蘇州外國語學(xué)校2021-2022學(xué)年第二學(xué)期期中測試高二物理試卷試卷滿分：100分考試用時：75分鐘命題人：王雪峰一、選擇題（每題4分，共40分）1.下列說法中正確的是（）A.第一類永動機(jī)和第二類永動機(jī)研制失敗的原因是違背了能量守恒定律B.空氣中塵埃的運動是布朗運動，反映了空氣分子在做無規(guī)則的熱運動C.在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D.晶體都有固定的熔點，物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．第二類永動機(jī)沒有違背能量守恒定律，而是違反了熱力學(xué)第二定律，是不可能制成的，A錯誤；B．空氣中塵埃的運動是氣流引起的，不是布朗運動，B錯誤；C．在完全失重狀況下，液滴由于表面張力使其表面積收縮至最小，呈球形，C正確；D．單晶體的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向異性，多晶體的物理性質(zhì)都表現(xiàn)為各向同性，D錯誤。故選C。2.關(guān)于分子間相互作用力的以下說法中正確的是（）A.當(dāng)分子間的距離時，分子力為零，說明此時分子間既不存在引力，也不存在斥力B.分子力隨分子間距離的變化而變化，當(dāng)時，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表現(xiàn)為引力C.當(dāng)分子間的距離時，分子間的作用力可以忽略不計D.當(dāng)分子間的距離時，隨著距離的減小，分子間的引力和斥力都減小，但斥力比引力減小得快，故分子力表現(xiàn)為引力【答案】C【解析】【詳解】A．分子間既存在引力也存在斥力，分子間距離為r0時分子的斥力等于引力，它們的合力，即分子力為零，但并不是分子間無引力和斥力，故A錯誤；B．當(dāng)時，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都減小，但斥力比引力減小得快，故分子力表現(xiàn)為引力，B錯誤；C．當(dāng)分子間的距離時，分子間的作用力可以忽略不計。C正確；D．當(dāng)分子間的距離時，隨著距離的減小，分子間的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表現(xiàn)為斥力，D錯誤。故選C。3.如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒、，的左邊有一如圖所示的閉合電路，當(dāng)在一外力的作用下運動時，向右運動，則所做的運動可能是（）A.向右加速運動 B.向左勻速運動C.向左減速運動 D.向右減速運動【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)安培定則可知，MN處于ab產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，MN在磁場力作用下向右運動，說明MN受到的磁場力向右，由左手定則可知電流由M指向N，L1中感應(yīng)電流的磁場向上，由楞次定律可知，L2線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是向上減小，或向下增加，再由右手定則可知PQ可能是向左加速運動或向右減速運動，D正確，ABC錯誤；故選D。4.蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實驗任務(wù)時，外部攜帶一裝有氧氣的氣缸，氣缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是（）A.每個氧氣分子的動能均減小B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量C.氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D.氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大【答案】C【解析】【詳解】A．海水溫度隨深度增加而降低，氣缸導(dǎo)熱良好，氧氣分子平均動能降低，但不是每個氧氣分子動能均減小，故A錯誤；B．根據(jù)熱力學(xué)第一定律內(nèi)能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之和，故B錯誤；C．根據(jù)液體壓強公式可知隨下潛深度增加，海水壓強增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通，氧氣壓強增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確；D．根據(jù)動量定理氧氣分子平均動能降低，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力減小，故D錯誤。故選C。5.如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，原線圈的輸入電壓隨時間變化的圖像如圖乙所示，為理想二極管，為電阻箱，當(dāng)電阻箱阻值時，下列說法正確的是（）

A.原線圈的輸入電壓頻率為B.電阻箱兩端電壓的有效值為C.電阻箱消耗的功率為D.若電阻箱阻值變小，原線圈中的電流變小【答案】C【解析】【詳解】A．由圖乙可知交流電周期為，則頻率為故A錯誤；B．原線圈電壓為副線圈電壓為二極管具有單向?qū)щ娦?，則電阻R兩端電壓為U，則得故B錯誤；C．電阻箱消耗的功率為故C正確；D．若電阻箱阻值變小，由于原線圈電壓和匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，電阻箱兩端電壓不變，根據(jù)歐姆定律副線圈電流變大，根據(jù)可知，原線圈電流變大，故D錯誤。故選C6.遠(yuǎn)距離輸電原理圖如圖所示，原線圈輸入電壓及輸電功率恒定，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，當(dāng)S由2改接為1時，下列說法正確的是（）

A.電壓表讀數(shù)減小B.電流表讀數(shù)增大C.輸電線上損耗的功率減小D.用戶的功率減小【答案】C【解析】【分析】【詳解】B．原線圈輸入電壓及輸電功率恒定，當(dāng)S由2改接為1時，根據(jù)U2＝U1升壓變壓器副線圈匝數(shù)n2增大，則U2增大，由于U1I1＝U2I2則升壓變壓器副線圈電流I2減小，所以電流表讀數(shù)減小，B錯誤；A．線路損失的電壓ΔU＝I2R線減小，則降壓變壓器原線圈的電壓U3＝U2－ΔU增大，則降壓變壓器副線圈的電壓U4＝U3增大，所以電壓表的讀數(shù)增大，A錯誤；C．輸電線上損耗的功率ΔP＝由于升壓變壓器副線圈電流I2減小，所以輸電線上損耗的功率減小，C正確；D．用戶的功率P4＝P1－ΔP輸電線上損耗的功率減小，所以用戶的功率增大，D錯誤；故選C。7.如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成∶離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器。加速電場的加速壓為U，靜電分析器通道中心線半徑為R通道內(nèi)有均勻輻射電場，在中心線處的電場強度大小為E；磁分析器中分布著方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運動，而后由P點進(jìn)入磁分析器中，最終經(jīng)過Q點進(jìn)入收集器。下列說法正確的是（）A.磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向里B.磁分析器中圓心O2到Q點的距離C.不同離子經(jīng)相同的加速壓U加速后都可以沿通道中心線安全通過靜電分析器D.靜電分析器通道中心線半徑為【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．離子在磁分析器中沿順時針轉(zhuǎn)動，所受洛倫茲力指向圓心，根據(jù)左手定則，磁分析器中勻強磁場方向垂直于紙面向外，故A錯誤；B．離子在靜電分析器時速度為v，由牛頓第二定律得離子在磁分析器中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律可得聯(lián)立，可得r因此故B錯誤；C．離子在加速電場中，根據(jù)動能定理有解得因此不同離子經(jīng)過加速后進(jìn)入靜電分析器的速度不一樣，當(dāng)速度不符合沿通道中心線安全通過的速度時，離子就會做離心運動或者近心運動，無法通過靜電分析器。故C錯誤；D．經(jīng)過靜電分析器時，電場力提供向心力，有整理，可得即靜電分析器通道中心線半徑為故D正確。故選D。8.安裝在排污管道上的流量計可以測量排污流量，流量為單位時間內(nèi)流過管道橫截面的流體的體積，如圖所示為流量計的示意圖。左右兩端開口的長方體絕緣管道的長、寬、高分別為、、，所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場，在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M、N，污水充滿管道從左向右勻速流動，測得M、N間電勢差為，污水流過管道時受到的阻力大小，是比例系數(shù)，為管道長度，為污水的流速。則（）

A.電壓與污水中離子濃度有關(guān)B.污水的流量C.金屬板M的電勢低于金屬板N的電勢D.左、右兩側(cè)管口的壓強差【答案】D【解析】【詳解】C．根據(jù)左手定則，正離子向上極板聚集，負(fù)離子向下極板聚集，所以金屬板的電勢高于金屬板的電勢，C錯誤；A．隨著離子聚集，在管道內(nèi)形成勻強電場，最終離子在電場力和洛倫茲力的作用下平衡，即解得故電壓U與污水中離子濃度無關(guān)，A錯誤；B．污水的流量為B錯誤；D．污水勻速通過該裝置，則兩側(cè)的壓力差等于阻力，故解得D正確。故選D。9.如圖，方向豎直向下的勻強磁場中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒ab、cd靜止在導(dǎo)軌上。時，棒ab以初速度向右運動且不會與cd相碰。運動過程中，ab、cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別為、，通過ab橫截面的電量為q，回路中的電流為I，cd棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q。下列圖象中正確的是（）

A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】AC．導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)生由a到b感應(yīng)電流,則導(dǎo)體棒ab受到向左的安培力，做減速運動;導(dǎo)體棒cd受到向右的安培力，向右加速運動,則感應(yīng)電流兩導(dǎo)體棒的相對速度減小，感應(yīng)電流減小,每個導(dǎo)體棒所受的安培力大小F隨著電流減小而減小,設(shè)導(dǎo)體棒質(zhì)量為m,當(dāng)兩者速度相等時，電流為零，導(dǎo)體棒的速度由動量守恒定律得兩導(dǎo)體棒的速度最終為且加速度隨著電流的減小而減小，電流變化也越來越慢,最終為零,C正確，A錯誤；B．a(chǎn)b棒用動量定理則電荷量應(yīng)該是隨時間的增加而增加，最后達(dá)到最大值，因為電流隨時間減小，所以q-t的圖像斜率也應(yīng)該是減小，故B錯誤；D．系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定后，兩個導(dǎo)體棒的相對速度為0，不再有感應(yīng)電流產(chǎn)生，焦耳熱不會隨著時間一直增大，故D錯誤。故選C。10.如圖所示，兩電阻不計的足夠長光滑導(dǎo)軌傾斜放置，上端連接一電阻R，空間有一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場B，一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，從某處自由釋放，下列四幅圖像分別表示導(dǎo)體棒運動過程中速度v與時間t關(guān)系、加速度a與時間t關(guān)系、機(jī)械能E與位移x關(guān)系、以及通過導(dǎo)體棒電量q與位移x關(guān)系，其中可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)右手定則和左手定則，導(dǎo)體棒在斜面方向受力有可得可知，速度逐漸增加，其他物理量不變，加速度逐漸減小，而速度時間圖像中斜率表示加速度，由圖可知加速度逐漸增加，與分析不符合，A錯誤；B．由加速度時間圖像可知，加速度逐漸減小，且加速度的變化率逐漸增大，由分析可得，加速度為圖像與分析變化率減小不符合，B錯誤；C．開始時，合力方向沿斜面向下，位移沿斜面向下，合力做正功，動能增加，由動能定理有又聯(lián)立可得因此，機(jī)械能減小，當(dāng)加速度為零時，導(dǎo)體棒會繼續(xù)勻速下滑，此后動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減小，C正確；D．由電荷量的公式可得在電磁感應(yīng)中，電流與磁通量的關(guān)系為聯(lián)立可得可知，電荷量與位移成正比，D錯誤。故選C。二、實驗題（每空3分，共15分）11.如圖所示，用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下:①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)逐連接起來；②緩慢移動活塞至某位置，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計算機(jī)顯示的氣體壓強值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。（1）實驗過程中，下列說法正確的_______;A．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進(jìn)入或漏出B．活塞移至某位置時，應(yīng)迅速記錄此時注射器內(nèi)氣柱的長度和氣體的壓強值C．推拉活塞時，手不可以握住注射器氣體部分（2）某同學(xué)測出了注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強p和體積V的值后，以p為縱軸、為橫軸，畫出圖像如圖所示，則產(chǎn)生的可能原因是_______。A．實驗過程中氣體溫度升高B．實驗過程中氣體溫度降低C．實驗過程中有漏氣現(xiàn)象（3）在不同溫度環(huán)境下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述實驗，實驗操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2，且T1>T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是________（選填選項前的字母）。A.B.C.D.（4）在相同溫度環(huán)境下，不同小組的同學(xué)均按正確的實驗操作和數(shù)據(jù)處理的方法完成了實驗，并在相同坐標(biāo)度的情況下畫出了壓強與體積的關(guān)系圖線，如圖所示。對于兩組的圖線并不相同的結(jié)果，他們請教了老師，老師的解釋是由于他們選取的氣體質(zhì)量不同。若4個小組所選擇的研究對象的質(zhì)量分別是①m1、②m2、③m3和④m4，則由圖可知它們的大小關(guān)系是m1________m2;m3_________m4（選填“大于”或“小于”）?！敬鸢浮竣?C②.A③.BC④.大于⑤.大于【解析】【詳解】（1）[1]A．推拉活塞時，動作要緩慢，以免氣體溫度發(fā)生變化，選項A錯誤；B．活塞移至某位置時，要等穩(wěn)定后記錄此時注射器內(nèi)氣柱的長度和氣體的壓強值，選項B錯誤；C．推拉活塞時，手不可以握住注射器氣體部分，以免氣體的溫度發(fā)生變化，選項C正確。故選C。（2）[2]根據(jù)由圖像可知，圖像的斜率變大，則AB．實驗過程中氣體溫度升高，會引起斜率變大，選項A正確，B錯誤；C．實驗過程中有漏氣現(xiàn)象，則質(zhì)量減小，則斜率減小，選項C錯誤。故選A。（3）[3]AB．在p-V圖像中，根據(jù)可知，離原點越遠(yuǎn)的等溫線對應(yīng)的溫度越高，則A圖錯誤，B圖正確；CD．根據(jù)可得則圖像中，斜率越大則溫度越高，則C圖正確，D圖錯誤。故選BC。（4）[4]在p-V圖像中，根據(jù)可知，溫度相同時，距離原點越遠(yuǎn)的曲線對應(yīng)的質(zhì)量越大，可知m1大于m2；[5]根據(jù)則圖像中，溫度相同時，斜率越大則質(zhì)量越大，則m3大于m4。三、計算題（共45分）12.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長L1=0．40m、L2=0．25m，其匝數(shù)n=100匝，總電阻r=1．0Ω，線圈的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和R=3．0Ω的定值電阻相連接．線圈所在空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1．0T，在外力驅(qū)動下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=2．0rad/s．求：

（1）電阻R兩端電壓最大值；（2）在線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，整個電路產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（1）15V（2）157J【解析】【詳解】（1）線圈中感應(yīng)電動勢的最大值線圈中感應(yīng)電流的最大值電阻R兩端電壓的最大值（2）線圈中感應(yīng)電流的有效值線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電流通過整個回路產(chǎn)生的焦耳熱：13.如圖所示為一定質(zhì)量的氦氣(可視為理想氣體)狀態(tài)變化的V-T圖象.已知該氦氣所含的氦分子總數(shù)為N，氦氣的摩爾質(zhì)量為M，其在狀態(tài)A時的壓強為，阿伏加德羅常數(shù)為.(1)氦氣分子的質(zhì)量；(2)在C狀態(tài)時氦氣分子間的平均距離d；(3)在第(2)小題的情境中，試求：①氦氣在B狀態(tài)時的壓強；②若氦氣從狀態(tài)B到狀態(tài)C過程外界對氦氣做功為W，則該過程中氦氣是吸熱還是放熱?傳遞的熱量為多少?【答案】(1)(2)(3)①②該過程中氦氣是放熱過程，傳遞的熱量為W?！窘馕觥俊驹斀狻?1)氦氣分子的質(zhì)量(2)C狀態(tài)時氣體的體積為V0，一個分子所占空間的平均體積為：把氣體分子所占平均空間看成是立方體模型，有：V=d3所以氦氣在C狀態(tài)時氦氣分子間的平間距離；(3)①氣體從A到B是等容變化過程，根據(jù)查理定律有：解得：②氣體從B到C時等溫變化過程，對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變，內(nèi)能不變△U=0，外界對氦氣做功為W＞0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律W+Q=△U，有：Q=-W＜0則該過程中氦氣是放熱過程，傳遞的熱量為W。14.如圖有兩條不計電阻的平行光滑金屬導(dǎo)軌、，導(dǎo)軌間距，其中、段傾斜放置，傾斜角，，、段水平放置，兩段之間通過一小段（大小可忽略）光滑圓弧絕緣材料平滑相連，在傾斜導(dǎo)軌左端連接一電源及電鍵，電源電動勢，內(nèi)阻。在和兩端向下引出兩根無電阻的金屬導(dǎo)線通過電鍵與一電容量的電容器相連，在和兩端與電阻器相連，在傾斜導(dǎo)軌、區(qū)域內(nèi)加有垂直于傾斜導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，在水平導(dǎo)軌的區(qū)域內(nèi)加有垂直水平導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，、均與導(dǎo)軌垂直，且，是質(zhì)量為，每邊電阻均為，各邊長度均為的形金屬框，開始時緊挨導(dǎo)軌靜置于左側(cè)外，現(xiàn)有一不計電阻的質(zhì)量為的金屬棒緊貼放置，合上電鍵時金屬棒恰好靜止在導(dǎo)軌上。（1）求金屬棒的質(zhì)量；（2）斷開同時閉合，金屬棒向下滑行，求金屬棒到達(dá)傾斜導(dǎo)軌底端時的速度；（3）金屬棒越過后與形金屬框發(fā)生碰撞，碰后黏在一起穿過磁場區(qū)域，求此過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】（1）1kg；（2）4m/s；（3）1.68J【解析】【詳解】（1）合上電鍵時金屬棒a恰好靜止在導(dǎo)軌上，由平衡條件可得解得（2）斷開同時閉合，金屬棒向下滑行，在此過程中的加速度有根據(jù)電流的定義式電容器單位時間內(nèi)增