2022-2023學(xué)年下期期中高二物理試卷

河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022——2023學(xué)年下期期中試卷高二物理命題人：范軍峰審題人：楊福合（時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，第9～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。）1.下列關(guān)于熱學(xué)現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（）．A．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都是分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)B．分子間的作用力總是隨分子間距增大而增大C．低溫系統(tǒng)可以向高溫系統(tǒng)傳遞熱量而不引起其他變化D．在繞地球運(yùn)行的“天宮二號(hào)”中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢(shì)而引起的結(jié)果2.關(guān)于洛倫茲力的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()A．圖a速度選擇器中篩選出的粒子沿著PQ做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．圖b回旋加速器接入的工作電源是直流電C．圖c是質(zhì)譜儀的主要原理圖，其中、、在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)半徑最大的是D．圖d是磁流體發(fā)電機(jī)，將一束等離子體噴入磁場(chǎng)，A、B兩板間會(huì)產(chǎn)生電壓，且A板電勢(shì)高3.反亥姆霍茲線圈是冷原子實(shí)驗(yàn)室中的科研裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。一對(duì)完全相同的圓形線圈，共軸放置。已知O為裝置中心點(diǎn)，a、b、c、d點(diǎn)到O點(diǎn)距離相等，直線dOb與線圈軸線重合，直線cOa與軸線垂直?，F(xiàn)兩線圈內(nèi)通入大小相等且方向相反的電流，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩線圈間為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零C.a、c兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同D.b、d兩點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同4.一定質(zhì)量的理想氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系如圖所示，氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.氣體對(duì)外界做功B.氣體對(duì)外界放熱C.氣體內(nèi)能增大D.分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大5.興趣小組利用多匝線圈和靈敏電流計(jì)制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的電流探測(cè)儀，用于檢測(cè)埋在地下的通電導(dǎo)線，如圖（a）所示。地面表層有兩根用絕緣皮包裹的垂直長(zhǎng)導(dǎo)線AB、CD，如圖（b）所示。當(dāng)線圈水平放置沿A1B1快速移動(dòng)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)；當(dāng)線圈水平放置沿C1D1方向快速移動(dòng)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.兩根導(dǎo)線中都有電流B.兩根導(dǎo)線中都無(wú)電流C.AB中無(wú)電流，CD中有電流D.AB中有電流，CD中無(wú)電流6.圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型。在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在某一風(fēng)速一定時(shí)，傳感器顯示如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為B.線圈兩端電壓的有效值為C.交變電流的電壓表達(dá)式為D.該交變電流可以直接加在擊穿電壓為的電容器上而使電容器不被擊穿7.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為3:1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上。下列說(shuō)法正確的是（）A.原線圈兩端電壓為220VB.副線圈回路中電阻兩端電壓為22VC.原、副線圈回路中電阻消耗的功率之比為1:9D.若在副線圈回路中再并聯(lián)一個(gè)電阻值相同的電阻，則原線圈回路中電流為之前的2倍8.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩完全相同的帶正電粒子a和b，以相同的速率從M點(diǎn)射入磁場(chǎng)，粒子a沿半徑MO方向射入，粒子b沿與半徑MO成30°角方向射入，不計(jì)粒子重力及兩粒子之間的相互作用。若粒子a從N點(diǎn)射出磁場(chǎng)，∠MON=90°。則粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為（）A.3：4B.3：2C.2：3D.1：29.如圖所示，O點(diǎn)為兩個(gè)半圓的圓心，兩個(gè)半圓間的區(qū)域內(nèi)（含邊界）有垂直紙面向外的磁場(chǎng)（圖中沒(méi)有畫(huà)出），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與到圓心O的距離成反比。粒子a、b從左邊入口進(jìn)入，分別沿著內(nèi)半圓和外半圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知內(nèi)、外半圓的半徑之比為1:2，粒子a、b的質(zhì)量之比為1:2，電量之比為1:2，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。下列說(shuō)法中正確的是（）A.粒子a、b的速度大小之比為1:1B.粒子a、b的速度大小之比為1:2C.粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:1D.粒子a、b在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為2:110.如圖甲，ab為磁場(chǎng)邊界，在ab的右側(cè)存在一個(gè)足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，t=0時(shí)刻磁場(chǎng)方向垂直于豎直圓環(huán)平面向里，用一根橫截面積為S、電阻率為ρ的硬質(zhì)導(dǎo)線做成兩個(gè)半徑分別為r和2r的圓環(huán)1和圓環(huán)2，讓圓環(huán)的直徑與邊界重合。磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示，不考慮兩圓環(huán)之間的相互作用。在0～t1時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流方向始終為順時(shí)針B.兩圓環(huán)一直具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C.環(huán)1和環(huán)2中感應(yīng)電流的大小之比為1：2D.環(huán)1和環(huán)2中的電功率之比為1：411.在如圖所示電路中，將開(kāi)關(guān)S與b端連接，穩(wěn)定后改為與a端連接，這樣在線圈和電容構(gòu)成的回路中將產(chǎn)生電磁振蕩，若振蕩周期為T(mén)，以開(kāi)關(guān)與a端接觸的瞬間為時(shí)刻。下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)，電路中磁場(chǎng)的能量最大B.時(shí)，振蕩回路中電流最大，且從a經(jīng)線圈流向dC.時(shí)，電容器的電荷量最大D.在到時(shí)間段內(nèi)，電容器充電12.如圖所示，在紙面內(nèi)有半圓形輕質(zhì)導(dǎo)體框，O為圓心，圓半徑長(zhǎng)為L(zhǎng)，AO段、弧AB段的電阻均為r，BO段導(dǎo)體的電阻可忽略。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，邊界與半圓直徑重合?，F(xiàn)用外力使導(dǎo)體框在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)以角速度沿順時(shí)針?lè)较?，從圖示位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周。下列說(shuō)法正確的是（）A.圓弧AB段內(nèi)電流方向總是從A流向BB.轉(zhuǎn)動(dòng)的前半周內(nèi)AB兩端電壓為C.轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周內(nèi)通過(guò)O點(diǎn)的電量為D.外力對(duì)線框做的功為二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共12分。請(qǐng)把分析結(jié)果填在答題卡上。）13（4分）用“油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的純油酸中加入酒精，直至總量達(dá)到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時(shí)，測(cè)得其體積恰好是V0＝1mL；③先往邊長(zhǎng)為30～40cm的淺盤(pán)里倒入2cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤(pán)上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫(huà)有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個(gè)數(shù)N≈114，小方格的邊長(zhǎng)l＝20mm。根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：（1）1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積是________mL.（保留一位有效數(shù)字）油酸分子直徑是________m.（保留兩位有效數(shù)字）14（8分）半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會(huì)隨壓力變化而改變。現(xiàn)有一壓力傳感器：（1）利用圖甲所示的電路測(cè)量該傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值約幾十千歐，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：電源E：電動(dòng)勢(shì)為3V電流表A（量程250μA，內(nèi)阻約為50Ω）電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約為20kΩ）滑動(dòng)變阻器R（阻值0～100Ω）為提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，開(kāi)關(guān)S1應(yīng)該接_____（選填“1”或“2”），開(kāi)關(guān)S2應(yīng)該接_____（選填“3”或“4”）；（2）通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得其阻值RN隨壓力F變化的關(guān)系圖像如圖乙所示：（3）由圖乙可知，壓力越大，阻值_______（選填“越大”或“越小”），且壓力小于N時(shí)的靈敏度比壓力大于N時(shí)的靈敏度（靈敏度指電阻值隨壓力的變化率）_____（選填“高”或“低”）；（4）利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了如圖丙所示的自動(dòng)分揀裝置，可以將質(zhì)量不同的物體進(jìn)行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R'為滑動(dòng)變阻器，電源電壓為6V（內(nèi)阻不計(jì)）。分揀時(shí)將質(zhì)量大小不同的物體用傳送帶運(yùn)送到托盤(pán)上，OB為一個(gè)可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，下端有彈簧?？刂齐娐穬啥穗妷盒∮?V時(shí)，杠桿OB水平，物體水平通過(guò)進(jìn)入通道1；當(dāng)控制電路兩端電壓大于3V時(shí)，杠桿的B端就會(huì)被吸下，物體下滑進(jìn)入通道2，從而實(shí)現(xiàn)分揀功能。若R'調(diào)為30kΩ，取重力加速度g=10m/s2，該分揀裝置可以實(shí)現(xiàn)將質(zhì)量超過(guò)_______kg的物體進(jìn)行分揀（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；若要將質(zhì)量超過(guò)kg的貨物實(shí)現(xiàn)分揀，應(yīng)該將R'調(diào)成_______kΩ（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。計(jì)算題（本題共4小題，共40分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫(xiě)出數(shù)值和單位。）15（6分）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100kW，輸出電壓為，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，要使額定電壓為220V的用電器正常工作，不計(jì)變壓器損耗。求：輸電導(dǎo)線上的電流大??；（2）升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比和。16（10分）如圖(a)所示，一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的汽缸水平放置，橫截面積為S＝1×10－4m2。質(zhì)量為m＝kg且厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離為24cm，在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與汽缸固定連接的卡環(huán)。氣體的溫度為300K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa?，F(xiàn)將汽缸豎直放置，如圖(b)所示，取g＝10m/s2。求：（1）活塞與汽缸底部之間的距離；（2）活塞剛好到達(dá)卡環(huán)時(shí)氣體溫度；（3）將缸內(nèi)氣體加熱到675K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。17（12分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的電荷從原點(diǎn)O沿著x軸正方向以速度射出，電荷的重力不計(jì)。要求該電荷能通過(guò)點(diǎn)P，可以分別采取以下兩種方案∶①在xOy平面內(nèi)加平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)E；②垂直于xOy平面加勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。（取，）在兩個(gè)方案中：（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值；（2）電荷在電場(chǎng)作用下從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P的時(shí)間為t1，在磁場(chǎng)作用下從點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P的時(shí)間為t2，求t1與t2的比值(結(jié)果寫(xiě)成最簡(jiǎn)形式，不要求具體數(shù)值)。18（12分）如圖1所示，兩條足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌間距為m，固定在傾角為37°的斜面上