山东省临沂市河东区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题2

2022级普通高中学科素养水平监测试卷物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分.每小题只有一个选项符合题目要求.1.如图中关于传感器的应用，下列说法正确的是（）A.干簧管是通过电流受到的安培力来控制电路的通断B.火灾报警器利用的是光的散射原理来影响电阻变化C.红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度D.当被测物体向左移动时，电容式位移传感器的电容减小2.下列图像所示为磁场的相关应用，下列说法正确的是（）A.图甲是回旋加速器的示意图，同一粒子经电场不断加速后在磁场中做匀速圆周运动的周期逐渐减小B.图乙中处于蹄形磁铁中的导体棒通电瞬间安培力的方向向左C.图丙中下端刚好与水银液面接触的金属软弹簧通电后将上下弹跳D.图丁是磁流体发电机的结构示意图，可通过增加A、B两板的正对面积来增加电源电动势3.关于分子动理论，下列说法中正确的是（）A.图甲中油酸分子直径近似等于实验中滴入浅盘中油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值B.图乙为分子力F随分子间距r变化的关系图像，r从0.5r0增大到10r0过程中，分子间的引力先减小后增大，分子势能先减小后增大C.图丙为同一气体不同温度下分子速率分布图，温度T2时分子运动更剧烈，所以温度更高D.图丁为布朗运动的示意图，温度越高，每个液体分子的速率均变大；微粒越大，撞击到微粒的液体分子数增多，液体分子对微粒撞击作用的不平衡性越明显4.磁感应强度是矢量，满足矢量叠加原理；三根平行直导线B、C、D的截面图如图所示，其中B、D导线的电流大小相等均为I，C导线的电流大小为2I。已知，且，若通有电流i的长直导线在垂直距离为x处产生的磁感应强度大小为（其中k常量），则A点的磁感应强度大小为（）A. B. C. D.5.2013年3月，浙江大学的科学家们研制出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强.这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。“全碳气凝胶”的构造类似于“碳海绵”，在电子显微镜下，碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个孔隙。设气凝胶的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是（）A.每个气凝胶分子的直径为 B.V立方米的气凝胶所含分子数为C.a千克气凝胶所含的分子数为aNA D.气凝胶的单个分子质量为6.有“海上充电宝”之称的南鲲号是中国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，线圈匝数为N，线圈面积为S，线圈所处图示位置磁感应强度为B，稳定时线圈角速度为ω，则下列说法正确的是（）A.线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量为零B.该发电装置单位时间内能输出的最大电能与波浪频率有关C.线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线受到的安培力方向向下D.线圈转到图示位置时线圈电动势为7.n匝粗细均匀边长为l的正方形闭合线框abcd静止在光滑水平面上，虚线右侧区域有匀强磁场，初始时bc边平行于虚线且bc边到虚线的距离为l。t=0时，线框在水平外力F的作用下，从图示位置由静止开始向右一直做加速度为a的匀加速直线运动，线框电阻为R，则下列说法正确的是（）A.bc边刚进磁场瞬间电流为B.线框进入磁场的过程中感应电流增大且和时间成正比C.线框进入磁场的过程中流过线框的电荷量为D.线框进入磁场的过程F做的功等于线框释放的焦耳热和线框动能的增加量之和8.如图所示，三个同心圆a、b、c半径分别为r、2r、，在圆a区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在圆a和圆b间的环形区域存在背向圆心的辐向电场，在圆b和圆c间的环形区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B2，一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，从圆a边界上的A点沿半径方向以速度v0射入圆a内，第一次从圆a边界射出时速度方向偏转60°，经过辐向电场加速后，从圆b边界上进入外环区域，粒子恰好不会从圆c飞离磁场，已知磁感应强度，不计粒子的重力，则粒子在圆a内磁场中和圆c与圆b两边界间磁场中做圆周运动半径之比（）A.3:2 B.2:3 C. D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.9.电子感应加速器基本原理如图所示，图甲中上、下两个电磁铁线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使真空室中的电子加速。如图乙所示，从上向下看电子沿逆时针方向加速运动。下列说法正确的是（）A.电磁铁线圈中通入正弦交流电也能使电子持续加速B.变化的磁场在真空室中激发出的电场不同于静电场C.若线圈中的电流方向如图甲所示，则电磁铁线圈中电流正在减小D.若电子运动的轨道半径不变，则电子轨道处的磁感应强度随电子速度的增大而增大10.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，粗糙绝缘的水平面上有一带正电小球，从P点由静止释放后向右运动，运动过程中会经过N点。已知小球质量为m、电荷量为q，电场强度大小E，磁感应强度大小B，小球与水平面间动摩擦因数为μ，重力加速度g，.则关于小球的运动，下列说法正确的是（）A.小球开始运动时，加速度为，最终做匀速直线运动B.小球能够达到的最大速度为C.小球运动到N点时合力做功一定大于D.小球先做加速运动，后脱离水平面11.白鹤滩水电站（图甲）是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组.2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电.在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，图乙为白鹤滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，R1为输电线总电阻，R2为不断电用户电阻（可视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻），对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为。当可变电阻R减小时，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（）A.电压表示数增大，电流表示数减小B.电压表示数减小，电流表示数增大C.减小原线圈匝数，可保持用户总电压不变D.增大原线圈匝数，可保持用户总电压不变12.如图所示，金属导轨由曲线导轨、水平宽轨和水平窄轨三部分组成，曲线导轨与水平宽轨平滑连接，水平宽轨部分间距为2L，有竖直向下的匀强磁场，水平窄轨部分间距为L，有竖直向上的匀强磁场，两部分磁场磁感应强度大小均为B.质量均为m金属棒M、N垂直于导轨静止放置，现将金属棒M自曲线导轨上h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，两棒接入电路中的电阻均为R，其余电阻不计，导轨足够长，M棒总在宽轨上运动，N棒总在窄轨上运动，不计所有摩擦。下列说法正确的是（）A.当M棒刚进入磁场时，M棒的加速度大小为B.在M棒刚进入磁场以后，M棒、N棒组成的系统动量守恒C.M棒、N棒最终做匀速直线运动，二者速度之比为1∶2D.整个过程中系统产生的总热量为三、实验题：本题共2小题，共14分.把答案写在答题卡中指定答题处，不要求写出演算过程.13.防疫停课期间，小明在家用浅盘、量筒、适量温水、植物油、酒精、细石膏粉、坐标纸、彩笔等估测植物油分子的大小。他将0.2mL的植物油溶于酒精，制成200mL的植物油酒精溶液，用量筒和注射器测得2.0mL上述溶液有100滴。现用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字）（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL，小明数出图中油膜面积约占60格，根据上述数据得出油酸分子的直径是_________m。（2）关于本实验下列说法不正确有。A.选用植物油酒精溶液而不是植物油，主要目的是得到一滴体积很小的油酸B.若植物油没有充分散开，植物油分子直径的计算结果将偏大C.计算油膜面积时统计了所有不足一格的方格，植物油分子直径的计算结果将偏小D.在向量筒中滴入1mL植物油酒精溶液时，滴数多记了几滴，植物油分子直径的计算结果将偏大（3）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油滴的。A.密度 B.摩尔体积 C.物质的量 D.质量14.物理兴趣小组用可拆变压器“探究变压器原副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。（1）为实现探究目，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是。A.等效法 B.理想模型法 C.控制变量法 D.演绎法（2）若变压器原、副线圈匝数分别选择n1=800匝、n2=400匝，原线圈与10V正弦式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压U2=0.5V，输出电压测量值明显小于理论值，造成这种现象的主要原因是。A.副线圈匝数n2略少于400匝 B.变压器存在电磁辐射C.原、副线圈存在电流热效应 D.两块变压器铁芯没有组装在一起（3）等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图为某电学仪器原理图，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。若将右侧实线框内的电路等效为一个电阻，可利用闭合电路的规律解决如下极值问题：在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当R=_________时（用n1、n2、R0表示），R获得的功率最大。四、计算题：本题共4小题，共46分.解答应写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.15.如图所示，间距为L=1m的两平行导轨在同一水平面内，一质量为m=1kg、长度为L=1m的导体棒垂直放在导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ恒定，整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小为1.2T，方向与导体棒垂直，与水平向右方向的夹角θ为127°。现给导体棒通以图示方向（沿棒向里）的恒定电流I=5A，导体棒沿导轨向右做匀速直线运动。不考虑导体棒中电流变化，导体棒始终垂直于导轨并保持良好接触，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）导体棒对导轨的压力大小；（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数μ。16.海浪发电装置的俯视图可简化为图甲所示，圆柱体磁芯N极和外壳S极间形成均匀辐射状的磁场，它们可随着海浪上下浮动；磁芯与外壳的间隙中固定有环面水平的环形线圈，线圈半径为d、匝数为n、总电阻为r。当磁体随海浪上下浮动时，线圈沿圆柱形磁芯中轴线切割磁感线，就会产生感应电动势对外供电。已知线圈所在处磁感应强度的大小恒为B，将线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，则当磁体上下浮动的速度v随t按图乙的规律变化时，求：（1）海浪发电装置产生电动势的最大值；（2）在时刻线圈受到安培力的功率大小。17.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨竖直放置，轨道间距为l，其上端接一阻值为R的小灯泡L（阻值R保持不变）。在水平虚线L1、L2，间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场区域的宽度为d，导体棒a的质量为m、电阻为r，与导轨始终保持垂直并接触良好，设重力加速度为g。（1）若导体棒a从图中M处由静止开始沿导轨下滑，进入磁场时恰能匀速运动，求导体棒a刚进磁场时的速度；（2）将导体棒a固定在L2处，若磁感应强度均匀增大，小灯泡始终正常发光，其额定功率为P，写出磁感应强度随时间变化的变化率；（3）若导体棒a以大小为v0的初速度从L2处竖直向上运动，恰能到达L1上方高为h处，求此过程中小灯泡产生的热量及导体棒a在磁场中运动的时间。18.如图所示，且的区域I内存在一沿x轴负方向的匀强电场，电场强度为E。且的区域II内存在一沿y轴负方向的匀强磁场，磁感应强度未知。在的区域III内有一平行于xOz面放置的长方形离子收集板MNPQ。收集板MNPQ与y轴交于点T（0，L，0），其中MQ足够长，MN长