2023-2024學年云南省長水教育集團高二下學期質(zhì)量檢測（期中）物理試題（二）（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1長水教育集團2023~2024學年第二學期質(zhì)量檢測高二年級物理試題（二）一、單項選擇題：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，只有一項是符合題目要求的。1.2023年5月，中國科學技術(shù)大學團隊利用納米纖維與合成云母納米片研制出一種能適應(yīng)極端環(huán)境的纖維素基納米紙材料。如圖所示為某合成云母的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，則該合成云母（）A.是非晶體 B.沒有規(guī)則的外形C.有固定的熔點 D.各向性質(zhì)均相同〖答案〗C〖解析〗由圖可知，該合成云母中所含分子在三維空間中呈規(guī)則、周期性排列，是晶體，具有一定的幾何外形，具有固定的熔點、具有各向異性的特點。故選C。2.汽油發(fā)動機的火花塞工作時需要一萬伏左右的高壓才能產(chǎn)生火花。一同學用12V直流電源、變壓器、開關(guān)及導線若干設(shè)計點火電路，以下原理圖可行的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)變壓器原副線圈電壓表等于匝數(shù)比可知副線圈匝數(shù)應(yīng)遠大于原線圈匝數(shù)，因為是直流電源，為了使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，需要把開關(guān)接在原線圈。故選A。3.關(guān)于下列三幅圖的說法正確的是（）A.圖甲中微粒越小，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，布朗運動越明顯B.圖乙中峰值大的曲線對應(yīng)的氣體溫度較高C.圖丙中實驗現(xiàn)象說明蜂蠟是非晶體D.圖丙中實驗現(xiàn)象說明薄板材料各向同性，一定是非晶體〖答案〗A〖解析〗A．圖甲中微粒越小，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，則微粒越趨于不平衡，則布朗運動越明顯，選項A正確；B．圖乙中峰值大的曲線“腰細”，中等分子占據(jù)的比例較小，則對應(yīng)的氣體溫度較低，選項B錯誤；CD．圖丙中，實驗現(xiàn)象表明材料具有各向同性，則說明薄板材料可能是多晶體，也有可能是非晶體，故CD錯誤。4.特高壓直流輸電是國家重點能源工程，目前該技術(shù)已達世界先進水平，再次體現(xiàn)了中國速度，驚艷了全世界。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導線分別通有方向相同的電流I1和I2，已知。a、b、c三點連線與兩根導線等高并垂直，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方。已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應(yīng)強度，k為比例系數(shù)，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。不考慮地磁場的影響，則（）A.兩輸電直導線間因安培力而互相排斥B.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等C.b、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等D.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度方向均豎直向下〖答案〗B〖解析〗A．兩通電直導線電流方向相同，故兩輸電直導線間因安培力而互相吸引，故A錯誤；BC．由于，根據(jù)安培定則和疊加原理可知，a、c兩點處磁感應(yīng)強度大小相等，b點處的磁感應(yīng)強度為0，d點處的磁感應(yīng)強度不為0，故b、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小不相等，故B正確，C錯誤；D．根據(jù)安培定則可知，a點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向下，c點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向上，故D錯誤。故選B。5.某同學設(shè)想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合，從而減小對廂內(nèi)人員的傷害。當電梯轎廂墜落到圖示位置時，下列說法正確的是（）A.從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時針方向B.從上往下看，金屬線圈B中感應(yīng)電流沿逆時針方向C.金屬線圈B對電梯轎廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙作用D.金屬線圈B有擴張的趨勢，A有收縮的趨勢〖答案〗A〖解析〗AB．當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時針方向，A正確，B錯誤；C．結(jié)合上述的分析可知，當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，C錯誤；D．閉合線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢，D錯誤。故選A。6.利用風力發(fā)電非常環(huán)保，且風能蘊量巨大，因此日益受到世界各國的重視。如圖所示，某風輪機帶動內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中，以角速度繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，已知N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。則下列說法正確的是（）A.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為B.當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零C.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最小D.穿過線圈的最大磁通量為〖答案〗D〖解析〗A．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為，故A錯誤；B．當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，感應(yīng)電流的瞬時值為零，但電流表測量的是有效值，示數(shù)不為零，故B錯誤；C．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大，故C錯誤；D．由可得穿過線圈的最大磁通量為故D正確。故選D7.如圖所示，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈（直流電阻可忽略不計）。電源的電動勢恒定，內(nèi)阻忽略不計，則下列說法正確的是（）A.開關(guān)S閉合時，A燈立即亮，亮度逐漸加大B.開關(guān)S閉合時，B燈立即亮，然后亮度逐漸減弱C.開關(guān)S閉合時，C燈立即亮，然后亮度保持不變D.電路接通穩(wěn)定后，開關(guān)S斷開時，C燈立即熄滅，A、B燈逐漸熄滅〖答案〗C〖解析〗B．電源內(nèi)阻不計，電路接通時，由于線圈L阻礙電流增大，相當于斷路，此時B燈被斷路，A燈與C燈并聯(lián)，所以B燈不亮，A、C燈立即亮，故B錯誤；AC．隨著電流穩(wěn)定，線圈L相當于一根導線，此時A、B、C燈并聯(lián)，兩端電壓不變，A、C燈的亮度不變，故A錯誤，C正確；D．開關(guān)S斷開時，由于線圈L阻礙電流減小，相當于電源，對三個燈泡供電，此時A、C燈并聯(lián)后與B燈串聯(lián)，A、B、C三燈均逐漸熄滅，故D錯誤。故選C。8.如圖是學生常用的飯卡內(nèi)部實物圖，其由線圈和芯片組成電路，當飯卡處于感應(yīng)區(qū)域時，刷卡機會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內(nèi)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流來驅(qū)動芯片工作，已知線圈面積為，共匝，某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向向外且由0均勻增大到，此過程中（）A.線框中磁通量變化率為B.線框中產(chǎn)生周期性變化的順時針方向的感應(yīng)電流C.邊所受安培力方向向左D.線框中感應(yīng)電動勢大小為〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)題意可知線框中磁通量變化率為與線圈匝數(shù)無關(guān)，故A錯誤；BD．設(shè)電路中總電阻為，根據(jù)楞次定律可知磁感應(yīng)強度向外均勻增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流為順時針方向，電動勢大小為感應(yīng)電流大小可知，線圈中的感應(yīng)電流為恒定電流而不是周期性變化的。故BD錯誤；C．當感應(yīng)電流方向為順時針時，電流由，根據(jù)左手定則判斷可知，邊所受安培力方向向左。故C正確。故選C。二、多項選擇題：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.如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細均勻透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可忽略）。如果不計大氣壓的變化，該裝置就是一支簡易的氣溫計。下列說法正確的是（）A.吸管上的氣溫計刻度是均勻的B.溫度升高后，罐中氣體的壓強增大C.用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測溫范圍會變大D.用更小的飲料罐，其余條件不變，可提高該氣溫計的測溫靈敏度〖答案〗AC〖解析〗A．設(shè)初始溫度為、罐中空氣體積為、吸管內(nèi)空氣柱長度為、其橫截面積為S，溫度變化后溫度為、罐中空氣體積不變、吸管內(nèi)空氣柱長度為、其橫截面積不變。在溫度變化時，氣體做等壓變化，有可知故溫度變化量與距離的變化量成正比，故A項正確；B．罐中氣體的壓強始終等于大氣壓，即罐中氣體的壓強始終不變，故B項錯誤；C．根據(jù)題意及A項分析可得，油柱距離的變化與溫度變化量關(guān)系為，可知若更換更粗的透明吸管，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，則測量范圍會變大，故C項正確；D．根據(jù)，可得若用更小的飲料罐，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，即該氣溫計的測溫靈敏度會降低，故D項錯誤。故選AC。10.我國已經(jīng)在空間站上開展過四次精彩的太空授課，在億萬中小學生心里播撒下科學的種子?！疤鞂m課堂”的教師們曾經(jīng)做過兩個有趣實驗：一個是微重力環(huán)境下液橋演示實驗，在兩個固體表面之間可形成大尺寸液橋，如圖甲所示；另一個是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細現(xiàn)象”演示，把三根粗細不同的塑料管，同時放入裝滿水的培養(yǎng)皿，水在管內(nèi)不斷上升，直到管頂，如圖乙所示。對于這兩個實驗的原理及其理解，下列說法正確的是（）A.液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”B.分子勢能和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示，能總體上反映水表面層中水分子勢能的可能是圖中“C”位置C.農(nóng)民使用“松土保墑”進行耕作，通過松土形成了土壤毛細管，使得土壤下面的水分更容易被輸送到地表D.航天員在太空微重力環(huán)境中會因為無法吸墨、運墨而寫不成毛筆字〖答案〗AB〖解析〗A．液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”，故A正確；B．分子勢能和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示，水表面層中水分子間距離大于內(nèi)部水分子的距離，能總體上反映水表面層中水分子勢能的是圖中“C”位置，故B正確；C．農(nóng)民使用“松土保墑”進行耕作，通過松土阻斷了土壤毛細管，使得土壤下面的水分不容易被輸送到地表，故C錯誤；D．毛筆書寫過程中，在毛細現(xiàn)象作用下，墨汁與可以被浸潤的毛筆材料發(fā)生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛筆材料中，并牢牢“困”在毛筆內(nèi)部。而當毛筆尖與紙張接觸時，留在毛筆表面的墨汁，同樣在毛細作用下，被吸附到紙上，其間根本無須重力作用，故D錯誤。故選AB。11.我國最高防護實驗室中的一種污水流量計如圖甲所示，其原理可以簡化為如圖乙所示模型：廢液中的大量正、負離子以速度v（未知）從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入左側(cè)流出，容器處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中（流量Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積）。下列說法正確的是（）A.圖乙中N點的電勢低于M點的電勢B.正、負離子所受洛倫茲力的方向相同C.當污水中離子的濃度升高時，M、N兩點間的電勢差不變D.推算廢液的流量還需要測量M、N兩點間的電勢差〖答案〗CD〖解析〗AB．正、負離子從右側(cè)垂直進入磁場時，根據(jù)左手定則可知，正離子受到向下的洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)在下管壁聚集，負離子受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)在上管壁聚集，故N點的電勢高于M點的電勢，故AB錯誤；C．當水平向左運動的離子受力平衡時有解得可知M、N兩點間的電勢差與離子濃度無關(guān)，故C正確；D．結(jié)合上述，流量為結(jié)合上述解得可知，推算廢液的流量還需要測量M、N兩點間的電勢差，故D正確。故選CD。12.如圖所示為某質(zhì)譜儀的示意圖，由豎直放置的速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場構(gòu)成。由三種不同粒子組成的粒子束以某速度沿豎直向下的方向射入速度選擇器，該粒子束沿直線穿過底板上的小孔O進入偏轉(zhuǎn)磁場，最終三種粒子分別打在底板上的、、三點，已知底板上下兩側(cè)的勻強磁場方向均垂直紙面向外，且磁感應(yīng)強度的大小分別為、，速度選擇器中勻強電場的電場強度大小為E，不計粒子的重力以及它們之間的相互作用力，則下列說法正確的是（）A.速度選擇器中的電場方向向右，且三種粒子電性可正可負B.三種粒子從進入速度選擇器到打在上速度大小都不變C.如果三種粒子的電荷量相等，則打在點的粒子質(zhì)量最小D.如果三種粒子電荷量均為q，且、的間距為，則打在、兩點的粒子質(zhì)量差為〖答案〗BD〖解析〗A．帶電粒子通過速度選擇器時，需要二力平衡，故且兩力方向相反。根據(jù)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則可知三種粒子均帶正電，故速度選擇器中洛倫茲力方向為水平向左，可知電場方向向右，故A錯誤；B．粒子在速度選擇器中運動時速度保持不變，進入偏轉(zhuǎn)磁場，洛倫茲力不做功，到打在上速度大小都不變，但方向均有變化，故B正確；C．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有，解得三種粒子的電荷量相等，半徑與質(zhì)量成正比，故打在點的粒子質(zhì)量最大，故C錯誤；D．打在、兩點的粒子間距為解得故D正確。故選BD。三、非選擇題：本題6個小題，共52分。13.某物理興趣小組采用如圖所示的實驗裝置探究氣體等溫變化規(guī)律。（1）實驗研究對象是___________。（2）實驗中為了保持封閉氣體質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是___________；為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是___________和___________。（3）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是___________（填正確〖答案〗標號）。A.注射器一定要豎直固定B.由于活塞、氣壓計有重力，測得的氣體壓強比實際值偏大C.實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積D.實驗中若密封橡膠套脫落，應(yīng)立刻堵住后繼續(xù)實驗〖答案〗（1）被封閉氣體（或空氣柱）（2）在注射器活塞上涂潤滑油移動活塞要緩慢不能用手握住注射器封閉氣體部分（3）C〖解析〗（1）實驗研究對象是被封閉氣體（或空氣柱）。（2）[1]為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是在注射器活塞上涂潤滑油，這樣可以保持氣密性。[2]為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢、不能用手握住注射器封閉氣體部分。（3）AB．因為氣體的壓強直接由氣壓計讀出，所以注射器不一定豎直固定，活塞、氣壓計的重力對壓強測量值也沒有影響，故AB錯誤；C．由玻意耳定律可得即由上式可知，實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積，故C正確；D．實驗中若密封橡膠套脫落，則氣體的質(zhì)量會發(fā)生變化，堵住后不能繼續(xù)實驗，故D錯誤。故選C。14.某同學要做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗。（1）采用油膜法估測油酸分子的大小，實際上是將油酸分子視為一種理想化模型，它包括三個假設(shè)，即①油酸分子為球形、②___________、③___________。（2）該小組進行下列實驗操作，請將它們按操作先后順序排列：___________。（3）實驗使用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液其體積為1mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為2cm，則油酸薄膜的面積為___________；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為___________；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為___________m。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（4）某同學在實驗中的計算結(jié)果明顯偏小，可能的原因是_________（填正確〖答案〗標號）。A.油酸還未完全散開B.求每滴溶液的體積時，溶液的滴數(shù)少記了10滴C.油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化D.計算油膜面積時，將所有不足一格的方格都當作一個格來計算〖答案〗（1）分子之間無空隙油膜是單分子層（2）CAEDB（3）（4）CD〖解析〗（1）[1][2]用油膜法估測油酸分子的大小實驗的前提是將油酸分子視為一種理想化模型，它包括三個假設(shè)，即①油酸分子為球形、②分子之間無空隙、③油膜是單分子層。（2）“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗步驟為：用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積，往淺盤里倒入約2cm深的水，水面穩(wěn)定后將適量痱子粉均勻撒在水面上，用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定，將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。則實驗操作順序為CAEDB。（3）[1]若每一小方格的邊長為2cm，由圖中可知輪廓中大約為100個小方格，則油酸薄膜的面積為[2]每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為[3]油酸分子的直徑為（4）根據(jù)A．油酸還未完全散開，則油膜面積測量值偏小，使得直徑測量值偏大，故A錯誤；B．求每滴溶液的體積時，溶液的滴數(shù)少記了10滴，則每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積測量值偏大，使得直徑測量值偏大，故B錯誤；C．油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，則代入計算的濃度偏小，每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積測量值偏小，使得直徑測量值偏小，故C正確；D．計算油膜面積時，將所有不足一格的方格都當作一個格來計算，則油膜面積測量值偏大，使得直徑測量值偏小，故D正確。15.某物理探究小組設(shè)計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用橫截面積、質(zhì)量的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底部的距離的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內(nèi)的卡口處，此時氣體達到狀態(tài)B?；钊３植粍樱瑲怏w被繼續(xù)加熱至溫度的狀態(tài)C時觸動報警器。已知大氣壓強，重力加速度，求：（1）氣體在狀態(tài)B時的溫度；（2）氣體在狀態(tài)C時的壓強?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B過程中，氣體的壓強不變，由蓋—呂薩克定律有解得（2）氣體在狀態(tài)A時，有解得氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C過程中，氣體的體積不變，由查理定律有解得16.兩平行光滑金屬導軌水平放置，如圖所示為俯視圖，導軌右端接入電阻，導軌間距為，界線右側(cè)有勻強磁場，磁感應(yīng)強度為。質(zhì)量的導體棒在距離界線為處受恒力作用從靜止開始向右運動，到達界線時恰好勻速運動，界線與間距也為d、已知導體棒與導軌始終垂直且接觸良好，不計導軌和導體棒的電阻。（1）求導體棒勻速運動時的速度v的大?。唬?）求導體棒在和間運動過程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）導體棒勻速運動時合力為零，所以聯(lián)立求得（2）設(shè)導體棒從出發(fā)到勻速運動的過程安培力做功為，根據(jù)動能定理有解得電阻R產(chǎn)生的熱量即為導體棒克服安培力做的功，即17.水力發(fā)電是獲得清潔能源重要途徑之一、有一條河流，水的流量為，落差，水的密度為，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機的總效率為，輸出電壓為，輸電線的總電阻為，為滿足用電的需求，使用戶獲得的電壓，此時輸電線上允許損失的電功率與發(fā)電機輸出電功率的比值為。（?。?）求輸電線中的電流I；（2）分別求輸電線路使用的理想升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；（3）如果輸送的電能供“220V，100W”的電燈使用，求能夠正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)?！即鸢浮剑?）；（2），；（3）564盞〖解析〗（1）根據(jù)題意可知，由能量守恒可得，發(fā)電機的輸出功率輸電線上的電流用I表示，則電功率損失聯(lián)立解得（2）根據(jù)題意可知，升壓變壓器原線圈兩端的電壓副線圈兩端的電壓為升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為輸電線上的電壓損失為降壓變壓器原線圈兩端的電壓為降壓變壓器副線圈兩端的電壓為降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為（3）設(shè)正常發(fā)光的電燈的盞數(shù)為，則有解得盞18.回旋加速器（英文：Cyclotron）是利用磁場和電場共同使帶電粒子作回旋運動，在運動中經(jīng)高頻電場反復加速的裝置，是高能物理中的重要儀器。1930年歐內(nèi)斯特·勞倫斯提出回旋加速器的理論，1932年首次研制成功。某型回旋加速器的主要結(jié)構(gòu)如圖所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫寬度為d，勻強磁場方向與盒面垂直。兩D形盒之間所加的交流電壓為U，頻率為f，被加速的粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，粒子從D形盒一側(cè)圓心處A點開始被加速（初動能可以忽略），經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出。求：（1）勻強磁場的磁感應(yīng)強度大??；（2）粒子在狹縫之間運動的總時間；（3）粒子第4次被加速結(jié)束的瞬間位置與A點之間的距離?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）為了達到同步加速，粒子在回旋加速器中做圓周運動的周期與交變電壓的周期相同，即有解得磁感應(yīng)強度大?。?）粒子在回旋加速器中做圓周運動的最大半徑為R，根據(jù)解得由牛頓第二定律有粒子在電場中后一次加速可以看為前一次加速的延續(xù)過程，根據(jù)運動學公式有解得（3）作出示意圖，如圖所示加速一次由動能定理有解得從A點出發(fā)向右運動，結(jié)合上述可知同理可得加速第二次粒子向左運動粒子加速第三次后向右運動所以第四次加速結(jié)束瞬間距A點的距離為長水教育集團2023~2024學年第二學期質(zhì)量檢測高二年級物理試題（二）一、單項選擇題：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，只有一項是符合題目要求的。1.2023年5月，中國科學技術(shù)大學團隊利用納米纖維與合成云母納米片研制出一種能適應(yīng)極端環(huán)境的纖維素基納米紙材料。如圖所示為某合成云母的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，則該合成云母（）A.是非晶體 B.沒有規(guī)則的外形C.有固定的熔點 D.各向性質(zhì)均相同〖答案〗C〖解析〗由圖可知，該合成云母中所含分子在三維空間中呈規(guī)則、周期性排列，是晶體，具有一定的幾何外形，具有固定的熔點、具有各向異性的特點。故選C。2.汽油發(fā)動機的火花塞工作時需要一萬伏左右的高壓才能產(chǎn)生火花。一同學用12V直流電源、變壓器、開關(guān)及導線若干設(shè)計點火電路，以下原理圖可行的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)變壓器原副線圈電壓表等于匝數(shù)比可知副線圈匝數(shù)應(yīng)遠大于原線圈匝數(shù)，因為是直流電源，為了使副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，需要把開關(guān)接在原線圈。故選A。3.關(guān)于下列三幅圖的說法正確的是（）A.圖甲中微粒越小，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，布朗運動越明顯B.圖乙中峰值大的曲線對應(yīng)的氣體溫度較高C.圖丙中實驗現(xiàn)象說明蜂蠟是非晶體D.圖丙中實驗現(xiàn)象說明薄板材料各向同性，一定是非晶體〖答案〗A〖解析〗A．圖甲中微粒越小，單位時間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，則微粒越趨于不平衡，則布朗運動越明顯，選項A正確；B．圖乙中峰值大的曲線“腰細”，中等分子占據(jù)的比例較小，則對應(yīng)的氣體溫度較低，選項B錯誤；CD．圖丙中，實驗現(xiàn)象表明材料具有各向同性，則說明薄板材料可能是多晶體，也有可能是非晶體，故CD錯誤。4.特高壓直流輸電是國家重點能源工程，目前該技術(shù)已達世界先進水平，再次體現(xiàn)了中國速度，驚艷了全世界。如圖所示，兩根等高、相互平行的水平長直導線分別通有方向相同的電流I1和I2，已知。a、b、c三點連線與兩根導線等高并垂直，b點位于兩根導線間的中點，a、c兩點與b點距離相等，d點位于b點正下方。已知通電直導線形成的磁場在空間某點處的磁感應(yīng)強度，k為比例系數(shù)，r為該點到導線的距離，I為導線中的電流強度。不考慮地磁場的影響，則（）A.兩輸電直導線間因安培力而互相排斥B.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等C.b、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小相等D.a、c兩點處的磁感應(yīng)強度方向均豎直向下〖答案〗B〖解析〗A．兩通電直導線電流方向相同，故兩輸電直導線間因安培力而互相吸引，故A錯誤；BC．由于，根據(jù)安培定則和疊加原理可知，a、c兩點處磁感應(yīng)強度大小相等，b點處的磁感應(yīng)強度為0，d點處的磁感應(yīng)強度不為0，故b、d兩點處的磁感應(yīng)強度大小不相等，故B正確，C錯誤；D．根據(jù)安培定則可知，a點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向下，c點處的磁感應(yīng)強度方向豎直向上，故D錯誤。故選B。5.某同學設(shè)想的減小電梯墜落時造成傷害的一種應(yīng)急安全裝置如圖所示，在電梯轎廂底部安裝永久強磁鐵，磁鐵N極朝上，電梯井道內(nèi)壁上鋪設(shè)若干金屬線圈，線圈在電梯轎廂墜落時能自動閉合，從而減小對廂內(nèi)人員的傷害。當電梯轎廂墜落到圖示位置時，下列說法正確的是（）A.從上往下看，金屬線圈A中的感應(yīng)電流沿逆時針方向B.從上往下看，金屬線圈B中感應(yīng)電流沿逆時針方向C.金屬線圈B對電梯轎廂下落有阻礙作用，A沒有阻礙作用D.金屬線圈B有擴張的趨勢，A有收縮的趨勢〖答案〗A〖解析〗AB．當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A中向上的磁場減弱，感應(yīng)電流的方向從上往下看是逆時針方向，B中向上的磁場增強，感應(yīng)電流的方向從上往下看是順時針方向，A正確，B錯誤；C．結(jié)合上述的分析可知，當電梯墜落至題圖位置時，閉合線圈A、B都在阻礙電梯下落，C錯誤；D．閉合線圈A中向上的磁場減弱，B中向上的磁場增強，根據(jù)楞次定律可知，線圈B有收縮的趨勢，A有擴張的趨勢，D錯誤。故選A。6.利用風力發(fā)電非常環(huán)保，且風能蘊量巨大，因此日益受到世界各國的重視。如圖所示，某風輪機帶動內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中，以角速度繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，已知N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。則下列說法正確的是（）A.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為B.當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零C.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最小D.穿過線圈的最大磁通量為〖答案〗D〖解析〗A．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，根據(jù)右手定則可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為，故A錯誤；B．當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，感應(yīng)電流的瞬時值為零，但電流表測量的是有效值，示數(shù)不為零，故B錯誤；C．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大，故C錯誤；D．由可得穿過線圈的最大磁通量為故D正確。故選D7.如圖所示，A、B、C是三個完全相同的燈泡，L是一個自感系數(shù)較大的線圈（直流電阻可忽略不計）。電源的電動勢恒定，內(nèi)阻忽略不計，則下列說法正確的是（）A.開關(guān)S閉合時，A燈立即亮，亮度逐漸加大B.開關(guān)S閉合時，B燈立即亮，然后亮度逐漸減弱C.開關(guān)S閉合時，C燈立即亮，然后亮度保持不變D.電路接通穩(wěn)定后，開關(guān)S斷開時，C燈立即熄滅，A、B燈逐漸熄滅〖答案〗C〖解析〗B．電源內(nèi)阻不計，電路接通時，由于線圈L阻礙電流增大，相當于斷路，此時B燈被斷路，A燈與C燈并聯(lián)，所以B燈不亮，A、C燈立即亮，故B錯誤；AC．隨著電流穩(wěn)定，線圈L相當于一根導線，此時A、B、C燈并聯(lián)，兩端電壓不變，A、C燈的亮度不變，故A錯誤，C正確；D．開關(guān)S斷開時，由于線圈L阻礙電流減小，相當于電源，對三個燈泡供電，此時A、C燈并聯(lián)后與B燈串聯(lián)，A、B、C三燈均逐漸熄滅，故D錯誤。故選C。8.如圖是學生常用的飯卡內(nèi)部實物圖，其由線圈和芯片組成電路，當飯卡處于感應(yīng)區(qū)域時，刷卡機會激發(fā)變化的磁場，從而在飯卡內(nèi)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流來驅(qū)動芯片工作，已知線圈面積為，共匝，某次刷卡時，線圈平面與磁場垂直，且全部處于磁場區(qū)域內(nèi)，在感應(yīng)時間內(nèi)，磁感應(yīng)強度方向向外且由0均勻增大到，此過程中（）A.線框中磁通量變化率為B.線框中產(chǎn)生周期性變化的順時針方向的感應(yīng)電流C.邊所受安培力方向向左D.線框中感應(yīng)電動勢大小為〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)題意可知線框中磁通量變化率為與線圈匝數(shù)無關(guān)，故A錯誤；BD．設(shè)電路中總電阻為，根據(jù)楞次定律可知磁感應(yīng)強度向外均勻增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知感應(yīng)電流為順時針方向，電動勢大小為感應(yīng)電流大小可知，線圈中的感應(yīng)電流為恒定電流而不是周期性變化的。故BD錯誤；C．當感應(yīng)電流方向為順時針時，電流由，根據(jù)左手定則判斷可知，邊所受安培力方向向左。故C正確。故選C。二、多項選擇題：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.如圖所示，向一個空的鋁制飲料罐中插入一根粗細均勻透明吸管，接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱（長度可忽略）。如果不計大氣壓的變化，該裝置就是一支簡易的氣溫計。下列說法正確的是（）A.吸管上的氣溫計刻度是均勻的B.溫度升高后，罐中氣體的壓強增大C.用更粗的透明吸管，其余條件不變，則測溫范圍會變大D.用更小的飲料罐，其余條件不變，可提高該氣溫計的測溫靈敏度〖答案〗AC〖解析〗A．設(shè)初始溫度為、罐中空氣體積為、吸管內(nèi)空氣柱長度為、其橫截面積為S，溫度變化后溫度為、罐中空氣體積不變、吸管內(nèi)空氣柱長度為、其橫截面積不變。在溫度變化時，氣體做等壓變化，有可知故溫度變化量與距離的變化量成正比，故A項正確；B．罐中氣體的壓強始終等于大氣壓，即罐中氣體的壓強始終不變，故B項錯誤；C．根據(jù)題意及A項分析可得，油柱距離的變化與溫度變化量關(guān)系為，可知若更換更粗的透明吸管，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，則測量范圍會變大，故C項正確；D．根據(jù)，可得若用更小的飲料罐，其余條件不變，即在溫度變化相同的條件下，吸管中的油柱左右移動距離會變小，即該氣溫計的測溫靈敏度會降低，故D項錯誤。故選AC。10.我國已經(jīng)在空間站上開展過四次精彩的太空授課，在億萬中小學生心里播撒下科學的種子?！疤鞂m課堂”的教師們曾經(jīng)做過兩個有趣實驗：一個是微重力環(huán)境下液橋演示實驗，在兩個固體表面之間可形成大尺寸液橋，如圖甲所示；另一個是微重力環(huán)境下液體顯著的“毛細現(xiàn)象”演示，把三根粗細不同的塑料管，同時放入裝滿水的培養(yǎng)皿，水在管內(nèi)不斷上升，直到管頂，如圖乙所示。對于這兩個實驗的原理及其理解，下列說法正確的是（）A.液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”B.分子勢能和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示，能總體上反映水表面層中水分子勢能的可能是圖中“C”位置C.農(nóng)民使用“松土保墑”進行耕作，通過松土形成了土壤毛細管，使得土壤下面的水分更容易被輸送到地表D.航天員在太空微重力環(huán)境中會因為無法吸墨、運墨而寫不成毛筆字〖答案〗AB〖解析〗A．液體表面張力使得液橋表面形狀得以維持，而不會“垮塌”，故A正確；B．分子勢能和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖丙所示，水表面層中水分子間距離大于內(nèi)部水分子的距離，能總體上反映水表面層中水分子勢能的是圖中“C”位置，故B正確；C．農(nóng)民使用“松土保墑”進行耕作，通過松土阻斷了土壤毛細管，使得土壤下面的水分不容易被輸送到地表，故C錯誤；D．毛筆書寫過程中，在毛細現(xiàn)象作用下，墨汁與可以被浸潤的毛筆材料發(fā)生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛筆材料中，并牢牢“困”在毛筆內(nèi)部。而當毛筆尖與紙張接觸時，留在毛筆表面的墨汁，同樣在毛細作用下，被吸附到紙上，其間根本無須重力作用，故D錯誤。故選AB。11.我國最高防護實驗室中的一種污水流量計如圖甲所示，其原理可以簡化為如圖乙所示模型：廢液中的大量正、負離子以速度v（未知）從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入左側(cè)流出，容器處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中（流量Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積）。下列說法正確的是（）A.圖乙中N點的電勢低于M點的電勢B.正、負離子所受洛倫茲力的方向相同C.當污水中離子的濃度升高時，M、N兩點間的電勢差不變D.推算廢液的流量還需要測量M、N兩點間的電勢差〖答案〗CD〖解析〗AB．正、負離子從右側(cè)垂直進入磁場時，根據(jù)左手定則可知，正離子受到向下的洛倫茲力向下偏轉(zhuǎn)在下管壁聚集，負離子受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)在上管壁聚集，故N點的電勢高于M點的電勢，故AB錯誤；C．當水平向左運動的離子受力平衡時有解得可知M、N兩點間的電勢差與離子濃度無關(guān)，故C正確；D．結(jié)合上述，流量為結(jié)合上述解得可知，推算廢液的流量還需要測量M、N兩點間的電勢差，故D正確。故選CD。12.如圖所示為某質(zhì)譜儀的示意圖，由豎直放置的速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場構(gòu)成。由三種不同粒子組成的粒子束以某速度沿豎直向下的方向射入速度選擇器，該粒子束沿直線穿過底板上的小孔O進入偏轉(zhuǎn)磁場，最終三種粒子分別打在底板上的、、三點，已知底板上下兩側(cè)的勻強磁場方向均垂直紙面向外，且磁感應(yīng)強度的大小分別為、，速度選擇器中勻強電場的電場強度大小為E，不計粒子的重力以及它們之間的相互作用力，則下列說法正確的是（）A.速度選擇器中的電場方向向右，且三種粒子電性可正可負B.三種粒子從進入速度選擇器到打在上速度大小都不變C.如果三種粒子的電荷量相等，則打在點的粒子質(zhì)量最小D.如果三種粒子電荷量均為q，且、的間距為，則打在、兩點的粒子質(zhì)量差為〖答案〗BD〖解析〗A．帶電粒子通過速度選擇器時，需要二力平衡，故且兩力方向相反。根據(jù)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，由左手定則可知三種粒子均帶正電，故速度選擇器中洛倫茲力方向為水平向左，可知電場方向向右，故A錯誤；B．粒子在速度選擇器中運動時速度保持不變，進入偏轉(zhuǎn)磁場，洛倫茲力不做功，到打在上速度大小都不變，但方向均有變化，故B正確；C．粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，有，解得三種粒子的電荷量相等，半徑與質(zhì)量成正比，故打在點的粒子質(zhì)量最大，故C錯誤；D．打在、兩點的粒子間距為解得故D正確。故選BD。三、非選擇題：本題6個小題，共52分。13.某物理興趣小組采用如圖所示的實驗裝置探究氣體等溫變化規(guī)律。（1）實驗研究對象是___________。（2）實驗中為了保持封閉氣體質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是___________；為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是___________和___________。（3）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是___________（填正確〖答案〗標號）。A.注射器一定要豎直固定B.由于活塞、氣壓計有重力，測得的氣體壓強比實際值偏大C.實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積D.實驗中若密封橡膠套脫落，應(yīng)立刻堵住后繼續(xù)實驗〖答案〗（1）被封閉氣體（或空氣柱）（2）在注射器活塞上涂潤滑油移動活塞要緩慢不能用手握住注射器封閉氣體部分（3）C〖解析〗（1）實驗研究對象是被封閉氣體（或空氣柱）。（2）[1]為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實驗中采取的主要措施是在注射器活塞上涂潤滑油，這樣可以保持氣密性。[2]為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活塞要緩慢、不能用手握住注射器封閉氣體部分。（3）AB．因為氣體的壓強直接由氣壓計讀出，所以注射器不一定豎直固定，活塞、氣壓計的重力對壓強測量值也沒有影響，故AB錯誤；C．由玻意耳定律可得即由上式可知，實驗中不需要測量空氣柱的橫截面積，故C正確；D．實驗中若密封橡膠套脫落，則氣體的質(zhì)量會發(fā)生變化，堵住后不能繼續(xù)實驗，故D錯誤。故選C。14.某同學要做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗。（1）采用油膜法估測油酸分子的大小，實際上是將油酸分子視為一種理想化模型，它包括三個假設(shè)，即①油酸分子為球形、②___________、③___________。（2）該小組進行下列實驗操作，請將它們按操作先后順序排列：___________。（3）實驗使用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL。用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液其體積為1mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。若每一小方格的邊長為2cm，則油酸薄膜的面積為___________；每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為___________；根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑為___________m。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（4）某同學在實驗中的計算結(jié)果明顯偏小，可能的原因是_________（填正確〖答案〗標號）。A.油酸還未完全散開B.求每滴溶液的體積時，溶液的滴數(shù)少記了10滴C.油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化D.計算油膜面積時，將所有不足一格的方格都當作一個格來計算〖答案〗（1）分子之間無空隙油膜是單分子層（2）CAEDB（3）（4）CD〖解析〗（1）[1][2]用油膜法估測油酸分子的大小實驗的前提是將油酸分子視為一種理想化模型，它包括三個假設(shè)，即①油酸分子為球形、②分子之間無空隙、③油膜是單分子層。（2）“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗步驟為：用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù)，由此計算出一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積，往淺盤里倒入約2cm深的水，水面穩(wěn)定后將適量痱子粉均勻撒在水面上，用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形狀穩(wěn)定，將帶有坐標方格的玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上，計算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。則實驗操作順序為CAEDB。（3）[1]若每一小方格的邊長為2cm，由圖中可知輪廓中大約為100個小方格，則油酸薄膜的面積為[2]每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為[3]油酸分子的直徑為（4）根據(jù)A．油酸還未完全散開，則油膜面積測量值偏小，使得直徑測量值偏大，故A錯誤；B．求每滴溶液的體積時，溶液的滴數(shù)少記了10滴，則每