山东省济宁市重点中学2022-2023学年高二下学期期中模块测试物理试题（含答案）

济宁市重点中学2022-2023学年高二下学期期中模块测试
物理
考试时间90分钟，满分100分
2023年5月
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2.请将答案正确填写在答题卡上。
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是
A.用显微镜观察布朗运动，观察到的是固体分子的无规则运动
B.在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间发现水中的胡椒粉不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈
C.一定质量的某种理想气体的内能只与温度有关
D.空气中的水蒸气凝结成露珠的过程中，水分子间的引力增大，斥力减小
2.将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离关系如图所示，若把乙分子从r3处由静止释放，则仅在分子力作用下
A.乙分子从r3向O运动过程中，只受到分子引力作用
B.乙分子从r3到r1过程中，乙分子的动能一直增大
C.乙分子从r3到r2做加速运动，从r2向O做减速运动
D.乙分子运动到r2处，分子势能最小
3.如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数很大，直流电阻小于R，当S闭合电路稳定后，断开开关S，则通过B灯电流随时间变化的图像描述正确的是
A. B. C. D.
4.两根平行的通电长直导线a、b均垂直于纸面放置，其中的电流方向如图所示，电流大小分别为I和2I。此时b所受安培力大小为F。若在a、b的上方再放置一根与之平行的通电长直导线c，导线a、b、c间的距离相等，此时b所受安培力的合力的大小也是F。则下列说法中正确的是
A.导线c中的电流为2I
B.导线c受到安培力的合力的大小为F
C.导线a受到安培力的合力的大小为F
D.导线c受到安培力的合力的大小为
5.如图所示，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，水平向右匀速运动，穿过宽度为d的匀强磁场区域，三角形两直角边长度为2d，线框中产生随时间变化的感应电流i，规定逆时针为感应电流的正方向，下列图形正确的是
A. B. C. D.
6.一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器T1与降压变压器T2都是理想变压器。已知发电机输出电压U1=250V，两个变压器的匝数比n1：n2=1：100，n3：n4=110：1，输电线电阻为R=20Ω，发电机输出功率为P=1000kW。则下列说法正确的是
A.输电线上损失的电压为400V
B.用户得到的电压为200V
C.输电线上损失的功率为32kW
D.深夜，用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
7.如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，线圈的匝数为N，电阻为r，外电阻为R，ab边恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕ab边转动，则下列说法正确的是
A.在图示位置，感应电动势的瞬时值为
B.电压表的示数为
C.线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D.线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
8.如图所示，间距L=1m、足够长的平行金属导轨倾斜放置，与水平面夹角为30°，其左端接一阻值R=1Ω的定值电阻。直线MN垂直于导轨，在其左侧面积S=1m2的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向上的磁场，磁感应强度B随时间的变化关系为B=8t（T），在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小B0=2.5T、方向垂直导轨所在平面向下的匀强磁场。t=0时，某金属棒从MN处以v0=4m/s的初速度开始沿斜面向上运动，已知金属棒质量m=1kg，与导轨之间的动摩擦因数，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是
A.t=0时，闭合回路中有大小为2A的顺时针方向的电流
B.金属棒在运动过程中受到的安培力方向一直沿斜面向下
C.金属棒最终将以1.0m/s的速度匀速运动
D.金属棒最终将以1.2m/s的速度匀速运动
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9.关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是
A.在LC振荡电路中，当电流最大时，电路中电场能最大
B.麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
D.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
10.如图甲所示，a、b为两个闭合正方向线圈，用材料相同、粗细相同的均匀导线制成，正方形线圈的边长之比为2：1，两个线圈均处于垂直纸面均匀分布的磁场中，且磁感应强度B随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，假设两线圈的距离足够远，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法中正确的是
甲 乙
A. t1、t2时刻两环均无扩张或收缩趋势
B. t2时刻两环中的感应电流的大小之比为
C.0~t2时间内两环中的感应电流大小均先减小后增大
D.0~t2时间内两环中的感应电流方向均先沿逆时针后沿顺时针
11.如图甲所示，ab两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻R1=5Ω，R2为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，则
甲 乙
A.滑动变阻器滑片从左向右移动的过程中，电压表的示数增大
B.若滑动变阻器R2=5Ω时，电流表示数为10A
C.若改变滑动变阻器R2阻值，使R2的功率最大时，此时R2=5Ω
D.变压器的最大输出功率为3125W
12.如图所示，以直角三角形OAC为边界的区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。已知∠A=60°，，在O点放置一个粒子源，可向各个方向发射带正电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都相同，发射方向由图中的角度θ表示。从AC边射出的粒子中，θ=90°时的粒子在磁场中运动的时间最短。不计粒子的重力及其相互间的作用力，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是
A.粒子的速度大小为
B.粒子的速度大小为
C.以θ<60°飞入的粒子从OC边界射出
D.粒子在磁场中运动的最长时间为
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13.（6分）（1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下：
A.根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，用公式求出薄膜的厚度，即油酸分子的大小
B.用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
C.将油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
D.用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面
E.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S
上述实验步骤的合理顺序是 ；
（2）将1mL的纯油酸配制成1000mL的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径大小是 m（计算结果保留一位有效数字）。
（3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏小，可能的原因是 。
A.水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开
B.求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足1格的方格
D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大
14.（8分）霍尔效应是电磁基本现象之一，近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。图甲为使用霍尔元件检测电流I0是否发生变化的装置示意图，铁芯竖直放置，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，该检测电流在铁芯中产生磁场其磁感应强度与检测电流强度成正比，测量原理如乙图所示，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路。
图甲 图乙
（1）霍尔元件所处位置的磁场方向为 （选填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）；
（2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，电势的高低如图乙所示，则材料中的载流子带 电（选填“正”或“负”）；
（3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，霍尔元件的厚度为h，流过霍尔元件左右表面的电流为I，霍尔电势差为U，则霍尔元件所处区域的磁感应强度B的表达式为B= ；
（4）当霍尔元件尺寸一定时，霍尔电势差增大，说明检测电流 （选填“增大”“减小”）。
15.（7分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，用水银将一段气体封闭在管中。当温度为T时，被封闭的气柱长L=35cm，两边水银柱高度差h=12cm，已知大气压强p0=76cmHg。求：
（1）此时被封闭的气柱的压强p；
（2）现向开口端缓慢注入水银，设气体温度保持不变，再次稳定后封闭气柱长度变为32cm，此时两边水银柱的高度差。
16.（9分）边长为L=0.6m、匝数n=10，总电阻为r=2Ω的正方形线圈静止在粗糙绝缘的水平桌面上，线圈由粗细均匀的导线制成。正方形线圈的左侧三分之一刚好处在匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向外，如图甲所示，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，已知线圈始终处于静止状态。求：
图甲 图乙
（1）0~6s内，线圈中的电流大小；
（2）t=2s时，正方形线圈所受静摩擦力的大小；
（3）0~8s内，通过线圈横截面的电荷量q。
17.（14分）如图所示，在xOy平面第I象限内有一半径为R的圆形区域，圆心为O1，圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B（B未知），磁场边界与x和y轴分别相切于M、N两点。在x<0区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限内存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在电场中有一个位于xOy平面内且与y轴平行、长为R的线状粒子源CD，CD的中点A在x轴上，粒子源上各点均能沿xOy平面发射质量为m、电荷量为q（q>0）的同种带电粒子，且所发射粒子的速度大小均为2v0，方向均与x轴正方向成θ=60°角。已知从C点发出的粒子，恰好沿水平方向经过y轴上的P点，经圆形磁场偏转后恰好从M点进入第IV象限，P点坐标为，粒子的质量为m，电荷量为q，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求：
（1）匀强电场场强的大小E；
（2）圆形磁场磁感应强度的大小B；
（3）粒子源CD上各点所发出的粒子经圆形磁场后最终都能通过x轴进入第IV象限，经第IV象限磁场偏转后将第二次通过x轴，求第二次通过x轴时离O点最远的粒子，从出发到第二次通过x轴所经历的总时间。
18.（16分）如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑直金属导轨，导轨间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中ABCD、EFGH矩形区域内有方向垂直于导轨向上，大小分别为2B、B的匀强磁场。两均匀导体棒a、b的电阻分别为R、2R，质量均为m。在t=0时刻，a、b分别从磁场边界AB、GH进入磁场，速度大小均为v0。一段时间后，在t=t1时刻，流过a棒的电流为0。0~t1时间内，a棒一直在ABCD区域中运动，b棒一直在EFGH区域中运动。求：
（1）t=0时刻，a棒的加速度大小；
（2）0~t1时间内，通过a棒横截面的电荷量；
（3）0~t1时间内，b棒产生的焦耳热。
高二物理参考答案
2023年5月
1~8题为单选，每小题3分，共24分；9~12题为多选，每小题4分，共16分。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C B A D A C C D BC AC AD ACD
13.（6分）（1）BDCEA （2） （3）BD（每空2分）
14.（8分）（1）竖直向上 （2）正 （3） （4）增大（每空2分）
15.（7分）
解：（1）封闭气柱的压强为
（2）封闭气体做等温变化，由玻意耳定律得
得
又
得
即此时两边水银柱的高度差为6cm
16.（9分）
解：（1）由题图乙得可知，0~6s内，
由法拉第电磁感应定律得
代入数据解得E=1.2V
由欧姆定律得
（2）t=2s时，由题图乙得磁感应强度B=4T
线圈受到的安培力
由线圈平衡得静摩擦力
（3）由图可知：当t=0s时，B1=2T；当t=8s时，B2=4T
8s内的平均电动势
电流
电荷量
17.（14分）
解：（1）粒子从C到P，在y方向上
得
又
得
（2）粒子从C到P，在x方向上：
由几何关系得
解得
（3）CD上任意点发出的粒子经圆形磁场偏转后都从M点通过x轴进入第IV象限，其中从A点射出的粒子将从N点进入圆形磁场并从M点离开，且第一次通过x轴时沿负y方向，第二次通过x轴时将能到达离O点最远的位置
由得，在电场中的运动时间
在第I象限的运动时间
在第IV象限，由得
运动时间
总时间
18.（16分）
解：（1）t=0时刻，回路中的电动势
回路电流
对a棒，
得
（2）因a棒的加速度大于b的加速度，故a棒先向右减速到零后再反向向左加速，回路中的总电动势为零时，回路中的电流为零。
即
对a棒，
对b棒，
又
得，，
（3）由能量守恒得系统的总焦耳热
得
b棒产生的热量
得