定远育才学校2022-2023学年第二学期期中考试
高二物理试题
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 布朗运动是指悬浮在液体里的微小颗粒的分子的运动
B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力
C. 两个系统处于热平衡时，它们必定具有某个共同的热学性质，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量叫作内能
D. 已知某种气体的密度为，摩尔质量为，阿伏加德罗常数为，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
2. 为了有效隔离外界振动对的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．、、是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹，粒子重力不计．下列说法正确的是( )
A. 粒子带负电 B. 粒子的动能最大
C. 粒子在磁场中运动的时间最长 D. 粒子在磁场中运动时的向心力最大
4. 某电学研究小组根据电工技术中钳形电流测量仪工作原理，自制了一个的钳形电流表如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈，并与电流表组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表可以间接测出导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则( )
A. 该测量仪的工作原理是利用自感现象
B. 若电流表中通过的电流为，则导线中的被测电流为
C. 若导线中通过的是直流电，电流表中通过的电流是
D. 若铁芯左侧多绕几圈导线，则电流表的示数变大
5. 如图所示是电磁波发射电路中的电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是( )
A. 线圈中的磁场向上且正在增强
B. 电容器中的电场向下且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小
6. 某密闭钢瓶中有一定质量的气体，在温度分别为、时，各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化图像如图中两条曲线所示则下列说法正确的是 ( )
A. 温度大于温度
B. 图中两条曲线与坐标轴围成的面积不相等
C. 同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
D. 钢瓶中的气体的温度从变化到过程中，气体压强变小
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 我国已开展空气中浓度的监测工作。是指空气中直径等于或小于的悬浮颗粒物，其在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体形成危害。燃烧矿物燃料是形成的主要原因。下列关于的说法中正确的是( )
A. 的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多
B. 在空气中的运动属于分子热运动
C. 的运动轨迹只是由大量空气分子对无规则碰撞的不平衡决定的
D. 倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小在空气中的浓度
8. 如图所示，用电流传感器研究自感现象电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻的阻值时刻闭合开关，电路稳定后，时刻断开，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流和电阻中的电流随时间变化的图象下列图象中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示，回旋加速器形盒的半径为，所加磁场的磁感应强度为。用回旋加速器来加速质量为、电荷量为的质子，质子从处的质子源由静止出发，加速到最大动能后射出，下列说法中正确的是 ( )
A. 质子在匀强磁场中做圆周运动时获得能量，用来加速
B. 增大交变电压，质子在加速器中运行总时间将变短
C. 回旋加速器所加交变电压的频率为
D. 下半盒内部质子的轨道半径之比由内到外为
10. 如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子在分子力作用下沿轴运动，两分子间的势能与两分子间距的关系如图曲线所示，图中分子势能最小值为。若两分子所具有的总能量为零，则下列说法正确的是( )
A. 乙分子在点时，加速度最大
B. 乙分子在点时，其动能为
C. 乙分子在点时，处于平衡状态
D. 乙分子的运动范围为
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
11. 用油膜法估测分子直径的实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉
B.将纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下滴溶液的体积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
上述步骤中，正确的顺序是 填步骤前的字母。
如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为，油膜的面积约为 。
已知滴溶液的体积为，估算油酸分子的直径约为 保留两位有效数字。
12. 用图甲所示装置测量磁场的磁感应强度和某导电液体有大量的正、负离子的电阻率。水平管道长为、宽度为、高为，置于竖直向上的匀强磁场中。管道上下两面是绝缘板，前后两侧面、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关、电阻箱、灵敏电流表内阻为连接。管道内始终充满导电液体，液体以恒定速度自左向右通过。闭合开关，调节电阻箱的取值，记下相应的电流表读数。
图乙所示电阻箱接入电路的电阻值为_______。
与板相连接的是电流表的_______极填“正”或“负”。
图丙所示的电流表读数为_______。
将实验中每次电阻箱接入电路的阻值与相应的电流表读数绘制出图象为图丁所示的倾斜直线，其延长线与两轴的交点坐标分别为和，则磁场的磁感应强度为_______，导电液体的电阻率为_____。
四、计算题（本大题共4小题，共48分）
13. （8分） 在标准状况下，有体积为的水和体积为的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为，阿伏加德罗常数为，水的摩尔质量为，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为，求：
说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系；
它们中各有多少水分子；
它们中相邻两个水分子之间的平均距离．
14. （8分） 如图所示，将长为、质量为的均匀金属棒的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当金属棒中通以的电流时，弹簧恰好处于原长，取。求：
匀强磁场的磁感应强度是多大；
当金属棒通以由到的电流时，弹簧伸长，如果电流方向由到，而电流大小不变，弹簧伸长又是多少。
15. （14分）如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，，取。
求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；
求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：
若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为，求流过电阻的电荷量。
16. （18分）如图所示，建立坐标系，两平行极板、垂直于轴放置，且两板下端恰好在轴上，板又与轴重合，极板长度为，板间距离为第四象限内存在垂直于纸面的匀强磁场图中未画出和方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小恰好等于当地重力加速度大小的。在极板的正下方有一弹射器，可以紧靠板内侧竖直向上弹射出比简为的带电小球。当两极板间加上一定的电压时不考虑极边缘的影响小球恰好能从板中央的小孔水平向右射出，而后第一次经过轴进入第四象限的电场、磁场区域，且小球不会再经过轴。重力加速度为。
求小球从小孔向右水平射出时的速度大小；
若磁感应强度大小为，磁场方向垂直于纸面向里．求小球在工轴下方时与工轴之间的最大距离；
若磁场方向垂直于纸面向外，当磁感应强度大小满足什么条件时，小球刚好能通过坐标的点。
答案和解析
1. 【解析】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，但是由液体分子无规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动，项错误
B.压缩气体可以忽略分子间作用力，此时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强，项错误
C.如果两个系统处于热平衡时，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，项错误
D.气体的摩尔体积，每个分子占据的空间体积为，分子的平均间距为，项正确。
2. 【解析】施加磁场来快速衰减的微小振动，其原理是电磁阻尼，在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化，紫铜薄板中产生涡流，则其受到安培力作用，该作用阻碍紫铜薄板振动，即促使其振动衰减。方案中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，通过它的磁通量都发生变化；方案中，当紫铜薄板上下振动时，通过它的磁通量可能不变，当紫铜薄板向右振动时，通过它的磁通量不变；方案中，紫铜薄板上下振动、左右振动时，通过它的磁通量可能不变；方案中，当紫铜薄板上下振动时，紫铜薄板中磁通量可能不变。综上可知，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是。
3. 【解析】根据左手定则知粒子带正电，粒子、带负电，故A错误；
B.粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，粒子的动能，由于：、、都相同，因此越大，粒子动能越大，由图示可知，的轨道半径最大，则粒子动能最大，故B错误；
粒子在磁场中做圆周运动的周期：相同，粒子在磁场中的运动时间：，由于、、都相同，粒子转过的圆心角最大，则射入磁场时的运动时间最大，故C错误，因为的速度最大，由，故的向心力最大，故D正确。
4. 【解析】A.钳形电流测量仪的工作原理是利用互感现象，故A错误；
B.原线圈匝数，副线圈匝数，根据，可知导线中的被测电流为，故B正确；
C.导线中通过的是直流电，变压器不工作，故电流表中无电流通过，故C错误；
D.若铁芯左侧多绕几圈导线，则说明副线圈匝数变大，而原线圈电流和匝数不变，根据，可知电流表的示数变小，故D错误。故选B。
5. 【解析】A、由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，故A错误；
B、根据上极板带正电可知，电容器内电场的方向向下，又由于电容器正在充电，则电容器内的电场正在增大，故B错误；
C、若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据可知发射电磁波的频率变小，故C错误；
D、若线增大电容器极板间的距离，根据可知发射电磁波的频率变大，则发射电磁波的波长变小，故D正确。故选：。
6. 【解析】由图可知，温度为时速率大的分子占据的比例较大，则说明温度为时分子的平均动能较大，所以，故A错误单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线下的面积均相等，故B错误同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故C正确密闭在钢瓶中的气体体积不变，温度从变化到过程中，温度升高，则分子平均动能增大，气体压强增大，故 D错误．
7. 【解析】的尺寸比空气中氧分子的尺寸大得多，A正确；
在空气中的运动不属于分子热运动，B错误；
的运动轨迹是由大量空气分子对无规则碰撞的不平衡和气流的运动决定的，C错误；
倡导低碳生活，减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小在空气中的浓度，D正确。
8. 【解析】当电键闭合时，电感阻碍电流变化，为一个自感系数很大、直流电阻小于电阻的阻值的线圈，所以电感的阻碍慢慢减小，即流过电感的电流增大，最后稳定时电感相当于电阻，为恒定
当电键断开后，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流仍沿着原来方向，不过大小在减小，故A正确，B错误，
当电键闭合时，电感阻碍电流变化，为一个自感系数很大、有直流电阻的线圈，导致通过电阻的电流刚开始较大，当电感的阻碍慢慢减小，即流过电感的电流增大，所以慢慢减小，最后稳定
当断开电键，原来通过的电流立即消失，当电键断开后，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与规定图示流过电阻的方向相反，慢慢减小最后为故C错误，D正确。故选AD。
9. 【解析】A、质子通过在电场中加速获得能量，选项A错误；
B、质子离开回旋加速器时的动能，与加速电压无关；质子每次经过电场加速获得的动能为，故电压越大，加速的次数越少；又知周期，故运动的时间变短，选项B正确；
C、交变电压的频率等于质子做匀速圆周运动的频率，故，而，则，选项C错误；
D、质子在加速电场中做匀加速直线运动，在磁场中做匀速圆周运动，由动能定理得，则质子的轨道由内到外对应的速度之比为；再根据可知轨道半径之比为，选项D正确。
10. 【解析】A.由图象可知，乙分子在点时，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A错误；
B.乙分子在点时，其分子势能为，由两分子所具有的总能量为，可知其分子动能为，故B正确；
C.分子在平衡位置分子势能最小，故乙分子在点时，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，乙分子有加速度，不处于平衡状态，故C错误；
D.当乙分子运动至点时，其分子势能为零，故其分子动能也为零，分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动，故乙分子的运动范围为，故D正确。故选BD 。
11.；
；
12.；
负；
；
；
13.温度是分子热运动平均动能的标志，在标准状况下温度相同，所以分子的平均动能相同；
体积为的水，质量为
分子个数为，
对体积为的水蒸气，分子个数为
设相邻的两个水分子之间的平均距离为，将水分子视为球形，每个水分子的体积为：
，
分子间距等于分子直径：
，
设相邻的水蒸气中两个水分子之间距离为，将水分子占据的空间视为立方体，
。
14.解：当金属棒中通以的电流时，弹簧恰好处于原长，则此时金属棒受到的安培力与其重力大小相等，
则有，
代入数据解得；
当电流由到时，金属棒的受力情况为：
当电流由由到，金属棒的受力情况为：
代入数据解得：
15.解：金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为
则受到的安培力为
由于安培力与运动方向相反，则有
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有
带入数据解得，金属棒沿导轨向下运动的最大速度为
由电路中的电流
可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为
故金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率为
设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为，根据能量守恒定律有
解得，金属棒沿导轨下滑的距离为
则流过电阻的电荷量为
16.【小题】
有题意得小球在极板中上升的时间 设小球在极板中的水平位移为， 解得
【小题】
小球从小孔射出后做平抛运动，第一次经过轴时，有， 所以小球，第一次经过轴的速度，方向与轴成斜向右下方 设小球的质量为，重力为，电场力 又小球带负电，所以重力与电场力平衡，小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则 解得 所以小球在轴下方时与轴之间的最大距离
【小题】
小球从小孔射出至第一次经过轴的水平位移 当小球第二次经过轴时恰好通过点，有 由，解得 当小球第三次经过轴时恰好通过点，有 由，解得 当小球第四次经过轴时恰好通过点，有 由，解得
