内容正文:
物理试题
(总分100分,时间75分钟)
第Ⅰ卷 选择题 共46分
本大题共10个小题,第1~7题为单项选题每题4分,第8~10题为多项选题,每题6分。
1. 如图是一个竖直放置的肥皂膜,上面出现了彩色的上疏下密条纹。根据提供的信息判断,从侧面观察肥皂膜的形状,最接近的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由于重力的作用,薄膜呈现下面厚,上面薄的劈尖形状,故从侧面观察肥皂膜的形状,最接近的是C,ABD不符合。
故选C。
2. 关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
【答案】B
【解析】
【详解】A.变化的电场一定在周围空间产生磁场,周期性变化的电场才会在周围空间产生变化的磁场,选项A错误;
B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在,选项B正确;
C.电磁波可以在真空中传播,选项C错误;
D.各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同,等于光速,选项D错误。
故选B。
3. 在某实验室中有一种测量污水流量的流量计,如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积,空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是( )
A. 图乙中M点的电势高于N点的电势
B. 正、负离子所受洛伦兹力方向可能相同
C. 当污水中离子浓度降低,M、N两点间的电势差将减小
D. 只需要测量出M、N两点电势差(B、d已知),就能够推算出废液的流量
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据左手定则判断,带正电荷的粒子受到向下的洛伦兹力,带负电荷的粒子受到向上的洛伦兹力,故M点的电势低于N点的电势,故AB错误。
C.废液流速稳定后,粒子受力平衡,有
解得
MN两点电压与离子浓度无关,故C错误。
D.废液流量
其中
解得
故只需要测量M、N两点电压就能够推算废液的流量,故D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,面积为,匝数为150匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,规定磁场垂直纸面向里为正,线圈与定值电阻相连。下列说法正确的是( )
A. 时, 与 的电势差为零 B. 时,线圈中的电流改变方向
C. 内,线圈都有扩张的趋势 D. 内, 点电势均比 点电势高
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AD.由图可知, 内,磁场的磁感应强度先减小后反向增大,根据楞次定律和右手螺旋定则,知 点电势均比 点电势高,A错误,D正确;
B. 时,线圈中的磁场方向改变且逐渐增强,根据楞次定律和右手螺旋定则,知线圈中的电流方向不变,B错误;
C. 内,线圈中的磁场减小,线圈有扩张的趋势, 内,线圈中的磁场增强,线圈有收缩的趋势,C错误。
故选D。
【点睛】
5. 如图所示,MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界,磁场宽度为L.一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落,运动过程中上下两边始终与磁场边界平行.线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示,则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如图(乙)所示,由法拉第电磁感应定律可知,线框匀速进入磁场,由于L>2a,当完全进入磁场后,因磁通量不变,则没有感应电流,线框只受到重力,使得线框速度增加,当出磁场时,速度大于进入磁场的速度,由法拉第电磁感应定律可知,出磁场的感应电流大于进磁场的感应电流,导致出磁场时的安培力大于重力,导致线框做减速运动,根据牛顿第二定律,BIL-mg=ma,则做加速度在减小的减速运动,故B正确,ACD错误;故选B.
【点睛】由题意可知,线框进入磁场时,做匀速直线运动,根据L>2a,则可知,出磁场时,速度与进入磁场的速度相比较,从而确定线框的运动性质,进而由法拉第电磁感应定律,可求得感应电流的大小如何变化,即可求解.
6. 如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对比荷相同的正、负离子同时从边界上的O点沿与PQ成θ(θ<)角的方向以相同的速度v射入磁场中,不计离子重力及离子间的相互作用,则正、负离子( )
A. 在磁场中的运动时间相同
B. 在磁场中运动的位移相同
C. 出边界时两者的速度相同
D. 正离子出边界点到O点的距离更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据洛伦兹力提供向心力有
又
可得
则两个离子做匀速圆周运动的周期相等。根据左手定则分析可知,正离子逆时针做匀速圆周运动,负离子顺时针做匀速圆周运动,作出两离子的运动轨迹,如图所示
根据角度关系可知,正离子轨迹的圆心角为2π-2θ,负离子轨迹的圆心角为,正、负离子在磁场中的运动时间分别为t1=T, t2=T
所以,正、负离子在磁场中的运动时间不相等,故A错误;
BD.根据洛伦兹力提供向心力,则有qvB=,得r=
由题意可知,r相同,根据几何知识可得,重新回到边界的位置与O点距离s=2rsinθ
因r、θ相同,则s相同,故两离子在磁场中运动的位移大小相同,方向不同,故BD错误;
C.两离子在磁场中均做匀速圆周运动,速度沿轨迹的切线方向,根据圆的对称性可知,重新回到边界时速度大小与方向相同,故C正确。
故选C。
7. 如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中不正确的是( )
A. 一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比
B. 一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于等温线是一条双曲线,它表明在温度保持不变的情况下,气体的压强与体积成反比,故A正确;
B.一定质量的气体,在不同温度下,相同压强的情况下,体积不同,因此等温线不同,故B正确;
CD.对一定质量的气体,温度越高,气体压强与体积的乘积越大,即相同压强下,温度越高,体积越大,因此T1<T2,故C错误,D正确。
选不正确的,故选C。
8. 把少量的碳素墨水用水稀释,悬浮在水中的小碳粒不停地做无规则运动。下列说法正确的是( )
A. 小碳粒的无规则运动是布朗运动
B. 水分子的无规则运动是布朗运动
C. 小碳粒不停地做无规则是由于水分子间既有引力也有斥力
D. 水分子间有分子势能是由于水分子间有相互作用的引力和斥力
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.小碳粒的无规则运动是布朗运动,水分子的无规则运动不是布朗运动。故A正确;B错误;
C.小碳粒不停地做无规则是由于水分子的频繁撞击造成的。故C错误;
D.水分子间有分子势能是由于水分子间有相互作用的引力和斥力。故D正确。
故选AD。
9. 对液体和固体来说,如果用 表示摩尔质量,m表示单个分子的质量, 表示物质密度,V表示摩尔体积,表示单个分子的体积,表示阿伏伽德罗常量。下列反映这些量之间关系的各式中,正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对液体和固体来说,可认为分子之间紧密排列,阿伏加德罗常数是1摩尔物质含有的微粒数,V是摩尔体积,是单个分子体积,则
表示1摩尔物质的微粒数,故A正确,B错误;
CD.ρ是物质密度,ρV是1摩尔物质的质量,即
或者
则C错误,D正确;
故选AD。
10. 如题图1所示,粗细均匀的玻璃管长度为85cm,用长为15cm的水银柱密封了一定质量的空气。初始时,玻璃管水平放置,水银柱右端离管口5cm,然后将玻璃管顺时针缓慢转动90°直至开口竖直向下,稳定后如题图2所示。最后再竖直插入水银槽,直至稳定时内外液面高度差刚好为零,如题图3所示。整个过程中管内空气温度始终保持不变,且可视为理想气体,大气压强。则( )
A. 题图2所示的玻璃管内的水银柱长度
B. 题图2所示的玻璃管内的水银柱长度
C. 竖直插入水银槽后有5cm长的水银柱进入玻璃管
D. 竖直插入水银槽后有10cm长的水银柱进入玻璃管
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.玻璃管水平时
开口竖直向下时
根据玻意耳得
解得
A错误,B正确;
CD.竖直插入水银槽时
根据玻意耳定律得
解得
C错误,D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷 非选择题 共54分
11. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
(1)在实验中,下列哪些操作不是必需的________。
A. 用橡胶套密封注射器的下端 B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的气压值 D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是_______。
(3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。
A. B. C.
【答案】(1)B (2)保持玻璃管内的空气温度不变
(3)C
【解析】
【小问1详解】
为了保证气体的质量不变,需要用橡胶套密封注射器的下端,实验时需要读取压力表上显示的气压值和读取刻度尺上显示的空气柱长度;由于玻璃管粗细均匀,因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要。
故选B。
【小问2详解】
不用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是保持玻璃管内的空气温度不变。
【小问3详解】
根据气体等温变化规律可得
可得
可知图像最能直观反映气体做等温变化的规律。
故选C。
12. 如图所示,甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。
(1)甲装置中,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中,灵敏电流计的指针将___________(填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)图装置乙中,R为光敏电阻,其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧。当光照增强时,从左向右看,金属环A中电流方向为___________(填“顺时针”或“逆时针”),并有___________(填“收缩”或“扩张”)的趋势。
【答案】 ①. 向右偏转 ②. 逆时针 ③. 收缩
【解析】
【详解】(1)[1]甲装置中,闭合开关瞬间,穿过B线圈的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转,闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中,A线圈的电流减小,穿过B线圈的磁通量减小,可知灵敏电流计的指针向右偏转;
(2)[2] [3]光照增强时,光敏电阻阻值减小,通过螺线管的电流增大,穿过金属环A的磁通量增大,根据楞次定理和右手螺旋定则可知从左向右看,金属环A中电流方向为逆时针,并有收缩的趋势。
13. 如图所示,两平行金属导轨间的距离 ,导轨与水平面的夹角,在导轨所在区域内分布着垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小 ,导轨的一端接有电动势 ,内阻 的直流电源,一根与导轨接触良好,质量为 的导体棒ab垂直放在导轨上,ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻 ,不计导轨的电阻, 取, , 。
(1)求棒受到的安培力的大小;
(2)求ab棒受到的摩擦力大小;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得
根据安培力公式可知
【小问2详解】
导体棒受力如图甲
根据平衡条件可知,
解得
14. 如图所示,两根相距为 且水平放置的平行光滑金属直导轨、, 、 间接有一定值电阻,导轨电阻忽略不计。 为放在和上的一长度也为 的金属棒,与垂直,其电阻为 。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中,现对 施力使它沿导轨以速度向右匀速运动。求:
(1)金属棒产生的感应电动势的大小;
(2)使金属棒 保持向右匀速运动所需施加的沿速度方向的外力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
金属棒产生的感应电动势大小为
【小问2详解】
回路中的电流为
金属棒受到的安培力大小为
使金属棒MN保持向右匀速运动,则所需施加的沿速度方向的外力大小为
联立解得
15. 如图所示为某实验小组设计的测量不规则矿石体积的气压体积测量仪的原理图,上端开口的直筒导热汽缸A和放入待测矿石后上端封闭的直筒导热汽缸B高均为,横截面积,两汽缸连接处的细管体积不计。将质量的活塞C置A上方开口处放下,在两汽缸内封闭一定质量的理想气体(不计活塞厚度和摩擦力),活塞稳定后,活塞距汽缸A顶端。已知环境温度保持不变,大气压强,重力加速度。求:
(1)活塞稳定后,封闭气体的压强 ;
(2)矿石的体积 。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
对活塞
解得
【小问2详解】
初始气体体积为
稳定后气体体积为
根据玻意耳定律可得
解得
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物理试题
(总分100分,时间75分钟)
第Ⅰ卷 选择题 共46分
本大题共10个小题,第1~7题为单项选题每题4分,第8~10题为多项选题,每题6分。
1. 如图是一个竖直放置的肥皂膜,上面出现了彩色的上疏下密条纹。根据提供的信息判断,从侧面观察肥皂膜的形状,最接近的是( )
A. B.
C. D.
2. 关于电磁波,下列说法中正确的是( )
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播
3. 在某实验室中有一种测量污水流量的流量计,如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出,流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积,空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。下列说法正确的是( )
A. 图乙中M点的电势高于N点的电势
B. 正、负离子所受洛伦兹力方向可能相同
C. 当污水中离子浓度降低,M、N两点间的电势差将减小
D. 只需要测量出M、N两点电势差(B、d已知),就能够推算出废液的流量
4. 如图甲所示,面积为,匝数为150匝的线圈所在区域存在垂直线圈平面的磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,规定磁场垂直纸面向里为正,线圈与定值电阻相连。下列说法正确的是( )
A. 时, 与 的电势差为零 B. 时,线圈中的电流改变方向
C. 内,线圈都有扩张的趋势 D. 内, 点电势均比 点电势高
5. 如图所示,MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界,磁场宽度为L.一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落,运动过程中上下两边始终与磁场边界平行.线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示,则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,在边界PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场,一对比荷相同的正、负离子同时从边界上的O点沿与PQ成θ(θ<)角的方向以相同的速度v射入磁场中,不计离子重力及离子间的相互作用,则正、负离子( )
A. 在磁场中的运动时间相同
B. 在磁场中运动的位移相同
C. 出边界时两者的速度相同
D. 正离子出边界点到O点的距离更大
7. 如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线,则下列说法中不正确的是( )
A. 一定质量的气体在发生等温变化时,其压强与体积成反比
B. 一定质量的气体,在不同温度下的等温线是不同的
C.
D.
8. 把少量的碳素墨水用水稀释,悬浮在水中的小碳粒不停地做无规则运动。下列说法正确的是( )
A. 小碳粒的无规则运动是布朗运动
B. 水分子的无规则运动是布朗运动
C. 小碳粒不停地做无规则是由于水分子间既有引力也有斥力
D. 水分子间有分子势能是由于水分子间有相互作用的引力和斥力
9. 对液体和固体来说,如果用 表示摩尔质量,m表示单个分子的质量, 表示物质密度,V表示摩尔体积,表示单个分子的体积,表示阿伏伽德罗常量。下列反映这些量之间关系的各式中,正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如题图1所示,粗细均匀的玻璃管长度为85cm,用长为15cm的水银柱密封了一定质量的空气。初始时,玻璃管水平放置,水银柱右端离管口5cm,然后将玻璃管顺时针缓慢转动90°直至开口竖直向下,稳定后如题图2所示。最后再竖直插入水银槽,直至稳定时内外液面高度差刚好为零,如题图3所示。整个过程中管内空气温度始终保持不变,且可视为理想气体,大气压强。则( )
A. 题图2所示的玻璃管内的水银柱长度
B. 题图2所示的玻璃管内的水银柱长度
C. 竖直插入水银槽后有5cm长的水银柱进入玻璃管
D. 竖直插入水银槽后有10cm长的水银柱进入玻璃管
第Ⅱ卷 非选择题 共54分
11. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
(1)在实验中,下列哪些操作不是必需的________。
A. 用橡胶套密封注射器的下端 B. 用游标卡尺测量柱塞的直径
C. 读取压力表上显示的气压值 D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是_______。
(3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。
A. B. C.
12. 如图所示,甲、乙两实验装置均可研究电磁感应现象。
(1)甲装置中,闭合开关瞬间,发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。则闭合开关稳定后,将滑动变阻器的滑片向左滑动过程中,灵敏电流计的指针将___________(填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”)。
(2)图装置乙中,R为光敏电阻,其阻值随着光照强度的增加而减小。金属环A用轻绳悬挂,与长直螺线管共轴,并位于其左侧。当光照增强时,从左向右看,金属环A中电流方向为___________(填“顺时针”或“逆时针”),并有___________(填“收缩”或“扩张”)的趋势。
13. 如图所示,两平行金属导轨间的距离 ,导轨与水平面的夹角,在导轨所在区域内分布着垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小 ,导轨的一端接有电动势 ,内阻 的直流电源,一根与导轨接触良好,质量为 的导体棒ab垂直放在导轨上,ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻 ,不计导轨的电阻, 取, , 。
(1)求棒受到的安培力的大小;
(2)求ab棒受到的摩擦力大小;
14. 如图所示,两根相距为 且水平放置的平行光滑金属直导轨、, 、 间接有一定值电阻,导轨电阻忽略不计。 为放在和上的一长度也为 的金属棒,与垂直,其电阻为 。整个装置处于磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中,现对 施力使它沿导轨以速度向右匀速运动。求:
(1)金属棒产生的感应电动势的大小;
(2)使金属棒 保持向右匀速运动所需施加的沿速度方向的外力大小。
15. 如图所示为某实验小组设计的测量不规则矿石体积的气压体积测量仪的原理图,上端开口的直筒导热汽缸A和放入待测矿石后上端封闭的直筒导热汽缸B高均为,横截面积,两汽缸连接处的细管体积不计。将质量的活塞C置A上方开口处放下,在两汽缸内封闭一定质量的理想气体(不计活塞厚度和摩擦力),活塞稳定后,活塞距汽缸A顶端。已知环境温度保持不变,大气压强,重力加速度。求:
(1)活塞稳定后,封闭气体的压强 ;
(2)矿石的体积 。
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