?2021-2022學(xué)年山東省德州市高二（下）期末物理試卷

題號
一
二
三
四
五
六
總分
得分









一、單選題（本大題共8小題，共24分）
1. 下列說法正確的是(????)
A. 擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都是物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B. 我國即將進(jìn)入全面5G時(shí)代，在真空中5G信號和4G信號傳播速度相同
C. 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量越大
D. 在LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電流增強(qiáng)時(shí)，電容器充電
2. 關(guān)于熱力學(xué)定律，下列說法正確的是(????)
A. 能量守恒告訴我們，所有符合能量守恒定律的宏觀過程都能自發(fā)進(jìn)行
B. 實(shí)際過程中，只要涉及熱現(xiàn)象，都有特定的方向性
C. 功轉(zhuǎn)化為熱的實(shí)際宏觀過程是可逆過程
D. 做功與熱傳遞都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但不是等價(jià)的
3. 下列關(guān)于原子核的敘述中正確的是(????)
A. 原子核的質(zhì)量越小，比結(jié)合能就越小
B. 放射性元素的半衰期與原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)有關(guān)
C. 原子核能自發(fā)地放出β粒子說明原子核內(nèi)有β粒子
D. 重核裂變反應(yīng)，釋放能量
4. 一個(gè)勻強(qiáng)磁場的邊界是MN，MN左側(cè)無磁場，右側(cè)是范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖(甲)所示．現(xiàn)有一個(gè)金屬線框沿ab方向以恒定速度從MN左側(cè)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場區(qū)域．線框中的電流隨時(shí)間變化的It圖象如圖(乙)所示．則可能的線框是如圖所示中的哪一個(gè)(????)

A. B. C. D.
5. 演示自感現(xiàn)象的電路如圖所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不可忽略，L為電感線圈，R為定值電阻。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定時(shí)，兩只完全相同的燈泡A1、A2亮度相同，下列說法正確的是(????)


A. 閉合開關(guān)S時(shí)，A1、A2同時(shí)變亮
B. 閉合開關(guān)S時(shí)，A1慢慢變亮，A2立即變亮然后亮度保持不變
C. 若斷開開關(guān)，A1逐漸變暗，A2閃亮一下再逐漸變暗
D. 若斷開開關(guān)，A1、A2同時(shí)逐漸變暗
6. 兩個(gè)等質(zhì)量粒子分別以速度va和vb垂直射入有界勻強(qiáng)磁場，兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為60°和45°，磁場垂直紙面向外，磁場寬度為d，兩粒子同時(shí)由A點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)B點(diǎn)，A、B連線垂直于磁場邊界。如圖所示，則(????)
A. a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電
B. 兩粒子的軌道半徑之比Ra：Rb=1：2
C. 兩粒子的電荷量之比qa：qb=3：2
D. 兩粒子的速率之比va：vb=22：3

7. 如圖所示，在足夠長的光滑斜面上，用細(xì)線拴著一端封閉的導(dǎo)熱玻璃管。玻璃管內(nèi)部液柱封閉了一定量的理想氣體，外界溫度不變，玻璃管和液柱均處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)剪斷細(xì)線下滑穩(wěn)定后，以下說法正確的是(????)
A. 封閉氣體的長度將變長
B. 封閉氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓
C. 玻璃管內(nèi)壁，單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上所受氣體分子撞擊次數(shù)增加
D. 封閉氣體內(nèi)能減小
8. 如圖所示，有一匝數(shù)為20、邊長為10cm、電阻不計(jì)的正方形線框繞著固定轉(zhuǎn)軸OO'以角速度50πrad/s在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框關(guān)于OO'對稱，線框通過兩電刷(未畫出)與某一理想變壓器相連，變壓器原線圈串有一個(gè)理想交流電流表A，已知理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1：n2=10：1，副線圈兩端接有兩完全相同燈泡L1，L2串聯(lián)，如果燈泡L1，L2的規(guī)格均為“5V，1W”且正常發(fā)光，則下列說法正確的是(????)

A. 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為102πT
B. 該線框中形成的交變電流，電流方向1秒內(nèi)改變25次
C. 線框轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，電流表A讀數(shù)為零
D. 閉合開關(guān)，并聯(lián)上燈泡L3，不考慮燈泡的燒壞及阻值的變化，則L1、L2均變亮

二、多選題（本大題共4小題，共16分）
9. 如圖所示，甲是回旋加速器，乙是磁流體發(fā)電機(jī)，丙是速度選擇器，丁是霍爾元件，下列說法正確的是(????)

A. 甲圖可通過增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B來增大粒子的最大動(dòng)能
B. 乙圖可通過增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B來增大電源電動(dòng)勢
C. 丙圖無法判斷出帶電粒子的電性，粒子能夠從左右兩個(gè)方向沿直線勻速通過速度選擇器
D. 丁圖中產(chǎn)生霍爾效應(yīng)時(shí)，無論載流子帶正電或負(fù)電，穩(wěn)定時(shí)都是C板電勢高
10. 如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，在這一過程中，下列說法正確的是(????)


A. 氣體溫度降低 B. 氣體溫度升高
C. 氣體向外界放出熱量 D. 氣體的內(nèi)能增加
11. 氫原子的部分能級圖如圖甲所示，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)能輻射出不同頻率的光，用這些光照射如圖乙所示的光電管陰極K，陰極材料是逸出功為2.55eV的金屬鉀。已知可見光光子的能量范圍為1.62～3.11eV，則下列說法中正確的是(????)

A. 這些氫原子一共能輻射出5種頻率的光子
B. 這些氫原子發(fā)出的光子中有1種屬于可見光
C. 這些氫原子發(fā)出的光有4種光可使鉀產(chǎn)生光電效應(yīng)
D. 若用n=3躍遷到基態(tài)輻射的光照射陰極，其遏止電壓為9.54V
12. 如圖所示，地面上固定寬為L的平行金屬導(dǎo)軌，有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場B，導(dǎo)軌與水平地面成θ角，底端電阻為R。質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒從導(dǎo)軌a位置以初速度為v0向上滑動(dòng)，到達(dá)b位置時(shí)，速度減為零，且恰好能靜止在軌道上，此時(shí)a與b兩位置豎直高度差為h，金屬棒與軌道始終接觸良好，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。下面說法正確的是(????)
A. 金屬棒在a位置所受安培力為B2L2v0R+r
B. 金屬棒在a位置時(shí)的加速度大小為2gsinθ+B2L2v0m(R+r)
C. 從a到b的過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量為12mv02-mgh
D. 從a到b過程中，流過金屬棒的電荷量為BLh(R+r)sinθ

三、填空題（本大題共1小題，共6分）
13. 在“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL，用注射器測得lmL上述溶液有100滴，將1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖，圖中正方形格的邊長為1cm，則可求得：
(1)油酸薄膜的面積是______ cm2；
(2)油酸分子的直徑是______ m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；
(3)利用單分子油膜法還可以粗測阿伏加德羅常數(shù)．如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M.則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為______ ．

四、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共8分）
14. 熱敏電阻是溫度傳感器的核心元件，某金屬熱敏電阻說明書給出的阻值R隨溫度t變化的圖線如圖甲所示，現(xiàn)有一課外活動(dòng)小組利用該金屬熱敏電阻測量溫度，提供實(shí)驗(yàn)器材如下：

A.直流電源，電動(dòng)勢E=3V，內(nèi)阻不計(jì)
B.電壓表，量程3V，內(nèi)阻約5kΩ
C.電流表，量程0.3A，內(nèi)阻2Ω
D.滑動(dòng)變阻器RP，最大阻值5Ω
E.被測熱敏電阻RtF.開關(guān)、導(dǎo)線若干
(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)器材，為精確地測量金屬熱敏電阻，單刀雙擲開關(guān)應(yīng)置于______(填“1”或“2”)位置。
(2)該熱敏電阻R的阻值隨溫度t變化的函數(shù)關(guān)系式______。
(3)接通開關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置，此時(shí)電壓表示數(shù)為2.00V，對應(yīng)的電流表示數(shù)如圖丙所示I=______A，由此得此時(shí)熱敏電阻對應(yīng)的溫度為______℃。

五、簡答題（本大題共2小題，共16分）
15. 某理想變壓器原線圈a和副線圈b的匝數(shù)比為2：1，原線圈接在交流電源上，交流電源的電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖中余弦圖線所示，副線圈中“12V，6W”的燈泡L恰好正常發(fā)光，電阻R1=R2=R。求：
(1)流過電阻R1的電流；
(2)電阻R的阻值。

16. 400年前伽利略最先發(fā)明了溫度計(jì)。有人模仿伽利略溫度計(jì)設(shè)計(jì)了一種測溫裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃泡A內(nèi)封有一定量氣體(可視為理想氣體)，與玻璃泡A相連的B管插在水銀槽中，管內(nèi)水銀面的高度h即可反映泡內(nèi)氣體的溫度，即環(huán)境溫度，并可由B管上的刻度直接讀出。當(dāng)溫度是t1=-13℃時(shí)，管內(nèi)水銀面恰好到達(dá)B管頂端，高度為h1=24cm。外界大氣壓P0相當(dāng)于76cm高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，水銀槽的橫截面積遠(yuǎn)大于B管的橫截面積。求：
(1)若B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)。當(dāng)B管內(nèi)水銀面高度為h2=18cm時(shí)，溫度為多少攝氏度？
(2)若玻璃泡A體積為V0=300mL，管B的內(nèi)截面積為S=0.5cm2，考慮B管內(nèi)氣體體積，溫度為31℃時(shí)，水銀面的高度為多少？

六、計(jì)算題（本大題共2小題，共30分）
17. 如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)第一、三、四象限存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第二象限存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場。質(zhì)量均為m、電荷量均為q的兩帶負(fù)電粒子a、b先后以同一速率v0從y軸上的P點(diǎn)分別沿x軸正、負(fù)方向入射，經(jīng)過一段時(shí)間后，兩粒子恰好在x軸負(fù)半軸上的Q點(diǎn)相遇，此時(shí)兩粒子均第一次通過x軸負(fù)半軸。已知O、P兩點(diǎn)的距離為d，O、Q兩點(diǎn)的距離為3d，不計(jì)粒子間的作用力和粒子受到的重力。求：
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大??；
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；
(3)粒子a、b先后射出的時(shí)間差。

18. 如圖所示，與x軸平行的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，只在x>0的區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=10T。導(dǎo)體棒MN和正方形導(dǎo)線框abcd靜止在導(dǎo)軌上，且導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)線框ab、cd的兩邊都垂直于x軸，導(dǎo)線框的邊長、導(dǎo)體棒MN的長度及導(dǎo)軌的寬度都為L=0.1m。現(xiàn)固定導(dǎo)線框，將與MN垂直且向左的水平恒力作用在導(dǎo)體棒MN的中點(diǎn)上，水平恒力的大小F=3N。當(dāng)MN達(dá)到最大速度后撤掉恒力，同時(shí)釋放導(dǎo)線框，當(dāng)導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置時(shí)，導(dǎo)線框恰好達(dá)到最大速度，此時(shí)立即將導(dǎo)體棒MN固定。經(jīng)過一段時(shí)間后，導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置。已知導(dǎo)體棒MN和導(dǎo)線框的質(zhì)量都為m=0.1kg；導(dǎo)體棒MN及導(dǎo)線框ab、cd邊的電阻都為r=34Ω，導(dǎo)軌和導(dǎo)線框其余電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)線框一直沒有接觸。求：
(1)導(dǎo)體棒MN的最大速度vMN；
(2)導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度v1；
(3)導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度v2；
(4)由導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置到導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置的過程中，導(dǎo)體棒MN產(chǎn)生的焦耳熱(結(jié)果保留兩位小數(shù))。


答案和解析

1.【答案】B?
【解析】解：A、擴(kuò)散現(xiàn)象指不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，是物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故傳播速度相同，故B正確；
C、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光電子數(shù)目越多，而光子的能量與光照強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D、電流增強(qiáng)的過程中，電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化，電容器放電，故D錯(cuò)誤。
故選：B。
擴(kuò)散是指不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象．一切物體都可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，形成的原因是由于液體分子對懸浮微粒無規(guī)則撞擊引起的；，知道電磁波在真空中傳播速度均為光速；根據(jù)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件分析；電流減弱的過程中，磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化，電容器充電。
本題主要考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握，難度不大，考查范圍較廣。

2.【答案】B?
【解析】解：A、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然現(xiàn)象都是不可逆的，比如機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能無法全部用來做功轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而不產(chǎn)生其他變化，即符合能量守恒定律的宏觀過程一定能自發(fā)的進(jìn)行，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，實(shí)際過程中，只要涉及熱現(xiàn)象，都有特定的方向性，故B正確；
C、根據(jù)熱力學(xué)第二定律，功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過程是不可逆過程，故C錯(cuò)誤；
D、做功與熱傳遞都能改變系統(tǒng)的內(nèi)能，做功改變系統(tǒng)的內(nèi)能是能量的變化，熱傳四改變系統(tǒng)的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移，兩者是等價(jià)的，故D錯(cuò)誤；
故選：B。
正確理解熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容，結(jié)合選項(xiàng)逐個(gè)完成分析。
本題主要考查了熱力學(xué)第二定律的相關(guān)應(yīng)用，熟悉概念并理解在生活中的應(yīng)用即可完成分析，難度不大。

3.【答案】D?
【解析】解：A、根據(jù)原子核的質(zhì)量與比結(jié)合能的關(guān)系圖象可知，中等質(zhì)量的原子核的比結(jié)合能最大，故A錯(cuò)誤。
B、放射性元素的半衰期與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。故B錯(cuò)誤。
C、某些原子核能夠放射出β粒子，β粒子是由原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化來的，原子核內(nèi)不含有β粒子。故C錯(cuò)誤。
D、根據(jù)質(zhì)能方程，結(jié)合質(zhì)量虧損，可知，重核裂變反應(yīng)要釋放能量，故D正確；
故選：D。
根據(jù)比結(jié)合能的大小與原子核的質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系分析；放射性元素的半衰期與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；原子核放射出的β粒子是由原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化來的；裂變反應(yīng)中，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，要釋放能量。
本題考查的原子物理學(xué)的知識點(diǎn)較多，難度不大，需要我們在學(xué)習(xí)原子物理學(xué)時(shí)全面掌握各個(gè)知識點(diǎn)。

4.【答案】D?
【解析】解：導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv，
設(shè)線框總電阻是R，則感應(yīng)電流I=ER
由圖乙所示圖象可知，感應(yīng)電流先均勻變大，后均勻變小，且電流大小與時(shí)間成正比，由于B、v、R是定值，
故導(dǎo)體棒的有效長度L應(yīng)先均勻變長，后均勻變短，
且L隨時(shí)間均勻變化，即L與時(shí)間t成正比．
A、閉合圓環(huán)勻速進(jìn)入磁場時(shí)，有效長度L先變大，后變小，但L隨時(shí)間不是均勻變化，不符合題意，故A錯(cuò)誤；
B、正方形線框進(jìn)入磁場時(shí)，有效長度L不變，感應(yīng)電流不變，不符合題意，故B錯(cuò)誤；
C、梯形線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，有效長度L先均勻增加，后不變，最后均勻減小，不符合題意，故C錯(cuò)誤；
D、三角形線框勻速進(jìn)入磁場時(shí)，有效長度L先增加，后減小，且隨時(shí)間均勻變化，符合題意，故D正確；
故選：D．
由電磁感應(yīng)定律求電動(dòng)勢E=BLv及歐姆定定律求出電流的表達(dá)式，找出各線框進(jìn)入磁場時(shí)電流的變化規(guī)律，然后選出與圖乙所示圖象符合的線框．
本題是一道關(guān)于感應(yīng)電流的圖象題，熟練應(yīng)用導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢公式、歐姆定律、分析清楚圖象特點(diǎn)是正確解題的關(guān)鍵．

5.【答案】D?
【解析】解：AB、閉合開關(guān)S時(shí)，電阻R不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，燈泡A2立刻發(fā)光；流過線圈L的電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，根據(jù)楞次定律得知，感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙電流的增大，使得流過燈泡A1的電流逐漸增大，燈泡A1逐漸亮起來；隨燈泡A1支路的電流增大，電路中的總電流增大，所以電池的內(nèi)電壓與滑動(dòng)變阻器上的電壓都增大，所以并聯(lián)部分的電壓減小，所以燈A2的亮度變暗，故AB錯(cuò)誤；
CD、閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，最終A1與A2的亮度相同，則A1中電流等于A2中電流，斷開開關(guān)瞬間，電感線圈L、電阻R、燈泡A1、燈泡A2構(gòu)成自感回路，電流從同一值開始緩慢減小至為零，故燈泡A1和燈泡A2均緩慢熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。
故選：D。
閉合開關(guān)的瞬間，通過L的電流增大，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，根據(jù)楞次定律分析電流的變化，判斷通過兩燈電流的關(guān)系。待電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，分析通過兩燈的電流關(guān)系，判斷兩燈是否同時(shí)熄滅。
當(dāng)通過線圈本身的電流變化時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感現(xiàn)象，這是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可運(yùn)用楞次定律分析自感電動(dòng)勢對電流的影響。

6.【答案】D?
【解析】解：A、根據(jù)左手定則可知a粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；
B、a粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得粒子軌跡對應(yīng)的圓心角為60°，根據(jù)幾何關(guān)系可得：Ra=d；
同理可得粒子b在磁場中軌跡對應(yīng)的圓心角為90°，根據(jù)幾何關(guān)系可得b粒子的軌道半徑：Rb=22d
則兩粒子的軌道半徑之比Ra：Rb=2：1，故B錯(cuò)誤；
C、a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：ta=60°360°×2πmqaB=πm3qaB，b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：tb=90°360°×2πmqbB=πm2qbB；
兩個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，則有：πm3qaB=πm2qbB；
解得：qa：qb=2：3，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qvB=mv2R，解得：v=qBRm；所以vavb=qaRaqbRb=23×21=223，故D正確。
故選：D。
根據(jù)左手定則可知粒子電性；根據(jù)幾何關(guān)系求解粒子的軌道半徑；根據(jù)周期公式求解粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，兩個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，由此求解電荷量之比；根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解速率之比。
對于帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況分析，一般是確定圓心位置，根據(jù)幾何關(guān)系求半徑，結(jié)合洛倫茲力提供向心力求解未知量；根據(jù)周期公式結(jié)合軌跡對應(yīng)的圓心角求時(shí)間。

7.【答案】C?
【解析】解：設(shè)外界大氣壓為p0，液柱的質(zhì)量為m、玻璃管的截面積為S，斜面傾角為θ、重力加速度為g。
AB、玻璃管和液柱均處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)為p1=p0-mgsinθS；
剪斷細(xì)線下滑穩(wěn)定后，整體的加速度大小為：a=gsinθ，此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為p2，對液柱根據(jù)牛頓第二定律可得：p2S+mgsinθ-p0S=ma，解得：p2=p0-mgsinθS+ma=p0，所以封閉氣體壓強(qiáng)增大；根據(jù)p1V1=p2V2可知體積減小，氣柱長度減小，故AB錯(cuò)誤；
CD、外界溫度不變，在此過程中封閉氣體的溫度不變、內(nèi)能不變；
封閉溫度不變、分子平均動(dòng)能不變，氣體壓強(qiáng)增大、分子數(shù)密度增大、則玻璃管內(nèi)壁，單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上所受氣體分子撞擊次數(shù)增加，故C正確、D錯(cuò)誤。
故選：C。
玻璃管和液柱均處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，根據(jù)平衡條件求解封閉氣體的壓強(qiáng)；整體加速下滑時(shí)柱根據(jù)牛頓第二定律求解封閉氣體的壓強(qiáng)，由此進(jìn)行分析AB選項(xiàng)；
一定質(zhì)量的理想氣體內(nèi)能由溫度決定，單位時(shí)間內(nèi)對容器壁單位面積撞擊次數(shù)決定于氣體的密度和溫度，由此分析CD選項(xiàng)。
本題主要是考查了一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)方程。本題要能用靜力學(xué)觀點(diǎn)分析各處壓強(qiáng)的關(guān)系，要注意研究過程中哪些量不變，哪些量變化，選擇合適的氣體實(shí)驗(yàn)定律解決問題。

8.【答案】A?
【解析】解：A、由題意知燈泡L1、L2正常發(fā)光，則U2=2U=2×5V=10V
根據(jù)變壓原理得：U1U2=n1n2
原線圈兩端的電壓為：U1=n1n2U2=10×101V=100V
線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em=2U1=2×100V=1002V
根據(jù)Em=NBSω
解得：B=EmNBSω=100220×100×10-4×50πT=102πT，故A正確；
B、交流電的頻率為f=ω2π=50π2πHz=25Hz，電流方向一周期內(nèi)改變兩次，則電流方向1秒內(nèi)改變50次，故B錯(cuò)誤。
C、電流表讀數(shù)為交流電的有效值，而它的有效值是不變的，故當(dāng)線框轉(zhuǎn)到圖示位置的瞬間，電流表的讀數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤。
D、閉合開關(guān)，副線圈總電阻減小，因?yàn)閁2不變，故副線圈電流變大，則燈泡L1變亮，兩并聯(lián)燈泡兩端的電壓減小，原來的L2變暗，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
利用理想變壓器的電壓、之間的關(guān)系求出原線圈兩端的電壓，再求出其對應(yīng)的最大值，再根據(jù)Em=NBSω?可求磁感應(yīng)強(qiáng)度；電流方向一周期內(nèi)改變兩次，求出頻率即可求電流方向1秒內(nèi)改變的次數(shù)；電流表讀數(shù)為交流電的有效值，是不變的；閉合開關(guān)，副線圈總電阻減小，因?yàn)閁2不變，故副線圈電流變大，可確定燈泡L1亮度情況怎樣變化，兩并聯(lián)燈泡兩端的電壓減小，可確定原來的L2的亮度情況怎樣變化。
本題考查了理想變壓器的電壓之間的關(guān)系，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值的表達(dá)式，能夠用動(dòng)態(tài)分析法分析電路的變化。

9.【答案】AB?
【解析】解：A、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力得qvB=mv2R，所以當(dāng)軌道半徑最大時(shí)，最大速度為vm=qBRm，所以增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以增大最大速度，故A正確；
B、根據(jù)qvB=qUd，可得UAB=Bdv，通過增加磁感應(yīng)強(qiáng)度B來增大電源電動(dòng)勢，故B正確；
C、粒子恰能沿直線勻速通過，則有qvB=Eq，式子兩邊q可約掉，無法確定粒子的電性；但如果將粒子反向射入時(shí)，受到的電場力方向不變，但洛倫茲力方向反向，粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以粒子只能從其中一個(gè)方向沿直線勻速通速度選擇器，故C錯(cuò)誤；
D、如果載流子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可知，帶負(fù)電的載流子向C偏轉(zhuǎn)，則C電勢低，故D錯(cuò)誤。
故選：AB。
明確回旋加速器原理，知道粒子想利用回旋加速器獲得更大的動(dòng)能，需要增大D形盒半徑和增大磁感應(yīng)強(qiáng)度；磁流體發(fā)電機(jī)就是利用帶電粒子受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)的原理發(fā)電。速度選擇器是因?yàn)檫_(dá)到某一速度的粒子受力平衡做勻速直線運(yùn)動(dòng)?；魻栐械牧Ｗ邮艿铰鍌惼澚Φ淖饔迷谠粋?cè)聚集。
本題考查洛倫茲力的應(yīng)用，掌握用左手定則判斷洛倫茲力的方向，知道速度選擇器的原理以及回旋加速器中最大動(dòng)能的表達(dá)式。

10.【答案】BD?
【解析】解：由P-V圖象可知，由a到b氣體的壓強(qiáng)和體積均增大，氣體對外做功，W0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU=W+Q可知，Q>0，氣體從外界吸收熱量，故BD正確，AC錯(cuò)誤；
故選：BD。
根據(jù)圖象可知ab的壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程分析ab之間的溫度關(guān)系，理想氣體內(nèi)能由溫度決定．根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析氣體的內(nèi)能的變化．由a到b氣體體積變大，氣體對外做功．
根據(jù)圖象，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程判斷出氣體溫度如何變化是正確解題的前提與關(guān)鍵，判斷氣體是吸熱還是放熱，要注意熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用．

11.【答案】CD?
【解析】解：A、大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)可以釋放出C42=6種不同頻率的光子，故A錯(cuò)誤；
B、n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)，釋放出的光子的能量滿足能級差，只有從第4能級躍遷至第2能級釋放的能量為2.55eV，和第3能級躍遷至第2能級釋放的能量為1.89eV，這2種在可見光光子的能量范圍內(nèi)，故B錯(cuò)誤；
C、發(fā)生光電效應(yīng)的條件為輻射出光子的能量要大于等于逸出功，這群氫原子自發(fā)躍遷時(shí)從n=4向n=1級躍遷的光子，ΔE=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV，從n=4向n=2級躍遷的光子，ΔE1=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV，從n=2向n=1級躍遷的光子，ΔE2=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV，從n=3向n=1級躍遷的光子，ΔE3=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV，大于金屬鉀的逸出功，所以有4種光可使鉀產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確；
D、若用n=3躍遷到基態(tài)輻射的光照射陰極，此時(shí)光子輻射的能量為12.05eV，其遏止電壓為Uc，則有eUc=Ekm=hν-W，解得Uc=9.54V，故D正確。
故選：CD。
一群處于n激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時(shí)最多發(fā)出的光子種數(shù)為C42種，結(jié)合圖甲可計(jì)算各種光子的能量，再根據(jù)題干可判斷哪幾種屬于可見光；發(fā)生光電效應(yīng)的條件為輻射出光子的能量要大于等于逸出功；根據(jù)光電效應(yīng)方程eUc=Ekm=hν-W可計(jì)算遏止電壓。
本題考查光電效應(yīng)以及氫原子能級躍遷的相關(guān)知識，要求學(xué)生結(jié)合光電效應(yīng)方程以及能級躍遷相關(guān)公式進(jìn)行求解，難度不大。

12.【答案】ABD?
【解析】解：A、金屬棒在a位置時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BLv0，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為：I=BLv0R+r，根據(jù)安培力的計(jì)算公式可得：FA=BIL=B2L2v0R+r，故A正確；
B、金屬棒到達(dá)b位置時(shí)，速度減為零，且恰好能靜止在軌道上，則有：mgsinθ=μmgcosθ
在a位置時(shí)，對金屬棒根據(jù)牛頓第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ+FA=ma，
聯(lián)立解得金屬棒的加速度大小為：a=2gsinθ+B2L2v0m(R+r)，故B正確；
C、根據(jù)能量守恒定律可得從a到b的過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量為Q=12mv02-mgh-μmgcosθ?hsinθ=12mv02-2mgh，故C錯(cuò)誤；
D、從a到b過程中，流過金屬棒的電荷量為：q=I-t=E-R+rt=ΔΦR+r=BSR+r=BLh(R+r)sinθ，故D正確。
故選：ABD。
根據(jù)安培力的計(jì)算公式求解安培力的大小；對金屬棒根據(jù)牛頓第二定律求解加速度的大??；根據(jù)能量守恒定律可得從a到b的過程中電阻R中產(chǎn)生的熱量；根據(jù)電荷量的計(jì)算公式求解從a到b過程中，流過金屬棒的電荷量。
對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。

13.【答案】82；7.3×10-10；6MS3πρV3?
【解析】解：(1)由圖示可知，油膜約占82個(gè)格，油膜的面積：
S=1cm×1cm×82=82cm2；
(2)一滴溶液中含純油的體積：
V=1mL100×0.6mL1000mL=6×10-5mL
油酸分子的直徑：
d=VS=6×10-5cm382cm2≈7.3×10-8cm=7.3×10-10m.
(3)油酸分子的直徑為：
d=VS
把油酸分子看成立方體形，則有
NA?16πd3=Mρ
代入解得：
NA=6MS3πρV3
故答案為：
(1)82(80～85均可)；
(2)(7.3±0.2)×10-10；
(3)6MS3πρV3．
(1)由圖示油膜求出油膜的面積．
(2)求出一滴溶液中含純油的體積，然后求出油酸分子的直徑．
(3)油酸溶液滴在水面上擴(kuò)散后形成的油酸油膜最大面積時(shí)，形成單分子油膜，油膜的厚度等于分子直徑．由油酸的體積與面積之比求出分子直徑．把分子看成球形，阿伏加德羅常量為NA等于摩爾體積與分子體積之比．
油膜面積時(shí)要注意，不到半個(gè)格的要舍去，超過半個(gè)格的算一個(gè)格，數(shù)出油膜輪廓的格數(shù)，然后乘以每一個(gè)格的面積得到油膜的面積；求油的體積時(shí)要注意，求的是純油的體積，不是溶液的體積；分子模型通常為球模型．

14.【答案】1? R=115t+43? 0.20? 100?
【解析】解：(1)由于電流表的內(nèi)阻已知，所以電流表采用內(nèi)接法，即雙擲開關(guān)接1；
(2)根據(jù)圖甲可知R=115t+43；
(3)電流表分度值為0.02A，對應(yīng)的電流表示數(shù)如圖丙所示為I=0.20A。根據(jù)閉合電路歐姆定律有：R+RA=UI，解得：R=8Ω，從圖1中可查出最高溫度為100℃。
故答案為：(1)1；?(2)R=115t+43；(3)0.20，100
(1)由于電流表的內(nèi)阻已知，所以電流表采用內(nèi)接法
(2)由圖甲所示圖象求出熱敏電阻R的阻值隨溫度t變化的函數(shù)關(guān)系式。
(2)根據(jù)圖示電路圖應(yīng)用歐姆定律求出熱敏電阻阻值，根據(jù)圖甲所示圖象求出待測溫度。
本題考查伏安法測電阻的應(yīng)用，要注意明確滑動(dòng)變阻器分壓接法的正確應(yīng)用，明確當(dāng)電流表內(nèi)阻已知時(shí)，可以采用電流表內(nèi)接法。

15.【答案】解：(1)燈泡L恰好正常發(fā)光，則副線圈的電流I2=PLUL=612A=0.5A，則原線圈的電流I1=n2n1I2=12×0.5A=0.25A，即流過電阻R1的電流為0.25A；
(2)電源電源U=Um2=10022V=100V，
U=U1+UR1=U1+I1R1=100V，
副線圈電壓：U2=UL+I2R2，
根據(jù)U1U2=n1n2=21，
又知R1=R2=R，聯(lián)立解得R=60.8Ω。
答：(1)流過電阻R1的電流為0.25A；
(2)電阻R的阻值為60.8Ω。?
【解析】(1)根據(jù)燈泡可求副線圈的電流，根據(jù)理想變壓器中原副線圈的電流與匝數(shù)比之間關(guān)系可以求解原線圈中的電流；
(2)根據(jù)理想變壓器中原副線圈的電壓與匝數(shù)比之間關(guān)系可以求解電阻R。
本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個(gè)副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等。

16.【答案】解：(1)若B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)，則A中氣體做等容變化，有：p1T1=p2T2其中：P1=(76-24)cmHg=52cmHg、T1=(273-13)K=260K
p2=(76-18)cmHg=58cmHg，
解得：T2=290K
所以t2=(T2-273)℃=17℃
(2)若考慮B管中氣體體積，則初狀態(tài)P1=(76-24)cmHg=52cmHg、T1=(273-13)K=260K，V1=V0=300ml，
末狀態(tài)的溫度T3=(273+31)K=304K，設(shè)水銀柱高為h3cm，p3=(73-h3)cmHg，V3=V0+S(20-h3)
由理想氣體狀態(tài)方程有：p1V1T1=p3V3T3，
解得：h3=12cm
答：(1)若B管的體積與A泡的體積相比可略去不計(jì)。當(dāng)B管內(nèi)水銀面高度為h2=18cm時(shí)，溫度為多少17℃；
(2)考慮B管內(nèi)氣體體積，溫度為31℃時(shí)，水銀面的高度為12cm。?
【解析】(1)當(dāng)不考慮B管中體積時(shí)，由等容變化規(guī)律即可求得一定高度下的溫度；
(2)找出初末狀態(tài)，由理想氣體狀態(tài)方程即可求得水銀柱的高度。
本題主要考查了等容變化，找出初末狀態(tài)利用好查理定律列式求解即可，屬于理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用中的基礎(chǔ)題目，難度不大。

17.【答案】解：(1)粒子進(jìn)入電場后做類平拋運(yùn)動(dòng)，則
在水平方向上：l=3d=v0t1
在豎直方向上：d=12at12
根據(jù)牛頓第二定律得：a=qEm
聯(lián)立解得：t1=3dv0；E=2mv023qd
(2)粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，則
qv0B=mv02r
由幾何關(guān)系可知，(r-d)2+l2=r2
解得：B=?mv02qd

(3)由幾何關(guān)系可知，
sinθ=lr=32，即θ=60°
a粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=360°-60°360°T
其中T=2πrv0
解得：t2=10πd3v0
則Δt=t2-t1=(10π-33)d3v0
答：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為2mv023qd；
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為?mv02qd；
(3)粒子a、b先后射出的時(shí)間差為(10π-33)d3v0。?
【解析】(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)不同方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式計(jì)算出場強(qiáng)的大?。?br /> (2)根據(jù)洛倫茲力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律計(jì)算出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?br /> (3)根據(jù)幾何關(guān)系得出粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，由此計(jì)算出粒子射出的時(shí)間差。
本題主要考查了帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)，熟悉粒子的受力分析，結(jié)合洛倫茲力公式得出粒子的運(yùn)動(dòng)類型，根據(jù)幾何關(guān)系和牛頓第二定律即可完成分析。

18.【答案】解：(1)MN運(yùn)動(dòng)過程中視為電源，外電路是導(dǎo)線框ab、cd邊并聯(lián)，并聯(lián)電阻為R=12r=12×34Ω=38Ω
當(dāng)MN達(dá)到最大速度時(shí)受力平衡，則有：F=F安=BIL=B2L2vMNr+R
代入數(shù)據(jù)解得：vMN=6m/s；
(2)撤去力F后，以MN和導(dǎo)線框整體為研究對象，水平方向合外力為零，動(dòng)量守恒。
當(dāng)導(dǎo)線框速度達(dá)到最大值時(shí)，取向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得：mvMN=2mv1
代入數(shù)據(jù)解得：v1=3m/s；
(3)從導(dǎo)線框速度最大到ab邊達(dá)到x=0位置過程中，此種情況下ab邊相對于電源，cd和MN為外電路，外電路的電阻仍為R。
取向左為正方向，對導(dǎo)線框由動(dòng)量定理可得：-BI-Lt=mv2-mv1
即：B2L2v-tr+R=mv1-mv2，其中：v-t=L
聯(lián)立解得：v2=2.5m/s；
(4)由能量守恒定律可得導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置到導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置的過程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：
Q=12mv12-12mv22，
代入數(shù)據(jù)解得：Q=0.1375J
此種情況下ab邊相對于電源，cd和MN為外電路，則MN中產(chǎn)生的熱為：QMN=16Q
代入數(shù)據(jù)解得：QMN≈0.02J。
答：(1)導(dǎo)體棒MN的最大速度為6m/s；
(2)導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度為3m/s；
(3)導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度為2.5m/s；
(4)由導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置到導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置的過程中，導(dǎo)體棒MN產(chǎn)生的焦耳熱為0.02J。?
【解析】(1)MN運(yùn)動(dòng)過程中視為電源，當(dāng)MN達(dá)到最大速度時(shí)受力平衡，根據(jù)平衡條件進(jìn)行解答；
(2)由動(dòng)量守恒定律求解導(dǎo)線框的cd邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度v1；
(3)對導(dǎo)線框由動(dòng)量定理求解導(dǎo)線框的ab邊到達(dá)x=0位置時(shí)的速度；
(4)由能量守恒定律求解整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱，根據(jù)焦耳定律求解導(dǎo)體棒MN產(chǎn)生的焦耳熱。
對于電磁感應(yīng)現(xiàn)象中涉及電路問題的分析方法是：確定哪部分相當(dāng)于電源，根據(jù)電路連接情況畫出電路圖，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律、以及電功率的計(jì)算公式列方程求解。

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2021-2022學(xué)年山東省濱州市高一（下）期末物理模擬試卷（含解析）

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2021-2022學(xué)年遼寧省協(xié)作校高二（下）期末物理試卷（含解析）

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