高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1高中2023級第二學(xué)年末教學(xué)質(zhì)量測試物理本試卷分為試題卷和答題卡兩部分，其中試題卷由第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）組成，共6頁；答題卡共2頁。滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答題前，考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級、姓名用0.5毫米黑色簽字筆填寫清楚，同時用鉛筆將考號準(zhǔn)確填涂在“準(zhǔn)考證號”欄目內(nèi)。2．選擇題使用鉛筆填涂在答題卡對應(yīng)題目標(biāo)號的位置上，如需改動，用橡皮擦擦干凈后再選涂其它答案；非選擇題用0.5毫米黑色簽字筆書寫在答題卡的對應(yīng)框內(nèi)，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。3．考試結(jié)束后將答題卡收回。第I卷（選擇題，共48分）一、本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.如圖所示，用一根帶絕緣外皮的銅導(dǎo)線制成的閉合“8”字環(huán)，交叉位置固定且互相絕緣，左右兩側(cè)圓環(huán)分別處在以O(shè)O'為界的兩側(cè)，右側(cè)無磁場，左側(cè)磁場方向垂直紙面向里，在磁場快速減小的過程中（）A.左側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流B.右側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流C.右側(cè)圓環(huán)中的電流大小小于左側(cè)圓環(huán)的電流大小D.右側(cè)圓環(huán)中的電流大小大于左側(cè)圓環(huán)的電流大小【答案】A【解析】AB．在磁場快速減小的過程中，左側(cè)圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，左側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流，右側(cè)圓環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流，A正確，B錯誤；CD．兩個圓環(huán)串聯(lián)，右側(cè)圓環(huán)中的電流大小等于左側(cè)圓環(huán)的電流大小，CD錯誤。故選A。2.質(zhì)子和氘核以相同速度分別從同一位置垂直于邊界射入勻強磁場，兩條運動軌跡如圖中a、b所示，的半徑為，的半徑為。設(shè)和分別是質(zhì)子、氘核在磁場中所受的洛倫茲力和運動時間，則（）A.軌跡是氘核的運動軌跡B.C.D.【答案】B【解析】A．根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力有解得帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑為質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)為1，電荷量為e；氘核的質(zhì)量數(shù)為2，電荷量為e。因為它們速度v相同，磁感應(yīng)強度B相同，r與m成正比，氘核質(zhì)量大，所以氘核的軌道半徑大。由圖可知，所以軌跡b是氘核的運動軌跡，故A錯誤。B．為質(zhì)子做圓周運動的軌跡半徑，為氘核做圓周運動的軌跡半徑，根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式可得，故B正確；C．根據(jù)洛倫茲力公式因為質(zhì)子和氘核的電量，相同，也相同，所以，所以C錯誤；D．帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式為質(zhì)子在磁場中運動時間氘核在磁場中運動時間所以，故D錯誤。3.如圖所示是風(fēng)力交流發(fā)電機的示意圖，已知發(fā)電機線圈面積，匝數(shù)10匝，線圈處在磁感應(yīng)強度大小為的磁場中。穩(wěn)定發(fā)電期間，線圈轉(zhuǎn)速為，從線圈經(jīng)過中性面開始計時，則（）A.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達(dá)式為B.時間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次C.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的峰值為D.線圈轉(zhuǎn)動一圈，產(chǎn)生電動勢的平均值為【答案】A【解析】AC．發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達(dá)式為，，，解得，A正確，C錯誤；B．，一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，可知1s有25個周期，電流方向改變50次，B錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈轉(zhuǎn)一圈，D錯誤。4.某汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)依次經(jīng)過狀態(tài)后再回到狀態(tài)，其體積隨熱力學(xué)溫度的變化圖像如圖所示，已知。則氣體（）A.從狀態(tài)到的過程中，不從外界吸熱B.在狀態(tài)時內(nèi)能可能與在狀態(tài)時內(nèi)能相等C.在狀態(tài)時壓強等于在狀態(tài)時壓強的兩倍D.從狀態(tài)到的過程中，分子平均動能增大【答案】C【解析】A．從狀態(tài)到的過程中，氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能增大；氣體體積增大，外界對氣體做負(fù)功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸熱，故A錯誤；B．由題圖可知，狀態(tài)的溫度小于狀態(tài)的溫度，則氣體在狀態(tài)的內(nèi)能小于與在狀態(tài)的內(nèi)能，故B錯誤；C．從狀態(tài)到的過程中，氣體的溫度不變，則有，可得，故C正確；D．從狀態(tài)到的過程中，氣體的溫度降低，所以分子平均動能減小，故D錯誤。5.如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感線圈，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)時刻，下圖中能正確表示電感線圈中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】開關(guān)斷開前，線圈中電流方向從a到b，為正值；開關(guān)斷開的瞬間，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈與電容的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向與原來電流的方向相同，方向從a到b。開關(guān)斷開的瞬間，線圈中的磁場能最大，感應(yīng)電流最大。綜上所述，開關(guān)斷開的瞬間，時刻，感應(yīng)電流為正最大。6.如圖所示，在寬度均為的兩個相鄰有界區(qū)域內(nèi)，存在著方向相反、磁感應(yīng)強度大小均為的勻強磁場。一個阻值大小為，邊長為的等邊三角形閉合線框，從圖示位置開始以大小為、方向水平向右的速度勻速通過兩個磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為電流正方向，下列能反映線框中電流變化的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】在之間時，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為順時針，即負(fù)方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為順時針，即負(fù)方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，故選A。7.已知三角脈沖電壓（鋸齒波）的峰值是有效值的倍?，F(xiàn)測得一個阻值為的電阻的兩端電壓變化如圖所示，其中，則該電阻上的電流有效值約為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】電壓的有效值滿足該電阻上的電流有效值為代入數(shù)據(jù)解得故選B。8.加速器是使微觀粒子獲得較大動能的重要裝置。如圖所示，甲為粒子多級加速器，乙為粒子回旋加速器?，F(xiàn)用兩種加速器分別對質(zhì)子加速。下列分析正確的是（）A.用甲加速質(zhì)子，需要將開關(guān)置于c、d端B.甲加速器中只要級數(shù)n足夠大，質(zhì)子就可以被加速到任意速度C.用乙加速質(zhì)子，若交流電壓U加倍，則質(zhì)子獲得的最大動能也加倍D.若用乙對α粒子（）加速，僅需將交流電源頻率調(diào)為原來的一半【答案】D【解析】A．若將開關(guān)置于c、d端，多級加速器的左極板與直流電源的負(fù)極相連，多級加速器的右極板與直流電源的正極相連。多級加速器內(nèi)電場強度方向向左，正電荷所受電場力向左，不能加速質(zhì)子，A錯誤。B．質(zhì)子可以被加速到任意速度的說法是錯誤的，根據(jù)相對論，光速是宇宙速度的極限，任何物體的速度都不會超過光速，B錯誤；C．質(zhì)子的最大動能為當(dāng)質(zhì)子的運動半徑等于回旋加速器半徑時，質(zhì)子的速度最大，為解得質(zhì)子獲得最大動能與交流電壓U無關(guān)，與回旋加速器的半徑有關(guān)。用乙加速質(zhì)子，若交流電壓U加倍，質(zhì)子獲得的最大動能不變，C錯誤；D．質(zhì)子在磁場中運動的周期為交流電源的周期為交流電源的頻率為加速質(zhì)子時交流電源的頻率為加速時交流電源的頻率為解得，D正確。故選D。二、本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.家用微波爐工作時磁控管產(chǎn)生微波的頻率為，微波的電磁作用使食物內(nèi)分子高頻振動，從而使食物內(nèi)外同時迅速變熱。下列說法正確的是（）A.磁控管產(chǎn)生微波的頻率比紫外線的頻率大B.磁控管產(chǎn)生的微波在真空中波長約為C.微波爐加熱食物的過程是電能轉(zhuǎn)成內(nèi)能的過程D.金屬罐裝罐頭可以直接放在微波爐內(nèi)加熱【答案】BC【解析】A．微波頻率為2450MHz（即2.45×10?Hz），而紫外線的頻率范圍為101?~101?Hz，遠(yuǎn)高于微波頻率，故A錯誤。B．根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)解得故B正確；C．微波爐通過磁控管將電能轉(zhuǎn)化為微波（電磁能），微波被食物吸收后使分子振動產(chǎn)生熱能，最終電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D．微波爐中不能使用金屬容器，如果使用金屬容器，微波的不能穿透金屬容器，能量不能被食品吸收，會越積越多，損害微波爐，故D錯誤。故選BC。10.如圖所示是分子間的分子力與分子勢能隨分子間距離變化的關(guān)系示意圖。下利關(guān)于分子力和分子勢能的描述，正確的是（）A.當(dāng)，，最大B.當(dāng)，分子間仍然存在引力的作用C.當(dāng)，隨著的增大，和均增大D.當(dāng)，隨著的減小，和均增大【答案】BD【解析】A．根據(jù)圖像可知，當(dāng)時，分子力為0，分子勢能最小，A錯誤；B．分子間引力和斥力同時存在，當(dāng)時分子力的合力為斥力，但存在引力，B正確；C．當(dāng)時，隨著距離的增大，可能先增大后減小，也可能逐漸減小，逐漸增加，C錯誤；D．當(dāng)時，隨著距離的減小，逐漸增大，逐漸增大，D正確。故選BD。11.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比是，原線圈接入電壓有效值為、頻率為的正弦交流電，一只理想二極管和一個滑動變阻器串聯(lián)接在副線圈上，原線圈上接有熔斷電流為的保險絲，各元件正常工作。忽略保險絲的分壓，電壓表為理想交流電表。下列說法正確的是（）A.通過滑動變阻器的電流頻率為B.電壓表的讀數(shù)約為C.若將滑動變阻器滑片向上滑動，則電壓表讀數(shù)減小D.若滑動變阻器接入電路的阻值為，則保險絲將熔斷【答案】BD【解析】A．變壓器不改變電流的頻率，所以通過滑動變阻器的電流頻率為，故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，有可得副線圈兩端電壓為U2=22V由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦?，根?jù)電流的熱效應(yīng)知解得電壓表的讀數(shù)約為故B正確；C．將滑動變阻器滑片向上滑動時，次級阻值變小，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，故C錯誤；D．由上可知電壓表兩端電壓U2=11V，則若滑動變阻器接入電路的阻值為1.5Ω，則通過滑動變阻器的電流為根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比，有解得所以保險絲將熔斷，故D正確。12.如圖所示，兩條間距為且足夠長的平行光滑直導(dǎo)軌、固定在水平面內(nèi)，水平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。和是兩根質(zhì)量均為、電阻均為的金屬細(xì)桿，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。的中點系一輕繩，繩的另一端繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為的重物，輕繩的水平部分與導(dǎo)軌平行。不計一切摩擦和導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為?，F(xiàn)將兩桿及重物同時由靜止釋放，則（）A.釋放瞬間，桿的加速度大小為B.運動穩(wěn)定后，回路中的電流大小為C.運動穩(wěn)定后，和兩桿的速度差恒為D.運動穩(wěn)定后，桿所受安培力的大小為【答案】AC【解析】A．釋放重物瞬間，ab桿和cd桿均不受安培力，設(shè)重物的加速度大小為a1，則對重物，有對cd桿，有聯(lián)立解得，故A正確；BD．最終ab桿、cd桿和重物三者的加速度大小相等，設(shè)其為a，對重物，有對cd桿，有，對ab桿，有，聯(lián)立解得，則運動穩(wěn)定后，回路中的電流大小為，桿所受安培力的大小為故BD錯誤；C．設(shè)最終兩桿速度差為Δv，回路中感應(yīng)電動勢滿足，聯(lián)立解得第II卷（非選擇題，共52分）三、本大題2小題，每空2分，共16分。13.在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中：（1）估測油酸分子大小的實驗原理包括以下內(nèi)容（）A.油酸在水面上形成一層單分子純油酸薄膜B.油膜中的油酸分子間沒有間隙C.把油酸分子看作立方體D.把油酸分子看作小球（2）用移液管量取0.25mL油酸，加入適量酒精后得到500mL的油酸酒精溶液。用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，逐滴滴出，共100滴。再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜形狀穩(wěn)定后，放在帶有正方形方格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示。方格的大小為1cm×1cm。由此估算出油酸分子的直徑是___________m。（保留1位有效數(shù)字）（3）下列操作，將導(dǎo)致油酸分子大小測量值偏小的是（）A.將油酸酒精溶液的體積作為油酸的體積進行計算B.水面上痱子粉撒得太多導(dǎo)致油膜沒有充分散開C.計算油膜面積時，將所有不足一格的方格計為一格D.計算油膜面積時，沒有計入散落在水面其它位置的小油膜【答案】（1）ABD（2）8×10-10（3）C【解析】（1）本實驗中認(rèn)為油酸在水面上形成一層單分子純油酸薄膜，且油膜中油酸分子間沒有間隙，同時應(yīng)將油酸分子看作小球。（2）根據(jù)不足半格舍去，超過半格的計一格，估算出油膜面積約63格。油酸分子直徑為（3）A．將油酸酒精溶液的體積作為油酸的體積進行計算，使得V增大，則d的測量值偏大，故A錯誤；B．水面上痱子粉撒得太多導(dǎo)致油膜沒有充分散開，則S偏小，d偏大，故B錯誤；C．計算油膜面積時，將所有不足一格的方格計為一格，則S偏大，d偏小，故C正確；D．計算油膜面積時，沒有計入散落在水面其它位置的小油膜，則S偏小，d偏大，故D錯誤。14.在“探究感應(yīng)電流方向及規(guī)律”實驗的基礎(chǔ)上，請協(xié)助甲、乙、丙三位同學(xué)完成進一步的探究，并解答問題：（1）用筆劃線代替導(dǎo)線將圖1電路連接完整____。（2）正確連接電路后，甲同學(xué)將線圈放入線圈中，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏；開關(guān)保持閉合，待電流表指針穩(wěn)定后，迅速將線圈從線圈中拔出，這時電流表指針___________偏轉(zhuǎn)。（選填“向左”或“向右”或“不”）（3）乙同學(xué)為了讓實驗現(xiàn)象更直觀，利用發(fā)光二極管（LED）設(shè)計了如圖2所示的“楞次定律演示儀”。正確連接實驗器材，將條形磁鐵從圖示位置快速向下移動一小段距離，出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.紅燈短暫發(fā)光、黃燈不發(fā)光B.紅燈不發(fā)光、黃燈短暫發(fā)光C.紅燈、黃燈均不發(fā)光D.兩燈交替短暫發(fā)光（4）丙同學(xué)設(shè)計“汽車電磁減震器”。如圖3（a），減震器是強磁體，其截面是“”形，俯視圖如圖3（b）所示，柱狀的內(nèi)芯與外環(huán)之間有磁場。匝數(shù)為100、半徑為25cm的線圈ab固定在減震器內(nèi)芯的外面并連接能量回收裝置，減震器內(nèi)芯可在線圈內(nèi)上下自由移動。汽車運動過程中，內(nèi)芯上下振動，線圈ab中產(chǎn)生感應(yīng)電流，既起電磁阻尼作用，減輕駕乘人員顛簸感，又收集振動產(chǎn)生的能量，降低汽車油耗。強磁體磁場方向沿徑向，線圈處磁感應(yīng)強度大小為0.5T；若內(nèi)芯在某段時間內(nèi)上下振動圖像如圖3（c），已知其振動過程中的最大速度為πm/s，則線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為___________V（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，π2取10），電動勢的表達(dá)式e=___________V。【答案】（1）（2）向左（3）B（4）250【解析】（1）線圈A應(yīng)與電源相連，線圈B與靈敏電流計相連，電路圖如圖所示（2）將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)S瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏，說明當(dāng)穿過線圈B的磁通量增加時指針向右偏轉(zhuǎn)，若開關(guān)閉合后將A線圈的鐵芯迅速拔出時，磁通量減小，則指針向左偏轉(zhuǎn)；（3）條形磁鐵向下移動一小段距離，穿過螺線管的磁感線向下增大，根據(jù)楞次定律可知，螺線管中的感應(yīng)電流由上到下，則紅光二極管截止，黃光二極管導(dǎo)通，則紅燈不發(fā)光、黃燈短暫發(fā)光。故選B。（4）[1]線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為[2]電動勢的表達(dá)式四、本大題3小題，共36分，要求寫出必要的文字說明、主要的計算步驟和明確的答案。15.打氣筒是一種通過壓縮空氣為輪胎、球類等充氣的工具。如圖所示是打氣筒的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括：儲氣筒、活塞、單向進氣閥（只允許上拉活塞時空氣進入儲氣筒）、單向出氣閥（只允許下壓活塞時空氣排出儲氣筒）和氣嘴。已知儲氣筒橫截面積S=1.25×10-3m2，活塞上下行程H=58cm，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。（1）打氣筒豎直放置，將活塞拉至最高，然后將氣嘴堵?。ú宦猓?，某同學(xué)質(zhì)量M=60kg，利用自身的重力豎直壓縮活塞。求能將活塞壓到離儲氣筒底部的最小距離。（輸氣管較細(xì)，內(nèi)部體積可忽略；活塞重力可忽略；忽略氣體溫度變化）（2）自行車輪胎容積為2.5L。現(xiàn)將輪胎氣壓從1.0bar加到3.2bar，求充入標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣中氣體的體積。已知1.0bar=1.0×105Pa，氣體視為理想氣體，忽略充氣過程中氣體溫度變化和輪胎體積變化）【答案】（1）10cm（2）5.5L【解析】（1）設(shè)活塞壓到離儲氣筒底部最小距離h時，活塞下方氣體的壓強為p1，活塞平衡，則儲氣筒內(nèi)氣體被壓縮過程時等溫變化，則解得（2）以輪胎氣壓為3.2bar時輪胎內(nèi)氣體為研究對象，設(shè)充入標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氣體的體積為V，氣體初狀態(tài)體積為則，其中，解得16.如圖所示，足夠長光滑平行的金屬軌道由傾斜和水平兩部分組成，傾斜部分寬L1=1m、傾角θ=37°，水平部分寬L=2m，所在空間分別存在垂直于各自軌道面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小都為B=1T。兩根金屬桿ab和cd，長度均為L=2m，質(zhì)量均為m=1kg，總電阻均為R=2Ω。cd桿放置在水平軌道上距兩部分連接處x0=10m處，并在外力作用下固定，ab桿在傾斜軌道上某處由靜止釋放，當(dāng)ab桿經(jīng)過連接處時撤去作用在cd桿上的外力。已知ab桿到達(dá)斜面底端前已經(jīng)做勻速運動，經(jīng)過連接處速度大小不變，滑上水平軌道恰好不脫離軌道，兩桿在運動過程中始終垂直于軌道且與軌道接觸良好，沒有相碰。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；重力加速度g=10m/s2。求：（1）ab桿在傾斜軌道上的最大速度；（2）穩(wěn)定后cd與ab間的距離?！敬鸢浮浚?）18m/s（2）1m【解析】（1）ab桿在傾斜軌道上的最大速度時有聯(lián)立解得（2）當(dāng)ab桿滑入水平軌道后，根據(jù)動量守恒定律可得設(shè)穩(wěn)定后cd與ab間的距離為x，對cd，根據(jù)動量定理有，聯(lián)立解得17.如圖所示，M、N分別是xOy坐標(biāo)系x、y軸上的兩點，三角形OMN區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，斜邊MN長度為L，∠OMN=60°，MN邊放置一薄擋板，擋板中點處有一小孔K。三角形OMN之外的第一象限區(qū)域存在垂直紙面向外、大小未知的勻強磁場B′；第四象限內(nèi)存在方向沿y軸正方向、大小未知的勻強電場E。位于x軸負(fù)半軸上方的粒子發(fā)生器與y軸之間存在沿x軸正方向的勻強加速電場，加速電壓大小可調(diào)。在范圍內(nèi)，粒子發(fā)生器產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q、初速度為零的粒子，經(jīng)加速電場后進入三角形OMN區(qū)域，部分粒子穿過小孔，其余粒子與擋板碰撞被擋板吸收。不計粒子重力及粒子間相互作用力。（1）調(diào)整加速電壓，使粒子垂直擋板射出小孔K。求加速電壓U0；（2）調(diào)整加速電壓，使粒子射出小孔K的速度最小，之后的運動軌跡恰好與x軸相切。求磁感應(yīng)強度B′的大??；（3）在滿足（1）間的條件下，若B′=B，且。求粒子從離開小孔K到第三次經(jīng)過x軸的時間?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】（1）粒子經(jīng)過加速電場垂直y軸進入三角形OMN區(qū)域，又垂直擋板射出小孔，則粒子在磁場中做勻速圓周運動的圓心為N，設(shè)粒子做圓周運動的速度大小為v，半徑為r，則，粒子在電場中加速過程有聯(lián)立解得（2）粒子射出小孔的速度最小，在三角形區(qū)域內(nèi)做勻速圓周運動的軌道半徑最小，圓心與K連線垂直于y軸，設(shè)粒子最小速度為v1，半徑為r1，則，粒子從小孔射出后，在勻強磁場B′的作用下做勻速圓周運動，半徑為r2，則，聯(lián)立解得（3）由于B′=B，所以粒子在兩部分磁場中做圓周運動的半徑相等，則粒子在B′磁場中做勻速圓周運動的圓心為M點，粒子在第一次經(jīng)過x軸時速度垂直于x軸沿y軸負(fù)方向，進入第四象限后在勻強電場作用下先做勻減速直線運動后反向做勻加速直線運動，第二次經(jīng)過x軸時的速度大小不變，方向沿y軸正方向，之后在第一象限做勻速圓周運動，經(jīng)過半個周期第三次經(jīng)過x軸，設(shè)粒子在勻強磁場B′中做勻速圓周運動的周期為T，從離開小孔到第一次經(jīng)過x軸的時間為t1，則粒子在勻強電場中往返的時間為t2，則粒子第二次經(jīng)過x軸到第三次經(jīng)過x軸的時間為t3，則所以高中2023級第二學(xué)年末教學(xué)質(zhì)量測試物理本試卷分為試題卷和答題卡兩部分，其中試題卷由第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）組成，共6頁；答題卡共2頁。滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1．答題前，考生務(wù)必將自己的學(xué)校、班級、姓名用0.5毫米黑色簽字筆填寫清楚，同時用鉛筆將考號準(zhǔn)確填涂在“準(zhǔn)考證號”欄目內(nèi)。2．選擇題使用鉛筆填涂在答題卡對應(yīng)題目標(biāo)號的位置上，如需改動，用橡皮擦擦干凈后再選涂其它答案；非選擇題用0.5毫米黑色簽字筆書寫在答題卡的對應(yīng)框內(nèi)，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。3．考試結(jié)束后將答題卡收回。第I卷（選擇題，共48分）一、本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。1.如圖所示，用一根帶絕緣外皮的銅導(dǎo)線制成的閉合“8”字環(huán)，交叉位置固定且互相絕緣，左右兩側(cè)圓環(huán)分別處在以O(shè)O'為界的兩側(cè)，右側(cè)無磁場，左側(cè)磁場方向垂直紙面向里，在磁場快速減小的過程中（）A.左側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流B.右側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流C.右側(cè)圓環(huán)中的電流大小小于左側(cè)圓環(huán)的電流大小D.右側(cè)圓環(huán)中的電流大小大于左側(cè)圓環(huán)的電流大小【答案】A【解析】AB．在磁場快速減小的過程中，左側(cè)圓環(huán)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，左側(cè)圓環(huán)中有順時針方向的感應(yīng)電流，右側(cè)圓環(huán)中有逆時針方向的感應(yīng)電流，A正確，B錯誤；CD．兩個圓環(huán)串聯(lián)，右側(cè)圓環(huán)中的電流大小等于左側(cè)圓環(huán)的電流大小，CD錯誤。故選A。2.質(zhì)子和氘核以相同速度分別從同一位置垂直于邊界射入勻強磁場，兩條運動軌跡如圖中a、b所示，的半徑為，的半徑為。設(shè)和分別是質(zhì)子、氘核在磁場中所受的洛倫茲力和運動時間，則（）A.軌跡是氘核的運動軌跡B.C.D.【答案】B【解析】A．根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力有解得帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑為質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)為1，電荷量為e；氘核的質(zhì)量數(shù)為2，電荷量為e。因為它們速度v相同，磁感應(yīng)強度B相同，r與m成正比，氘核質(zhì)量大，所以氘核的軌道半徑大。由圖可知，所以軌跡b是氘核的運動軌跡，故A錯誤。B．為質(zhì)子做圓周運動的軌跡半徑，為氘核做圓周運動的軌跡半徑，根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式可得，故B正確；C．根據(jù)洛倫茲力公式因為質(zhì)子和氘核的電量，相同，也相同，所以，所以C錯誤；D．帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式為質(zhì)子在磁場中運動時間氘核在磁場中運動時間所以，故D錯誤。3.如圖所示是風(fēng)力交流發(fā)電機的示意圖，已知發(fā)電機線圈面積，匝數(shù)10匝，線圈處在磁感應(yīng)強度大小為的磁場中。穩(wěn)定發(fā)電期間，線圈轉(zhuǎn)速為，從線圈經(jīng)過中性面開始計時，則（）A.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達(dá)式為B.時間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次C.發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的峰值為D.線圈轉(zhuǎn)動一圈，產(chǎn)生電動勢的平均值為【答案】A【解析】AC．發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的瞬時值表達(dá)式為，，，解得，A正確，C錯誤；B．，一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，可知1s有25個周期，電流方向改變50次，B錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈轉(zhuǎn)一圈，D錯誤。4.某汽缸內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)依次經(jīng)過狀態(tài)后再回到狀態(tài)，其體積隨熱力學(xué)溫度的變化圖像如圖所示，已知。則氣體（）A.從狀態(tài)到的過程中，不從外界吸熱B.在狀態(tài)時內(nèi)能可能與在狀態(tài)時內(nèi)能相等C.在狀態(tài)時壓強等于在狀態(tài)時壓強的兩倍D.從狀態(tài)到的過程中，分子平均動能增大【答案】C【解析】A．從狀態(tài)到的過程中，氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能增大；氣體體積增大，外界對氣體做負(fù)功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸熱，故A錯誤；B．由題圖可知，狀態(tài)的溫度小于狀態(tài)的溫度，則氣體在狀態(tài)的內(nèi)能小于與在狀態(tài)的內(nèi)能，故B錯誤；C．從狀態(tài)到的過程中，氣體的溫度不變，則有，可得，故C正確；D．從狀態(tài)到的過程中，氣體的溫度降低，所以分子平均動能減小，故D錯誤。5.如圖所示的電路中，L是電阻不計的電感線圈，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后再斷開S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)時刻，下圖中能正確表示電感線圈中的電流i隨時間t變化規(guī)律的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】開關(guān)斷開前，線圈中電流方向從a到b，為正值；開關(guān)斷開的瞬間，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，線圈與電容的回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向與原來電流的方向相同，方向從a到b。開關(guān)斷開的瞬間，線圈中的磁場能最大，感應(yīng)電流最大。綜上所述，開關(guān)斷開的瞬間，時刻，感應(yīng)電流為正最大。6.如圖所示，在寬度均為的兩個相鄰有界區(qū)域內(nèi)，存在著方向相反、磁感應(yīng)強度大小均為的勻強磁場。一個阻值大小為，邊長為的等邊三角形閉合線框，從圖示位置開始以大小為、方向水平向右的速度勻速通過兩個磁場區(qū)域。規(guī)定逆時針方向為電流正方向，下列能反映線框中電流變化的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】在之間時，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為順時針，即負(fù)方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為順時針，即負(fù)方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，當(dāng)，根據(jù)楞次定律判斷出線圈的電流方向為逆時針，即正方向，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律為感應(yīng)電流當(dāng)時，故選A。7.已知三角脈沖電壓（鋸齒波）的峰值是有效值的倍?，F(xiàn)測得一個阻值為的電阻的兩端電壓變化如圖所示，其中，則該電阻上的電流有效值約為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】電壓的有效值滿足該電阻上的電流有效值為代入數(shù)據(jù)解得故選B。8.加速器是使微觀粒子獲得較大動能的重要裝置。如圖所示，甲為粒子多級加速器，乙為粒子回旋加速器。現(xiàn)用兩種加速器分別對質(zhì)子加速。下列分析正確的是（）A.用甲加速質(zhì)子，需要將開關(guān)置于c、d端B.甲加速器中只要級數(shù)n足夠大，質(zhì)子就可以被加速到任意速度C.用乙加速質(zhì)子，若交流電壓U加倍，則質(zhì)子獲得的最大動能也加倍D.若用乙對α粒子（）加速，僅需將交流電源頻率調(diào)為原來的一半【答案】D【解析】A．若將開關(guān)置于c、d端，多級加速器的左極板與直流電源的負(fù)極相連，多級加速器的右極板與直流電源的正極相連。多級加速器內(nèi)電場強度方向向左，正電荷所受電場力向左，不能加速質(zhì)子，A錯誤。B．質(zhì)子可以被加速到任意速度的說法是錯誤的，根據(jù)相對論，光速是宇宙速度的極限，任何物體的速度都不會超過光速，B錯誤；C．質(zhì)子的最大動能為當(dāng)質(zhì)子的運動半徑等于回旋加速器半徑時，質(zhì)子的速度最大，為解得質(zhì)子獲得最大動能與交流電壓U無關(guān)，與回旋加速器的半徑有關(guān)。用乙加速質(zhì)子，若交流電壓U加倍，質(zhì)子獲得的最大動能不變，C錯誤；D．質(zhì)子在磁場中運動的周期為交流電源的周期為交流電源的頻率為加速質(zhì)子時交流電源的頻率為加速時交流電源的頻率為解得，D正確。故選D。二、本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.家用微波爐工作時磁控管產(chǎn)生微波的頻率為，微波的電磁作用使食物內(nèi)分子高頻振動，從而使食物內(nèi)外同時迅速變熱。下列說法正確的是（）A.磁控管產(chǎn)生微波的頻率比紫外線的頻率大B.磁控管產(chǎn)生的微波在真空中波長約為C.微波爐加熱食物的過程是電能轉(zhuǎn)成內(nèi)能的過程D.金屬罐裝罐頭可以直接放在微波爐內(nèi)加熱【答案】BC【解析】A．微波頻率為2450MHz（即2.45×10?Hz），而紫外線的頻率范圍為101?~101?Hz，遠(yuǎn)高于微波頻率，故A錯誤。B．根據(jù)公式代入數(shù)據(jù)解得故B正確；C．微波爐通過磁控管將電能轉(zhuǎn)化為微波（電磁能），微波被食物吸收后使分子振動產(chǎn)生熱能，最終電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D．微波爐中不能使用金屬容器，如果使用金屬容器，微波的不能穿透金屬容器，能量不能被食品吸收，會越積越多，損害微波爐，故D錯誤。故選BC。10.如圖所示是分子間的分子力與分子勢能隨分子間距離變化的關(guān)系示意圖。下利關(guān)于分子力和分子勢能的描述，正確的是（）A.當(dāng)，，最大B.當(dāng)，分子間仍然存在引力的作用C.當(dāng)，隨著的增大，和均增大D.當(dāng)，隨著的減小，和均增大【答案】BD【解析】A．根據(jù)圖像可知，當(dāng)時，分子力為0，分子勢能最小，A錯誤；B．分子間引力和斥力同時存在，當(dāng)時分子力的合力為斥力，但存在引力，B正確；C．當(dāng)時，隨著距離的增大，可能先增大后減小，也可能逐漸減小，逐漸增加，C錯誤；D．當(dāng)時，隨著距離的減小，逐漸增大，逐漸增大，D正確。故選BD。11.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比是，原線圈接入電壓有效值為、頻率為的正弦交流電，一只理想二極管和一個滑動變阻器串聯(lián)接在副線圈上，原線圈上接有熔斷電流為的保險絲，各元件正常工作。忽略保險絲的分壓，電壓表為理想交流電表。下列說法正確的是（）A.通過滑動變阻器的電流頻率為B.電壓表的讀數(shù)約為C.若將滑動變阻器滑片向上滑動，則電壓表讀數(shù)減小D.若滑動變阻器接入電路的阻值為，則保險絲將熔斷【答案】BD【解析】A．變壓器不改變電流的頻率，所以通過滑動變阻器的電流頻率為，故A錯誤；B．根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比，有可得副線圈兩端電壓為U2=22V由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦裕鶕?jù)電流的熱效應(yīng)知解得電壓表的讀數(shù)約為故B正確；C．將滑動變阻器滑片向上滑動時，次級阻值變小，但對原、副線圈兩端的電壓無影響，即電壓表的讀數(shù)不變，故C錯誤；D．由上可知電壓表兩端電壓U2=11V，則若滑動變阻器接入電路的阻值為1.5Ω，則通過滑動變阻器的電流為根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)成反比，有解得所以保險絲將熔斷，故D正確。12.如圖所示，兩條間距為且足夠長的平行光滑直導(dǎo)軌、固定在水平面內(nèi)，水平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為的勻強磁場。和是兩根質(zhì)量均為、電阻均為的金屬細(xì)桿，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。的中點系一輕繩，繩的另一端繞過定滑輪懸掛質(zhì)量為的重物，輕繩的水平部分與導(dǎo)軌平行。不計一切摩擦和導(dǎo)軌的電阻。重力加速度為?，F(xiàn)將兩桿及重物同時由靜止釋放，則（）A.釋放瞬間，桿的加速度大小為B.運動穩(wěn)定后，回路中的電流大小為C.運動穩(wěn)定后，和兩桿的速度差恒為D.運動穩(wěn)定后，桿所受安培力的大小為【答案】AC【解析】A．釋放重物瞬間，ab桿和cd桿均不受安培力，設(shè)重物的加速度大小為a1，則對重物，有對cd桿，有聯(lián)立解得，故A正確；BD．最終ab桿、cd桿和重物三者的加速度大小相等，設(shè)其為a，對重物，有對cd桿，有，對ab桿，有，聯(lián)立解得，則運動穩(wěn)定后，回路中的電流大小為，桿所受安培力的大小為故BD錯誤；C．設(shè)最終兩桿速度差為Δv，回路中感應(yīng)電動勢滿足，聯(lián)立解得第II卷（非選擇題，共52分）三、本大題2小題，每空2分，共16分。13.在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中：（1）估測油酸分子大小的實驗原理包括以下內(nèi)容（）A.油酸在水面上形成一層單分子純油酸薄膜B.油膜中的油酸分子間沒有間隙C.把油酸分子看作立方體D.把油酸分子看作小球（2）用移液管量取0.25mL油酸，加入適量酒精后得到500mL的油酸酒精溶液。用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，逐滴滴出，共100滴。再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜形狀穩(wěn)定后，放在帶有正方形方格的玻璃板下觀察油膜，如圖所示。方格的大小為1cm×1cm。由此估算出油酸分子的直徑是___________m。（保留1位有效數(shù)字）（3）下列操作，將導(dǎo)致油酸分子大小測量值偏小的是（）A.將油酸酒精溶液的體積作為油酸的體積進行計算B.水面上痱子粉撒得太多導(dǎo)致油膜沒有充分散開C.計算油膜面積時，將所有不足一格的方格計為一格D.計算油膜面積時，沒有計入散落在水面其它位置的小油膜【答案】（1）ABD（2）8×10-10（3）C【解析】（1）本實驗中認(rèn)為油酸在水面上形成一層單分子純油酸薄膜，且油膜中油酸分子間沒有間隙，同時應(yīng)將油酸分子看作小球。（2）根據(jù)不足半格舍去，超過半格的計一格，估算出油膜面積約63格。油酸分子直徑為（3）A．將油酸酒精溶液的體積作為油酸的體積進行計算，使得V增大，則d的測量值偏大，故A錯誤；B．水面上痱子粉撒得太多導(dǎo)致油膜沒有充分散開，則S偏小，d偏大，故B錯誤；C．計算油膜面積時，將所有不足一格的方格計為一格，則S偏大，d偏小，故C正確；D．計算油膜面積時，沒有計入散落在水面其它位置的小油膜，則S偏小，d偏大，故D錯誤。14.在“探究感應(yīng)電流方向及規(guī)律”實驗的基礎(chǔ)上，請協(xié)助甲、乙、丙三位同學(xué)完成進一步的探究，并解答問題：（1）用筆劃線代替導(dǎo)線將圖1電路連接完整____。（2）正確連接電路后，甲同學(xué)將線圈放入線圈中，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏；開關(guān)保持閉合，待電流表指針穩(wěn)定后，迅速將線圈從線圈中拔出，這時電流表指針___________偏轉(zhuǎn)。（選填“向左”或“向右”或“不”）（3）乙同學(xué)為了讓實驗現(xiàn)象更直觀，利用發(fā)光二極管（LED）設(shè)計了如圖2所示的“楞次定律演示儀”。正確連接實驗器材，將條形磁鐵從圖示位置快速向下移動一小段距離，出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）A.紅燈短暫發(fā)光、黃燈不發(fā)光B.紅燈不發(fā)光、黃燈短暫發(fā)光C.紅燈、黃燈均不發(fā)光D.兩燈交替短暫發(fā)光（4）丙同學(xué)設(shè)計“汽車電磁減震器”。如圖3（a），減震器是強磁體，其截面是“”形，俯視圖如圖3（b）所示，柱狀的內(nèi)芯與外環(huán)之間有磁場。匝數(shù)為100、半徑為25cm的線圈ab固定在減震器內(nèi)芯的外面并連接能量回收裝置，減震器內(nèi)芯可在線圈內(nèi)上下自由移動。汽車運動過程中，內(nèi)芯上下振動，線圈ab中產(chǎn)生感應(yīng)電流，既起電磁阻尼作用，減輕駕乘人員顛簸感，又收集振動產(chǎn)生的能量，降低汽車油耗。強磁體磁場方向沿徑向，線圈處磁感應(yīng)強度大小為0.5T；若內(nèi)芯在某段時間內(nèi)上下振動圖像如圖3（c），已知其振動過程中的最大速度為πm/s，則線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為___________V（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，π2取10），電動勢的表達(dá)式e=___________V?！敬鸢浮浚?）（2）向左（3）B（4）250【解析】（1）線圈A應(yīng)與電源相連，線圈B與靈敏電流計相連，電路圖如圖所示（2）將線圈A插入線圈B中，閉合開關(guān)S瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計指針右偏，說明當(dāng)穿過線圈B的磁通量增加時指針向右偏轉(zhuǎn)，若開關(guān)閉合后將A線圈的鐵芯迅速拔出時，磁通量減小，則指針向左偏轉(zhuǎn)；（3）條形磁鐵向下移動一小段距離，穿過螺線管的磁感線向下增大，根據(jù)楞次定律可知，螺線管中的感應(yīng)電流由上到下，則紅光二極管截止，黃光二極管導(dǎo)通，則紅燈不發(fā)光、黃燈短暫發(fā)光。故選B。（4）[1]線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為[2]電動勢的表達(dá)式四、本大題3小題，共36分，要求寫出必要的文字說明、主要的計算步驟和明確的答案。15.打氣筒是一種通過壓縮空氣為輪胎、球類等充氣的工具。如圖所示是打氣筒的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括：儲氣筒、活塞、單向進氣閥（只允許上拉活塞時空氣進入儲氣筒）、單向出氣閥（只允許下壓活塞時空氣排出儲氣筒）和氣嘴。已知儲氣筒橫截面積S=1.25×10-3m2，活塞上下行程H=58cm，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。（1）打氣筒豎直放置，將活塞拉至最高，然后將氣嘴堵?。ú宦猓惩瑢W(xué)質(zhì)量M=60kg，利用自身的重力豎直壓縮活塞。求能將活塞壓到離儲氣筒底部的最小距離。（輸氣管較細(xì)，內(nèi)部體積