江西省赣州市兴国中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

兴国中学2022-2023学年高二下学期期末考试
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上和试卷指定位置上。
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,用检皮擦干净后，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、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．关于电磁波的传播速度，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波的频率越高，传播速度越大 B．电磁波的波长越长，传播速度越大
C．电磁波的能量越大，传播速度越大 D．所有电磁波在真空中的传播速度都相等
2．我国最新研制出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录，弹性和吸油能力令人惊喜，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，则下列说法不正确的是（　　）
A．a千克气凝胶所含的分子数 B．气凝胶的摩尔体积
C．每个气凝胶分子的直径 D．每个气凝胶分子的体积
3．如图所示，某同学用封有气体的玻璃管来测绝对零度，当容器水温是30刻度线时，空气柱长度为30cm；当水温是90刻度线时，空气柱的长度是36cm，则该同学测得的绝对零度相当于刻度线（ ）
A．﹣273 B．﹣270 C．﹣268 D．﹣271
4．如图为LC振荡电路在某时刻的示意图，则（　　）
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电
C．若电容器上极板带负电，则电容器正在充电
D．若电容器上极板带负电，则自感电动势正在阻碍电流减小
5．如图所示，a、b、c三个带电粒子从上端小孔射入速度选择器后，又都从进入下方的磁场，虚线是它们的运动轨迹，它们所带电荷量之比为，它们的质量之比为，不计粒子重力，则（　　）
A．这三种粒子都带负电 B．粒子b、c都打在点
C．打在点的粒子是c D．这三种粒子在偏转磁场中运动的时间都相等
6．重庆一中某教室墙上有一扇朝南的平开玻璃窗，窗扇由有机玻璃加矩形金属边框构成，如图所示，窗扇一侧由合页固定在绝缘窗框（图中未画出）上，另一侧装有开窗手柄，某同学站在室内面向窗户水平推动开窗手柄，将闭合的窗的向外（南）推开（开角小于）的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量变大
B．穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量不变
C．从推窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是逆时针方向
D．从推窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是顺时针方向
7．电磁制动原理是通过线圈与磁场的作用使物体做减速运动。某列车车底安装的电磁铁产生磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下：同种材料制成的粗细均匀的闭合正方形线框，边长为，长为，若当列车部分刚越过时，速度大小为v，则两端的电势差等于（　　）
A． B． C． D．
8．下列说法中正确的是（　　）
A．一定量气体膨胀对外做功200 J，同时从外界吸收120 J的热量，则它的内能增大80J
B．在使两个分子间的距离由很远(r > 10-9 m)减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大
C．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力
D．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢
9．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是（　　）
A．，方向竖直向上
B．，方向竖直向上
C．，方向水平向左
D．，方向竖直向下
10．如图所示，其中的线圈能产生交流电的是（　　）
A． B．
C． D．
11．图甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是(　　)
A．线圈匝数n1B．线圈匝数n1>n2，n3>n4
C．甲图中的电表是电压表，输出端不可短路
D．乙图中的电表是电流表，输出端不可断路
二、实验题（共20分）
12．（1）在“用单分子油膜法估测分子大小”实验中，在蒸发皿内盛一定量的水，正确操作的是______
A．在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
B．先滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，再在水面上先撒上痱子粉
（2）实验中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL。用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的面积为4×－4m2。
①油膜的面积____ m2；
②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL；
③根据①、②数据，估算出油酸分子的直径约_____m。
（①、③问保留一位有效数字，②问保留两位有效数字）
13．如图所示为某同学用一满偏电流，内阻的电流计G改装成的多用电表，已知图中两电源的电动势分别为E1=15V和 E2=1.5V，其内阻都为3.2，R1、R3为定值电阻，R1=1200，R2为最大阻值为500的滑动变阻器
（1）为保证电表正常工作，表笔a为___________（填“红”或“黑”）色；若功能旋钮接3时，为量程10mA的电流表，则R3=___________；
（2）若只设计“×10”、“×100”两种倍率挡位的欧姆表，则功能旋钮接2时倍率为___________（选填“×10”、“×100”），用该倍率测电阻时，先欧姆挡调零，则滑阻R2的阻值应调为___________；
（3）因电表使用时间过久，表内两电源的电动势和内阻都发生改变，该同学选用“接1”挡测某电阻时，已无法欧姆挡调零，但他马上想了个办法可以准确测量该电阻，如图所示，他先把该电阻与一量程为、内阻=2400的电压表并联，再一起串入两表笔上，此时多用电表指针如图所示，电压表的示数为4.96V，则接入时，多用电表表笔b应与电压表的___________（填“正”或“负”）接线柱相连，经计算可得该电阻的阻值为___________。
三、计算题（共36分）
14．如图所示，电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置，其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω；导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω，它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场。设重力加速度为g=10m/s2。（不计a、b之间的作用）求：
（1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力分别做的功；
（2）M点和N点距L1的高度。
15．如图所示，abcd是一个边长为L的正方形区域，内部存在着沿ad方向的匀强电场。位于ad边中点S处的粒子源，不断地沿着垂直ad边的方向发射质量为m、电量为q的带电粒子。粒子的初速度为v，经电场作用后恰好从c点射出。撤去电场，在该区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，带电粒子恰好从b点射出。带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略。
（1）求匀强电场的电场强度大小E；
（2）求匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）定性比较带电粒子通过电场区域和磁场区域的时间的大小，并说明依据。
16．如图所示，喷洒农药用的某种喷雾器，其药液桶的总容积为14L，装入药液后，封闭在药液上方的空气体积为2L，气压为1atm。打气筒活塞每次可以打进气压为1atm、体积为0.3L的空气。不考虑环境温度的变化。
（1）第一次打气打气后，桶内的气体压强是多少？
（2）要使药液上方的气体压强增大到7atm，应打气多少次？
（3）如果药液上方的气体压强达到6atm时停止打气，并开始向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，筒内剩下的药液还有多少升？
1．D
AB．电磁波在介质中的传播速度由频率和介质共同决定，AB错误；
C．电磁波的速度与能量无关，C错误；
D．所有电磁波在真空中的传播速度都等于光速，D正确。
故选D。
2．C
A．a千克气凝胶的摩尔数为
则a千克气凝胶所含有的分子数为
故A正确，不满足题意要求；
B．气凝胶的摩尔体积为
故B正确，不满足题意要求；
D．气凝胶中包含个分子，故每个气凝胶分子的体积为
故D正确，不满足题意要求；
C．设每个气凝胶分子的直径为，则有
联立可得
故C错误，满足题意要求。
故选C。
3．B
当水温为30刻度线时，V1=30S；当水温为90刻度线时，V2=36S
设T=t刻线+x，由盖﹣吕萨克定律得
解得t=270刻线，故绝对零度相当于﹣270刻度。
故选B。
4．A
AB．若磁场正在减弱，根据楞次定律，感应电流方向为向上，线圈给电容器顺时针充电，电容器上极板带正电，A正确，B错误；
C．若电容器上极板带负电，电容器顺时针放电，C错误；
D．若电容器上极板带负电，是电容器顺时针放电，电流增大，D错误。
故选A。
5．B
A．由于带电粒子进入磁场后均向右侧偏转，由左手定则可知，粒子一定都带正电，A错误；
BC．在速度选择器中满足
故三种粒子进入磁场的速度均相等，在磁场中满足
可得，代入数据可得三者的半径比为
故粒子a达到P2点，粒子b、c都打在点，B正确，C错误；
D．粒子在磁场中的运动时间为，可知三者运动时间之比为
D错误。
故选B。
6．C
地磁场由南向北，将闭合的窗的向外（南）推开（开角小于）的过程中，穿过窗框的磁通量逐渐减小，根据楞次定律，穿过窗框的磁通量减小时，从推窗者的角度看，窗扇金属边框中产生的感应电流的方向为逆时针。
故选C。
7．C
若当列车部分刚越过时，由楞次定律，正方形线框产生的感应电流方向为方向。相当于电源，电源内部电流从负极指向正极。点电势低于点电势。线框中产生的感应电动势
两端的电势差
故选C。
8．CD
A.根据热力学第一定律知：△U=W+Q=-200+120=-80J，表示内能减少80J，故A错误；
B.在使两个分子间的距离由很远（m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力
先减小后增大，分子势能先减小后增大，故B错误；
C.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面存在张力，故C正确；
D.相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下的饱和蒸汽压的比值，空气相对湿度越大时，
空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故D正确．
9．BC
AB．外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向上，则水平向右的安培力、支持力与重力，处于平衡状态，则
解得
A错误B正确；
C．外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左，根据左手定则，安培力方向竖直向上，故受重力和安培力平衡，故
解得
C正确；
D．外加匀强磁场的磁感应强度B的方向竖直向下，则水平向左的安培力、支持力与重力，所以棒不可能处于平衡状态，D错误。
故选BC。
10．BD
A．穿过线圈的磁通量始终为零，所以不产生感应电流，故A错误；
C．穿过线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，故C错误；
BD．线圈绕垂直于磁场转动过程中，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生交变电流，故BD正确。
故选BD。
11．CD
甲并联在电路中是电压互感器，电路中是强电压，通过变压器变成弱电压，用电压表测量，因为电压之比等于线圈匝数比，所以n1＞n2，
由图可知，乙串联在电路中是电流互感器，电路中是强电流，通过变压器变成弱电流，用电流表测量，因为电流之比等于线圈匝数的倒数比，所以n3＜n4，故CD正确，AB错误．
12．（1）A （2）2×10－2 1.2×10－5 6×10－10
13．（1）黑 （2）2 ×10 145 （3）负 1200
14．（1）1J，0.5J；（2），
（1）两金属棒都是匀速穿过磁场的，安培力与重力等大，克服安培力做功分别为
Wa=magd=0.2×10×0.5J=1J
Wb=mbgd=0.1×10×0.5J=0.5J
（2）设b在磁场中匀速运动时速度为vb，总电阻R1=7.5Ω，则b中的电流
由平衡条件得
联立得
＝mbg
同理，设a在磁场中匀速运动时速度为va，总电阻R2=5Ω，由平衡条件得
联立得
＝mag
由以上各式得
设b棒在磁场中运动的时间为t，位移为
又
由以上各式得
va2＝m2/s2，vb2＝15m2/s2
a、b棒开始时距离磁场边界L1的高度分别为ha、hb，由
可得
，
代入数据数据解得
，m
15．（1）；（2）；（3）见解析
（1）只加电场时，沿电场方向有
垂直电场方向有
联立解得
（2）只加磁场时，带电粒子做匀速圆周运动，设粒子圆周运动的半径为r，由几何知识有
解得
又根据
解得
（3）带电粒子在电场中的运动时间为
带电粒子在磁场中运动时，轨迹圆心角满足
即
带电粒子在磁场中的运动时间为
解得
对比可得
16．（1）1.15atm；（2）40次；（3）2L
（1）设打气前药液上方压强为，气体体积为；每次打入的气体体积为V=0.3L，因为是等温变化，则由玻意耳定律有
解得
=1.15atm
（2）设应打n次，打后药液上方气体的压强为，环境温度不变，封闭在药液上方的气体为等温变化，将打气前原有的气体和打n次的气体为研究对象，则
初态：，；
末态：，；
由玻意耳定律得
解得
n=40次
（3）药液上方的气体压强达到= 6atm时停止打气，并开始向外喷药，当喷雾器不再向外喷药时，筒内空气的压强将变为=1atm，体积为，对筒内气体，由玻意耳定律得
解得
剩下的药液体积