2022-2023学年重庆市西南大学附属中学高二下学期期中物理试题 （解析版）

重庆市西南大学附属中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题

一、单项选择题

1. 下列说法正确的是（    ）

A. 扩散现象证明了分子的无规则运动

B. 布朗运动是指分子运动

C. 分子力做正功，分子势能增加

D. 两个物体温度相同时，内能也一定相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．扩散现象说明分子在不停地做无规则的热运动，A正确；

B．布朗运动是固体小颗粒的运动，并不是分子的运动，B错误；

C．根据功能关系可知分子力做正功，分子势能减小，C错误；

D．物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和称为物体的内能，两个物体温度相同时，内能不一定相同，D错误。

故选A。

2. 如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部），关于线圈中感应电流的方向、磁铁与线圈间相互作用情况，下列说法正确的是（    ）

A. 与图中箭头方向相同、相互吸引

B. 与图中箭头方向相同、相互排斥

C. 与图中箭头方向相反、相互吸引

D. 与图中箭头方向相反、相互排斥

【答案】B

【解析】

【详解】条形磁铁的N极向下，则穿过线圈的磁场方向向下，当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流的方向如图中所示，根据“来拒去留”可知，线圈对磁铁有斥力作用，相互排斥，故选B。

3. 如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强(　　)

A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 始终不变 D. 先增大后减小

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：根据气体状态方程，因为沿直线从a到b，V逐渐变小，T逐渐变大，所以P逐渐变大．A正确；

故选A

考点：理想气体的状态方程．

点评：由图象知气体的体积减小、温度升高，由理想气体状态方程问题立解．

4. 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd，ab边与磁场方向垂直，线框的电阻为R。使线框以恒定的角速度绕过ab、bc中点的轴旋转。则（    ）

A. 线框平面与磁场方向平行时，线框中的电流为零

B. 线框平面与磁场方向平行时，线框的磁通量变化率为零

C. 线框中感应电动势的最大值是

D. 线框中感应电动势的有效值是

【答案】C

【解析】

【详解】AB．线框平面与磁场方向平行时，穿过线框的磁通量为零，磁通量变化率最大，此时线框的电流最大，AB错误；

CD．线框中感应电动势的最大值

线框中感应电动势的有效值

C正确，D错误。

故选C。

5. 氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示分子速率v，纵坐标表示单位速率区间内分子数占总分子数的百分比．曲线1、2对应的温度分别为、，则（    ）

A. 温度高于温度 B. 曲线1与横轴所围的面积较大

C. 温度升高，每一个氧气分子的速率都增大 D. 温度升高，氧气分子的平均动能增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．温度越高，分子热运动越激烈，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，A错误；

B．由图可知，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，故两条曲线与横轴所围的面积相等，B错误；

CD．温度是分子平均动能的标准，是大量分子运动的统计规律，对个别分子没有意义，所以温度升高，氧气分子的平均动能越大，但不是每一个氧气分子的速率都增大，D正确，C错误；

故选D。

6. 在边长为L的等边三角形区域abc内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，一个边长也为L的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示．取沿顺时针的电流为正，在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图象是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】线框进入磁场后，切割的有效长度为

切割产生的感应电动势为：

所以感应电流为：

从开始进入磁场到d与a重合之前，电流与t是成正比的，由楞次定律判得线框中的电流方向是顺时针的，此后线框切割的有效长度均匀减小，电流随时间变化仍然是线性关系，由楞次定律判得线框中的电流方向是逆时针的，综合以上分析可得B正确，ACD错误．

7. 如图，理想变压器原线圈接入交流电源，副线圈电路中和均为固定电阻，开关S是闭合。和为理想电压表，读数分别为和；和理想电流表，读数分别为和。现断开S，数值不变，则（    ）

A. 不变、变大 B. 变小、变大

C. 不变、变小 D. 变大、变大

【答案】A

【解析】

【详解】根据电压跟匝数比关系有

可知数值不变，匝数比不变，则不变，现断开S，并联电路的电阻变大，副线圈的总电阻也变大，由于副线圈的不变，所以总电流减小，即变小，根据电流跟匝数成反比，当副线圈电流减小时，原线圈的电流也要减小，即变小，由于副线圈电流减小，所以副线圈中R1的电压减小，并联电路电压将增大，则变大。

故选A。

二、多项选择题

8. 如图所示，理想变压器的原线圈接入的交流电压，副线圈通过电阻的导线对“”的电器供电，该电器正常工作，由此可知（　　）

A. 交变电压的频率为

B. 副线圈中电流的有效值为

C. 原、副线圈的匝数比为

D. 变压器的输入功率为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据题意，由公式可得，交变电压的频率为

故A错误；

B．根据题意可知，用电器正常工作，则工作电流为

故B正确；

C．根据题意可知，原线圈输入交流电压的有效值为

副线圈电压的有效值为

由线圈匝数与电压关系可得，原、副线圈的匝数比为

故C错误；

D．由变压器原理可知，变压器的输入功率等于输出功率为

故D正确。

故选BD。

9. 理想气体a和b，物质的量分别为和，它们做等温变化时的温度分别为和，温变化图线分别是图中的a和b，则下列说法一定正确的是（    ）

A.

B.

C. 它们在变化过程中分子总动能不变

D. 它们在变化过程中压强与体积成反比

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．根据题图可得，根据

可知无法判断温度和物质的量的大小，AB错误；

C．等温变化过程中，分子的平均动能不变，分子数目不变，则分子总动能不变，C正确；

D．根据可知等温变化过程中，压强与体积成反比，D正确。

故选CD。

10. 某同学完成了如下实验：如图，铜导轨固定在水平桌面上，左端用导线相连，一铜棒垂直导轨静置于导轨上。在铜棒与导轨组成的回路中心上方某处，将一强磁铁竖直向上抛出，已知铜棒与导轨之间的摩擦很小可以忽略，铜棒与导轨接触良好。在磁铁上升过程，磁铁克服磁场力做功，磁场力对导体棒做功，回路中产生的焦耳热为Q，铜棒获得的能为。不考虑电磁辐射，则在此过程：（    ）

A. 铜棒向右运动 B. 铜棒向左运动 C.  D.

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．将一强磁铁竖直向上抛出，回路的磁通量减小，根据楞次定律推论可知铜棒向右运动，故A正确，B错误；

C．由能量守恒可知

故C正确；

 D． 对导体棒有

故D正确。

故选ACD。

三、非选择题

11. 用如图甲所示的器材“探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”，倾斜导轨下端固定一螺线管，小车上固定有磁铁和挡光片。实验时在导轨上端某处释放小车，小车沿导轨加速下滑，穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管中产生感应电动势。光电传感器（图中未画出）可以测出挡光片经过光电门的时间，同时电压传感器测出这段时间内螺线管中的平均感应电动势。通过多次实验，得到图线如图乙所示。

（1）在测量图乙中图线所需的实验数据时，下列要求合理的有_________。

A．需在同一位置释放小车     B．需无初速度释放小车

C．不能改变挡光片的宽度     D．不能改变光电门的位置

（2）影响图乙中图线的斜率大小的因素有_______________________（至少列出三个因素）。

（3）线圈匝数增加一倍后重做该实验，在图乙中画出实验图线（在答题卡上作答）_____。

【答案】    ①. CD##DC    ②. 见解析    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]实验中，抓住通过螺线管的磁通量变化量相同，结合变化的时间，得出E与的关系，所以需要保持不变的是挡光片的宽度，光电门的位置。

故选CD；

（2）[2]根据可得

可知影响图乙中图线的斜率大小的因素有线圈的匝数，线圈的面积，磁场的强弱；

（3）[3]根据知，线圈匝数增加一倍，则感应电动势增加一倍．磁通量的变化量相同，则图线的斜率变为原来的2倍，如图所示

12. 小明、小刚两位同学利用计算机和压强传感器研究“温度不变时气体的压强跟体积的关系”。实验时，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积变为，共测了5次。每次体积值直接从注射器的刻度上读出并输入计算机，同时由压强传感器测得对应体积的压强值。表一和表二分别是小明、小刚的实验数据。

表一

表二

（1）分析表中一栏中的数值发现，两位同学的实验p、V之积都不是常数造成这一现象的可能原因，小明是实验时_________，小刚是实验时_________（两空均从下面的四个选项中选择一个）。

A．注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大    B．注射器中的空气温度增大了

C．外界大气压强发生了变化                D．注射器内的空气发生了泄漏

（2）小明根据实验数据（表一）作出了图，可以推断，他作出图线最接近下图中_________。

A． B． C．

（3）两位同学在某权威教材上看到一组空气做等温变化时的实验数据如表三。

分析数据发现，与压强是时相比较，当空气压强是时，p、V之积相差了_________。数据表明空气做等温变化时并不遵守玻意耳定律，请向他们解释其中原因是____。

【答案】    ①. D    ②. B    ③. C    ④.     ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]由表一可知的乘积变小，根据可知小明实验时注射器内的空气发生了泄漏，故选D；

[2]由表二可知的乘积变大，根据可知小明实验时注射器中的空气温度增大了，故选B；

（2）[3]由表一可知的乘积变小，则的斜率变小。

故选C；

（3）[4][5]与压强是时相比较，当空气压强是时，p、V之积相差

在压缩气体的过程中，外界对气体做功，气体温度升高，的乘积变大。

13. 粗细均匀的细玻璃管一端开口，一端封闭，内有被水银柱封闭的气柱。水银柱长，气体温度，大气压强。当玻璃管水平放置时（图甲），气柱长。当玻璃管开口向上竖直放置（图乙）时

（1）若气柱的温度仍为，求气柱的长度；

（2）改变气柱的温度，使气柱的长度恢复成，求此时气柱的温度。

【答案】(1)9.375cm；(2)320K

【解析】

【分析】

【详解】(1)玻璃管平放时，管内气体压强为

当玻璃管开口向上竖直放置时，管内气体压强为

若气柱的温度仍为，则由玻意耳定律得

即

带入数值可得

(2)气柱的长度恢复成10cm稳定后，气体压强回复到，气体的变化可以看成等压变化，则有

即

可求得

14. 某同学以金属戒指为研究对象，探究金属物品在变化磁场中的一些效应。如图甲所示，戒指可视为周长为、横截面积为、电阻率为的单匝圆形线圈，戒指的质量为。该同学用绝缘轻细线将戒指悬挂并置于螺线管中（戒指圆面水平，螺线管竖直放置）。当螺线管通以电流时，在螺线管中产生竖直方向的匀强磁场。控制电流的大小和方向使螺线管中的磁感应强度随时间呈周期性变化，如图丙所示（图丙中只画出了一个周期内的变化情况）。磁感应强度方向向上时为正，图中已知，重力加速度为。求：

（1）时间内戒指中感应电流的方向和轻细线OP的拉力大小；

（2）内通过戒指横截面的电荷量；

（3）戒指中感应电流的有效值。

【答案】（1）俯视逆时针，；（2）；（3）

【解析】

【详解】.

（1）根据题意，由楞次定律可知，线圈中的电流方向为俯视逆时针，与磁场方向垂直，由左手定则可知，金属戒在磁场中所受安培力的合力为零，则由平衡条件可知，轻细线OP的拉力大小等于金属戒的重力大小，则有

（2）根据

，，

可得电荷量为

又有

由电阻定律可得，金属戒的电阻为

又有

则

联立解得

（3）根据题意，由图可知，、和时间内，磁感应强度不变，无感应电流，和磁感应强度的变化率大小相等，则产生的感应电流大小相等，由法拉第电磁感应可得，感应电动势的大小为

感应电流为

由电流的热效应有

解得

15. 如下图所示，两平行光滑金属导轨间距，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，上端接有的电阻；导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积的有界均匀磁场，磁感应强度B大小随时间t变化，关系为（，且为常量）；下部区域ABCD内有大小的匀强磁场，磁场方向垂直轨道面向下，AB、CD与导轨垂直，距离d=1.04m．现将金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域，并与导轨垂直；在t=0时由静止释放金属棒，金属棒以的加速度匀加速通过ABCD区域．已知金属棒质量，且运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，除R外所有电阻均忽略不计，．求

（1）金属棒在ABCD区域中运动时电流大小及方向；

（2）k值及金属棒从静止到通过ABCD区域所用的时间．

【答案】（1）0.6A  电流由M到N   （2）1.2s

【解析】

【详解】（1）在磁场中运动时，因

可知安培力必沿轨道面向上，故金属棒中电流由M到N

令金属棒中电流大小为，则

解得

（2）令金属棒运动时间后进入磁场区域，

进入磁场前加速度

解得

刚进入磁场时的速度为为

当金属棒在磁场中运动的时间为t时，金属棒、电阻、导轨组成的回路磁通量为：

由题意及（1）问可知，回路中的感应动势恒定不变，故磁通量一定随时间均匀变化

所以有

解得

考虑到回路中的感应电势大小及感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律：

其中

代数据解得

金属棒在磁场中的运动时间

解得

金属棒从静止开始到通过磁场区域所用的时间：