临川二中2023-2024学年度下学期第三次月考
高二物理试卷
出题人：高二备课组 审题人：高二备课组 考试时间：75分钟
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一个项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（ ）
A．共振 B．多普勒效应 C．干涉 D．衍射
2．关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
B．相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大
C．给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的
D．当分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最大
3．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲：金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
B．图乙：摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动
C．图丙：真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属
D．图丁：微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理
4．光刻机是生产芯片的核心设备，浸没式光刻技术是在镜头与光刻胶之间填充液体介质，利用光在液体介质中的波长会改变这一特性来提高分辨率。如图所示，若镜头与光刻胶之间填充的液体介质的折射率为，则下列说法正确的是（ ）
A．光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的倍
B．光在液体介质中的频率变为在真空（空气）中的
C．光在液体介质中的波长变为在真空（空气）中的
D．光在液体介质中比在真空（空气）中更容易发生衍射
5．如图所示是某时刻振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是（ ）
A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场必定向下
C．若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D．若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板上的电荷必是上正下负
6．新安江水库蓄水后，水位落差可达55m，如图所示。已知落差处流量为的水流冲击水轮机发电，水流减少的机械能80%转化为电能。发电机输出电压为11kV，水电站到用户之间采用220kV高压进行远距离输电，输电线上损耗的功率不超过输送功率5%，用户所需电压为220V。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原副线圈匝数比为1：20
B．发电机的输出功率为
C．输电线上电阻不能超过110Ω
D．降压变压器原副线圈匝数比为1000：1
7．回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示其核心部件是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒（、），两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，D形盒的半径为R.质量为m、电荷量为e的质子从半盒的质子源（A点）由静止释放，质子在加速电压为U的电场中加速，加速到最大动能后经粒子出口处射出，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T。若忽略质子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，且不计质子重力，则下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，故粒子从D形盒射出时的最大动能与磁场的强弱无关
B．用回旋加速器加速氘核和氦核的磁感应强度大小相等
C．盒内质子的轨道半径由小到大之比为
D．质子在磁场中运动的总时间为
8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻，当U为如图乙所示正弦式交流电源时，理想交流电压表示数为30V，则该变压器原、副线圈匝数比可设计为（ ）
A．1:10 B．2:5 C．1:2 D．3:5
9．某同学学习了电磁炮驱动原理后，设计了圆形轨道的电磁炮模型，如图甲所示，半径为R的半圆形轨道，正对平行竖直摆放，轨道间距也为R，空间有辐向分布的磁场，使得轨道所在处磁感应强度大小恒为B，用质量为m、长度为R的细导体棒代替炮弹，与轨道接触良好，正视图如图乙所示，轨道最高位置与圆心齐平。给导体棒输入垂直纸面向里的恒定电流Ⅰ，将其从轨道最高位置由静止释放，使得导体棒在半圆形轨道上做圆周运动，到达另一侧最高位置时完成加速．忽略一切摩擦，且不考虑导体棒中电流产生的磁场及电磁感应现象的影响，下列说法正确的是（ ）
A．为实现电磁加速，应从左侧释放导体棒
B．导体棒到达轨道最低点时，其加速度方向竖直向上
C．加速完成时，导体棒获得的速度大小为
D．加速完成时，轨道对导体棒的支持力大小为πBIR
10．如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于光滑金属导轨平面向外，导轨左右两端电路所在区域均无磁场分布．垂直于导轨的导体棒接入电路的长度为L、电阻为R，在外力作用下以速度v0从左向右做匀速直线运动．小灯泡电阻为2R，滑动变阻器总阻值为4R．图示状态滑动触头位于a、b的正中间位置，此时位于平行板电容器中的P处的带电油滴恰好处于静止状态．电路中其余部分电阻均不计，各接触处都接触良好．且导轨足够长，则下列判断正确的是（ ）
A．若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则小灯泡将变暗
B．若将滑动变阻器的滑片向a端移动，则液滴将向上运动
C．图示状态下，△t时间内流过小灯泡的电荷量为
D．图示状态下，△t时间内滑动变阻器消耗的电能为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）某实验小组利用如图装置探究一定质量的气体等温变化的规律：
(1)在实验操作过程中，为保证温度不变，以下操作正确的是___________
A．缓慢移动活塞 B．用橡皮帽堵住注射器的小孔
C．实验时不要用手握住注射器 D．在减小注射器与活塞之间的摩擦
(
P
)
(
2
)
(
1
)
(
0
)
(2)在相同温度下，实验小组第一次密封了质量为的气体、第二次密封了质量为的气体，完成两次实验后，在同一坐标系中分别作出对应的压强与体积的关系图线如图，则根据图像，可判断在等温情况下，一定质量的气体压强与体积成______关系（填“正比”、“反比”）；______（填“>”、“＜”）
12．（9分）磁敏电阻是一种对磁敏感、具有磁阻效应的电阻元件。物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。某实验小组利用伏安法测量一磁敏电阻的阻值随磁感应强度的变化关系。
所用器材：电源E（6V）、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω），电压表（量程为0~3V，内阻为2kΩ）和毫安表（量程为0~3mA，内阻不计）。定值电阻、开关、导线若干.
(1)为了使磁敏电阻两端电压调节范围尽可能大，实验小组设计了电路图甲，请用笔代替导线在乙图中将实物连线补充完整。
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为______V。
(3)实验中得到该磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的曲线如图丁所示，磁敏电阻随磁感应强度的变化关系成______（填“线性”或“非线性”）。某同学利用该磁敏电阻制作了一种报警器，其电路的一部分如图戊所示。图中E为直流电源（电动势为6.0V，内阻可忽略），当图中的输出电压达到或超过2.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时磁感应强度为0.2T，则图中______（填“”或“”）应使用磁敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_______（保留2位有效数字）。
13.（10分）一学习兴趣小组在学习了气体的相关知识后，设计了如图所示的装置测量未知物体质量的装置。将深度为L的柱形气缸（导热性良好）固定在水平桌面上，横截面积为S的活塞密封了一定质量的理想气体，不可伸长的轻绳子跨过定滑轮一端栓接活塞，另一端栓接一质量为秤盘，此时活塞刚好位于气缸正中间。现将一未知质量的物体轻放入盘中，环境温度不变，平衡后活塞刚好位于处(秤盘未接触地面)，已知大气压强恒为，重力加速度为g，不计一切摩擦。求：
（1）活塞刚好位于气缸正中间时气体的压强；
（2）待测物体的质量。
14．(11分)如图（a），长方形线框位于倾斜角的斜面上，斜面上有一宽度为的矩形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向上，大小为，已知线框边长，，总电阻，现对线框施加一沿斜面向上的力使之运动，当ed边出磁场时撤去力。线框与斜面间的动摩擦因数，线框速度随时间变化如图（b）所示，（重力加速度取）。求：
（1）求外力大小；
（2）求长度；
（3）求线框中产生的焦耳热。
15．(18分)某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端与磁场圆心的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿方向射入磁场，（与水平方向夹角为），恰好击中点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）若电子击中目标靶的点，匀强电场场强的大小（匀强电场极板间距不变）。
临川二中2023-2024学年度下学期第三次月考
高二物理试卷
参考答案
1．B 2．A
3．D
【详解】A．甲图中金属探测器通过使用变化电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故A错误；
B．由电磁驱动原理，图乙中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，B错误；
C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，选项C错误；
D．微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确。
4．C
【详解】A．光在液体中的传播速度，即光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）中的，选项A错误；
B．光的频率由光源决定，即光在液体介质中的频率和在真空（空气）中的频率相等，选项B错误；
C．加上液体时光刻胶的曝光波长为，不加液体时，有，又可知，光在液体介质中的波长变为在真空（空气）中的，选项C正确；
D．由于光在液体介质中的波长比在真空（空气）中的短，因此更不容易发生衍射，选项D错误。
5．B
【详解】AB．据振荡电路特点知，若电路中电流正在增大，说明振荡电路正在放电，对于甲图，电容器所带的电荷量在减少，电流变化率一定在减小，线圈的自感电动势也在减小；对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电，进而可判断电场方向应向下，故A错误B正确；
CD．若甲电路中电流正在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱；对于乙图，若电流正在减小，说明电容器正在充电，电流指向下极板，所以下极板充上正电，上板带负电，故CD错误。
6．A
【详解】A．升压变压器原副线圈匝数比为，故A正确；
B．水流减少的机械能为，解得，故B错误
C．输电线上的电流为，输电线上损耗的功率为，又，解得，则输电线上电阻不能超过，故C错误；
D．降压变压器输入电压小于220kV，输出电压为220V，则原副线圈匝数比小于1000:1，故D错误。
7．B
【详解】A．带电粒子在回旋加速器中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有，则，当时，质子有最大动能，可知带电粒子从D形盒射出时的最大动能与磁场的强弱有关，故A错误；
B．为了使得粒子在回旋加速器中正常加速，粒子在磁场中匀速圆周运动的周期与交变电流的周期应相等，即，由于氚核（）和氦核（）的比荷相等，则氚核（）和氦核（）运动过程所加磁场的磁感应强度相等，即加速氚核（）和氦核（）的磁感应强度大小相等，故B正确；
C．质子每经过1次加速电场动能增大，知盒内质子的动能由小到大依次为、、…，又，则半径由小到大之比为，故C错误；
D．设在电场中加速的次数为，根据动能定理，在电场中加速一次后，在磁场中运动半圈，在磁场中运动半圈的时间，质子在磁场中运动的总时间D错误；
8．AC【详解】根据题意可得；，，，联立解得或。
9．AC
【详解】A．由左手定则可知导体棒在左侧时，受到的安培力向下，使导体棒向下加速，故A正确；
B．导体棒到达轨道最低点时，竖直方向受到重力和支持力，安培力水平向右，则合力方向不是竖直向上，其加速度方向也不是竖直向上，故B错误；
C．对加速过程根据动能定理有，L=R，解得，故C正确；
D．加速完成时，根据牛顿第二定律可知轨道对导体棒的支持力大小为故D错误。故选AC。
10．ABD
【详解】A．滑动变阻器的滑片向b端移动，并联电路电阻变小，总电阻变小，导致电路电流变大，则导体棒内电压变大，外电路两端电压变小，即灯泡两端电压变小，所以灯泡变暗，故A正确．
B．滑动变阻器的滑片向a端移动，并联电路电阻变大，总电阻变大，导致电路电流变小，则导体棒内电压变小，外电路两端电压变大，电容器两端电压变大，电场力变大，所以液滴将向上运动，故B正确
C．导体切割磁感线产生的电动势为：，灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路的电阻相同，所以电路总电阻为：，电路的总电流为：
则通过灯泡的电流为：，则时间内的电荷量为：，故C错误.
D．由C选项可知滑动变阻器的电流为：，故时间内滑动变阻器消耗的电能为：
故D正确.
11.（6分）(1)AC （2分） (2) 反比（2分）<（2分）
12.(9分)(1)（2分）(连错不得分)（见详解）(2) 1.30（2分）
(3) 非线性（2分） （2分） 2.8（1分）
（1）根据电路图甲，在乙图中补充实物连线图如下
（2）电压表的最小刻度值为0.1V，如图丙所示，电压表的读数为1.30V.
（3）由R-T图像可知，电阻随磁感应强度的变化关系是非线性关系；根据闭合电路可得可得输出电压为，要求输出电压达到或超过2.0V时报警，即要求磁感应强度增大时，电阻的阻值增大，从而需要输出电压增大，故需要的阻值增大才能实现此功能，故为磁敏电阻；开始报警时磁感应强度为0.2T，此时，电压，根据电路关系，解得另一固定电阻的阻值应为。
13.（10分） (1) (2)
（1）活塞刚好位于气缸正中间时气体的压强，由平衡条件可知：
① （2分）
解得 ② （2分）
（2）初态：、 ③ （1分）
末态：、 ④ （1分）
由平衡条件可知： ⑤ （2分）
解得 ⑥ （2分）
14.(11分）（1）1.5N；（2）0.5m；（3）0.4J
【详解】（1）由图（b）可知在0~0.4s内线框做匀加速运动，加速度为
① （1分）
根据牛顿第二定律有
② （2分）
代入数据可得
③ （1分）
（2）由图（b）可知线框cf匀速进入磁场，则有 ④ （2分）
其中 ⑤ （1分）
联立可得: ⑥ （1分）
（3）线框穿过磁场过程中回路产生的焦耳热等于过程中安培力做的功，即
⑦ （2分）
⑧ （1分）
15.(18分）（1）；（3分） （2）垂直纸面向里，； （6分） （3） （9分）
【详解】（1）电子在匀强电场中的加速度 ； （2分）
另解：根据动量定理有 （2分）
解得 （1分）
（2）电子进入磁场后发生顺时针偏转，电子带负电，根据左手定则可知，匀强磁场方向垂直纸面向里（1分），电子在磁场中的运动周期为 （1分）
根据圆的对称性可知电子在磁场中运动轨迹的圆心角为 （2分）
解得电子在磁场中运动的时间 （2分）
（3）设R为圆形匀强磁场区域的半径，根据几何关系可知，电子运动至M时在磁场中的运动半径为 ⑦ （2分）
电子运动至N时在磁场中的运动半径为 ⑧ （2分）
根据洛伦兹力提供向心力 ⑩ （2分）
（1分）
且 （1分）
解得 （1分）
