2023-2024年重庆市乌江新高考协作体高二下学期5月期中物理试题（解析版）

2023-2024学年（下）期中学业质量联合调研抽测高二物理试题一、单选题1.光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的传感器是（）A.光传感器 B.温度传感器 C.声音传感器 D.压力传感器【答案】A【解析】光电门能够记录遮光条的挡光时间，是应用了把光信号转化为电信号，从而控制计时器计时的工作原理，应用的传感器是光传感器，故选A。2.关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（）A.光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播B.卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信C.电磁波的应用对人类有利无害D.电磁波不能在真空中传播【答案】B【解析】光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，A错误；由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作中继站，B正确；电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，C错误；电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，D错误．故选B。掌握电磁波的特点及光纤通讯、卫星通讯方面的知识。3.如图所示用绝缘细绳竖直悬挂一个匝数为的矩形线圈，细绳与拉力传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。现将线框的下边垂直置于匀强磁场中，边长为。当导线中通以大小为的电流时，传感器的读数为；只将电流反向，传感器的读数变为（）,重力加速度为，则可得到（）A.减小电流重复实验，则、均减小B.传感器读数为时，中电流从到C.磁感应强度D.金属线框的质量【答案】D【解析】由题意可知，，当电流减小时，减小、增大，A错误；由A选项，传感器读数为时，安培力向下，根据左手定则可知，中电流从到，B错误；由A选项得，，C错误，D正确。故选D。4.如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，螺线管导线电阻，电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场，以水平向右为正方向，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A.通过电阻的感应电流方向从到B.回路中感应电流逐渐增大C.电阻两端的电压为D.内回路中的电流为【答案】D【解析】由图可知，磁感应强度均匀增加，结合螺旋管的导线缠绕方向，可知通过螺线管的磁通量向右增加，由楞次定律和右手螺旋定则，可知通过电阻的感应电流方向为从到，A错误；因为磁通量均匀增加，所以感应电动势恒定，感应电流恒定，B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，根据闭合电路欧姆定律，可知内回路中的电流为，D正确；根据欧姆定律，可知电阻两端的电压为，C错误。故选D5.如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为和。平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的胶片。下列表述正确的是（）A.只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝B.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越大C.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里D.能通过的狭缝的带电粒子的速率等于【答案】B【解析】当粒子通过速度选择器时，必须满足，则得，这个结论与粒子的电性无关，故A错误，D错误；粒子进入磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为，则：，粒子打在胶片上的位置到狭缝的距离：，一定，相同，则知与比荷成反比，即粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，越小，粒子的比荷越大，故B正确；假设粒子带正电，在速度选择器中所受的电场力向右，要使粒子做匀速直线运动，所受的洛仑兹力必须向左，根据左手定则判断可知，磁场方向垂直纸面向外，故C错误。6.如图所示，三根长度均为的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为，其中、电流在处产生的磁感应强度的大小均为，直线电流的质量为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，位于水平面恰好处于静止状态，则受到的摩擦力方向和与水平面的动摩擦因数分别是（）A.水平向右， B.水平向左，C.水平向右， D.水平向左，【答案】A【解析】、电流在处产生的磁感应强度的大小分别为，受力如图所示，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，可得，再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为，位于水平面恰好处于静止状态，则摩擦力的方向水平向右，且有，解得，故选A。7.如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在同一水平面上，虚线与导轨垂直，其左、右侧的导轨间距分别为和且整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。左、右两侧的磁感应强度大小分别为和，且在两侧导轨上分别垂直放置两根接入阻值为和的平行金属棒和，系统静止。某时刻对棒施加一个水平向右的恒力，两金属棒在向右运动的过程中，始终与导轨垂直且接触良好，棒始终未到达处，则下列判断正确的是（）A.最终两棒以不同的速度匀速运动B.最终两棒以相同的速度匀速运动C.安培力对棒所做的功大于棒的动能增加量D.外力做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热【答案】D【解析】棒在外作用下向右加速，但由于受到向左的安培力，所以做加速度减小的加速运动，棒在向右的安培力作用下，向右加速。两者达到稳定状态时，回路电流稳定，对和分别有，对回路有，所以最终两棒不可能一起向右做匀速运动，故AB错误；棒受的合力为受到的安培力，由动能定理可知安培力对棒所做的功等于棒的动能增加量，故C错误；由能量守恒可知外力做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热，故D正确。故选D。二、多选题8.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研究到实际应用的转化。如图所示为某无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（）A.从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，接收线圈中电流沿逆时针方向B.从上往下看，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流沿顺时针方向C.从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上D.从上往下看，发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上【答案】B、C【解析】从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，根据楞次定律知接收线圈中电流方向沿顺时针方向，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流方向沿顺时针方向。故A错误；B正确；从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，根据楞次定律、左手定则和安培定则知接收线圈所受安培力的方向竖直向上，同理发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向下。故C正确；D错误。故选BC。9.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）A.同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态B.晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性C.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质D.只有单晶体才表现出各向异性【答案】B、D【解析】理论和实验证明在一定的条件下，非晶体和晶体之间可以相互转化，比如水晶为晶体，一定条件下可以变成石英玻璃，为非晶体，故A错误；晶体分子的排列有规则，在空间上有周期性，故B正确；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故C错误，D正确。故选BD。10.如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为，内阻为。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现将质量为，电阻为的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为，此刻通过棒电流为。则（）A.此过程中通过棒的电荷量为B.此过程中导体棒产生的热量为C.离开桌面前的瞬间，电源两端的电压D.离开桌面前的瞬间，电源两端的电压【答案】A、C【解析】导体棒运动过程水平只受安培力，由动量定理，和，可得，故A正确；根据，可知，故B错误；离开桌面前的瞬间，根据闭合电路的欧姆定律可得，故D错误，C正确。故选AC。三、填空题11.一个带正电的绝缘小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地面上，设水平射程为，着地时的速率为。撤去磁场，其余的条件不变，水平射程为，着地时的速率为，则________，________。（均选填“”“”或“”）。【答案】；【解析】无磁场时，小球做平抛运动，则根据平抛运动规律有，，而有磁场时，小球受到洛伦兹力作用，洛伦兹力与速度方向垂直，因此小球在水平方向上具有一个水平加速度，水平方向做做一个变加速运动，而竖直方向上，设为洛伦兹力在竖直方向上的分力，根据牛顿第二定律有，可得，小球在竖直方向上的加速度，则根据可知，有磁场时小球的运动时间大小无磁场时的运动时间，则水平位移。由于洛伦兹力不做功，则两个过程中都只有重力做功，则机械能守恒，着地时的动能相等，所以着地时的速率相等，即。12.用金属丝制成一个型架，一段细长棉线两端紧扣在型架两臂上、两点，细线中点处有一扣。将型架浸入肥皂液中再取出，型架上形成的肥皂液膜如图所示，细线被绷紧是因为液体表面层存在_____________，该力的作用是使得液面有_____________（填“收缩”或者“扩张”）的趋势；用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），肥皂液膜的内能将_____________（忽略肥皂液膜的蒸发影响）（填“减小”或者“增大”或者“不变”）。【答案】表面张力；收缩；增大【解析】凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，所以细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力；表面张力的作用是使得液面有收缩的趋势；表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），分子间的引力做负功，分子间的分子势能增大，所以肥皂液膜的内能将增大。四、解答题13.如图，一个横截面积为的导热汽缸直立放置，质量为的楔形活塞下方封闭一定质量的理想气体，活塞上方与大气相同，汽缸底与热源接触。被封闭气体温度为，体积为，经过热源缓慢加热，气体的温度升高到时，用卡子卡住活塞，使之不能上升，热源继续加热，使气体温度升高到。已知大气压为，不计活塞与缸壁的摩擦。求：（1）气体温度为时，气体的体积；（2）气体温度为时，气体的压强。【答案】（1）；（2）【解析】（1）等压变化，解得；（2）等容变化，，解得。此题考查了理想气体的状态变化方程的应用；关键是找到气体的状态变化参量，对气体的压强可以由对活塞受力分析求得。14.我国空间站上安装有一种圆柱形磁控装置，其横截面如图所示。很窄的环柱形空间内有沿半径向外的磁场，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场和匀强电场（图中没画出），磁场与磁场的磁感应强度大小相等。若一质量为、电荷量为的小球在圆环内沿顺时针方向做半径为、速率为的匀速圆周运动。（1）判断匀强电场及磁场的方向；（2）求匀强电场的电场强度的大小；（3）以为坐标原点，垂直纸面向里为轴正方向，建立空间直角坐标系，当小球运动到位置时，撤去沿半径向外的磁场，同时开始计时，求小球经过轴的时间以及经过轴时的坐标值。【答案】（1）匀强电场的方向垂直纸面向里，磁场的方向垂直纸面向外；（2）；（3），【解析】（1）沿半径向外的磁场对应的洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故电场力的方向垂直纸面向里，电场强度的方向垂直纸面向里；根据小球受到的洛伦兹力的方向，磁场的方向垂直纸面向外；（2）带电小球处于完全失重状态，以空间站为参考系，小球在题图所示的截面内做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有，解得，小球在垂直纸面方向受力平衡，解得；（3）撤去沿半径向外的磁场，粒子在平行于平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，小球做圆周运动的周期，故小球经过轴的时间为，小球经过轴的坐标为，根据牛顿第二定律，解得。15.如图所示，平行板电容器两金属板、长，两板间距离，板的电势比板高。电荷量、质量的带正电的粒子，以初速度沿两板中心线垂直电场线飞入电场。随后，粒