期末模拟卷02（人教版选必二+选必三）-【鼎力期末】2025-2026学年高二下学期物理期末综合提升复习

**基本信息** 以PET-CT显影剂、反氢原子等科技前沿及公交卡、磁流体发电机等生活技术为情境，覆盖电磁感应、热学、原子物理等选择性必修二、三核心知识，通过基础判断（如热学现象分析）到复杂综合（如电磁场粒子碰撞）的分层设计，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/48|电磁感应（公交卡线圈）、原子物理（¹⁸F衰变）|结合生活情境，区分单选多选考查推理能力| |实验题|2/14|油膜法测分子直径、气体实验定律|注重科学探究，含误差分析与操作规范| |计算题|4/38|气体状态变化、电磁能量回收|突出真实问题解决，如电动汽车能量回收装置|

高二期末模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．测试范围：选择性必修二和选择性必修三，人教版2019。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．同学们在日常生活中所用的公交卡原理如图所示，图中上半部分表示读卡机内的线圈，下半部分表示芯片卡内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。若从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，当芯片卡接近读卡机时则会（　　） A．有逆时针方向的电流且两线圈相互吸引 B．有逆时针方向的电流且两线圈相互排斥 C．有顺时针方向的电流且两线圈相互吸引 D．有顺时针方向的电流且两线圈相互排斥 2．在PET−CT检查中最常用的显影剂18F−FDG含有18F，其衰变时能产生正电子和γ射线。正电子是电子的反粒子，其质量与电子相同，电荷量与电子相反。已知18F的半衰期约为110分钟，每个原子因衰变释放的能量为E，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．18F衰变时除产生正电子和γ射线外，还产生18Ne B．每100个18F原子核经过110分钟，还剩50个原子核未发生衰变 C．18F衰变过程中的质量亏损为 D．18F衰变产生的正电子相比γ射线更容易穿透人体组织 3．关于热学现象，下列说法正确的是（　　） A．呈现各向同性的固体一定是非晶体 B．不同材料制作的细管竖直插入水中，现象如甲、乙图所示，则应用乙图材料制作防水雨衣 C．表面张力产生的原因是液体表面层的分子稀疏，具有收缩的趋势 D．热针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡熔化区域的形状如图丙，说明蜂蜡具有各向异性 4．图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A．甲：②曲线与横坐标所包围的面积比①曲线大 B．甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能 C．乙：当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D．乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 5．一定质量理想气体的状态变化如图所示，为圆弧。为半径相同的圆弧。与交于M点。为坐标系的平分线。气体从状态a经状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　） A．从状态a到状态b是等温膨胀过程 B．从状态b到状态c，气体吸收热量小于气体对外所做的功的值 C．在状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少 D．从状态a经b、c、d回到状态a，全过程气体吸收热量 6．光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流发生变化，工作电路立即报警。图乙为a，b两种单色光分别照射K极时，光电子到达A极时动能的最大值与光电管两端电压U的关系图像。则下列说法正确的是（    ） A．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较小 B．图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小 C．单色光a、b的频率之比为1:2 D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，一定会引发报警 7．1995年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的，反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同的能级分布，反氢原子能级图如图所示。已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A．反氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子 B．处于基态的反氢原子的电离能是13.6eV C．反氢原子从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的光属于红外线 D．若处于某个激发态的大量反氢原子只发出λ1，λ2，λ3三种波长的光，若λ1>λ2>λ3，则有（λ1−λ2）λ3=λ1λ2 8．两个匀强磁场，磁感应强度均为B，宽度均为a。矩形线框abcd的ab边与y轴重合，ad边长为a，从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，线框平面始终保持与磁场垂直，以逆时针电流为正，线框中感应电流i与线框移动距离x 的关系图象是（    ） A． B． C． D． 9．如图所示为磁流体发电机的示意图。等离子体高速射入磁场中，由于磁场对等离子体产生力的作用，A、B两板间就会产生电压。若平行板A、B的正对面积为S，板间距离为d，A、B间的磁感应强度为B，等离子体的流速为v，等效电阻率为ρ，与极板相连的外电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．该发电机A板为正极，B板为负极 B．该发电机A板为负极，B板为正极 C．稳定时电流表的示数为 D．仅增加外电阻的阻值，该发电机的输出功率一定增大 10．小亮设计了一个装置测量磁场的磁感应强度大小。如图1所示，虚线方框内为垂直线圈平面向外的被测匀强磁场B，线圈未通电时，往轻质托盘内加入质量的细沙，线圈保持静止，线圈中通以特定方向电流I后，需往托盘内增加细沙使线圈再次静止。记录细沙总质量m和电流大小I，作出图像如图2所示，已知线圈匝数为 n，水平底边长度为L，图像斜率为k，纵轴截距为b，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．线圈的质量 B．装置的原理是电磁感应 C．线圈中电流方向为逆时针 D．被测磁场的磁感应强度 11．如图所示，在磁感应强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R=0.1Ω，图中定值电阻R1=100Ω，R2=4.9Ω，电容器的电容C=100pF，圆环和导线的电阻忽略不计，则（　　） A．电容器下极板带正电 B．电路消耗的电功率是5W C．电容器的带电荷量是4.9×10-10C D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，则此后通过R2的电量是9.8×10-12C 12．如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为m、电荷量为的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好不受弹力，已知磁感应强度的大小为B，斜面的倾角为，重力加速度为g，滑块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．滑块滑至底端时的速率为 B．滑块滑至底端时的速率为 C．滑块经过斜面中点时的速率为 D．斜面的高度为 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2题，共14分 13．某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下： ①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入50滴时（指同一滴），测得其体积恰好是1mL； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在边长为1cm的正方形小格坐标纸上，如图所示。 (1)该实验中，使用到的研究方法是_________。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．微小量放大法 D．控制变量法 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为_________mL。 (3)油酸分子直径的大小_________m。（结果保留一位有效数字） (4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中，计算结果明显偏大，可能的原因有_________。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数 D．配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用，由于酒精挥发使浓度发生了变化 14．如图甲所示，用DIS 研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间靠右的位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，压缩气体，记录注射器刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图乙中的图线。 (1)关于该实验，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）。 A．实验中应快速推拉活塞，以免气体进入或漏出注射器 B．在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 C．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 D．处理数据时采用图像会更直观 (2)图乙中线是实验所得图线，线为该气体等温变化时对应的双曲线，已知实验过程中环境温度保持不变，操作、读数也符合规范，注射器和传感器连接细管中的气体可忽略，但线、线明显不吻合，造成这一现象的原因可能是_________________。 (3)若压缩气体体积时，活塞速度过快，对应的图线可能是____________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． (4)某次实验时缓慢压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值，以及对应的压强传感器示数，在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。前、后绘出的关系图线的斜率分别为，则___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 三、计算题：本题共4小题，共38分。 15．如图所示，开口向右的绝热气缸水平放置，由厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭相同质量的理想气体，区域Ⅰ、Ⅱ内气体的体积均为，压强均为，热力学温度与外界相同，均为，活塞A可以在气缸内无摩擦地自由移动，活塞B与气缸间的最大静摩擦力大小为。已知两部分气体均密封良好，活塞的横截面积为S，大气压强为，外界的温度保持不变。现通过电加热丝对区域Ⅰ内的气体缓慢加热。 (1)求当活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离； (2)当活塞B恰好要滑动时，电加热丝停止加热，同时将活塞B固定，然后打开区域Ⅱ内的阀门K，气体缓慢漏出。经过足够长的时间，区域Ⅰ内气体最终的热力学温度为。求区域Ⅱ内剩余气体的质量与原来质量之比。 16．匝数N=100匝、面积的线框在水平向右、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场中，以角速度绕轴匀速转动。线框与电流表、阻值的定值电阻串联后接在理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有电阻箱（可调节阻值范围为）。已知变压器的原、副线圈匝数比=1：10，电流表可视为理想电表，不计线框电阻。 (1)求线框产生的感应电动势的有效值E； (2)当电阻箱的阻值调至时，求电流表的示数I1； (3)调节电阻箱的阻值，使得副线圈的输出功率达到最大，求副线圈输出功率的最大值Pm。 17．电动汽车能量回收装置的简化原理图如图所示。间距为L的足够长平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面内，导轨左端通过单刀双掷开关S可分别与电动势为E、内阻为r的电源和电容器相连。虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、长度也为L的金属棒ab垂直导轨静置于虚线右侧，金属棒在导轨上运动时与导轨间的阻力大小始终为。0时刻将开关S拨至1，t时刻金属棒的加速度恰好为0，此时将开关S拨至2，电容器在极短时间内完成充电（阻力的冲量可忽略）。已知电容器的电容为，金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。求： (1)0时刻金属棒的电流； (2)t时刻金属棒的速度大小； (3)电容器充电完成后，金属棒的位移大小。 18．如图，在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点O进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电荷量转移给粒子2.不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。 (1)求电场强度的大小E，以及粒子1到达O点时的速度大小； (2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、，并说明碰撞后两粒子的带电属性； (3)若两粒子碰撞后立即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的轨道半径、，以及从碰撞到两粒子再次相遇的时间间隔； 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二期末模拟卷02 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．测试范围：选择性必修二和选择性必修三，人教版2019。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．同学们在日常生活中所用的公交卡原理如图所示，图中上半部分表示读卡机内的线圈，下半部分表示芯片卡内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。若从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，当芯片卡接近读卡机时则会（　　） A．有逆时针方向的电流且两线圈相互吸引 B．有逆时针方向的电流且两线圈相互排斥 C．有顺时针方向的电流且两线圈相互吸引 D．有顺时针方向的电流且两线圈相互排斥 【答案】B 【详解】从上往下看读卡机线圈中有顺时针的电流，则由右手定则可知，磁场方向向下，当芯片卡接近读卡机时，穿过芯片线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律可知，则芯片线圈中感应电流的磁场向上，则产生逆时针方向的电流；由“来拒去留”可知，两线圈相互排斥。 故选B。 2．在PET−CT检查中最常用的显影剂18F−FDG含有18F，其衰变时能产生正电子和γ射线。正电子是电子的反粒子，其质量与电子相同，电荷量与电子相反。已知18F的半衰期约为110分钟，每个原子因衰变释放的能量为E，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．18F衰变时除产生正电子和γ射线外，还产生18Ne B．每100个18F原子核经过110分钟，还剩50个原子核未发生衰变 C．18F衰变过程中的质量亏损为 D．18F衰变产生的正电子相比γ射线更容易穿透人体组织 【答案】C 【详解】A．18F发生β+衰变时，质子转化为中子，生成18O并释放正电子和中微子，而非18Ne，故A错误； B．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。100个原子核经过110分钟可能衰变的数目存在统计涨落，无法确定恰好剩余50个，故B错误； C．根据质能方程ΔE=Δmc²，质量亏损为，故C正确； D．γ射线穿透能力远强于正电子（β+粒子），故D错误。 故选C。 3．关于热学现象，下列说法正确的是（　　） A．呈现各向同性的固体一定是非晶体 B．不同材料制作的细管竖直插入水中，现象如甲、乙图所示，则应用乙图材料制作防水雨衣 C．表面张力产生的原因是液体表面层的分子稀疏，具有收缩的趋势 D．热针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡熔化区域的形状如图丙，说明蜂蜡具有各向异性 【答案】C 【详解】A．呈现各向同性的固体不一定是非晶体，也可能是多晶体，故A错误； B．不同材料制作的细管竖直插入水中，现象如甲、乙图所示，甲图材料与水是不浸润的，乙图材料与水是浸润的，则应用甲图材料制作防水雨衣，故B错误； C．表面张力产生的原因是液体表面层的分子稀疏，具有收缩的趋势，故C正确； D．热针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡熔化区域的形状如图丙，说明云母片在导热性上具有各向异性，故D错误。 故选C。 4．图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A．甲：②曲线与横坐标所包围的面积比①曲线大 B．甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能 C．乙：当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D．乙：在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】D 【详解】A．题图甲中，曲线①或②与横坐标所包围的面积相同，A错误； B．同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故B错误； CD．题图乙中，当r=r2时，分子势能最小，此时分子力为0，则当r>r2时，分子间的作用力表现为引力，当r<r2时，分子间的作用力表现为斥力，在r由r1变到r2的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误，D正确。 故选D。 5．一定质量理想气体的状态变化如图所示，为圆弧。为半径相同的圆弧。与交于M点。为坐标系的平分线。气体从状态a经状态b、c、d，最终回到状态a，则（　　） A．从状态a到状态b是等温膨胀过程 B．从状态b到状态c，气体吸收热量小于气体对外所做的功的值 C．在状态c时气体分子单位时间撞击单位面积的次数一定比状态a少 D．从状态a经b、c、d回到状态a，全过程气体吸收热量 【答案】C 【详解】A．等温过程为双曲线，ab为圆弧，从状态a到状态 b 不是等温过程，故A错误； B．从状态 b 到状态 c ，气体吸收热量用来增加内能和对外做功，所吸收的热量必定大于对外做功的值，故B错误； C．状态c相比a，气体温度升高导致分子平均动能增加，分子撞击容器壁形成的动量变化量更大，所以单位时间撞击单位面积的次数一定较少，故C正确； D．从状态 a 经 b、c、d 回到状态 a ，气体的温度不变，内能不变，外界对气体做功等于图形的面积，根据热力学第一定律，有 气体放出热量，故D错误。 故选C。 6．光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流发生变化，工作电路立即报警。图乙为a，b两种单色光分别照射K极时，光电子到达A极时动能的最大值与光电管两端电压U的关系图像。则下列说法正确的是（    ） A．用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间距较小 B．图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小 C．单色光a、b的频率之比为1:2 D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，一定会引发报警 【答案】B 【详解】AB．根据 由图像可知，斜率k=e，即图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小；截距 因b截距较大，可知b光频率较大，波长较小，根据 可知用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距较小，选项A错误，B正确； C．由图像可知， 可知单色光a、b的频率之比不等于1:2，选项C错误； D．图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，若部分光线被遮挡，即光照强度减小，单位时间逸出的光电子数目减小，则放大器的电流将减小，选项D错误。 故选B。 7．1995年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成的，反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷。反氢原子和氢原子有相同的能级分布，反氢原子能级图如图所示。已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　） A．反氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子是可见光光子 B．处于基态的反氢原子的电离能是13.6eV C．反氢原子从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的光属于红外线 D．若处于某个激发态的大量反氢原子只发出λ1，λ2，λ3三种波长的光，若λ1>λ2>λ3，则有（λ1−λ2）λ3=λ1λ2 【答案】B 【详解】A．反氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级放出的光子能量为 不在可见光范围内，故A错误； B．处于基态的反氢原子的电离能是13.6eV，故B正确； C．反氢原子从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量为 小于可见光的光子能量，但不一定属于红外光，故C错误； D．若只能发出三种频率的光，则处于n=3能级，故λ1对应从n=3到n=2，λ2对应从n=2到n=1，λ3对应从n=3到n=1，由跃迁条件可知 整理得λ1λ2=λ3（λ1+λ2），故D错误。 故选B。 8．两个匀强磁场，磁感应强度均为B，宽度均为a。矩形线框abcd的ab边与y轴重合，ad边长为a，从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，线框平面始终保持与磁场垂直，以逆时针电流为正，线框中感应电流i与线框移动距离x 的关系图象是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中，感应电动势为 感应电流根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正；在的过程中，感应电动势为感应电流根据右手定则，可知电流的方向为顺时针方向，为负；在的过程中，感应电动势为感应电流根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正。故选C。 9．如图所示为磁流体发电机的示意图。等离子体高速射入磁场中，由于磁场对等离子体产生力的作用，A、B两板间就会产生电压。若平行板A、B的正对面积为S，板间距离为d，A、B间的磁感应强度为B，等离子体的流速为v，等效电阻率为ρ，与极板相连的外电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．该发电机A板为正极，B板为负极 B．该发电机A板为负极，B板为正极 C．稳定时电流表的示数为 D．仅增加外电阻的阻值，该发电机的输出功率一定增大 【答案】BC 【详解】AB．根据题意，由左手定则可知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，则该发电机A板为负极，B板为正极，故A错误，B正确； C．根据平衡条件有解得，电动势为等效内阻为则稳定时电流表的示数为故C正确； D．当外电路的电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，由于外电阻的阻值和电源内阻的大小关系不确定，所以仅增加外电阻的阻值，发电机的输出功率不一定增大，故D错误。故选BC。 10．小亮设计了一个装置测量磁场的磁感应强度大小。如图1所示，虚线方框内为垂直线圈平面向外的被测匀强磁场B，线圈未通电时，往轻质托盘内加入质量的细沙，线圈保持静止，线圈中通以特定方向电流I后，需往托盘内增加细沙使线圈再次静止。记录细沙总质量m和电流大小I，作出图像如图2所示，已知线圈匝数为 n，水平底边长度为L，图像斜率为k，纵轴截距为b，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．线圈的质量 B．装置的原理是电磁感应 C．线圈中电流方向为逆时针 D．被测磁场的磁感应强度 【答案】AC 【详解】ACD．由题意，线圈底边所受安培力方向竖直向下，由左手定则，可知线圈中电流为逆时针方向；滑轮两边平衡，有， 则 对应图像，可知， 即，故AC正确，D错误； B．该装置是利用通电线圈在磁场中受安培力的原理，而非电磁感应，故B错误。 故选AC。 11．如图所示，在磁感应强度B= 2T的匀强磁场中，有一个半径r=0.5m的金属圆环。圆环所在的平面与磁感线垂直，OA是一个金属棒，它沿着顺时针方向以20rad/s的角速度绕圆心O匀速转动。A端始终与圆环相接触，OA棒的电阻R=0.1Ω，图中定值电阻R1=100Ω，R2=4.9Ω，电容器的电容C=100pF，圆环和导线的电阻忽略不计，则（　　） A．电容器下极板带正电 B．电路消耗的电功率是5W C．电容器的带电荷量是4.9×10-10C D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，则此后通过R2的电量是9.8×10-12C 【答案】BCD 【详解】A．根据右手定则可知，A端电势高于O端电势，所以电容器上极板带正电。故A错误； B．金属棒OA产生的电动势为由闭合电路欧姆定律可知电路消耗的电功率是故B正确； C．金属棒OA两端的电压为电容器的带电荷量是故C正确； D．若金属棒在转动过程中突然停止不动，则此后通过R2的电量是故D正确。故选BCD。 12．如图所示，在垂直纸面向外的匀强磁场中，一质量为m、电荷量为的带电滑块从光滑绝缘斜面的顶端由静止释放，滑至底端时恰好不受弹力，已知磁感应强度的大小为B，斜面的倾角为，重力加速度为g，滑块可视为质点，下列说法正确的是（　　） A．滑块滑至底端时的速率为 B．滑块滑至底端时的速率为 C．滑块经过斜面中点时的速率为 D．斜面的高度为 【答案】AC 【详解】AB．由左手定则可知，滑块所受洛伦兹力垂直斜面向上，滑块滑至底端时恰不受弹力，则有解得故A正确，B错误； C．设斜面的高度为，设滑块经过斜面中点时的速率为，由动能定理得，解得故C正确； D．滑块从斜面顶端运动到底端的过程中，由动能定理得代入数据解得故D错误。故选AC。 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2题，共14分 13．某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下： ①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到； ②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入50滴时（指同一滴），测得其体积恰好是1mL； ③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在边长为1cm的正方形小格坐标纸上，如图所示。 (1)该实验中，使用到的研究方法是_________。 A．等效替代法 B．理想模型法 C．微小量放大法 D．控制变量法 (2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为_________mL。 (3)油酸分子直径的大小_________m。（结果保留一位有效数字） (4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中，计算结果明显偏大，可能的原因有_________。 A．油酸未完全散开 B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格 C．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数 D．配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用，由于酒精挥发使浓度发生了变化 【答案】(1)B (2) (3) (4)AC 【详解】（1）该实验中，认为油酸分子为球形，且为单分子排列，使用到的研究方法是理想模型法。 故选B。 （2）一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为 （3）正方形的个数约为62个，故油膜的面积约为 油酸分子直径的大小 （4）A．油酸未完全散开，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故A正确； B．计算油膜面积时，将所有不足1格的方格记作1格，则S测量值偏大，则直径测量值偏小，故B错误。 C．在计算一滴溶液的体积时，少算了滴数，则滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值V偏大，则直径测量值偏大，故C正确； D．配好的油酸酒精溶液长时间后放置再使用，由于酒精挥发使实际浓度变大，则代入原标称浓度计算，结果将偏小，故D错误。 故选AC。 14．如图甲所示，用DIS 研究一定质量的气体在温度不变时，压强与体积的关系，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间靠右的位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接； ②移动活塞，压缩气体，记录注射器刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图乙中的图线。 (1)关于该实验，下列说法正确的是__________________（填正确答案标号）。 A．实验中应快速推拉活塞，以免气体进入或漏出注射器 B．在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了减小摩擦对实验的影响 C．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 D．处理数据时采用图像会更直观 (2)图乙中线是实验所得图线，线为该气体等温变化时对应的双曲线，已知实验过程中环境温度保持不变，操作、读数也符合规范，注射器和传感器连接细管中的气体可忽略，但线、线明显不吻合，造成这一现象的原因可能是_________________。 (3)若压缩气体体积时，活塞速度过快，对应的图线可能是____________（填正确答案标号）。 A． B． C． D． (4)某次实验时缓慢压缩气体，记录4组注射器上的刻度数值，以及对应的压强传感器示数，在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误。前、后绘出的关系图线的斜率分别为，则___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】(1)CD (2)推动活塞过程中有气体泄漏 (3)D (4)大于 【详解】（1）A．本实验用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，则必须在等温条件下进行，故A错误； B．本实验是研究一定量的气体在等温条件下压强和体积之间的关系，则必须保证封闭气体的注射器密封良好，在活塞与注射器壁间涂上润滑油只是为了注射器密封良好，故B错误； C．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值，故C正确； D．根据 可得 要使图像为线性关系，则处理数据时采用图像，故D正确。 故选CD。 （2）由图示图象可知，该图线与玻意耳定律不够吻合，结合图象的特点可知，压缩气体的过程中p与V的乘积减小，根据 分析可知，造成这一现象的可能原因是：实验时注射器内的空气向外泄漏。 （3）根据，则有 可知，若改变气体体积时推活塞速度过快，外界对气体快速做功，气体温度升高，图像斜率增大，图线向上弯曲。 故选D。 （4）软管脱落后，气体向外漏出，则气体质量减小，根据可知，大于。 三、计算题：本题共4小题，共38分。 15．如图所示，开口向右的绝热气缸水平放置，由厚度均不计的绝热活塞A和导热活塞B封闭相同质量的理想气体，区域Ⅰ、Ⅱ内气体的体积均为，压强均为，热力学温度与外界相同，均为，活塞A可以在气缸内无摩擦地自由移动，活塞B与气缸间的最大静摩擦力大小为。已知两部分气体均密封良好，活塞的横截面积为S，大气压强为，外界的温度保持不变。现通过电加热丝对区域Ⅰ内的气体缓慢加热。 (1)求当活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离； (2)当活塞B恰好要滑动时，电加热丝停止加热，同时将活塞B固定，然后打开区域Ⅱ内的阀门K，气体缓慢漏出。经过足够长的时间，区域Ⅰ内气体最终的热力学温度为。求区域Ⅱ内剩余气体的质量与原来质量之比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）当活塞B恰好要滑动时，对其受力分析，根据平衡条件可得 解得 区域Ⅱ内气体发生等温变化，根据玻意耳定律可得 解得 所以活塞B恰好要滑动时，活塞A移动的距离为 （2）区域Ⅱ内的气体压强变为p0时体积记为V′，根据玻意耳定律可得 解得 对区域Ⅰ内的气体，根据理想气体状态方程可得 由题意可得 联立解得 16．匝数N=100匝、面积的线框在水平向右、磁感应强度大小B=0.2T的匀强磁场中，以角速度绕轴匀速转动。线框与电流表、阻值的定值电阻串联后接在理想变压器的原线圈两端，变压器的副线圈接有电阻箱（可调节阻值范围为）。已知变压器的原、副线圈匝数比=1：10，电流表可视为理想电表，不计线框电阻。 (1)求线框产生的感应电动势的有效值E； (2)当电阻箱的阻值调至时，求电流表的示数I1； (3)调节电阻箱的阻值，使得副线圈的输出功率达到最大，求副线圈输出功率的最大值Pm。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由题可知，线框产生的最大电动势为 电动势的有效值为 （2）把副线圈和电阻箱的电阻等效到原线圈的电路中，其等效电阻为 根据闭合电路的欧姆定律可知，此时电流表的示数为 （3）把副线圈和电阻箱的电阻等效到原线圈的电路中，其等效电阻为 原线圈的电路中，电源的电动势 内阻 当电源的输出功率最大，副线圈的功率最大，则有 故当时，电源输出功率最大，则副线圈的最大功率 17．电动汽车能量回收装置的简化原理图如图所示。间距为L的足够长平行金属导轨MN、PQ固定在绝缘水平面内，导轨左端通过单刀双掷开关S可分别与电动势为E、内阻为r的电源和电容器相连。虚线右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、长度也为L的金属棒ab垂直导轨静置于虚线右侧，金属棒在导轨上运动时与导轨间的阻力大小始终为。0时刻将开关S拨至1，t时刻金属棒的加速度恰好为0，此时将开关S拨至2，电容器在极短时间内完成充电（阻力的冲量可忽略）。已知电容器的电容为，金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。求： (1)0时刻金属棒的电流； (2)t时刻金属棒的速度大小； (3)电容器充电完成后，金属棒的位移大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）0时刻将开关S拨至1，根据闭合电路欧姆定律有 （2）t时刻，金属棒的加速度为0，则有 其中 解得 （3）将开关S拨至2后，电容器在极短时间内完成充电，电容器两端电压与金属棒切割磁场产生的感应电动势相等，则有 对金属棒有（极短时间内导轨阻力的冲量可忽略） 解得 设电容器充电完成后内金属棒的速度减小了，则有 对金属棒有 解得 由动量定理 最终电容器的电荷量全部释放掉，所以 解得 根据 解得 18．如图，在光滑绝缘的水平面xOy区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；区域内存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量大小为q的带负电粒子1从点S以一定速度释放，沿直线从坐标原点O进入磁场区域后，与静止在点P（a，a）、质量为3m的中性粒子2发生弹性正碰，且有一半电荷量转移给粒子2.不计碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的附加效应以及重力。 (1)求电场强度的大小E，以及粒子1到达O点时的速度大小； (2)求两粒子碰撞后瞬间的速度大小、，并说明碰撞后两粒子的带电属性； (3)若两粒子碰撞后立即撤去电场，求两粒子在磁场中运动的轨道半径、，以及从碰撞到两粒子再次相遇的时间间隔； 【答案】(1)， (2)，，粒子均带负电 (3)，， 【详解】（1）粒子1从到做匀速圆周运动，轨道半径，洛伦兹力提供向心力 解得粒子1到达点的速度 粒子1从S点到点做直线运动，可知 解得电场强度 （2）两粒子发生完全弹性碰撞，系统动量守恒 系统机械能守恒 联立解得碰撞后瞬间速度大小为， 其中粒子1速度反向，带电属性：粒子1的一半负电荷转移给中性粒子2，因此两粒子均带负电，电荷量均为 （3）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 得轨道半径公式 代入粒子1的质量、速度和电荷量，得轨道半径 代入粒子2的质量、速度和电荷量，得轨道半径 粒子做匀速圆周运动的周期公式 分别计算两粒子的周期， 两粒子再次相遇时，转过的圈数均为整数，取两周期的最小公倍数，得相遇时间间隔 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $