赤峰市第二实验中学2023-2024学年高二下学期期中考试
物理试卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、单项选择题（每小题5分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用
B. 阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
C. 常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D. 微波炉利用红外线热效应快速加热食物
2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 把温度降到0，水分子热运动将停止
B. 温度越高，扩散现象和布朗运动都越剧烈
C. 阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
D. 一个氧分子的体积等于氧气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数
3. 分子间相互作用力(F)随分子间距离(r)变化的关系图像如图所示。关于分子间相互作用力的判断，下列说法正确的是（ ）
A. 当两分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离一定大于r0
B. 当两分子间的距离大于r0时，两分子间的作用力表现为引力
C. 分子间的距离增大，分子间相互作用力一定会减小
D. 分子间的距离减小，分子间相互作用力一定会减小
4. 足够长的玻璃管水平放置，用长19 cm的水银封闭一段长为25 cm的空气柱，大气压强为76 cmHg，环境温度保持不变，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则（ ）
A. 空气柱长度变为20 cm
B. 当玻璃管竖直开口向上加速运动时时，空气柱长度变长
C. 当玻璃管开口向上与竖直成30°时，气体压强不变
D. 当缓慢转动玻璃管使玻璃管开口向下时，水银会溢出管口
5. 利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
A. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B. IC卡内是一个LC振荡电路
C. 读卡机发射任意频率的电磁波，IC卡都能有效工作
D. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L不会产生感应电流
6. 如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现把它们接入完全相同的电阻，在相同的时间(远大于周期)内，两电阻产生的热量之比等于（ ）
A. B. C. D. 1
7. 带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是（ ）
A. 油滴必带正电荷，电荷量为
B. 油滴必带正电荷，比荷为
C. 油滴必带负电荷，电荷量为
D. 油滴带什么电荷都可以，只要满足
8. 如图所示电路，照射光敏电阻R的光强不断减弱，下列说法正确的是（ ）
A. 电源的输出功率一定先增大后减小
B. 电源的总功率一定减小
C. 电源的内部损耗功率可能增大
D. 电压表的读数变小
二、不定项选择题（每小题6分，共12分）每小题给出的四个选项中，都有多个选项符合题目要求。全选对得6分，对但不全的得3分，选错不答的得0分）
9. 如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（ ）
A. 安培力大小为BIL
B. 安培力大小为BILsinθ
C. 摩擦力大小为BILcosθ
D. 支持力大小为mg+BILcosθ
10. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
三、实验题（8分）
11. 某实验小组利用油膜法估测油酸分子的大小，实验步骤如下：
A.取V1=0.2mL的纯油酸和一定体积的无水酒精配制成V2=1000mL油酸酒精溶液；
B.用注射器将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得n=80滴油酸酒精溶液的体积V3=1mL；
C.取一个直径D=30cm水槽，并在水槽中倒入适量的清水，待水面稳定后将适量爽身粉均匀地撒在水面上；
D.用注射器将配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
E.将透明玻璃板盖在水槽上，然后将油膜的形状用记号笔描绘在玻璃板上；
F.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积S。
回答下列问题：
（1）将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，如图1所示，油膜覆盖的方格大约为70个，已知坐标纸上小格子的边长为1cm，则油膜的面积S=_____m2。
（2）实验配制的一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为_____m3(结果保留2位有效数字)。
（3）将油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布形成单层分子油膜，则油酸分子半径计算公式为r=_____(用题目中的物理量符号表示)。
（4）若估测出油酸分子的半径为r，已知阿伏加德罗常数为NA，由此可以推算出油酸的 。
A. 摩尔体积 B. 摩尔质量 C. 密度 D. 平均动能
四、计算题（共4小题，共40分）
12. 如图所示，在一矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为d。不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t，粒子飞出磁场时偏离原方向60°角。利用以上数据能求出的物理量是
（1）带电粒子在磁场中运动的半径。
（2）带电粒子的比荷。
13. 一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：
（1）升压变压器副线圈的两端电压；
（2）输电线上损耗的电功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
14. 如图所示，匝数n=100、边长L=0.2m的正方形线圈，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，从中性面开始以ω=10πrad/s的角速度绕OO'轴匀速转动。若线圈自身电阻r=2Ω，负载电阻R=6Ω，设π2=10，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转动0.05s时电路中电流；
（3）线圈转过60°的过程中通过R的电荷量。
15. 如图所示，电阻不计平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R = 3Ω的电阻.导轨相距d =lm，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B = 0.5T. 质量为m =0.1kg，电阻为r =1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于MN的恒力F =1N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0. 5N.求
(1) CD运动的最大速度；.
(2)当CD迖到最大速度后，电阻消耗的电功率；
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度.
赤峰市第二实验中学2023-2024学年高二下学期期中考试
物理试卷 解析版
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、单项选择题（每小题5分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外验钞机是利用紫外线的荧光作用
B. 阳光可以晒黑皮肤，主要是阳光中红外线的作用
C. 常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
D. 微波炉利用红外线的热效应快速加热食物
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于紫外线有很强的荧光效应，所以紫外验钞机就是利用紫外线的荧光效应而工作的，故A正确；
B．阳光晒黑皮肤是紫外线的作用，故B错误；
C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；
D．微波炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故D错误。
故选A。
2. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 把温度降到0，水分子热运动将停止
B. 温度越高，扩散现象和布朗运动都越剧烈
C. 阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动
D. 一个氧分子的体积等于氧气的摩尔体积除以阿伏加德罗常数
【答案】B
【解析】
【详解】A．物体分子永不停歇的做无规则运动，温度降到0°C时，分子热运动不会停止，故A错误；
B．扩散现象和布朗运动都反映了分子的无规则运动，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象和布朗运动也越剧烈，故B正确；
C．尘埃运动是空气流动引起的，不是布朗运动，故C错误；
D．由于气体分子间距大于分子直径，因此氧气的摩尔体积除以阿伏伽德罗常数得到的是一个氧分子所占的体积，不是氧分子的体积，故D错误。
故选B。
3. 分子间相互作用力(F)随分子间距离(r)变化的关系图像如图所示。关于分子间相互作用力的判断，下列说法正确的是（ ）
A. 当两分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离一定大于r0
B. 当两分子间的距离大于r0时，两分子间的作用力表现为引力
C. 分子间的距离增大，分子间相互作用力一定会减小
D. 分子间的距离减小，分子间相互作用力一定会减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．当两分子间的作用力表现为斥力时，两分子间的距离一定小于r0，故A错误；
B．当两分子间的距离大于r0时，两分子间的作用力表现为引力，故B正确；
C．当两分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离增大，分子间相互作用力可能先增大后减小，故C错误；
D．当两分子间的作用力表现为斥力时，分子间的距离减小，分子间相互作用力增大，故D错误。
故选B。
4. 足够长的玻璃管水平放置，用长19 cm的水银封闭一段长为25 cm的空气柱，大气压强为76 cmHg，环境温度保持不变，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则（ ）
A. 空气柱长度变为20 cm
B. 当玻璃管竖直开口向上加速运动时时，空气柱长度变长
C. 当玻璃管开口向上与竖直成30°时，气体压强不变
D. 当缓慢转动玻璃管使玻璃管开口向下时，水银会溢出管口
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据玻意耳定律可知
即
解得空气柱长度变为
l1=20 cm
选项A正确；
B．当玻璃管竖直开口向上加速运动时时，对液柱分析可知
可知空气柱的压强变大，则根据玻意耳定律可知，空气柱长度变短，选项B错误；
C．当玻璃管开口向上与竖直成30°时，气体压强
则气体压强与玻璃管开口竖直向上相比减小，选项C错误；
D．若玻璃管无限长，则当缓慢转动玻璃管使玻璃管开口向下时，根据
可得空气柱长度变为
即当玻璃管的长度大于33.3cm+19cm=52.3cm时水银不会溢出管口，选项D错误。
故选A。
5. 利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通(IC卡)的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交车上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ）
A. IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B. IC卡内是一个LC振荡电路
C. 读卡机发射任意频率的电磁波，IC卡都能有效工作
D. 若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L不会产生感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题意可知，刷卡时IC卡内的线圈L发生电磁感应现象，人刷卡的机械能转化为电能，故A错误；
B．IC卡内是一个LC振荡电路，接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理，故B正确；
C．为了使IC卡中的感应电流达最大，应使LC电路产生电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作，故C错误；
D．若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振，故D错误。
故选B。
6. 如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现把它们接入完全相同的电阻，在相同的时间(远大于周期)内，两电阻产生的热量之比等于（ ）
A. B. C. D. 1
【答案】C
【解析】
【详解】图1对应的电流有效值为
图2对应的电流有效值为
根据
则电阻产生的热量之比为
故选C。
7. 带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为m，磁感应强度为B，则下述说法正确的是（ ）
A. 油滴必带正电荷，电荷量
B. 油滴必带正电荷，比荷为
C. 油滴必带负电荷，电荷量为
D. 油滴带什么电荷都可以，只要满足
【答案】C
【解析】
【详解】带电油滴以水平向右的速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，根据受力平衡可知，油滴受竖直向下的重力和竖直向上的洛伦兹力，则有
根据左手定则可知，带点油滴带负电，电荷量为
比荷为
故选C。
8. 如图所示电路，照射光敏电阻R的光强不断减弱，下列说法正确的是（ ）
A. 电源的输出功率一定先增大后减小
B. 电源的总功率一定减小
C. 电源的内部损耗功率可能增大
D. 电压表的读数变小
【答案】B
【解析】
【详解】BCD．照射光敏电阻R的光强不断减弱，则光敏电阻增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则电压表的读数变大；根据
可知电源的总功率减小；根据
可知电源的内部损耗功率减小；
故B正确，CD错误；
A．电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于题干信息无法判断外电阻与内阻的大小关系，所以无法判断电源输出功率的变化，故A错误。
故选B。
二、不定项选择题（每小题6分，共12分）每小题给出的四个选项中，都有多个选项符合题目要求。全选对得6分，对但不全的得3分，选错不答的得0分）
9. 如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（ ）
A. 安培力大小为BIL
B. 安培力大小BILsinθ
C. 摩擦力大小为BILcosθ
D. 支持力大小为mg+BILcosθ
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．安培力大小为F=BIL，A正确，B错误；
C．摩擦力大小为 ，C错误；
D．支持力大小为 ，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 棒产生的电动势为
B. 微粒的电荷量与质量之比为
C. 电阻消耗的电功率为
D. 电容器所带的电荷量为
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势
A错误；
B．电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则
即
B正确；
C．电阻消耗的功率
C错误；
D．电容器所带的电荷量
D错误。
故选B。
三、实验题（8分）
11. 某实验小组利用油膜法估测油酸分子的大小，实验步骤如下：
A.取V1=0.2mL的纯油酸和一定体积的无水酒精配制成V2=1000mL油酸酒精溶液；
B.用注射器将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，测得n=80滴油酸酒精溶液的体积V3=1mL；
C.取一个直径D=30cm的水槽，并在水槽中倒入适量的清水，待水面稳定后将适量爽身粉均匀地撒在水面上；
D.用注射器将配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
E.将透明玻璃板盖在水槽上，然后将油膜的形状用记号笔描绘在玻璃板上；
F.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积S。
回答下列问题：
（1）将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，如图1所示，油膜覆盖的方格大约为70个，已知坐标纸上小格子的边长为1cm，则油膜的面积S=_____m2。
（2）实验配制的一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为_____m3(结果保留2位有效数字)。
（3）将油酸分子简化成球形处理，并认为它们紧密排布形成单层分子油膜，则油酸分子半径计算公式为r=_____(用题目中的物理量符号表示)。
（4）若估测出油酸分子的半径为r，已知阿伏加德罗常数为NA，由此可以推算出油酸的 。
A. 摩尔体积 B. 摩尔质量 C. 密度 D. 平均动能
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）A
【解析】
【小问1详解】
油膜的面积为
【小问2详解】
一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为
【小问3详解】
用纯油酸的体积除以油膜的面积，得出的油膜厚度，即是油酸分子的直径，根据实验数据，油酸分子的直径为
所以油酸分子的半径为
【小问4详解】
油酸分子简化成球形处理，估测出其半径，就可估算出一个油酸分子的体积，再乘以阿伏伽德罗常数即算得油酸的摩尔体积。摩尔质量、密度、平均动能无法得出。
故选A。
四、计算题（共4小题，共40分）
12. 如图所示，在一矩形区域内有磁感应强度方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为d。不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入，穿过此区域的时间为t，粒子飞出磁场时偏离原方向60°角。利用以上数据能求出的物理量是
（1）带电粒子在磁场中运动的半径。
（2）带电粒子的比荷。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，如图
由几何关系可知，带电粒子运动轨迹所对应的圆心角为60°，粒子的轨道半径为
（2）根据洛伦兹力提供向心力有
则运动时间为
联立解得
13. 一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为，两个变压器间的输电导线的总电阻为15Ω，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：
（1）升压变压器副线圈的两端电压；
（2）输电线上损耗的电功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）据理想变压器电压比等于匝数比可得
解得升压变压器的副线圈两端电压为
（2）输电导线上的电流为
则输电线上损耗的电功率为
（3）降压变压器原线圈的输入电压为
则降压变压器原、副线圈的匝数比为
14. 如图所示，匝数n=100、边长L=0.2m的正方形线圈，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，从中性面开始以ω=10πrad/s的角速度绕OO'轴匀速转动。若线圈自身电阻r=2Ω，负载电阻R=6Ω，设π2=10，求：
（1）线圈中感应电动势的瞬时表达式；
（2）线圈转动0.05s时电路中的电流；
（3）线圈转过60°的过程中通过R的电荷量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电动势的最大值为
从中性面开始转动，则线圈中感应电动势瞬时表达式为
（2）线圈转动0.05s时，电动势为
则电路中的电流为
（3）线圈转过60°的过程中通过R的电荷量为
代入数据可得
15. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP放置在水平面内.MO间接有阻值为R = 3Ω的电阻.导轨相距d =lm，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感强度B = 0.5T. 质量为m =0.1kg，电阻为r =1Ω的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好，现用平行于MN的恒力F =1N向右拉动CD，CD受摩擦阻力f恒为0. 5N.求
(1) CD运动的最大速度；.
(2)当CD迖到最大速度后，电阻消耗的电功率；
(3)当CD的速度为最大速度的一半时，CD的加速度.
【答案】（1) (2) (3)
【解析】
【详解】（1)对于导体棒CD,由安培定则得：
根据法拉第电磁感应定律有：；
在闭合回路CDOM中，由闭合电路欧姆定律得：
当时，有：，上各式可解得：
(2)当CD达到最大速度时有：
则可得：
由电功率公式可得，
由以上各式可得电阻R消耗的电功率是：
(3)由 得：
.
