楞次定律，B中感应电流的磁场方向向下。 由题意，电流从负接线柱流入指针左偏，因此指针右偏说明电流从正接线柱流入灵敏电流计，结合接线可知：电流从线圈B的下端流入、上端流出。再根据安培定则，感应磁场向下、电流下端进上端出时，所以线圈B的绕向为Ⅰ。 14．(1)温度 (2)1.37-1.41 (3)B 【详解】（1）缓慢推动活塞的目的是保证气体的温度不发生变化。 （2）由图可知，若气体被压缩到V=20mL时，由图乙可读出 所以封闭气体压强为 （3）根据玻意耳定律可得 所以 由此可知，图线不通过坐标原点的原因是细软管内存在气体，实验中漏记了细软管中气体的体积。 故选B。 15．(1) (2) 【详解】（1）白天充好气的床垫内气体压强为，温度为，体积为，设要充好气垫床，充气筒需要打220次气，每次充入床垫的气体体积为对充好气后床垫内所有气体有 解得 故每次充入床垫的气体体积为 （2）对床垫内气体有 故夜间床垫内气体的压强 16．(1) (2)0.8R (3) 【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 （2）设c束离子运动轨迹对应的圆心为O，从磁场边界HG边的Q点射出，根据几何关系可得OH=0.6R c束中的离子射出磁场边界HG时与H点的距离 （3）a束中的离子运动轨迹对应的圆心为O'，从磁场边界HG边射出时距离H点的距离为x,由几何关系可得：HO'=aH-R=0.6R， 即a、c束中的离子从同一点Q射出，如图所示； 离开磁场的速度分别与竖直方向的夹角为β、α，由几何关系可得：α=β，探测到三束离子，则c束中离子恰好达到探测板的D点时，探测板与边界HG的距离最大，根据几何关系可得： 解得 17．(1) (2)， (3) 【详解】（1）0~T0内线框中电流大小恒定为 故0~T0内线框中产生的热量 （2）0~T0内线框中电流大小恒定，磁感应强度最大为B0，故ab边所受安培力的最大值 0~T0内ab边所受安培力F=BIL，故，根据楞次定律判断知0~时间内线框中电流为逆时针方向，ab边所受安培力方向向右，时间内线框中电流为顺时针方向，ab边所受安培力方向向左， 时间内线框中电流为顺时针方向，磁感应强度方向垂直纸面向外，ab边所受安培力方向向右， 时间内线框中电流为逆时针方向，ab边所受安培力方向向左，故 0~T0内ab边所受安培力的图像为 （3）若线框运动的整个过程中，出了磁场区域，经过导线横截面的电荷量 若线框没有完全出磁场区域就停下，则根据动量定理 故经过导线横截面的电荷量 18．(1)24A (2)144W (3)226V (4) 【详解】（1）降压变压器的输出功率为 降压变压器副线圈的电流 （2）降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （3）降压变压器原线圈电压为 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 （4）用户获得的实际功率 所以发电机的输出功率 则输电效率 10 / 10zxxk.com 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