2023-2024學(xué)年山東省臨沂市高二下學(xué)期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1臨沂市2022級普通高中學(xué)科素養(yǎng)水平監(jiān)測試卷物理1.臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過程中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場方向及電流方向如圖所示，則（）A.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢高B.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢低C.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢高D.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢低〖答案〗A〖解析〗根據(jù)題意，由于金屬材料的載流子為自由電子，由左手定則可知，自由電子向后表面偏轉(zhuǎn)，則該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢高。故選A。2.下列說法正確的是（）A.布朗運動反映了懸浮顆粒分子的無規(guī)則運動B.物體的溫度是它的分子熱運動動能大小的標(biāo)志C.用打氣筒打氣比較費力，說明分子間存在斥力D.達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度〖答案〗D〖解析〗A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮顆粒的無規(guī)則運動，反映了液體或者氣體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；B．溫度衡量分子熱運動的劇烈程度，是分子的平均動能的標(biāo)志，不是它的分子熱運動動能大小的標(biāo)志，故B錯誤；C．用氣筒給自行車胎打氣，越打越費力，是因為車胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大，而不是說明壓縮后的氣體分子間有斥力，故C錯誤；D．溫度是描述熱運動的物理量，根據(jù)熱力學(xué)第零定律可知，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同，故D正確。故選D。3.如圖所示，圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像。在時刻，回路中電容器的上極板帶正電。在下面四段時間里，回路的磁場能在減小，而上極板仍帶正電的時間段是（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題意由圖可知，在時刻，，電容器充電結(jié)束，時間段，電容器放電，回路的磁場能在增大，時間段，電容器充電，回路的磁場能在減小，電容器的下極板帶正電，時間段，電容器放電，回路的磁場能在增大，時間段，電容器充電，回路的磁場能在減小，電容器的上極板帶正電。故選D。4.一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程是等容過程，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B.b→c過程，氣體吸熱，內(nèi)能增加C.c→a過程，氣體放熱，內(nèi)能不變D.a→b過程氣體對外界做的功等于c→a過程外界對氣體做的功〖答案〗C〖解析〗A．a(chǎn)→b過程，氣體做等壓變化，氣體體積增大，則氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由于體積增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱，故a→b過程，氣體從外界吸收的熱量一部分用于對外做功，一部分用于增加內(nèi)能，故A錯誤；B．b→c過程，氣體做等容變化，氣體壓強(qiáng)減小，則氣體溫度降低，內(nèi)能減小，由于體積不變，外界對氣體不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放熱，故B錯誤；C．c→a過程，氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，氣體體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放熱，故C正確；D．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示做功，a→b過程圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積大于c→a過程圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積，故a→b過程氣體對外界做的功大于c→a過程外界對氣體做的功，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O點為圓形區(qū)域的圓心，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個比荷絕對值為k的帶電粒子以某一速率從M點沿著直徑MON方向垂直射入磁場，粒子離開磁場后打在右側(cè)屏上的P點，QP連線過圓心O，QP與MN的夾角，不計粒子的重力，下列說法正確的是（）A.粒子帶正電B.粒子做圓周的運動半徑為C.粒子運動的速率為D.粒子在磁場中運動的時間為〖答案〗C〖解析〗根據(jù)題意，畫出粒子的運動軌跡，如圖所示A．由圖可知，粒子在點受水平向右的洛倫茲力，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，故A錯誤；BC．由幾何關(guān)系可得，粒子做圓周的運動半徑為由牛頓第二定律有解得故B錯誤，C正確；D．粒子在磁場中運動的周期為由幾何關(guān)系可知，軌跡的圓心角為，則粒子在磁場中運動的時間為故D錯誤。故選C。6.如圖所示，整個空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場B，導(dǎo)軌間距為L且足夠長，左端接阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)有一長為2L、電阻為2R的均勻金屬棒OA垂直放在導(dǎo)軌上，金屬棒的下端O在導(dǎo)軌上，沿著導(dǎo)軌以恒定的速度向右運動，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則（）A.通過定值電阻的電流方向由b到aB.通過定值電阻的電流大小為C.金屬棒OA兩端的電壓為D.金屬棒受到的安培力大小為〖答案〗B〖解析〗A．導(dǎo)體棒以恒定的速度向右運動切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，其大小為由右手定則可知等效電源的正極在上端，則通過定值電阻的電流方向由a到b，故A錯誤；B．導(dǎo)體棒的上端切割磁感線只產(chǎn)生電動勢，下端切割產(chǎn)生的電動勢接入電路，其電阻為，外電路的電阻為則通過定值電阻的電流大小為故B正確；C．金屬棒OA兩端的電壓分為兩部分，上端為棒的電動勢，下端為閉合電路的路端電壓，電壓為故C錯誤；D．金屬棒的下半部分通電受安培力大小為故D錯誤。故選B。7.在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，、、均為固定電阻，，各電表均為理想電表。已知電阻中的電流隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)為20V B.電阻C.電阻消耗功率為20W D.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0W〖答案〗A〖解析〗A．由圖（b）可知，電阻中的電流的有效值為由于且和并聯(lián)，則變壓器副線圈的輸出電流為變壓器副線圈的輸出為由電壓和電流與線圈匝數(shù)關(guān)系可得，原線圈的輸入電壓和輸入電流分別為，電壓表示數(shù)為電阻的阻值為電阻消耗功率為變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿楣蔬xA。8.如圖所示，直角三角形的AB邊長為L，，三角形區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從D點沿著垂直BC邊的方向以速度v射入磁場，CD間距離為L，不計粒子受到的重力。下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中運動的最長時間為B.時，帶電粒子垂直于AC邊射出磁場C.若粒子從BC邊射出磁場，則D.若粒子從AC邊射出磁場，則〖答案〗B〖解析〗ACD．粒子帶正電，根據(jù)左手定則可知，粒子進(jìn)入磁場后將向上偏轉(zhuǎn)，粒子從BC邊離開時，粒子在磁場中運動軌跡對應(yīng)的圓心角最大，運動時間最長，當(dāng)離開剛好離AC邊相切時，粒子軌跡如圖所示由洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得，可知粒子在磁場中運動的最長時間為當(dāng)粒子從BC邊射出磁場，則有當(dāng)粒子從AC邊射出磁場，則有故ACD錯誤；B．若帶電粒子垂直于AC邊射出磁場，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得故B正確。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.將粗細(xì)均勻、邊長為L的正三角形銅線框用兩根不可伸長的絕緣線a、b懸掛于天花板上，置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場中，現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流，則（）A.通電后兩繩拉力變大B.通電后兩繩拉力變小C.三角形線框安培力大小為BILD.三角形線框安培力大小為2BIL〖答案〗AC〖解析〗AB．根據(jù)題意，由左手定則可知，通電后線框所受安培力向下，則通電后兩繩拉力變大，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)題意可知，間折線是直線長度的2倍，且并聯(lián)接入電路中，則通過直線電流是折線的倍，即通過直線的電流為，通過折線的電流為，三角形線框安培力大小為故C正確，D錯誤。故選AC。10.加速度測量儀可測量汽車起步或剎車時的加速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)汽車加速或減速時，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計，滑動變阻器總長為L，電阻分布均勻，汽車靜止或勻速時滑片P在滑動變阻器的中點，輸出電壓為零，則（）A.電路中電流隨加速度的增大而增大B.彈簧的伸長量為x時，汽車加速度大小為C.可以測量的最大加速度為D.輸出電壓U與加速度a的函數(shù)式為〖答案〗BC〖解析〗A．無論汽車加速或減速，元件A發(fā)生位移為多大，滑動變阻器電阻接入電路中電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，故A錯誤；B．對元件A分析可知，當(dāng)彈簧的伸長量為x時，受到的彈力大小為根據(jù)牛頓第二定律求得汽車加速度大小為故B正確；C．當(dāng)滑片P在滑動變阻器的B或C端時，彈力最大，此時加速度大小為故C正確；D．當(dāng)彈簧變化量為x時，由牛頓第二定律分析電路知輸出電壓U為由聯(lián)立解得故D錯誤。故選BC。11.大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且圖示時刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是（）A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是10HzB.時線圈中的電流方向為abcdaC.時線圈中的電流最大D.時線圈中的電流方向發(fā)生變化〖答案〗ABD〖解析〗A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是故A正確；B．由題圖可知，在時刻穿過線圈的磁通量為0，結(jié)合交流電產(chǎn)生的特點可知，時刻該交流電的瞬時值最大，由楞次定律可知，此時線圈中的電流方向為，故B正確；CD．該交流電的周期可知時，磁鐵與線圈垂直，穿過線圈的磁通量最大，結(jié)合交流電產(chǎn)生的特點可知，此時該交流電的瞬時值為零，線圈中的電流方向發(fā)生變化，故C錯誤，D正確。故選ABD。12.如圖所示，空間存在一范圍足夠大的垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場和沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場強(qiáng)度為E，讓一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點O以的初速度沿x軸正向發(fā)射，不計粒子重力影響，則（）A.粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運動 B.粒子最初一段徑跡是一段拋物線C.粒子最終以的速度做勻速直線運動 D.粒子運動過程中的最大速度為〖答案〗AD〖解析〗AC．根據(jù)配速法將分解為、，且解得根據(jù)左手定則可知，沿x軸正方向，則的大小為，方向沿x軸負(fù)方向，粒子的運動可看成速度大小為的勻速直線運動和速度大小為的勻速圓周運動的合運動，故粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運動，故A正確，C錯誤；B．粒子受到的合外力不恒定，粒子最初一段徑跡不是一段拋物線，故B錯誤；D．當(dāng)速度大小為的勻速圓周運動的運動方向與運動方向相同時，粒子運動過程中的速度最大，為故D正確。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.（1）某興趣小組在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，下列說法正確的是______A.滴入油酸酒精溶液時，滴管下端應(yīng)遠(yuǎn)離水面B.滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積C.撒痱子粉時要盡量厚一些，覆蓋整個淺盤D.實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對油酸溶液起到稀釋作用（2）1000mL油酸酒精溶液中含有純油酸1ml，用量筒測得100滴上述溶液體積為1mL，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，穩(wěn)定后油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，正方形方格的邊長為1cm，則油酸分子直徑約為______m。（保留一位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)實驗中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏小，可能是因為______。A.計算每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴B.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時間〖答案〗（1）D（2）（3）D〖解析〗（1）A．滴油酸酒精溶液時，針頭需遠(yuǎn)離液面，則油酸酒精溶液滴到水面上時可能會濺起，也不利于形成整片的油膜，則滴管下端應(yīng)靠近水面，故A錯誤；B．滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散開，形狀穩(wěn)定之后，描下油膜輪廓，測出油膜面積，故B錯誤；C．撒粉時若過厚，且覆蓋整個淺盤，則不利于油酸形成單分子油膜，故C錯誤；D．用酒精將油酸稀釋制成油酸酒精溶液，可以減少滴到水面上油酸的量，使更容易測量油酸的面積，并且當(dāng)?shù)蔚剿嫔蠒r，酒精迅速溶于水，很容易形成單分子油膜，因此酒精起到稀釋作用，故D正確。故選D。（2）1滴該溶液的油酸體積為由于每格邊長為1cm，則每一格就是，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，由圖可知，共112個小格，則油酸薄膜面積為，則分子的直徑為（3）A．計算每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴，則計算的體積偏大，直徑偏大，故A不符合題意；B．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格，則計算的面積偏小，直徑偏大，故B不符合題意；C．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開，則計算的面積偏小，直徑偏大，故C不符合題意；D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時間，油酸溶液真實濃度變大，則計算的體積偏小，直徑偏小，故D符合題意。故選D。14.某同學(xué)制作了一款測溫計，該測溫計的最高測溫為電路圖如圖甲所示，所使用器材：定值電阻為10Ω定值電阻為50Ω電阻箱（調(diào)節(jié)范圍0~999.9Ω）金屬熱電阻電動勢為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計）電壓表V量程范圍0~3V（內(nèi)阻很大）開關(guān)，導(dǎo)線若干金屬熱電阻的阻值隨溫度變化圖像如圖乙所示，操作步驟如下：（1）先按圖連接好電路，電壓表的正接線柱應(yīng)連接______（填“a”或“b”），將傳感器置于恒溫箱中，將恒溫箱溫度調(diào)為180℃，調(diào)節(jié)的阻值為______Ω，此時電壓表指針指到0刻線；（2）降低恒溫箱溫度，電壓表示數(shù)為1.2V時，恒溫箱的溫度為______；（3）依次降低溫度，將電壓表刻度改為相應(yīng)的溫度刻度；（4）該測溫計能夠測量的最低溫度為______?！即鸢浮剑?）b30（2）（4）〖解析〗（1）[1]與串聯(lián)，與串聯(lián)，再并聯(lián)在36V的直流電源兩端，因180℃時電壓表指針指到0刻線，即，此后溫度降低，熱敏電阻的阻值變小，其分得的電壓變小，b點的電勢升高，電壓表顯示為正電壓，則壓表的正接線柱應(yīng)連接b；[2]根據(jù)金屬熱電阻的阻值隨溫度變化函數(shù)為則時，，此時電壓表指針指到0刻線，即，有可得代入電阻值解得（2）[3]電動勢為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計），則有當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2V時，故有解得代入到函數(shù)，可得溫度為（4）[4]該測溫計能夠測量的最低溫度時，電壓表的示數(shù)為3V，有解得代入到函數(shù)可得最低溫度為15.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，甲部分為粒子加速器，加速電壓為；乙部分為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩板間距離為d，兩板間電壓為；丙為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一電荷量為q的正粒子（不計重力），從靜止開始經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運動。求：（1）粒子的比荷；（2）粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R的大小?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）粒子先經(jīng)過加速，電壓為，速度大小為，由動能定理有粒子恰能沿直線通過速度選擇器，有聯(lián)立可得，（2）粒子在磁場中做勻速圓周運動，有可得16.如圖所示為一個體積為V的簡易潛艇模型，儲水艙的體積為，當(dāng)儲水艙排空后（里面全部為空氣，壓強(qiáng)為，沒有海水），潛艇靜止在海面上有浸沒在海水中。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為，海水密度為，重力加速度大小為g，假設(shè)各深度處海水溫度相同，當(dāng)潛艇用空氣壓縮泵緩慢排出儲水艙上方的部分氣體時，可以吸入一定量的海水，使?jié)撏『萌拷]在海水里并處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時儲水艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，求：（1）潛艇的質(zhì)量M；（2）潛艇通過空氣壓縮泵排出的氣體質(zhì)量與原儲水艙中氣體質(zhì)量的比值?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）根據(jù)題意，對潛艇受力分析，由平衡條件有解得（2）設(shè)潛艇吸入海水的體積，儲水艙中剩余氣體的體積，由平衡條件有解得則儲水艙中剩余氣體的體積設(shè)排出氣體的體積為，則有解得則潛艇通過空氣壓縮泵排出的氣體質(zhì)量與原儲水艙中氣體質(zhì)量的比值17.如圖所示，半徑為L光滑圓形金屬軌道固定放置在絕緣水平面上，圓心O處固定一豎直細(xì)導(dǎo)體軸。間距為L、與水平面成角的足夠長平行光滑傾斜導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與圓形軌道及導(dǎo)體軸相連。傾斜導(dǎo)軌和圓形金屬軌道分別處在與各自所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。長度為L的細(xì)導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點沿逆時針方向以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，水平放置在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒CD恰好靜止。已知CD棒在導(dǎo)軌間的電阻值為R，電路中其余部分的電阻均不計，CD棒始終與導(dǎo)軌垂直，各部分始終接觸良好，不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）求CD棒質(zhì)量m；（2）鎖定OA棒，CD棒靜止釋放，求CD棒運動的最大速度；（3）導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點沿逆時針方向以角速度勻速轉(zhuǎn)動，CD棒靜止釋放，CD棒從靜止釋放到達(dá)到最大速度所經(jīng)歷的時間為t，求這段時間內(nèi)導(dǎo)體棒CD前進(jìn)的距離x?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）根據(jù)題意可知，細(xì)導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點沿逆時針方向以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，感應(yīng)電動勢為回路中感應(yīng)電流為對CD棒受力分析，由平衡條件有解得（2）鎖定OA棒，CD棒靜止釋放，最終勻速運動，則有又有，聯(lián)立解得（3）設(shè)CD棒速度為時，經(jīng)過一小段時間，速度變化量為，對棒由動量定理有又有，從靜止釋放到速度達(dá)到最大的過程，有最終勻速運動，則有聯(lián)立解得18.如圖所示，三維坐標(biāo)系Oxyz中，在的區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），電場強(qiáng)度為E（E未知），在區(qū)域存在方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（未知），在、區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B（B未知），坐標(biāo)為的A點有一粒子源，發(fā)出沿x軸正方向、質(zhì)量為m、帶電量為的粒子，粒子的初速度大小為v?，恰好沿直線運動到y(tǒng)軸的P點，通過磁場偏轉(zhuǎn)后經(jīng)過x軸的M點，經(jīng)過M點時速度方向與x軸正方向成60°角，粒子的重力不計。（1）求大?。唬?）求E的大小和方向；（3）粒子從M點進(jìn)入磁場B中，以后始終在磁場B中運動（不會進(jìn)入電場中），且能通過坐標(biāo)為的N點，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值?！即鸢浮剑?）；（2）E=mv022qL，方向沿y〖解析〗（1）粒子從P點運動到M點，幾何關(guān)系有解得由牛頓第二定律知解得（2）由洛倫茲力與電場力平衡解得E=方向沿y軸正方向（3）粒子在勻強(qiáng)磁場B中運動時，將其分解為沿y軸負(fù)方向的勻速直線運動和在xOy平面內(nèi)的勻速圓周運動，設(shè)粒子入射時沿y軸負(fù)方向的分速度大小為粒子在y軸負(fù)方向做勻速直線運動得在xOz平面內(nèi)，粒子做勻速圓周運動可得粒子不會進(jìn)入電場條件由上兩式得由由題意知聯(lián)立得當(dāng)時，B有最小值，可得臨沂市2022級普通高中學(xué)科素養(yǎng)水平監(jiān)測試卷物理1.臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過程中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場方向及電流方向如圖所示，則（）A.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢高B.該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢低C.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢高D.該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢低〖答案〗A〖解析〗根據(jù)題意，由于金屬材料的載流子為自由電子，由左手定則可知，自由電子向后表面偏轉(zhuǎn)，則該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢高。故選A。2.下列說法正確的是（）A.布朗運動反映了懸浮顆粒分子的無規(guī)則運動B.物體的溫度是它的分子熱運動動能大小的標(biāo)志C.用打氣筒打氣比較費力，說明分子間存在斥力D.達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度〖答案〗D〖解析〗A．布朗運動是指液體或氣體中懸浮顆粒的無規(guī)則運動，反映了液體或者氣體分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；B．溫度衡量分子熱運動的劇烈程度，是分子的平均動能的標(biāo)志，不是它的分子熱運動動能大小的標(biāo)志，故B錯誤；C．用氣筒給自行車胎打氣，越打越費力，是因為車胎內(nèi)的壓強(qiáng)增大，而不是說明壓縮后的氣體分子間有斥力，故C錯誤；D．溫度是描述熱運動的物理量，根據(jù)熱力學(xué)第零定律可知，一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時兩系統(tǒng)溫度相同，故D正確。故選D。3.如圖所示，圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像。在時刻，回路中電容器的上極板帶正電。在下面四段時間里，回路的磁場能在減小，而上極板仍帶正電的時間段是（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題意由圖可知，在時刻，，電容器充電結(jié)束，時間段，電容器放電，回路的磁場能在增大，時間段，電容器充電，回路的磁場能在減小，電容器的下極板帶正電，時間段，電容器放電，回路的磁場能在增大，時間段，電容器充電，回路的磁場能在減小，電容器的上極板帶正電。故選D。4.一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程是等容過程，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功B.b→c過程，氣體吸熱，內(nèi)能增加C.c→a過程，氣體放熱，內(nèi)能不變D.a→b過程氣體對外界做的功等于c→a過程外界對氣體做的功〖答案〗C〖解析〗A．a(chǎn)→b過程，氣體做等壓變化，氣體體積增大，則氣體溫度升高，內(nèi)能增大，由于體積增大，氣體對外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體吸熱，故a→b過程，氣體從外界吸收的熱量一部分用于對外做功，一部分用于增加內(nèi)能，故A錯誤；B．b→c過程，氣體做等容變化，氣體壓強(qiáng)減小，則氣體溫度降低，內(nèi)能減小，由于體積不變，外界對氣體不做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放熱，故B錯誤；C．c→a過程，氣體做等溫變化，內(nèi)能不變，氣體體積減小，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體放熱，故C正確；D．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示做功，a→b過程圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積大于c→a過程圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積，故a→b過程氣體對外界做的功大于c→a過程外界對氣體做的功，故D錯誤。故選C。5.如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O點為圓形區(qū)域的圓心，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個比荷絕對值為k的帶電粒子以某一速率從M點沿著直徑MON方向垂直射入磁場，粒子離開磁場后打在右側(cè)屏上的P點，QP連線過圓心O，QP與MN的夾角，不計粒子的重力，下列說法正確的是（）A.粒子帶正電B.粒子做圓周的運動半徑為C.粒子運動的速率為D.粒子在磁場中運動的時間為〖答案〗C〖解析〗根據(jù)題意，畫出粒子的運動軌跡，如圖所示A．由圖可知，粒子在點受水平向右的洛倫茲力，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，故A錯誤；BC．由幾何關(guān)系可得，粒子做圓周的運動半徑為由牛頓第二定律有解得故B錯誤，C正確；D．粒子在磁場中運動的周期為由幾何關(guān)系可知，軌跡的圓心角為，則粒子在磁場中運動的時間為故D錯誤。故選C。6.如圖所示，整個空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場B，導(dǎo)軌間距為L且足夠長，左端接阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)有一長為2L、電阻為2R的均勻金屬棒OA垂直放在導(dǎo)軌上，金屬棒的下端O在導(dǎo)軌上，沿著導(dǎo)軌以恒定的速度向右運動，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則（）A.通過定值電阻的電流方向由b到aB.通過定值電阻的電流大小為C.金屬棒OA兩端的電壓為D.金屬棒受到的安培力大小為〖答案〗B〖解析〗A．導(dǎo)體棒以恒定的速度向右運動切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，其大小為由右手定則可知等效電源的正極在上端，則通過定值電阻的電流方向由a到b，故A錯誤；B．導(dǎo)體棒的上端切割磁感線只產(chǎn)生電動勢，下端切割產(chǎn)生的電動勢接入電路，其電阻為，外電路的電阻為則通過定值電阻的電流大小為故B正確；C．金屬棒OA兩端的電壓分為兩部分，上端為棒的電動勢，下端為閉合電路的路端電壓，電壓為故C錯誤；D．金屬棒的下半部分通電受安培力大小為故D錯誤。故選B。7.在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，、、均為固定電阻，，各電表均為理想電表。已知電阻中的電流隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)為20V B.電阻C.電阻消耗功率為20W D.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0W〖答案〗A〖解析〗A．由圖（b）可知，電阻中的電流的有效值為由于且和并聯(lián)，則變壓器副線圈的輸出電流為變壓器副線圈的輸出為由電壓和電流與線圈匝數(shù)關(guān)系可得，原線圈的輸入電壓和輸入電流分別為，電壓表示數(shù)為電阻的阻值為電阻消耗功率為變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿楣蔬xA。8.如圖所示，直角三角形的AB邊長為L，，三角形區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從D點沿著垂直BC邊的方向以速度v射入磁場，CD間距離為L，不計粒子受到的重力。下列說法正確的是（）A.粒子在磁場中運動的最長時間為B.時，帶電粒子垂直于AC邊射出磁場C.若粒子從BC邊射出磁場，則D.若粒子從AC邊射出磁場，則〖答案〗B〖解析〗ACD．粒子帶正電，根據(jù)左手定則可知，粒子進(jìn)入磁場后將向上偏轉(zhuǎn)，粒子從BC邊離開時，粒子在磁場中運動軌跡對應(yīng)的圓心角最大，運動時間最長，當(dāng)離開剛好離AC邊相切時，粒子軌跡如圖所示由洛倫茲力提供向心力可得根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得，可知粒子在磁場中運動的最長時間為當(dāng)粒子從BC邊射出磁場，則有當(dāng)粒子從AC邊射出磁場，則有故ACD錯誤；B．若帶電粒子垂直于AC邊射出磁場，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得故B正確。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.將粗細(xì)均勻、邊長為L的正三角形銅線框用兩根不可伸長的絕緣線a、b懸掛于天花板上，置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場中，現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流，則（）A.通電后兩繩拉力變大B.通電后兩繩拉力變小C.三角形線框安培力大小為BILD.三角形線框安培力大小為2BIL〖答案〗AC〖解析〗AB．根據(jù)題意，由左手定則可知，通電后線框所受安培力向下，則通電后兩繩拉力變大，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)題意可知，間折線是直線長度的2倍，且并聯(lián)接入電路中，則通過直線電流是折線的倍，即通過直線的電流為，通過折線的電流為，三角形線框安培力大小為故C正確，D錯誤。故選AC。10.加速度測量儀可測量汽車起步或剎車時的加速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)汽車加速或減速時，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計，滑動變阻器總長為L，電阻分布均勻，汽車靜止或勻速時滑片P在滑動變阻器的中點，輸出電壓為零，則（）A.電路中電流隨加速度的增大而增大B.彈簧的伸長量為x時，汽車加速度大小為C.可以測量的最大加速度為D.輸出電壓U與加速度a的函數(shù)式為〖答案〗BC〖解析〗A．無論汽車加速或減速，元件A發(fā)生位移為多大，滑動變阻器電阻接入電路中電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，故A錯誤；B．對元件A分析可知，當(dāng)彈簧的伸長量為x時，受到的彈力大小為根據(jù)牛頓第二定律求得汽車加速度大小為故B正確；C．當(dāng)滑片P在滑動變阻器的B或C端時，彈力最大，此時加速度大小為故C正確；D．當(dāng)彈簧變化量為x時，由牛頓第二定律分析電路知輸出電壓U為由聯(lián)立解得故D錯誤。故選BC。11.大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且圖示時刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時刻為計時起點，則下列推斷正確的是（）A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是10HzB.時線圈中的電流方向為abcdaC.時線圈中的電流最大D.時線圈中的電流方向發(fā)生變化〖答案〗ABD〖解析〗A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是故A正確；B．由題圖可知，在時刻穿過線圈的磁通量為0，結(jié)合交流電產(chǎn)生的特點可知，時刻該交流電的瞬時值最大，由楞次定律可知，此時線圈中的電流方向為，故B正確；CD．該交流電的周期可知時，磁鐵與線圈垂直，穿過線圈的磁通量最大，結(jié)合交流電產(chǎn)生的特點可知，此時該交流電的瞬時值為零，線圈中的電流方向發(fā)生變化，故C錯誤，D正確。故選ABD。12.如圖所示，空間存在一范圍足夠大的垂直于xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場和沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場強(qiáng)度為E，讓一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點O以的初速度沿x軸正向發(fā)射，不計粒子重力影響，則（）A.粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運動 B.粒子最初一段徑跡是一段拋物線C.粒子最終以的速度做勻速直線運動 D.粒子運動過程中的最大速度為〖答案〗AD〖解析〗AC．根據(jù)配速法將分解為、，且解得根據(jù)左手定則可知，沿x軸正方向，則的大小為，方向沿x軸負(fù)方向，粒子的運動可看成速度大小為的勻速直線運動和速度大小為的勻速圓周運動的合運動，故粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運動，故A正確，C錯誤；B．粒子受到的合外力不恒定，粒子最初一段徑跡不是一段拋物線，故B錯誤；D．當(dāng)速度大小為的勻速圓周運動的運動方向與運動方向相同時，粒子運動過程中的速度最大，為故D正確。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.（1）某興趣小組在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗，下列說法正確的是______A.滴入油酸酒精溶液時，滴管下端應(yīng)遠(yuǎn)離水面B.滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積C.撒痱子粉時要盡量厚一些，覆蓋整個淺盤D.實驗中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對油酸溶液起到稀釋作用（2）1000mL油酸酒精溶液中含有純油酸1ml，用量筒測得100滴上述溶液體積為1mL，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，穩(wěn)定后油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，正方形方格的邊長為1cm，則油酸分子直徑約為______m。（保留一位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)實驗中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏小，可能是因為______。A.計算每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴B.計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時間〖答案〗（1）D（2）（3）D〖解析〗（1）A．滴油酸酒精溶液時，針頭需遠(yuǎn)離液面，則油酸酒精溶液滴到水面上時可能會濺起，也不利于形成整片的油膜，則滴管下端應(yīng)靠近水面，故A錯誤；B．滴入油酸酒精溶液后，需待油酸溶液全部散開，形狀穩(wěn)定之后，描下油膜輪廓，測出油膜面積，故B錯誤；C．撒粉時若過厚，且覆蓋整個淺盤，則不利于油酸形成單分子油膜，故C錯誤；D．用酒精將油酸稀釋制成油酸酒精溶液，可以減少滴到水面上油酸的量，使更容易測量油酸的面積，并且當(dāng)?shù)蔚剿嫔蠒r，酒精迅速溶于水，很容易形成單分子油膜，因此酒精起到稀釋作用，故D正確。故選D。（2）1滴該溶液的油酸體積為由于每格邊長為1cm，則每一格就是，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，由圖可知，共112個小格，則油酸薄膜面積為，則分子的直徑為（3）A．計算每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴，則計算的體積偏大，直徑偏大，故A不符合題意；B．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格，則計算的面積偏小，直徑偏大，故B不符合題意；C．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開，則計算的面積偏小，直徑偏大，故C不符合題意；D．在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時間，油酸溶液真實濃度變大，則計算的體積偏小，直徑偏小，故D符合題意。故選D。14.某同學(xué)制作了一款測溫計，該測溫計的最高測溫為電路圖如圖甲所示，所使用器材：定值電阻為10Ω定值電阻為50Ω電阻箱（調(diào)節(jié)范圍0~999.9Ω）金屬熱電阻電動勢為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計）電壓表V量程范圍0~3V（內(nèi)阻很大）開關(guān)，導(dǎo)線若干金屬熱電阻的阻值隨溫度變化圖像如圖乙所示，操作步驟如下：（1）先按圖連接好電路，電壓表的正接線柱應(yīng)連接______（填“a”或“b”），將傳感器置于恒溫箱中，將恒溫箱溫度調(diào)為180℃，調(diào)節(jié)的阻值為______Ω，此時電壓表指針指到0刻線；（2）降低恒溫箱溫度，電壓表示數(shù)為1.2V時，恒溫箱的溫度為______；（3）依次降低溫度，將電壓表刻度改為相應(yīng)的溫度刻度；（4）該測溫計能夠測量的最低溫度為______?！即鸢浮剑?）b30（2）（4）〖解析〗（1）[1]與串聯(lián)，與串聯(lián)，再并聯(lián)在36V的直流電源兩端，因180℃時電壓表指針指到0刻線，即，此后溫度降低，熱敏電阻的阻值變小，其分得的電壓變小，b點的電勢升高，電壓表顯示為正電壓，則壓表的正接線柱應(yīng)連接b；[2]根據(jù)金屬熱電阻的阻值隨溫度變化函數(shù)為則時，，此時電壓表指針指到0刻線，即，有可得代入電阻值解得（2）[3]電動勢為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計），則有當(dāng)電壓表示數(shù)為1.2V時，故有解得代入到函數(shù)，可得溫度為（4）[4]該測溫計能夠測量的最低溫度時，電壓表的示數(shù)為3V，有解得代入到函數(shù)可得最低溫度為15.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，甲部分為粒子加速器，加速電壓為；乙部分為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，兩板間距離為d，兩板間電壓為；丙為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。今有一電荷量為q的正粒子（不計重力），從靜止開始經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運動。求：（1