卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年湖北省部分高中联考协作体高二下学期期中物理试题
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是( )
A. 法拉第 B. 赫兹 C. 安培 D. 奥斯特
2. 图是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是( )
A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显
C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 图为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹
3. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，则从，下列说法正确的是( )
A. 分子间引力、斥力都在减小 B. 分子力的大小一直增大
C. 分子势能一直在增大 D. 分子动能先增大后减小
4. 如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过、导线的电流方向垂直纸面向里，通过导线的电流方向垂直纸面向外，点为、两点连线的中点，垂直，且，则导线受到的安培力方向( )
A. 沿向下 B. 沿向上 C. 垂直向右 D. 垂直向左
5. 质量为、电荷量为的小物块，从倾角为的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是( )
A. 小物块一定带正电荷
B. 小物块在斜面上运动时做匀减速直线运动
C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动
D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为
6. 如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时图甲中电流所示的方向为正方向，则( )
A. 到时间内，线框内电流的方向为，线框受力向左
B. 到时间内，线框内电流的方向为，线框受力向左
C. 在时刻，线框内电流的方向为，线框受力向右
D. 在时刻，线框内电流最大，线框受力最大
7. 如图所示，是边长为和的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与平行。设导线框中感应电流逆时针流向为正。若时左边框与重合，则左边框由运动到的过程中，下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输乃至家庭生活等多种领域。如图所示为三种电容式传感器。下列说法正确的是( )
A. 图甲是测定液面高度的传感器，液面高度发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化
B. 图乙是测定压力的传感器，压力发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化
C. 图丙是测定角度的传感器，角度发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化
D. 三个图中传感器都是通过改变两电极之间的正对面积来改变电容的
9. 如图甲所示的电路中理想变压器原副线圈匝数比为，电流表、电压表均为理想交流电表，、和分别是光敏电阻其阻值随光强增大而减小、理想线圈和灯泡。原线圈接入图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是( )
A. 该交变电流的方向每秒改变次
B. 在时，电压表的示数为
C. 有光照射电阻时，灯泡变亮
D. 抽出线圈中的铁芯，电流表的示数减小
10. 如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是阻尼摆的示意图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是( )
A. 质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素
B. 回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 丁图中，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下
11. 如图所示，半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场图中未画出，磁感应强度，一比荷为的带正电粒子从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场，恰好从点射出，且，下列选项正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的轨迹半径为
B. 粒子从点射出方向竖直向下
C. 若粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射，一定从点射出
D. 若要实现带电粒子从点入射，从点出射，则所加圆形磁场的最小面积可调整为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再依次按图乙将电流表与线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒连成闭合回路。在图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏不通电时指针停在正中央，则：
在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将___________偏转，磁体放在中不动时，电流表的指针将___________偏转选填“向左”、“向右”或“不发生”；
在图丙中，导体棒向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；导体棒向上移动过程中，电流表的指针将___________偏转选填“向左”、“向右”或“不发生”。
13. 某实验小组用“油膜法”实验估测油酸分子的大小。他们先取纯油酸溶于酒精中，制成了体积分数为油酸酒精溶液。用滴管从该溶液中取滴滴入量筒中测得其体积为，取一滴该溶液滴入盛有适量水的浅盘中，将一边长为的正方形小格的玻璃板水平放在水槽上，在玻璃板描绘出散开的油膜轮廓如图所示。该油膜面积为_______，由此可以估算油酸的分子直径约为_________该空结果保留一位有效数字。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图，一足够长粗细均匀的玻璃管，开口向上，竖直放置。在玻璃管内，由长为的水银柱封闭了一段空气柱。空气柱的长度，气体温度大气压强
用热力学温标表示气体的温度。
求玻璃管内气体的压强。
缓慢地将玻璃管转至水平，求空气柱的长度。
15. 如图所示，一束电子的电荷量为，以速度垂直射入磁感应强度为、宽度为的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求：
电子运动的轨迹半径；
电子的质量；
电子穿过磁场的时间。
16. 如图所示，两根足够长、电阻不计且相距 的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为的小灯泡电阻恒定，两导轨间有一磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为、质量、电阻的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数。已知金属棒下滑 后速度稳定，且此时小灯泡恰能正常发光，重力加速度取，，。求：
金属棒稳定下滑时的速度大小；
从开始下滑到稳定过程中，流过灯泡的电荷量；
金属棒从开始下滑到稳定过程中，金属棒产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹，故选B。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查布朗运动的认识和理解。解题的关键是要明白布朗运动的实质是悬浮微粒的运动，间接反映液体分子的无规则运动，温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显。
【解答】
A.液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误；
B.温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确；
C.悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误；
D.题图的折线是每个一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误；
故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
分子间引力、斥力都随分子间距的减小而增加，分子力为引力与斥力的合力，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力；根据分子力做功情况分析分析势能和动能的变化。
解决本题的关键是掌握分子力做功与分子势能的关系，知道分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小。
【解答】
A.从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加的更快，故A错误；
B.由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
从到，分子力先做正功后做负功，所以分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，故C错误；D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，则对的磁场力方向沿向外，对的磁场力方向沿向外，根据平行四边形定则知，受到的磁场力方向竖直向下，即沿连线向外。
故选A。
5.【答案】
【解析】解：、带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上。根据左手定则知，小球带负电，故A错误。
、小球在运动的过程中受重力、斜面的支持力、洛伦兹力、摩擦力作用，合外力沿斜面向下，大小为，随着小物块速度的增加，摩擦力减小，合力增加，那么加速度增大，即小物块在离开斜面前做加速度增大的加速运动，故B错误，C正确；
D、当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有，解得，故D错误。
故选：。
带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知洛伦兹力的方向垂直于斜面向上，根据左手定则判定小球的电性。对小球进行受力分析，根据受力情况确定其运动情况。当压力为零时，抓住垂直于斜面方向上的合力为零，求出小球的速率。
解决该题的关键是明确知道小物体在斜面上的受力情况，知道其受到的洛伦兹力垂直于斜面向上，掌握小物块的运动情况。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手螺旋定则可以判断电流产生的磁场，根据楞次定律可以判断导线框内产生的感应磁场，由此在判断导线和线框之间的作用力。
解决本题关键是要分析清楚导线框的整个的运动过程，以及在不同的过程中导线框受到的作用力的情况，根据受到的作用力就可以判断运动的情况。
【解答】
A. 到 时间内，直导线中电流方向向上，根据安培定则可知，根据楞次定律可知线框位置处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中电流减小，穿过线框的磁通量减小，线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向也垂直纸面向里，根据安培定则，可知线框内电流的方向为，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对边的安培力向左，对边的安培力向右，对边的安培力向上，对边的安培力向下，根据直导线产生的磁场分布可知，与边所受安培力的合力为，边的安培力大于边的安培力，则线框受力向左，A正确；
B. 到 时间内，直导线中电流方向向下，根据安培定则可知，线框位置处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向垂直纸面向里，根据安培定则，可知线框内电流的方向为，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对边的安培力向右，对边的安培力向左，对边的安培力向下，对边的安培力向上，根据直导线产生的磁场分布可知，与边所受安培力的合力为，边的安培力大于边的安培力，则线框受力向右，B错误；
C.根据上述可知，在 时刻，线框内电流的方向为，由于此时刻直导线中电流为，则此时刻直导线没有产生磁场，即线框没有受到安培力作用，C错误；
D.在 时刻，根据图像可知。图线在该时刻切线的斜率为，即电流的变化率为，则磁感应强度的变化率为，根据法拉第电磁感应定律可知，此时刻线框中的电流为，线框受到的安培力为，D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了电磁感应中动生电动势这个知识点；关键要明确线框哪条边切割磁感线，要知道左边框与右边框都切割磁感线，产生的感应电动势是串联关系。
先根据右手定则判断线框中感应电流方向，再根据线框的有效切割长度分析感应电动势的变化，再由欧姆定律分析感应电流的变化，即可确定图像的形状。
【解答】
时，；在时间内，左边框从运动到点，只有左边框切割磁感线，根据右手定则判断可知线框中感应电流沿瞬时针方向，为负。左边框有效切割长度随时间均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；当时感应电动势和感应电流均为；在时间内，左边框从点运动到，右边框与左边框都要切割磁感线，产生的感应电动势串联，根据右手定则判断可知线框中感应电流沿逆时针方向，为正。因右边框与左边框有效切割长度之和保持为，则线框中总的感应电动势为不变，感应电流大小为不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】A.题图甲中液面高度发生变化时，两个电极间的正对面积发生了变化，从而使电容发生变化，故A错误；
B.题图乙中当待测压力作用在可动电极上且发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化，故B正确；
C.题图丙中当角度 发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化，故C正确；
D.因为题图乙是通过改变两电极之间的距离来改变电容的，故D错误。
故选BC。
9.【答案】
【解析】A.由题图乙可知，交变电流的周期为 ，频率为，则该交变电流的方向每秒改变次，A错误；
B.电压表的示数为变压器副线圈两端电压的有效值，原线圈中电压的有效值为，由理想变压器的电压关系可知，电压表的示数为，B正确；
C.当有光照射电阻时，其阻值减小，即负载电阻的阻值减小，输出电流增大，灯泡变亮，C正确；
D.抽出线圈中的铁芯，线圈的自感系数减小，对交变电流的阻碍作用感抗减小，副线圈中电流增大，故原线圈中电流增大，电流表示数增大，D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】A.甲图是质谱仪，用来测定带电粒子比荷的装置，可以用来研究同位素，故A正确；
B.设形盒的半径为，当粒子圆周运动的半径等于时，获得的动能最大，由
则最大动能为
由此可知，最大动能与加速电压无关，则带电粒子最后获得的速度与加速电压无关，故B错误；
C.根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确；
D.开关断开的瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡，所以灯泡不会立即熄灭。若断开开关前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭；若断开开关前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下，故D错误。
故选AC。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据洛伦兹力提供向心力求解半径，根据几何关系证明带电粒子的射出位置；若要实现带电粒子从点入射，从点出射，则该圆形磁场的最小直径等于长度，根据几何关系求解。
对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间；对于带电粒子在电场中运动时，一般是按类平抛运动的知识进行解答。
【解答】
A.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为，故A正确；
B.作出轨迹示意图如图所示
结合几何关系可知带电粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定在圆形磁场的边界上
因为，且运动半径等于磁场半径，所以若带电粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射，一定从点射出，故C正确B错误；
D.若要实现带电粒子从点入射，从点出射，则该圆形磁场的最小直径等于长度，即，最小圆的面积为，故D错误。
故选AC。
12.【答案】向左；不发生；向右；不发生。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是楞次定律和右手定则，注意是判断电流的方向。
由磁体极插入线圈过程中产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向．
将导体棒向左移动过程中，由右手定则来判断。
【解答】
当闭合时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。磁体极插入线圈过程中，线圈中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转。
磁体放在中不动时，中磁通量不变，不产生感应电流，所以电流表的指针不发生偏转。
在图丙中，导体棒向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则此时电流表的指针将向右偏转。
导体棒向上移动过程中，不切割磁感线，感应电流为零，电流表的指针将不发生偏转。
13.【答案】 ；
【解析】
【分析】
本题考查了实验用油膜法估测分子的大小，解题的关键是理解实验原理，建立物理模型，即不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法。
采用估算的方法求油膜的面积，面积超过一半的算一个，不足一半的不算，即可近似算出油酸膜的面积；根据浓度比例算出纯油酸的体积，把油酸分子看成球形，不考虑分子间的空隙，由为求出油酸分子直径。
【解答】
由图示可知，油膜所占坐标纸的格数为个，则油膜的面积为：；
由题意得，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为：，油分子的直径为：，代入数据，可得：。
14.【答案】解：热力学温度：
玻璃管内气体压强为：
缓慢地将玻璃管转至水平，玻璃管内气体等温变化，管内气体压强为：
由波意耳定律，可得：
其中为玻璃管横截面积，代入数据得到：
答：用热力学温标表示气体的温度为。
求玻璃管内气体的压强为。
缓慢地将玻璃管转至水平，求空气柱的长度为。
【解析】根据公式表示热力学温度
被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和。
将玻璃管再转到水平位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的长度
该题考查了气体的状态方程的应用，解题的关键是分析清楚气体变化的过程，确定气体的状态，分析状态参量，利用对应的气体状态方程进行求解。确定被封闭气体的压强是重点。
15.【答案】解：
电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识得到，轨迹的半径为：
；
由牛顿第二定律得：
解得：
电子做圆周运动的周期
电子在磁场中的运动时间
【解析】电子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何知识求出轨迹的半径，由牛顿第二定律求出质量；由几何知识求出轨迹所对的圆心角，由求出时间，是弧长。
本题是带电粒子在匀强磁场中圆周运动问题，关键要画出轨迹，根据圆心角求时间，由几何知识求半径是常用方法。注意求时间时也可以先求出周期再利用圆心角求解时间。
16.【答案】设金属棒稳定下滑时速度为，回路中的电流为，由平衡条件得
由闭合电路欧姆定律得
感应电动势
联立解得
设灯泡的电阻为，稳定时
解得
可知
金属程从开始下滑到稳定过程中，由能量守恒定律得
解得
则金属棒产生的焦耳热为
【解析】见答案
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