資源簡介

2024-2025學年莆田八中高二下學期期中考試卷物理試題
一、單選題：本大題共5小題，共20分。
1.關于下面四幅圖中現象的分析，下列說法正確的是
A. 甲圖中，水黽停在水面而不沉，是浮力作用的結果
B. 乙圖中，將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果
C. 丙圖中，毛細管中液面高于管外液面的是毛細現象，低于管外液面的不是毛細現象
D. 丁圖中，玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是一種浸潤現象
2.如圖所示，一閉合直角三角形線框以速度勻速穿過勻強磁場區域。從邊進入磁場區，到點離開磁場區的過程中，線框內感應電流的情況以逆時針方向為電流的正方向是下圖中的( )
A. B.
C. D.
3.如圖所示是電磁波發射電路中的電磁振蕩電路，某時刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時電容器的上極板帶正電，下極板帶負電，則以下說法正確的是( )
A. 線圈中的磁場向上且正在增強
B. 電容器中的電場向下且正在減弱
C. 若在線圈中插入鐵芯，則發射電磁波的頻率變大
D. 若增大電容器極板間的距離，則發射電磁波的波長變小
4.一定質量理想氣體經歷如圖所示的循環過程，過程是等壓過程，過程中氣體與外界無熱量交換，過程是等溫過程。下列說法正確的是( )
A. 過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功
B. 過程，氣體對外做功，內能增加
C. 過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功
D. 過程，氣體從外界吸收的熱量等于過程放出的熱量
5.在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數匝，橫截面積。螺線管導線電阻，，，。在一段時間內，垂直穿過螺線管的磁場的磁感應強度的方向如圖甲所示，大小按如圖乙所示的規律變化，則下列說法中正確的是( )
A. 螺線管中產生的感應電動勢為
B. 閉合，電路中的電流穩定后，電容器的下極板帶負電
C. 閉合，電路中的電流穩定后，電阻的電功率為
D. 閉合，電路中的電流穩定后，斷開，則斷開后，流經的電荷量為
二、多選題：本大題共5小題，共20分。
6.下列說法正確的是( )
A. 由圖甲可知，狀態的溫度比狀態的溫度高
B. 由圖乙可知，氣體由狀態變化到的過程中，氣體分子平均動能一直不變
C. 由圖丙可知，當分子間的距離時，分子作用力隨分子距離的增大先減小后增大
D. 由圖丁可知，在由變到的過程中分子力做正功
7.如圖所示，甲是質譜儀的示意圖，乙是回旋加速器的原理圖，丙是研究楞次定律的實驗圖，丁是研究自感現象的電路圖，下列說法正確的是( )
A. 質譜儀可以用來測量帶電粒子的比荷，也可以用來研究同位素
B. 回旋加速器是加速帶電粒子裝置，其加速電壓越大，帶電粒子最后獲得的速度越大
C. 丙圖中，磁鐵插入過程中，電流由
D. 丁圖中，開關斷開瞬間，燈泡一定會突然閃亮一下
8.如圖所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場方向的軸勻速轉動。線圈的匝數為，電阻不計，理想變壓器原、副線圈的匝數之比為，定值電阻與的阻值均為，所用電表均為理想交流電表。當線圈轉動的角速度大小為時，電壓表的示數為，則( )
A. 此時電流表的示數為
B. 從圖示位置線圈與磁場方向平行開始計時，線圈中產生的電動勢的瞬時表達式為
C. 在線圈轉動的過程中，穿過線圈的磁通量的最大值為
D. 當線圈轉動的角速度大小為時，電壓表的示數為
9.直流電動機的工作原理是通電導體在磁場中受到安培力的作用而運動。如圖所示為使用直流電動機提升重物的示意圖，間距為的平行導軌固定在水平面內，導軌左端接有電動勢為，內阻為的直流電源，導軌電阻不計，質量為、電阻為、長為的導體棒垂直導軌放置，其中心通過絕緣細線繞過固定光滑定滑輪后與靜止在地面上的質量為的重物相連，此時細線恰好伸直且無拉力，導體棒與滑輪間的細線水平。整個裝置處于方向豎直向下、磁感應強度大小為的勻強磁場中。已知導體棒距離導軌左端足夠遠，重物上升過程中不會碰到定滑輪，重力加速度為，不計一切摩擦。閉合開關后，導體棒向左運動的過程中，下列說法正確的是( )
A. 閉合開關瞬間細線中的拉力大小為
B. 導體棒最終的速度大小為
C. 導體棒勻速運動時直流電源的輸出功率為
D. 重物從靜止出發到剛好做勻速運動的過程中，安培力對導體棒所做的功等于系統增加的機械能
10.如圖所示，半徑為的導電圓環繞垂直于圓環平面、通過圓心的金屬軸以大小為的角速度逆時針勻速轉動。圓環上接有電阻均為的三根金屬輻條、、，輻條互成角。在的范圍內兩條虛線之間分布著垂直圓環平面向外、磁感應強度大小為的勻強磁場，圓環的邊緣通過電刷與阻值為的定值電阻相連，其余電阻不計。對圓環勻速轉動的過程，下列說法正確的是( )
A. 圓環轉動一周的時間為
B. 圓環勻速轉動時產生的感應電動勢為
C. 定值電阻兩端的電壓為
D. 通過定值電阻的電流為
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中
下列說法正確的是________。
A.測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，可以用注射器擠出一滴油酸滴入燒杯中，觀察注射器上的體積變化
B.測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入紅墨水后混合均勻，再滴入一滴油酸酒精溶液
C.實際的油酸分子是球形的，因此通過計算得到的油酸分子直徑即是球的直徑
D.計算油酸分子的大小時，認為水面油酸為單分子層且認為分子間緊密排布
若實驗過程中發現，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則計算得到的油酸分子直徑將___________選填“偏大”或“偏小”或“不變”
若實驗中使用的油酸酒精溶液是經久置的，則計算得到的油酸分子直徑將___________選填“偏大”或“偏小”或“不變”
某次實驗中將的純油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器測得溶液為滴，再滴入滴這樣的溶液到準備好的淺盤中，描出的油膜輪廓如圖所示，每格邊長是，根據以上信息，可估算出油酸分子的直徑約為________此小題保留一位有效數字
12.在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數的關系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。
原線圈應連接到學生電源的 選填直流、交流輸出端。
為實現探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學探究方法是 。
A.控制變量法 等效替代法
C.演繹法 理想實驗法
在實驗過程中，若其中一次多用電表讀數如下圖所示，此時電壓表讀數為 ；
在實際實驗中將交流電源接在原線圈的“”和“”兩個接線柱之間，用電表測得副線圈的“”和“”兩個接線柱之間的電壓為，則原線圈的輸入電壓可能為 。
A.
四、計算題：本大題共3小題，共30分。
13.如圖所示，用一小型交流發電機向遠處用戶供電，已知發電機線圈匝數匝，面積．，線圈勻速轉動的角速度，勻強磁場的磁感應強度，輸電時先用升壓變壓器將電壓升高，到達用戶區再用降壓變壓器將電壓降下來后供用戶使用，輸電導線的總電阻為，變壓器都是理想變壓器，升壓變壓器原、副線圈匝數比為，降壓變壓器原、副線圈的匝數比為，若用戶區標有“、”的電動機恰恰能正常工作。求：
從圖示位置開始計時，交流發電機的瞬時電動勢的表達式
輸電線路上損耗電功率
發電機線圈電阻。
14.如圖所示，質量為、電荷量為的帶正電的小滑塊，從半徑為的固定四分之一圓弧軌道上自端由靜止滑下，軌道光滑且絕緣．整個裝置處在方向互相垂直的勻強電場與勻強磁場中．已知勻強電場的電場強度大小為、方向水平向右，勻強磁場的磁感應強度大小為、方向垂直紙面向里，重力加速度取求：
滑塊到達點時的速度大小；
在點時，滑塊所受洛倫茲力；
在點時，滑塊對軌道的壓力大小．
15.如圖所示，兩平行導軌按如圖方式固定，其中傾斜導軌的傾角為，其中虛線為傾斜導軌和水平導軌水平導軌足夠長的平滑銜接處，虛線為水平導軌的末端，末端與傾角為的平行導軌相接，兩虛線間存在豎直向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度隨時間的變化規律如圖所示。金屬棒乙鎖定在水平軌道上，距離虛線的間距為，時刻金屬棒甲由距離虛線為處靜止釋放。已知兩導軌之間的距離為，兩金屬棒的長度均為，電阻均為金屬棒甲、乙與導軌接觸良好，質量分別為、，重力加速度，忽略一切摩擦和導軌的電阻。求：
金屬棒甲從釋放到虛線所用的時間為多少，該過程中金屬棒乙中產生的焦耳熱為多少？
如果金屬棒甲運動到虛線的瞬間，金屬棒乙的鎖定立即解除，以后的過程中兩金屬棒沒有碰撞，且金屬棒乙離開水平導軌前二者已共速，則從金屬棒甲靜止釋放到金屬棒乙離開水平導軌的過程中，通過金屬棒乙某一橫截面的電荷量為多少？
假設虛線右側斜面足夠長，通過計算說明金屬棒乙落在斜面上后金屬棒甲是否在水平導軌上？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
A.因為液體表面張力的存在，有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如，故A錯誤；
B.乙圖中將棉線圈中肥皂膜刺破后，擴成一個圓孔，是表面張力作用的結果，故B正確；
C.浸潤液體情況下容器壁對液體的吸引力較強，附著層內分子密度較大，分子間距較小，故液體分子間作用力表現為斥力，附著層內液面升高，故浸潤液體呈凹液面，不浸潤液體呈凸液面，低于管外液面，都屬于毛細現象，故C錯誤；
D.丁圖中玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，它的尖端會變鈍，是表面張力的原因，不是浸潤現象．故D錯誤。
2.【答案】
【解析】解：根據感應電流產生的條件可知，線框進入或離開磁場時，穿過線框的磁通量發生變化，線框中有感應電流產生，當線框完全進入磁場時，磁通量不變，沒有感應電流產生，故C錯誤；
感應電流，線框進入磁場時，導體棒切割磁感線的有效長度減小，感應電流逐漸減小，電流方向為逆時針。線框離開磁場時，導體棒切割磁感線的有效長度減小，感應電流逐漸減小，電流方向為順時針，故A正確，、D錯誤。
3.【答案】
【解析】
解決本題的關鍵知道在振蕩電路中，當電容器充電時，電流在減小，電容器上的電荷量增大，磁場能轉化為電場能；當電容器放電時，電流在增大，電容器上的電荷量減小，電場能轉化為磁場能。
A、由圖中電流的方向流向電容器的正極，說明電容器正在充電，回路中的磁場能向電場能轉化，所以電路中的電流正在減小，所以線圈中的磁場正在減弱，故A錯誤；
B、根據上極板帶正電可知，電容器內電場的方向向下，又由于電容器正在充電，則電容器內的電場正在增大，故B錯誤；
C、若在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數增大，根據可知發射電磁波的頻率變小，故C錯誤；
D、若線增大電容器極板間的距離，根據可知發射電磁波的頻率變變大，則發射電磁波的波長變小，故D正確。
4.【答案】
【解析】A.過程壓強不變，是等壓變化且體積增大，氣體對外做功，由蓋呂薩克定律可知，即內能增大， ，根據熱力學第一定律 可知 過程，氣體從外界吸收的熱量一部分用于對外做功，另一部分用于增加內能，A錯誤；
B. 過程中氣體與外界無熱量交換，即，又由氣體體積增大可知 ，由熱力學第一定律 可知氣體內能減少，B錯誤；
C. 過程為等溫過程，可知，根據熱力學第一定律可知 過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功，C正確；
D.根據熱力學第一定律結合上述解析可知： 一整個熱力學循環過程 ，整個過程氣體對外做功，因此熱力學第一定律可得，故 過程氣體從外界吸收的熱量 不等于 過程放出的熱量 ，D錯誤。
故選C。
5.【答案】
【解析】A.根據法拉第電磁感應定律可得螺線管中產生的感應電動勢為：，故A錯誤；
B.根據楞次定律可以判斷回路中感應電流的方向應為逆時針方向，所以電容器的下極板帶正電，故B錯誤；
C.閉合，電路中的電流穩定后，電阻的電功率為：，故C正確；
D.閉合，電路中的電流穩定后電容器兩端的電壓為：
斷開后，流經的電荷量即為閉合時電容器一個極板上所帶的電荷量，即：，故D錯誤。
故選C。
6.【答案】
【解析】本題主要考查熱學的概念，知道分子熱運動的速率隨溫度的變化規律；知道分子熱運動的平均動能與溫度的關系；熟悉分子間的作用力隨分子間距的變化是解題的關鍵，難度不大。
由分子熱運動的速率的分布特點可知，隨溫度的升高，分子熱運動的速率分布呈現“中間多兩頭少”的規律，且隨溫度的增大，大部分的分子熱運動速率增大，故由圖可知圖溫度高，故A正確；
B.由理想氣體狀態方程結合圖乙可知，氣體在狀態和態時，氣體的溫度相同，結合氣體的等溫線可知，該過程氣體的溫度先升高，后降低，故氣體分子平均動能先增大后減小，故B錯誤；
C.由分子力隨分子間距的變化關系圖象可知，當分子間的距離時，隨分子間距離的增大，分子間的作用力先增大后減小，故C錯誤；
D.由圖丁可知，在分子間距為時，分子間距離為相當于平衡位置的距離。在由變到的過程中，分子力為斥力，隨分子間距的增大，分子力做正功，故D正確。
7.【答案】
【解析】
四幅圖中分別屬于四種不同的物理情景，涉及不同的原理，根據各自的原理來分析解答即可。
本題考查了質譜儀、回旋加速器、自感現象的原理等基礎知識點，難度不大，關鍵要理解各種現象的原理，即可輕松解決。
A.甲圖是用來測定帶電粒子比荷的裝置，設速度選擇器中電場強度為，磁感應強度為，下邊的磁場磁感應強度為，在速度選擇器中，為使粒子不發生偏轉，粒子所受到電場力和洛倫茲力是平衡力，即為，所以電場與磁場的關系為：； 能通過速度選擇器的狹縫的帶電粒子進入下邊的磁場后洛倫茲力提供向心力，則：，所以：，所以粒子的比荷越小，打在膠片上的位置越遠離狹縫，所以該裝置可以用來研究電荷數相等而質量數不相等的同位素，故A正確；
B.設形盒的半徑為，當粒子圓周運動的半徑等于時，獲得的動能最大，則由可得：， 則最大動能：，可見，最大動能與加速電壓無關，增大形盒的半徑可增加粒子從回旋加速器中獲得的最大動能，因此帶電粒子最后獲得的速度與加速電壓無關，故B錯誤；
C.丙圖中磁鐵插入過程中，穿過線圈的向右的磁通量增大，由楞次定律可知，線圈中感應電流的磁場的方向向左，所以線圈外側的電流方向向上，電流由通過電流計流向，故C正確；
D.電鍵斷開的瞬間，由于線圈對電流有阻礙作用，通過線圈的電流會通過燈泡，所以燈泡不會立即熄滅，若斷開前，通過電感的電流大于燈泡的電流，斷開開關后，燈泡會閃亮一下然后逐漸熄滅．若斷開前，通過電感的電流小于等于燈泡的電流，斷開開關后，燈泡不會閃亮一下，故D錯誤。
故選AC。
8.【答案】
【解析】
線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的轉軸勻速轉動，產生正弦式交變電流，最大值；然后結合變壓器的變壓比公式和輸入、輸出功率關系列式分析。
本題關鍵熟悉交流電的產生和變壓器的變壓比公式，同時要結合能量守恒定律分析，基礎題。
A.流過副線圈的電流，根據可知，流過電流表的電流，故A正確；
B.變壓器中原線圈的電壓為，根據，可知電壓，電阻分得的電壓，故線圈產生的感應電動勢的有效值為，最大值；，故從線圈轉動到圖示位置開始計時，線圈中產生的電動勢的瞬時值表達式為，故B錯誤；
C.根據可知，故C正確；
D.根據可知，轉動角速度加倍，產生的感應電動勢加倍，故電壓表的示數加倍，故D錯誤。
故選AC。
9.【答案】
【解析】A.閉合開關瞬間，回路中的電流為，導體棒所受安培力，
對導體棒和重物整體受力分析，由，
對重物分析，，
解得，A錯誤
B.導體棒向左運動時會產生與直流電源相反的感應電動勢，初始，導體棒向左加速運動，隨著導體棒速度的增大，回路中的電流減小，根據牛頓第二定律可知，導體棒向左做加速度減小的加速運動，最終達到勻速，設穩定時導體棒的速度大小為，則回路中的電流，由，解得，B正確
C.根據選項可得，導體棒勻速運動時直流電源的輸出功率為，故C錯誤；
D.重物從靜止出發到剛好做勻速運動的過程中，對導體棒和重物組成的整體，只有安培力和重物的重力做功，由功能關系可知，安培力對導體棒所做的功等于導體棒和重物組成的系統增加的機械能， D正確。
故選BD。
10.【答案】
【解析】解：圓環做勻速圓周運動，則有
即圓環轉動一周的時間為，故A正確；
B.根據題意可知，圓環轉動過程始終只有一根輻條切割磁感線，則有
解得
故B錯誤；
C.一根輻條切割磁感線時，另外兩根與定值電阻并聯，則有
解得
則干路電流
定值電阻兩端的電壓為
解得
故C錯誤；
D.通過定值電阻的電流
解得
故D正確。
11.【答案】偏大；偏小
【解析】
在用油膜法估測分子的大小”實驗中，我們做了些理想化處理，認為油酸分子之間無間隙，油酸膜為單層分子，明確該實驗的實驗原理即可正確解答本題。
根據實驗的原理及操作步驟選擇正確的操作方法根據，分析誤差形成的原因；先求出滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，再用純油酸的體積除以油膜的面積即得到油酸分子的直徑。
測量一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積時，至少要測量滴到滴油酸酒精溶液的體積，然后計算一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，選項 A錯誤
B.測量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面積時，使用爽身粉才能看出油膜的輪廓，在水中加入紅墨水后混合均勻不能看出油膜的輪廓，選項 B錯誤
C.實驗時只是把油酸分子看做是球形的理想模型，實際的油酸分子不是球形的，因此通過計算得到只是將油酸分子看成是球形時的油酸分子直徑，選項 C錯誤
D.計算油酸分子的大小時，認為水面油酸為單分子層且認為分子間緊密排布，選項D正確。
故選D。
若實驗過程中發現，撒入的爽身粉過多，導致油酸分子未形成單分子層，則油膜面積的測量值偏小，根據則計算得到的油酸分子直徑將偏大
若實驗中使用的油酸酒精溶液是經久置的，在溶液中的油酸濃度會偏大，實際計算時仍按原來的濃度計算，則計算得到的油酸分子直徑將偏小
一滴油酸酒精溶液中含純油酸的體積為
油膜的面積為
分子直徑
12.【答案】交流

【解析】變壓器的工作原理是互感，因此原線圈應連接到學生電源的交流輸出端。
為實現探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數，測量副線圈上的電壓，即在研究線圈匝數比與副線圈電壓關系時，保持原線圈電壓一定，可知，這個探究過程采用的科學探究方法是控制變量法。
故選A。
根據圖中所示，可知，電壓表量程為，根據電壓表的讀數規律，該讀數為
根據題意可知，原副線圈匝數分別為 ，
根據理想變壓器電壓匝數關系有
解得
實際上，變壓器存在漏磁，還由于鐵芯與線圈的電阻消耗一部分能量，導致實際上原線圈的電壓大于，可知，實際上原線圈的輸入電壓可能為。
故選D。
13.【答案】解：從圖示位置開始計時，交流發電機的瞬時電動勢的表達式為
設降壓變壓器原、副線圈的電流分別為、，電動機恰能正常工作，有， ，
所以輸電線路上損耗的電功率 ，計算可得，，
根據理想變壓器的變壓比可知 ，升壓變壓器副線圈兩端電壓 ，
由 可得 ，由得 ，
發電機產生的電動勢有效值為，
則。

【解析】本題考查正弦式交變電流的產生規律和變壓器的工作原理。
根據正弦式交變電流產生的規律，確定電動勢的最大值，再求出瞬時電動勢的表達式；
根據電動機正常工作，計算出通過電動機的電流，根據變壓器的變流比，確定輸電線上的電流，進一步確定損耗的電功率；
根據變壓器的變壓比確定升壓變壓器的輸入電壓，結合閉合電路歐姆定律即可得到發電機線圈電阻。
14.【答案】解：滑塊滑動過程中洛倫茲力不做功，由動能定理得：
代入數據解得：
根據洛倫茲力大小公式得： 方向豎直向下
在點，受到四個力作用，如圖所示，
由牛頓第二定律與圓周運動知識得：
解得：
根據牛頓第三定律壓力 方向豎直向下
答：滑塊到達點時的速度是；
在點時滑塊所受洛倫茲力是 方向豎直向下；
在點滑塊對軌道的壓力是 方向豎直向下。
15.【答案】解：導體棒甲到達虛線前沿導軌做勻加速運動，由牛頓第二定律可知
解得
由運動學公式 ，解得
因為 ，則金屬棒甲到達虛線前產生的焦耳熱的時間為 ，由法拉第電磁感應定律得
電路中的電流為
金屬棒乙中產生的焦耳熱為
金屬棒甲到虛線的過程中，通過金屬棒乙的電荷量為
金屬棒甲由釋放到虛線過程中機械能守恒，則
由題意可知，兩根金屬捧在水平導軌上運動時滿足系統動量守恒，且末速度相同，由動量守恒定律得
后磁感應強度用 表示，對金屬棒乙從靜止到共速的過程，由動量定理得
其中
解得

由楞次定律和右手定則，金屬棒甲從釋放到兩金屬棒共速的過程中，電流的方向相同，則該過程中流過金屬棒乙的電荷量為
設兩金屬棒的相對位移為 ，金屬棒甲從到達虛線到共速的過程有
解得

金屬棒乙離開水平導軌末端后做平拋運動，經過一段時間金屬棒落在傾斜導軌上，則由平拋運動可知
其中
，
解得
金屬棒乙離開水平導軌末端后的水平位移為
該過程中由于金屬棒甲的速度等于金屬棒乙的水平速度，則金屬棒甲在水平導軌上的位移為
因為
說明金屬棒乙落在斜面上后金屬棒甲仍在水平導軌上。

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