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安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二下学期第五次测试物理试卷（Word版附解析）
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这是一份安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二下学期第五次测试物理试卷（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为。则下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同
C．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和
D．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
2．甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知（ ）
A．图中连线是炭粒的运动径迹
B．炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C．若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大
D．若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈
3．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图甲曲线所示。表示斥力，表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．霍尔传感器中的霍尔元件为一长方体结构，长宽高分别为a、b、c。如图所示，将霍尔传感器放入竖直向下的磁场中，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面电势高。下列说法正确的是（ ）
A．霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的
B．当滑动变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小
C．同时改变磁场和电流的方向，电压表指针会偏向另一边
D．霍尔电压大小与霍尔元件的长宽高a、b、c都有关系
5．在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（ ）
A．断开开关前R中电流为
B．断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻
C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D．断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示
6．回旋加速器工作原理如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场与D形盒垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，两盒接在电压为U、频率为f的交流电源上。氦原子核从A处进入加速器中被加速，从粒子出口处射出时的动能为，在除交流电频率外其他条件不变的情况下，让锂原子核从A处进入加速器中被加速，锂原子核被加速后从粒子出口处射出，下列说法正确的是（ ）
A．锂原子核被加速后从粒子出口处射出时的动能为
B．锂原子核被加速后从粒子出口处射出时的动能为
C．锂原子核在磁场中运动的时间更长
D．氦原子核在磁场中运动的时间更长
7．如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是（ ）
A．线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q
B．磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为
C．cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等
D．线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同
二、多选题（共3小题，每小题6分，选不全3分，选错0分）
8．下列说法中正确的有（ ）
A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加
C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
9．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．先变暗后变亮，一直变亮B．先变亮后变暗，一直变亮
C．电源的输出功率先增大后减小D．电源的输出功率先减小后增大
10．如图所示，同种导体材料制成的扇形线圈OAB的半径为a、圆心角为60°，电阻为R。MN上方有一匀强磁场，磁感应强度为B，现使线圈在时从图示位置开始绕垂直于纸面且过O点的轴以角速度ω逆时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势低
B．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势高
C．从开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量为
D．转动一周，线圈中电流的有效值为
三、实验题（每空3分，共计12分）
11．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）下列实验步骤的正确顺序是____________（填写实验步骤前的序号）。
a．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
（2）实验中，所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，如图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积__________；可求得油酸分子的直径为____________（用、、、n、S表示）。
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为____________。
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
四、计算题（共2小题，12题15分，13题20分）
12．早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远．如图所示铜坐龙是金代早中期皇室的御用器物．已知铜的摩尔质量为，铜的密度为阿伏加德罗常数为。求：
（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径。
13．如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限区域中，有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为。在第二象限有一半径为的圆形区域磁场，圆形磁场的圆心坐标为，与两坐标轴分别相切于P点和N点，磁场方向垂直纸面向里。在处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q。大量的电子以相同的速率在纸面内从P点进入圆形磁场，电子的速度方向在与x轴正方向成θ角的范围内，其中沿y轴正方向的电子经过磁场到达N点，当速度与x轴正方向成角的电子经过磁场后到达y轴上M点。忽略电子间的相互作用力，不计电子的重力，电子的比荷为。求：
（1）圆形磁场的磁感应强度大小；
（2）M点的坐标；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。
素质拓展5
参考答案：
11、（1）dabec；（2）；；（3）BC
12、（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径
13、（1）圆形磁场的磁感应强度大小为k；
（2）M点的坐标为；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离为。
1．【解答】解：A．根据麦克斯韦的气体分子速率分布规律，温度越高，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度高于温度，故A错误；
B．温度下，实线1、2相较于一点，即该速率区间的分子数占相同，故B正确；
C．由可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，故将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为1，故C错误；
D．将温度下的氧气混合后，温度不会比的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A．图是悬浮在水中的炭粒的运动位置连线的图，炭粒在水中做布朗运动，该图是悬浮在水中的炭粒的运动位置连线的图，而并非是炭粒无规则运动的轨迹，故A错误；
B．炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误；
C．若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故甲中炭粒的颗粒较大，故C正确；
D．若炭粒大小相同，温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：A、由图象知，从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，
经过C点后乙分子的速度减小，故A错误；
B．加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B正确；
C．乙分子从A处由静止释放，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能先减小，到C点势能最小，此后表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故C错误；
D．从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，经过C点后乙分子的速度减小，动能减小，但动能不能为负值，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：AC、根据题意可知，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面电势高，则根据左手定则可知霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的，且同时改变磁场和电流的方向，粒子的偏转方向不变，电压表指针会偏向不变，故A正确，C错误；
BD、当达到稳定状态时满足
其中，
解得：
则霍尔电压大小与霍尔元件的宽b有关系，且变阻器滑动触头向左滑动，电流变大，U变大，故BD错误；
故选：A。
5．【解答】解：AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关S前，定值电阻R中的电流为，灯泡中的电流为，故AD错误；
B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈L的电流大于通过小灯泡的电流，结合欧姆定律可知断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误；
C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成自感回路，且断开开关S前电感线圈所在支路的总电阻小于小灯泡的总电阻，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。
故选：C。
6．【解答】解：AB．带电粒子的最大运动半径等于D形盒的最大半径R，根据洛伦兹力提供向心力
可得，带电粒子的最大动能
对于氦原子核，最大动能为
对于锂原子核，最大动能为
可得，故A错误，B正确；
CD．假设粒子加速次数为n，根据动能定理，粒子在磁场中的运动时间
联立解得，粒子在磁场中的运动时间与电荷量及质量无关，因此锂原子核和氦原子核在磁场中运动的时间相同，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、磁场宽度与正方形线框的边长都为L，则线框只有进出磁场两个过程产生焦耳热，各位置的瞬时速度如图所示：
因线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同为，说明出磁场的运动过程一定是减速运动，
且穿过磁场的运动过程完全相同，则有：
线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q，则线框穿过区域Ⅰ是完全
相同的运动过程，产生的焦耳热一定为Q，故A错误；
B．设磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为H，选择线框cd边刚出磁场区域Ⅰ和刚出磁场区域Ⅰ的过程，由动能定理有：，解得：，故B正确；
C．由通过截面的电荷量公式为：；因cd边穿过两个磁场区域的过程通过线框截面的磁通量的变化量相同，则电荷量q相等，故C错误；
D．线框穿过两个磁场区域的过程，由动量定理有：；因运动过程相同，则时间相同，且电量相等，则线框的速度变化量一定相同，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：A、根据压强的微观意义可知，密封容器内的气体对器壁的作用力与是否失重无关，故A错误；
B、根据压强的微观意义可知，当气体的压强不变时，单位时间内作用在单位面积上的力不变：为温度降低时，分子的平均动能静止，多个分子对器壁的平均撞击力减小，所以在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加。故B正确；
C、温度是分子的平均动能的标志，温度高的物体的平均动能一定大；但物体的内能与物体的物质的量、温度体积等都有关，所以温度高的物体的内能不一定大；故C正确；
D、当分子间作用力表现为斥力时，分子之间的距离减小时，要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大；故D正确；
故选：BCD。
9．【解答】解：AB、由题意画出滑片移动时的等效电路图如图所示：
滑片在a端时，，滑片在b端时，。由于灯泡的阻值始终与定值电阻的阻值相同，根据数学知识可知，当滑动变阻器的滑片处于中间位置时，副线圈的总电阻最大。
由图可知，滑片在两端时，副线圈所在电路总阻值最小，当滑片从a端向中间滑动时，副线圈所在电路的总阻值增大，则副线圈所在电路的总电流减小，根据可知，原线圈所在电路的电流也减小，则灯泡变暗，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，两端电压减小，则原线圈两端电压增大，根据可知，副线圈两端电压增大，而所在支路电阻减小，则通过的电流增大，灯泡变亮；
当滑片从中间向b端移动时，副线圈所在电路的总阻值减小，则副线圈所在电路的总电流增大，根据可知原线圈所在电路的电流也增大，则灯泡变亮，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，两端电压增大，则原线圈两端电压减小，根据可知副线圈两端电压减小，所在支路总电阻增大、则通过的电流减小、而副线圈总电流增大，则通过的电流增大，灯泡变亮。
由上述分析可知电源的输出功率先减小后增大，故AD正确、BC错误；
故选：AD。
10．【解答】解：A．当线圈转过时，OA边切割磁感线，相当于电源，根据右手定则可知O点电势比A点电势高，故A错误；
B．线圈转过时，线圈产生的总感应电动势为零，OA边切割磁感线产生的电动势即为OA两点电压，大小，则O点电势比A点电势高，故B正确；
C．线圈转过时，根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律可知
则流经线圈的电荷量为
联立解得
线圈转过到转过的过程中，电路中没有感应电流，所以在开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量仍然是，故C正确：
D．线圈在进入和离开磁场区域过程中产生的感应电流为
设线圈转动一周时的周期为T，线圈转动一周的过程中只有的时间产生感应电流，根据电流有效值定义可知
解得
故D错误。
故选：BC。
11．【解答】解：（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液d→准备带水的浅盘及痱子粉a→形成油膜b→描绘油膜轮廓e→计算分子直径c。
故正确的顺序为dabec：
（2）不足半格的舍去，超过半格的按一格计算，共有71格，则面积为；
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径
（3）A、油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积偏大，根据可知，若油膜中含有大量未溶解的酒精，则实验中最终得到的计算结果数据偏小，故A错误；
B、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故B正确；
C、痱子粉撒得过多，油酸不能完全散开，导致S测量值偏小，则直径测量值偏大，故C正确；
D、用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，由可知计算的一滴油酸的体积偏小，所以计算的油酸分子直径偏小，故D错误。
故选：BC。
故答案为：（1）dabec；（2）；；（3）BC
12．【解答】解：（1）1kg铜的物质的量为
所含原子数为
铜的质量为
则铜所含原子数为
（2）1个铜原子的体积为
设铜原子的直径为d，则有
则
答：（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径
13．【解答】解：（1）由于速度沿y轴正方向的电子经过N点，因而电子在磁场中做圆周运动的半径为：
根据洛伦兹力提供向心力，则有：
电子的比荷为
解得：
（2）速度与x轴正方向成θ角的电子在磁场中做圆周运动的圆心为，电子离开磁场时的位置为，连接可知该四边形为菱形，如图甲所示。
由于竖直，因而轨迹半径也为竖直方向，电子离开磁场时速度一定沿x轴正方向。
由图甲可知的轴坐标
当时，解得
可得M点的坐标是。
（3）由（2）可知，所有的电子以平行于x轴正方向的速度进入电场中做类平抛运动。设电子在电场中运动的加速度为a，运动的时间为t，竖直方向位移为y，水平方向位移为x，则有
由牛顿第二定律得
已知：
联立解得：
设电子最终打在荧光屏的点距Q点为H，如图乙所示
设电子射出电场时的速度与x轴正方向的夹角为，有
可得：
由几何关系得：
当
即时，且，故H有最大值，且为：
答：（1）圆形磁场的磁感应强度大小为k；
（2）M点的坐标为；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离为。1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
B
A
C
B
B
BCD
AD
BC
1．1934年我国物理学家葛正权定量验证了麦克斯韦的气体分子速率分布规律。如图所示为氧气分子在不同温度下的分子速率分布规律图像，图中实线1、2对应的温度分别为。则下列说法正确的是（ ）
A．温度大于温度
B．温度下，某一速率区间的分子数占比可能相同
C．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积为曲线1和曲线2下方的面积之和
D．将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线可能是图中的虚线
2．甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知（ ）
A．图中连线是炭粒的运动径迹
B．炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C．若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大
D．若炭粒大小相同，甲中水分子的热运动较剧烈
3．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图甲曲线所示。表示斥力，表示引力，A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．霍尔传感器中的霍尔元件为一长方体结构，长宽高分别为a、b、c。如图所示，将霍尔传感器放入竖直向下的磁场中，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面电势高。下列说法正确的是（ ）
A．霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的
B．当滑动变阻器滑动触头向左滑动，霍尔电压将减小
C．同时改变磁场和电流的方向，电压表指针会偏向另一边
D．霍尔电压大小与霍尔元件的长宽高a、b、c都有关系
5．在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（ ）
A．断开开关前R中电流为
B．断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻
C．断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭
D．断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示
6．回旋加速器工作原理如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场与D形盒垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，两盒接在电压为U、频率为f的交流电源上。氦原子核从A处进入加速器中被加速，从粒子出口处射出时的动能为，在除交流电频率外其他条件不变的情况下，让锂原子核从A处进入加速器中被加速，锂原子核被加速后从粒子出口处射出，下列说法正确的是（ ）
A．锂原子核被加速后从粒子出口处射出时的动能为
B．锂原子核被加速后从粒子出口处射出时的动能为
C．锂原子核在磁场中运动的时间更长
D．氦原子核在磁场中运动的时间更长
7．如图，有两个宽度为L的沿水平方向的匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁场的各个边界均在水平面内。磁场的磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离大于L。一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合导线框abcd，从磁场区域Ⅰ上方某一位置由静止释放，线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同，线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q。线框向下运动过程中始终在垂直于磁场的竖直平面内，ab边始终水平。重力加速度大小g。下列说法正确的是（ ）
A．线框穿过区域Ⅰ产生的焦耳热小于Q
B．磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为
C．cd边穿过两个磁场区域的过程，通过线框截面的电荷量不相等
D．线框穿过两个磁场区域的过程，线框的速度变化量不相同
二、多选题（共3小题，每小题6分，选不全3分，选错0分）
8．下列说法中正确的有（ ）
A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加
C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
9．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．先变暗后变亮，一直变亮B．先变亮后变暗，一直变亮
C．电源的输出功率先增大后减小D．电源的输出功率先减小后增大
10．如图所示，同种导体材料制成的扇形线圈OAB的半径为a、圆心角为60°，电阻为R。MN上方有一匀强磁场，磁感应强度为B，现使线圈在时从图示位置开始绕垂直于纸面且过O点的轴以角速度ω逆时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势低
B．从开始线圈转过时，O点电势比A点电势高
C．从开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量为
D．转动一周，线圈中电流的有效值为
三、实验题（每空3分，共计12分）
11．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）下列实验步骤的正确顺序是____________（填写实验步骤前的序号）。
a．往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
b．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
c．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积。根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
d．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积
e．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
（2）实验中，所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有n滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，如图中每个小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积__________；可求得油酸分子的直径为____________（用、、、n、S表示）。
（3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为____________。
A．油膜中含有大量未溶解的酒精
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
四、计算题（共2小题，12题15分，13题20分）
12．早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远．如图所示铜坐龙是金代早中期皇室的御用器物．已知铜的摩尔质量为，铜的密度为阿伏加德罗常数为。求：
（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径。
13．如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限区域中，有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度的大小为。在第二象限有一半径为的圆形区域磁场，圆形磁场的圆心坐标为，与两坐标轴分别相切于P点和N点，磁场方向垂直纸面向里。在处垂直于x轴放置一平面荧光屏，与x轴交点为Q。大量的电子以相同的速率在纸面内从P点进入圆形磁场，电子的速度方向在与x轴正方向成θ角的范围内，其中沿y轴正方向的电子经过磁场到达N点，当速度与x轴正方向成角的电子经过磁场后到达y轴上M点。忽略电子间的相互作用力，不计电子的重力，电子的比荷为。求：
（1）圆形磁场的磁感应强度大小；
（2）M点的坐标；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离。
素质拓展5
参考答案：
11、（1）dabec；（2）；；（3）BC
12、（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径
13、（1）圆形磁场的磁感应强度大小为k；
（2）M点的坐标为；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离为。
1．【解答】解：A．根据麦克斯韦的气体分子速率分布规律，温度越高，速率大的分子所占的比例大，由图可知曲线2速率大的分子所占的比例比曲线1速率大的分子所占的比例大，故温度高于温度，故A错误；
B．温度下，实线1、2相较于一点，即该速率区间的分子数占相同，故B正确；
C．由可知，在两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，故将温度下的氧气混合后，对应的分子速率分布规律曲线下方的面积仍为1，故C错误；
D．将温度下的氧气混合后，温度不会比的温度更低，故对应的分子速率分布规律曲线不可能是图中的虚线，故D错误。
故选：B。
2．【解答】解：A．图是悬浮在水中的炭粒的运动位置连线的图，炭粒在水中做布朗运动，该图是悬浮在水中的炭粒的运动位置连线的图，而并非是炭粒无规则运动的轨迹，故A错误；
B．炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误；
C．若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，故甲中炭粒的颗粒较大，故C正确；
D．若炭粒大小相同，温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，故乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误。
故选：C。
3．【解答】解：A、由图象知，从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，
经过C点后乙分子的速度减小，故A错误；
B．加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B正确；
C．乙分子从A处由静止释放，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能先减小，到C点势能最小，此后表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故C错误；
D．从A到C过程中乙分子一直在加速，到C点速度最大，经过C点后乙分子的速度减小，动能减小，但动能不能为负值，故D错误。
故选：B。
4．【解答】解：AC、根据题意可知，霍尔元件产生的霍尔电压为前表面电势高，则根据左手定则可知霍尔元件中电流I的载流子是负电荷定向运动形成的，且同时改变磁场和电流的方向，粒子的偏转方向不变，电压表指针会偏向不变，故A正确，C错误；
BD、当达到稳定状态时满足
其中，
解得：
则霍尔电压大小与霍尔元件的宽b有关系，且变阻器滑动触头向左滑动，电流变大，U变大，故BD错误；
故选：A。
5．【解答】解：AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关S前，定值电阻R中的电流为，灯泡中的电流为，故AD错误；
B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈L的电流大于通过小灯泡的电流，结合欧姆定律可知断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误；
C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成自感回路，且断开开关S前电感线圈所在支路的总电阻小于小灯泡的总电阻，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。
故选：C。
6．【解答】解：AB．带电粒子的最大运动半径等于D形盒的最大半径R，根据洛伦兹力提供向心力
可得，带电粒子的最大动能
对于氦原子核，最大动能为
对于锂原子核，最大动能为
可得，故A错误，B正确；
CD．假设粒子加速次数为n，根据动能定理，粒子在磁场中的运动时间
联立解得，粒子在磁场中的运动时间与电荷量及质量无关，因此锂原子核和氦原子核在磁场中运动的时间相同，故CD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、磁场宽度与正方形线框的边长都为L，则线框只有进出磁场两个过程产生焦耳热，各位置的瞬时速度如图所示：
因线框cd边刚要出磁场区域Ⅰ和刚要出磁场区域Ⅱ时的速度相同为，说明出磁场的运动过程一定是减速运动，
且穿过磁场的运动过程完全相同，则有：
线框穿过磁场区域Ⅱ产生的焦耳热为Q，则线框穿过区域Ⅰ是完全
相同的运动过程，产生的焦耳热一定为Q，故A错误；
B．设磁场区域Ⅰ、Ⅱ间的距离为H，选择线框cd边刚出磁场区域Ⅰ和刚出磁场区域Ⅰ的过程，由动能定理有：，解得：，故B正确；
C．由通过截面的电荷量公式为：；因cd边穿过两个磁场区域的过程通过线框截面的磁通量的变化量相同，则电荷量q相等，故C错误；
D．线框穿过两个磁场区域的过程，由动量定理有：；因运动过程相同，则时间相同，且电量相等，则线框的速度变化量一定相同，故D错误。
故选：B。
8．【解答】解：A、根据压强的微观意义可知，密封容器内的气体对器壁的作用力与是否失重无关，故A错误；
B、根据压强的微观意义可知，当气体的压强不变时，单位时间内作用在单位面积上的力不变：为温度降低时，分子的平均动能静止，多个分子对器壁的平均撞击力减小，所以在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加。故B正确；
C、温度是分子的平均动能的标志，温度高的物体的平均动能一定大；但物体的内能与物体的物质的量、温度体积等都有关，所以温度高的物体的内能不一定大；故C正确；
D、当分子间作用力表现为斥力时，分子之间的距离减小时，要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的减小而增大；故D正确；
故选：BCD。
9．【解答】解：AB、由题意画出滑片移动时的等效电路图如图所示：
滑片在a端时，，滑片在b端时，。由于灯泡的阻值始终与定值电阻的阻值相同，根据数学知识可知，当滑动变阻器的滑片处于中间位置时，副线圈的总电阻最大。
由图可知，滑片在两端时，副线圈所在电路总阻值最小，当滑片从a端向中间滑动时，副线圈所在电路的总阻值增大，则副线圈所在电路的总电流减小，根据可知，原线圈所在电路的电流也减小，则灯泡变暗，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，两端电压减小，则原线圈两端电压增大，根据可知，副线圈两端电压增大，而所在支路电阻减小，则通过的电流增大，灯泡变亮；
当滑片从中间向b端移动时，副线圈所在电路的总阻值减小，则副线圈所在电路的总电流增大，根据可知原线圈所在电路的电流也增大，则灯泡变亮，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，两端电压增大，则原线圈两端电压减小，根据可知副线圈两端电压减小，所在支路总电阻增大、则通过的电流减小、而副线圈总电流增大，则通过的电流增大，灯泡变亮。
由上述分析可知电源的输出功率先减小后增大，故AD正确、BC错误；
故选：AD。
10．【解答】解：A．当线圈转过时，OA边切割磁感线，相当于电源，根据右手定则可知O点电势比A点电势高，故A错误；
B．线圈转过时，线圈产生的总感应电动势为零，OA边切割磁感线产生的电动势即为OA两点电压，大小，则O点电势比A点电势高，故B正确；
C．线圈转过时，根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律可知
则流经线圈的电荷量为
联立解得
线圈转过到转过的过程中，电路中没有感应电流，所以在开始线圈转过的过程中，流经线圈的电荷量仍然是，故C正确：
D．线圈在进入和离开磁场区域过程中产生的感应电流为
设线圈转动一周时的周期为T，线圈转动一周的过程中只有的时间产生感应电流，根据电流有效值定义可知
解得
故D错误。
故选：BC。
11．【解答】解：（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备油酸酒精溶液d→准备带水的浅盘及痱子粉a→形成油膜b→描绘油膜轮廓e→计算分子直径c。
故正确的顺序为dabec：
（2）不足半格的舍去，超过半格的按一格计算，共有71格，则面积为；
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径
（3）A、油膜中含有大量未溶解的酒精，导致油膜面积偏大，根据可知，若油膜中含有大量未溶解的酒精，则实验中最终得到的计算结果数据偏小，故A错误；
B、计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，故B正确；
C、痱子粉撒得过多，油酸不能完全散开，导致S测量值偏小，则直径测量值偏大，故C正确；
D、用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，由可知计算的一滴油酸的体积偏小，所以计算的油酸分子直径偏小，故D错误。
故选：BC。
故答案为：（1）dabec；（2）；；（3）BC
12．【解答】解：（1）1kg铜的物质的量为
所含原子数为
铜的质量为
则铜所含原子数为
（2）1个铜原子的体积为
设铜原子的直径为d，则有
则
答：（1）1kg铜所含的原子数和铜所含的原子数；
（2）铜原子的直径
13．【解答】解：（1）由于速度沿y轴正方向的电子经过N点，因而电子在磁场中做圆周运动的半径为：
根据洛伦兹力提供向心力，则有：
电子的比荷为
解得：
（2）速度与x轴正方向成θ角的电子在磁场中做圆周运动的圆心为，电子离开磁场时的位置为，连接可知该四边形为菱形，如图甲所示。
由于竖直，因而轨迹半径也为竖直方向，电子离开磁场时速度一定沿x轴正方向。
由图甲可知的轴坐标
当时，解得
可得M点的坐标是。
（3）由（2）可知，所有的电子以平行于x轴正方向的速度进入电场中做类平抛运动。设电子在电场中运动的加速度为a，运动的时间为t，竖直方向位移为y，水平方向位移为x，则有
由牛顿第二定律得
已知：
联立解得：
设电子最终打在荧光屏的点距Q点为H，如图乙所示
设电子射出电场时的速度与x轴正方向的夹角为，有
可得：
由几何关系得：
当
即时，且，故H有最大值，且为：
答：（1）圆形磁场的磁感应强度大小为k；
（2）M点的坐标为；
（3）电子打到荧光屏上距Q点的最远距离为。1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
B
A
C
B
B
BCD
AD
BC
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