云南省丽江市第一高级中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下列关于物体内能的说法正确的是（ ）
A．一个分子的动能和分子势能的总和叫做该分子的内能
B．物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能
C．当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
二、多选题
2．下列现象属电磁驱动的是
A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B．微安表的表头在运输时要把两接线柱短接
C．自制金属地雷探测器
D．当图中B变大时，ab在固定光滑导轨上滑动
三、单选题
3．（2022高二下·兖州期中）如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（ ）
A．，水平向左 B．，水平向右
C．，水平向左 D．，水平向右
4．在匀强磁场中，有一个原来静止的原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为，那么的衰变方程为（ ）
A． B．
C． D．
5．如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C．增大入射角i，AC界面出射时a光先消失
D．减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
6．（2019高二下·浙江月考）登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A．轨迹半径之比为2∶1 B．速度之比为1∶2
C．时间之比为2∶3 D．周期之比为1∶2
8．（2020高二下·易县月考）如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
B．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m0)g
C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m0)g
D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
9．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的摆长约为2.0m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm）
C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
四、多选题
10．一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（ ）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
11．光从空气斜射进入介质中，比值常数，这个常数( )
A．与介质有关
B．与光在介质中的传播速度无关
C．与入射角的大小无关
D．与入射角的正弦成正比，跟折射角的正弦成反比
12．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是（ ）
A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C．通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折
D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射
五、实验题
13．油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为 m2。
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 m3。
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 m。
（4）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的____。
A．油酸浓度适当大一些
B．油酸浓度适当小一些
C．油酸扩散后立即绘出轮廓图
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
14．小明想测量一个电压表的内阻（量程为6V，内阻约为1000Ω），但他手上只有一根带有滑动金属夹的均匀长直电阻丝、一个学生电源（电动势未知）、一个电阻箱、一个灵敏电流计（量程为1mA，内阻很小可忽略）、一个电键、导线若干、一把刻度尺。他首先想到的是用伏安法来设计电路，但发现电流计的量程太小，于是他以惠斯通电桥电路为原理，设计出如图所示的实验电路：
（1）请帮小明同学将实物图按电路图进行连接；（ ）
（2）实验时，先闭合开关S，调节电阻丝上金属夹位置，使电流计的示数为 ，用刻度尺测出此时电阻丝左右两端长度分别为L1、L2，并读出电阻箱的阻值为R0。试用所给字母表示电压表的内阻RV= （用所给物理量符号表示）；
（3）实验后，小明发现刻度尺的刻度并不准确，于是他在保持滑片位置不变的情况下，将电压表和电阻箱的位置交换了一下，并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为 读出此时电阻箱的阻值为R1，请用小明所得数据得到电压表的内阻RV= （用所给物理量符号表示）。
六、解答题
15．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（1）此时上、下部分气体的压强；
（2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
16．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定一间距L＝0.5 m的两平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.10 T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．取g＝10 m/s2。
（1）若导轨光滑，要保持金属棒在导轨上静止，求金属棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ＝，金属棒要在导轨上保持静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值；
（3）若导轨光滑，当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，求金属棒的加速度a的大小。
17．如图所示，质量为的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止放置一质量为的物体A，一颗质量为的子弹以水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v，子弹穿过物体A的时间极短．已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终相对静止。求：
（1）子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度大小；
（2）平板车B和物体A的最终速度大小。（设车身足够长）
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】物体的内能
【解析】【解答】AB.物体中所有分子做热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能，物体的内能是一个统计规律，对一个分子没有意义，A不符合题意，B符合题意；
C.机械能和内能是两种不同的能量，互不相关，机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，C不符合题意；
D.物体内能与温度、物质的量、物体分子势能（体积）有关，所以温度高的物体，则其内能并不一定就大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体中所有分子做热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能；机械能与内能没有必然联系；物体内能与温度、物质的量、物体分子势能（体积）共同决定。
2．【答案】A,D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做，仪表指针偏转时铝框随之转动，割磁感线产生感应电流，由楞次定律的推论可知，感应电流的受到安培力一定阻碍线圈的转动，达到使指针能迅速停下来的目的，所以该现象利用的是电磁阻尼原理，A符合题意；
B.运输时由于颠簸，指针会不断摆动，剧烈的颠簸容易使表发生损坏，如果运输过程中，将两接线柱短接，连接后由于电磁阻尼现象，运输时线圈不再容易摆动，可以防止电表发生损坏，所以该现象运用的是电磁阻尼原理，B不符合题意；
C.金属探测器由高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器等组成，而非电磁驱动，C不符合题意；
D.当图中B变大时，回路中产生电流，金属杆a、b受到安培力作用，安培力使两杆产生运动，所以该现象是电磁驱动，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】如果导体中能产生感应电流，并且导体中的感应电流受的安培力能使导体减速或停下来，则为电磁阻尼现象；如果导体中能产生感应电流，并且导体中的感应电流受的安培力能使导体运动起来，则为电磁驱动现象。
3．【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；安培力
【解析】【解答】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：
再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为
由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为，方向水平向右；
故答案为：B。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向，结合矢量叠加可以求出C处磁感应强度的大小；结合安培力的表达式及平衡方程可以求出静摩擦力的大小及方向。
4．【答案】B
【知识点】动量守恒定律；原子核的衰变、半衰期；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】由题意可知，静止的C原子核发生衰变后，生成的新核和放出的粒子在匀强磁场中运动的轨迹是两个内切圆，说明新核和放出的粒子受到的洛伦兹力方向相同，由动量守恒定律可知，新核和放出的粒子初速度方向相反，而新核一定带正电，由左手定则可知，放出的粒子一定带负电，故C发生的是衰变；原子核衰变的过程中满足动量守恒，有，之后两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有，得，由题意可知，两圆轨迹的半径之比为，联立得到电量大小之比为，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据粒子在磁场中的运动轨迹分析C原子核的衰变类型，根据粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径分析新核和放出的粒子的电荷量比值，确定衰变方程。
5．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A.光由一种介质射入另一种介质时，光在光密介质中与法线的夹角小于光在光疏介质中与法线的夹角，故该材料相对水为光疏介质，A不符合题意；
B.由可知，折射率越大，光在其中的传播速度越小，由于该材料相对水为光疏介质，所以a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，B不符合题意；
CD.由于该材料相对水为光疏介质，所以光在AB界面可能发生全反射，在AC界面不可能发生全反射，由图可知，a光在界面AB上的折射角大于b光，可知a光的折射率比b光的折射率大，根据可知，a光的临界角较小，则增大入射角i，所以a光先在AB界面发生全反射，故AC界面出射时a光先消失，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】光由一种介质射入另一种介质时，光在光密介质中与法线的夹角小于光在光疏介质中与法线的夹角；由分析光在两种介质的传播速度；光线在AB界面可能发生全反射，根据判断先发生全反射的光。
6．【答案】C
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1,2,…)。因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/v=3.7×10 7 m，
在膜中的波长是λ′=λ/n=2.47×10 7 m，故膜的厚度至少是1.24×10 7 m，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C.
【分析】要消除紫外线，故需要是紫外线经过薄膜后产生的光程差为波长的整数倍，结合此条件列方程求解即可。
7．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】AB.粒子1和粒子2的运动轨迹如图所示，轨迹圆心分别为和，
设粒子1的半径，对粒子2，由几何关系可得，解得，故两粒子的轨迹半径之比，由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力可得，得，则两种粒子的速度之比为，A不符合题意，B符合题意。
CD.粒子在磁场中做圆周运动的周期为，故两粒子的周期相同，速度的偏转角即圆心角，故粒子1的运动时间，粒子2的运动时间，可得两种粒子在磁场中的运动时间之比为3：2，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由几何关系求解两种粒子的轨迹半径之比；根据洛伦兹力充当向心力推导两种粒子的速度之比；由粒子在磁场中做圆周运动的周期公式求解两种粒子的周期之比；由求解两种粒子在磁场中的运动时间之比。
8．【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，则m0v0=(M+m0)v1，解得速度大小为 ，A不符合题意；子弹射入木块后的瞬间，根据牛顿第二定律可得 可知绳子拉力大于 ，B不符合题意；子弹射入木块后的瞬间，对子弹、木块和圆环整体：N=T+mg> (M+m+m0)g，C符合题意；子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可，对M进行受力分析，利用向心力公式求解拉力。
9．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A.由题图乙可知，单摆的周期为T=2s，由单摆的周期公式，可得该单摆的摆长为，A不符合题意；
B.根据图乙，写出单摆的位移x随时间变化的关系式为，B符合题意；
C.由图乙可知，从到的振动中，摆球由端点向平衡位置运动，重力势能逐渐减小，C不符合题意；
D.由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的的振动中，摆球从平衡位置向端点运动，位移增大，由简谐运动的回复力公式F=-kx可知，摆球所受回复力逐渐增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由单摆的周期公式求解单摆的摆长；根据振动方程，写出该单摆的位移x随时间t变化的关系式；根据从t=0.5s到t=1.0s的过程中，单摆高度的变化分析单摆重力势能的变化；由回复力公式F=-kx，分析从t=1.0s到t=1.5s的过程中回复力的变化。
10．【答案】B,C,E
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
【解析】【解答】A.由理想气体状态方程，可得，由图可知，图像的斜率恒定，即恒定，可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，A不符合题意；
B.理想气体的内能只与温度有关，由图可知，a到b气体温度升高，可知气体内能增加，B符合题意；
CDE.由以上分析可知，气体做功W=0，气体内能增加，即，根据热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，CE符合题意，D不符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】由理想气体状态方程，结合图像，分析气体体积的变化情况，得出气体做功的情况；由温度的变化情况分析气体内能的变化情况；根据热力学第一定律分析吸热和放热问题。
11．【答案】A,C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A.在折射定律中，比值（常数），这个常数是相对折射率，是由两边介质的性质决定的，故A符合题意；
B.光在不同介质中的传播速度不同，n与光在两种介质中的传播速度有关，B不符合题意；
CD.n反映的是介质的性质，由介质决定，与入射角和折射角均无关，所以不能说n与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据折射定律分析n的含义，以及n的决定量。
12．【答案】B,C,D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】ABD.平行光线垂直入射AB界面，不发生偏折，射到右侧圆弧面上，光路如图所示：
设光线射到C点时恰好发生了全反射，此处入射角等于临界角，即i=C；由几何关系可知，在C点的上方，入射角大于临界角，光线发生全反射，在AC范围内没有光线射出，根据对称性可知，玻璃砖下方对称部位，也没有光线射出，所以只有圆心两侧一定范围内的光线在曲面上不发生全反射，能通过玻璃砖，圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射，A不符合题意，BD符合题意；
C.其中通过圆心的光线垂直入射AB界面，不发生偏折，入射到右侧圆弧面上时，与弧面切线垂直，依然不发生偏折，故通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折，C符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】结合发生全反射的条件，由光线在右侧圆弧面上入射角与临界角的关系，分析哪部分光可以发生全反射；与界面垂直的光线不发生偏折。
13．【答案】（1）7.8×10-3到8.5×10-3
（2）1.0×10-11
（3）1.2×10-9或1.3×10-9
（4）B；D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）数出油膜所占有的小方格数，不足半个的舍掉，大于半个的算一个，可知油膜占有的小方格数为80个，得油酸膜的面积约为；
（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积；
（3）由于油酸具有很好的亲水性，在水面上形成的油膜可看成单分子油膜，油膜的厚度即为分子直径，则分子的直径为；
（4）AB.为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些，A不符合题意，B符合题意；
CD.绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）数出油膜占有的小方格数，求出油膜面积；（2）根据油酸酒精溶液的浓度，求出一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积；（3）油酸在水面上形成的油膜可看成单分子油膜，根据估算出油酸分子的直径；（4）根据实验原理和注意事项分析各选项。
14．【答案】（1）
（2）0；
（3）0；
【知识点】测定电压表或电流表的内阻
【解析】【解答】（1）根据电路图连接实物电路，如图所示：
（2）根据实验原理， 实验时，应先闭合开关S，调节电阻丝上金属夹位置，使电流计的示数为零；根据电路结构，当灵敏电流计示数为零时，电流计两端的电势差为零，则滑动变阻器左右两端的电阻与电压表和电阻箱的阻值关系满足：，根据电阻定律可知，故；
（3）因刻度尺的刻度并不准确，故、不能用，开始时有，互换位置后并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为0，有，故。
【分析】（1）根据电路图连接实物电路；（2）（3）根据电路结构，分析电流表示数为零时，电路中各电阻之间的阻值关系，结合电阻定律求出电压表内阻。
15．【答案】（1）解：旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）解：对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
【知识点】共点力的平衡；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）上、下两部分气体均做等温变化，找出两部分气体各自初、末状态的气体参量，再根据玻意耳定律进行解答；（2）分析活塞整体受力，由共点力平衡条件列方程求解。
16．【答案】（1）解：要保持金属棒在导轨上静止，对金属棒受力分析可得
（2）解：若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，则金属棒受到的最大摩擦力大小
①当摩擦力沿斜面向上时，有
此时
解得
②当摩擦力沿斜面向下时，有
此时
解得R2＝3 Ω
故滑动变阻器R接入电路中的阻值在3 Ω和11 Ω之间．
（3）解：当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，即R＝23 Ω
有
此时金属棒的加速度
方向沿斜面向下。
【知识点】安培力；共点力的平衡；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）分析金属棒受力，由共点力平衡条件求解金属棒受到的安培力的大小；（2）讨论金属棒受到的最大静摩擦力的可能方向，由共点力平衡条件，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律列式求解；（3）分析金属棒的受力，由牛顿第二定律计算金属棒的加速度。
17．【答案】（1）解：子弹穿过物体A的时间极短，在此过程中，可认为子弹和物体A组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
（2）解：对物体A和平板车B组成的系统，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
【知识点】动量守恒定律
【解析】【分析】（1）子弹穿过物体A的过程，子弹和A组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列式，求出子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度大小；（2）对物体A和平板车B组成的系统，由动量守恒定律列式，求出平板车B和物体A的最终速度大小。
云南省丽江市第一高级中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下列关于物体内能的说法正确的是（ ）
A．一个分子的动能和分子势能的总和叫做该分子的内能
B．物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫做物体的内能
C．当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
【答案】B
【知识点】物体的内能
【解析】【解答】AB.物体中所有分子做热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能，物体的内能是一个统计规律，对一个分子没有意义，A不符合题意，B符合题意；
C.机械能和内能是两种不同的能量，互不相关，机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，C不符合题意；
D.物体内能与温度、物质的量、物体分子势能（体积）有关，所以温度高的物体，则其内能并不一定就大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体中所有分子做热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能；机械能与内能没有必然联系；物体内能与温度、物质的量、物体分子势能（体积）共同决定。
二、多选题
2．下列现象属电磁驱动的是
A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B．微安表的表头在运输时要把两接线柱短接
C．自制金属地雷探测器
D．当图中B变大时，ab在固定光滑导轨上滑动
【答案】A,D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做，仪表指针偏转时铝框随之转动，割磁感线产生感应电流，由楞次定律的推论可知，感应电流的受到安培力一定阻碍线圈的转动，达到使指针能迅速停下来的目的，所以该现象利用的是电磁阻尼原理，A符合题意；
B.运输时由于颠簸，指针会不断摆动，剧烈的颠簸容易使表发生损坏，如果运输过程中，将两接线柱短接，连接后由于电磁阻尼现象，运输时线圈不再容易摆动，可以防止电表发生损坏，所以该现象运用的是电磁阻尼原理，B不符合题意；
C.金属探测器由高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器等组成，而非电磁驱动，C不符合题意；
D.当图中B变大时，回路中产生电流，金属杆a、b受到安培力作用，安培力使两杆产生运动，所以该现象是电磁驱动，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】如果导体中能产生感应电流，并且导体中的感应电流受的安培力能使导体减速或停下来，则为电磁阻尼现象；如果导体中能产生感应电流，并且导体中的感应电流受的安培力能使导体运动起来，则为电磁驱动现象。
三、单选题
3．（2022高二下·兖州期中）如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（ ）
A．，水平向左 B．，水平向右
C．，水平向左 D．，水平向右
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用；安培力
【解析】【解答】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：
再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为
由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为，方向水平向右；
故答案为：B。
【分析】利用安培定则可以判别通电导线周围磁感应强度的方向，结合矢量叠加可以求出C处磁感应强度的大小；结合安培力的表达式及平衡方程可以求出静摩擦力的大小及方向。
4．在匀强磁场中，有一个原来静止的原子核发生衰变，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为，那么的衰变方程为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】动量守恒定律；原子核的衰变、半衰期；左手定则—磁场对带电粒子的作用；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】由题意可知，静止的C原子核发生衰变后，生成的新核和放出的粒子在匀强磁场中运动的轨迹是两个内切圆，说明新核和放出的粒子受到的洛伦兹力方向相同，由动量守恒定律可知，新核和放出的粒子初速度方向相反，而新核一定带正电，由左手定则可知，放出的粒子一定带负电，故C发生的是衰变；原子核衰变的过程中满足动量守恒，有，之后两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有，得，由题意可知，两圆轨迹的半径之比为，联立得到电量大小之比为，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据粒子在磁场中的运动轨迹分析C原子核的衰变类型，根据粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径分析新核和放出的粒子的电荷量比值，确定衰变方程。
5．如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C．增大入射角i，AC界面出射时a光先消失
D．减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A.光由一种介质射入另一种介质时，光在光密介质中与法线的夹角小于光在光疏介质中与法线的夹角，故该材料相对水为光疏介质，A不符合题意；
B.由可知，折射率越大，光在其中的传播速度越小，由于该材料相对水为光疏介质，所以a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，B不符合题意；
CD.由于该材料相对水为光疏介质，所以光在AB界面可能发生全反射，在AC界面不可能发生全反射，由图可知，a光在界面AB上的折射角大于b光，可知a光的折射率比b光的折射率大，根据可知，a光的临界角较小，则增大入射角i，所以a光先在AB界面发生全反射，故AC界面出射时a光先消失，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】光由一种介质射入另一种介质时，光在光密介质中与法线的夹角小于光在光疏介质中与法线的夹角；由分析光在两种介质的传播速度；光线在AB界面可能发生全反射，根据判断先发生全反射的光。
6．（2019高二下·浙江月考）登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重地损伤视力.有人想用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率n＝1.5,所要消除的紫外线的频率ν＝8.1×1014Hz ,那么他设计的这种增反膜的厚度至少是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】光的干涉
【解析】【解答】为了减小紫外线对眼睛的伤害，应使入射光分别从该膜的前后两个表面反射的光叠加后加强，则路程差(大小等于薄膜厚度d的2倍)应等于光在薄膜中的波长λ′的整数倍，即2d=Nλ′(N=1,2,…)。因此，膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/v=3.7×10 7 m，
在膜中的波长是λ′=λ/n=2.47×10 7 m，故膜的厚度至少是1.24×10 7 m，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C.
【分析】要消除紫外线，故需要是紫外线经过薄膜后产生的光程差为波长的整数倍，结合此条件列方程求解即可。
7．如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A．轨迹半径之比为2∶1 B．速度之比为1∶2
C．时间之比为2∶3 D．周期之比为1∶2
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】AB.粒子1和粒子2的运动轨迹如图所示，轨迹圆心分别为和，
设粒子1的半径，对粒子2，由几何关系可得，解得，故两粒子的轨迹半径之比，由洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力可得，得，则两种粒子的速度之比为，A不符合题意，B符合题意。
CD.粒子在磁场中做圆周运动的周期为，故两粒子的周期相同，速度的偏转角即圆心角，故粒子1的运动时间，粒子2的运动时间，可得两种粒子在磁场中的运动时间之比为3：2，CD不符合题意；
故答案为：B。
【分析】由几何关系求解两种粒子的轨迹半径之比；根据洛伦兹力充当向心力推导两种粒子的速度之比；由粒子在磁场中做圆周运动的周期公式求解两种粒子的周期之比；由求解两种粒子在磁场中的运动时间之比。
8．（2020高二下·易县月考）如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
B．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于(M＋m0)g
C．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于(M＋m＋m0)g
D．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块系统的动量守恒，则m0v0=(M+m0)v1，解得速度大小为 ，A不符合题意；子弹射入木块后的瞬间，根据牛顿第二定律可得 可知绳子拉力大于 ，B不符合题意；子弹射入木块后的瞬间，对子弹、木块和圆环整体：N=T+mg> (M+m+m0)g，C符合题意；子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统只在水平方向动量守恒，D不符合题意；
故答案为：C.
【分析】两个物体组成系统动量守恒，利用动量守恒定律列方程分析求解即可，对M进行受力分析，利用向心力公式求解拉力。
9．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的摆长约为2.0m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm）
C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；简谐运动的表达式与图象；简谐运动的回复力和能量
【解析】【解答】A.由题图乙可知，单摆的周期为T=2s，由单摆的周期公式，可得该单摆的摆长为，A不符合题意；
B.根据图乙，写出单摆的位移x随时间变化的关系式为，B符合题意；
C.由图乙可知，从到的振动中，摆球由端点向平衡位置运动，重力势能逐渐减小，C不符合题意；
D.由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的的振动中，摆球从平衡位置向端点运动，位移增大，由简谐运动的回复力公式F=-kx可知，摆球所受回复力逐渐增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由单摆的周期公式求解单摆的摆长；根据振动方程，写出该单摆的位移x随时间t变化的关系式；根据从t=0.5s到t=1.0s的过程中，单摆高度的变化分析单摆重力势能的变化；由回复力公式F=-kx，分析从t=1.0s到t=1.5s的过程中回复力的变化。
四、多选题
10．一定量的理想气体从状态a变化到状态b，其过程如图上从a到b的线段所示。在此过程中（ ）
A．气体一直对外做功
B．气体的内能一直增加
C．气体一直从外界吸热
D．气体吸收的热量等于其对外做的功
E．气体吸收的热量等于其内能的增加量
【答案】B,C,E
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；热力学图像类问题
【解析】【解答】A.由理想气体状态方程，可得，由图可知，图像的斜率恒定，即恒定，可知从a到b气体的体积不变，则从a到b气体不对外做功，A不符合题意；
B.理想气体的内能只与温度有关，由图可知，a到b气体温度升高，可知气体内能增加，B符合题意；
CDE.由以上分析可知，气体做功W=0，气体内能增加，即，根据热力学第一定律可知，气体一直从外界吸热，且气体吸收的热量等于内能增加量，CE符合题意，D不符合题意。
故答案为：BCE。
【分析】由理想气体状态方程，结合图像，分析气体体积的变化情况，得出气体做功的情况；由温度的变化情况分析气体内能的变化情况；根据热力学第一定律分析吸热和放热问题。
11．光从空气斜射进入介质中，比值常数，这个常数( )
A．与介质有关
B．与光在介质中的传播速度无关
C．与入射角的大小无关
D．与入射角的正弦成正比，跟折射角的正弦成反比
【答案】A,C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A.在折射定律中，比值（常数），这个常数是相对折射率，是由两边介质的性质决定的，故A符合题意；
B.光在不同介质中的传播速度不同，n与光在两种介质中的传播速度有关，B不符合题意；
CD.n反映的是介质的性质，由介质决定，与入射角和折射角均无关，所以不能说n与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据折射定律分析n的含义，以及n的决定量。
12．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是（ ）
A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖
B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖
C．通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折
D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射
【答案】B,C,D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】ABD.平行光线垂直入射AB界面，不发生偏折，射到右侧圆弧面上，光路如图所示：
设光线射到C点时恰好发生了全反射，此处入射角等于临界角，即i=C；由几何关系可知，在C点的上方，入射角大于临界角，光线发生全反射，在AC范围内没有光线射出，根据对称性可知，玻璃砖下方对称部位，也没有光线射出，所以只有圆心两侧一定范围内的光线在曲面上不发生全反射，能通过玻璃砖，圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射，A不符合题意，BD符合题意；
C.其中通过圆心的光线垂直入射AB界面，不发生偏折，入射到右侧圆弧面上时，与弧面切线垂直，依然不发生偏折，故通过圆心的光线将沿直线穿过玻璃砖不发生偏折，C符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】结合发生全反射的条件，由光线在右侧圆弧面上入射角与临界角的关系，分析哪部分光可以发生全反射；与界面垂直的光线不发生偏折。
五、实验题
13．油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。（以下计算结果均保留2位有效数字）
（1）若每一小方格的边长为10mm，则油酸薄膜的面积为 m2。
（2）每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 m3。
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径为 m。
（4）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列哪些措施是可行的____。
A．油酸浓度适当大一些
B．油酸浓度适当小一些
C．油酸扩散后立即绘出轮廓图
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
【答案】（1）7.8×10-3到8.5×10-3
（2）1.0×10-11
（3）1.2×10-9或1.3×10-9
（4）B；D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）数出油膜所占有的小方格数，不足半个的舍掉，大于半个的算一个，可知油膜占有的小方格数为80个，得油酸膜的面积约为；
（2）每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积；
（3）由于油酸具有很好的亲水性，在水面上形成的油膜可看成单分子油膜，油膜的厚度即为分子直径，则分子的直径为；
（4）AB.为能形成单分子油膜，油膜浓度应适当小些，A不符合题意，B符合题意；
CD.绘制轮廓图应在油酸扩散稳定后进行，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】（1）数出油膜占有的小方格数，求出油膜面积；（2）根据油酸酒精溶液的浓度，求出一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积；（3）油酸在水面上形成的油膜可看成单分子油膜，根据估算出油酸分子的直径；（4）根据实验原理和注意事项分析各选项。
14．小明想测量一个电压表的内阻（量程为6V，内阻约为1000Ω），但他手上只有一根带有滑动金属夹的均匀长直电阻丝、一个学生电源（电动势未知）、一个电阻箱、一个灵敏电流计（量程为1mA，内阻很小可忽略）、一个电键、导线若干、一把刻度尺。他首先想到的是用伏安法来设计电路，但发现电流计的量程太小，于是他以惠斯通电桥电路为原理，设计出如图所示的实验电路：
（1）请帮小明同学将实物图按电路图进行连接；（ ）
（2）实验时，先闭合开关S，调节电阻丝上金属夹位置，使电流计的示数为 ，用刻度尺测出此时电阻丝左右两端长度分别为L1、L2，并读出电阻箱的阻值为R0。试用所给字母表示电压表的内阻RV= （用所给物理量符号表示）；
（3）实验后，小明发现刻度尺的刻度并不准确，于是他在保持滑片位置不变的情况下，将电压表和电阻箱的位置交换了一下，并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为 读出此时电阻箱的阻值为R1，请用小明所得数据得到电压表的内阻RV= （用所给物理量符号表示）。
【答案】（1）
（2）0；
（3）0；
【知识点】测定电压表或电流表的内阻
【解析】【解答】（1）根据电路图连接实物电路，如图所示：
（2）根据实验原理， 实验时，应先闭合开关S，调节电阻丝上金属夹位置，使电流计的示数为零；根据电路结构，当灵敏电流计示数为零时，电流计两端的电势差为零，则滑动变阻器左右两端的电阻与电压表和电阻箱的阻值关系满足：，根据电阻定律可知，故；
（3）因刻度尺的刻度并不准确，故、不能用，开始时有，互换位置后并重新通过调电阻箱，使电流计的示数为0，有，故。
【分析】（1）根据电路图连接实物电路；（2）（3）根据电路结构，分析电流表示数为零时，电路中各电阻之间的阻值关系，结合电阻定律求出电压表内阻。
六、解答题
15．水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求：
（1）此时上、下部分气体的压强；
（2）“H”型连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。
【答案】（1）解：旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意尔定律可知
解得旋转后上部分气体压强为
旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为，则
解得旋转后下部分气体压强为
（2）解：对“H”型连杆活塞整体受力分析，活塞的重力竖直向下，上部分气体对活塞的作用力竖直向上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知
解得活塞的质量为
【知识点】共点力的平衡；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1）上、下两部分气体均做等温变化，找出两部分气体各自初、末状态的气体参量，再根据玻意耳定律进行解答；（2）分析活塞整体受力，由共点力平衡条件列方程求解。
16．如图所示，在倾角θ＝30°的斜面上固定一间距L＝0.5 m的两平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.10 T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）．取g＝10 m/s2。
（1）若导轨光滑，要保持金属棒在导轨上静止，求金属棒受到的安培力大小；
（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数μ＝，金属棒要在导轨上保持静止，求滑动变阻器R接入电路中的阻值；
（3）若导轨光滑，当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，求金属棒的加速度a的大小。
【答案】（1）解：要保持金属棒在导轨上静止，对金属棒受力分析可得
（2）解：若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，则金属棒受到的最大摩擦力大小
①当摩擦力沿斜面向上时，有
此时
解得
②当摩擦力沿斜面向下时，有
此时
解得R2＝3 Ω
故滑动变阻器R接入电路中的阻值在3 Ω和11 Ω之间．
（3）解：当滑动变阻器的电阻突然调节为23 Ω时，即R＝23 Ω
有
此时金属棒的加速度
方向沿斜面向下。
【知识点】安培力；共点力的平衡；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）分析金属棒受力，由共点力平衡条件求解金属棒受到的安培力的大小；（2）讨论金属棒受到的最大静摩擦力的可能方向，由共点力平衡条件，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律列式求解；（3）分析金属棒的受力，由牛顿第二定律计算金属棒的加速度。
17．如图所示，质量为的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止放置一质量为的物体A，一颗质量为的子弹以水平初速度射入物体A，射穿A后速度变为v，子弹穿过物体A的时间极短．已知A、B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终相对静止。求：
（1）子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度大小；
（2）平板车B和物体A的最终速度大小。（设车身足够长）
【答案】（1）解：子弹穿过物体A的时间极短，在此过程中，可认为子弹和物体A组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
（2）解：对物体A和平板车B组成的系统，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
【知识点】动量守恒定律
【解析】【分析】（1）子弹穿过物体A的过程，子弹和A组成的系统动量守恒，由动量守恒定律列式，求出子弹射穿物体A的瞬间物体A的速度大小；（2）对物体A和平板车B组成的系统，由动量守恒定律列式，求出平板车B和物体A的最终速度大小。
