广东省中山市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） 19页

广东省中山市2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） ‎ 一、选择题 ‎1.关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）‎ A. 布朗运动是液体或气体分子的无规则运动 B. 若两分子间的距离增大，则两分子间的作用力也一定增大 C. 在扩散现象中，温度越高，扩散得越快 D. 若两分子间的作用力表现为斥力，则分子间距离增大时，分子势能增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，只是液体或气体分子的无规则运动的表现，选项A错误；‎ B. 分子间作用力为引力和斥力的合力；随着两分子间距离的增大，分子间的引力和斥力均减小，但当r>r0时合力随分子距离增大先增加后减小；当r75cm，所以会溢出 假设最后留在试管中的液柱长度为h3‎ 可以得到封闭气体压强为P3=P0+ρgh3=（75+h3）cmHg，‎ 由理想气体状态方程得​，‎ 此时试管中的气体长度L3=75-h3‎ 解得h3=15cm,‎ 所以L3=60cm ‎16.如图所示，固定不动的竖直圆筒的上部是开口封闭、直径较小的细筒，下部是直径较大的粗筒，粗筒横截面积是细筒的3倍。细筒内封闭有一定质量的理想气体Ⅰ，气柱长L1＝25 m；粗筒中有A、B两个轻质活塞，A、B间充满空气Ⅱ（可视为理想气体）两个活塞之间的筒壁上有一个小孔。两活塞与筒壁间密封良好，不计活塞和筒壁间的摩擦。开始时，A、B活塞间的空气柱长L2＝28 cm，小孔到活塞A、B的距离相等，并与外面的大气相通，两个活塞都处于平衡状态，活塞A上方有高H=15 cm的水银，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至将水银质量的推入细筒中（设整个过程中气柱的温度不变，大气压强为P0＝75 cmHg）。求 ‎(1)此时气体Ⅰ的压强;‎ ‎(2)活塞B向上移动的距离。‎ ‎【答案】（1）150cmHg；（2）27cm ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）初态封闭Ⅰ气体压强：P1＝P0﹣HcmHg＝60cmHg 水银上升到细筒中，设粗筒横截面积为S，进入细筒的水银高度为h1‎ 则 HS＝h1 ，解h1＝15cm 留在粗筒中水银高度为h2＝H-H=10cm 由玻意耳定律可得：P1L1＝P1′（L1﹣h1）‎ 解得P1′＝150cmHg ‎（2）P2′＝P1′+h1+h2cmHg＝175cmHg 对封闭后的Ⅱ气体根据玻意耳定律得：P0S＝P2′L2′S 解得：L2′＝6cm 活塞B上升的距离△h＝L2+H﹣（h2+L2′）＝27cm ‎17.如图所示，PQRS是一电阻为R的长方形刚性导线框，水平边PQ的长度为d、竖直边QR的长度为d，导线框始终以恒定速度v水平向右运动。右边空间中有以MN为边界、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导线框平面，边界MN和导线框的水平边成60°角，不计导线框中电流产生的磁场，求 ‎(1)导线框进入磁场过程中的最大感应电流；‎ ‎(2)导线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电量；‎ ‎(3)导线框中感应电流随时间变化的表达式(以导线框的Q点到达磁场时为t＝0).‎ ‎【答案】（1）（2）（3）当 时，感应电流 ；‎ 当 时，感应电流；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当PR与MN重合时，感应电流最大 E=Bdv ‎ 得 ‎（2）线框进入过程 ‎ ‎ 得 ‎（3）经过t后，（）‎ E=BLv ‎ 得 经过t后，（）‎ 得 即，当 时，感应电流 ；当 时，感应电流 ‎18.如图所示，两条相距L的光滑平行金属导轨固定于同于同一竖直面内，其上端接一阻值为R的电阻；一质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放置于两导轨上，开始时使金属棒静止不动，在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为B＝kt，式中k为常量；在金属棒下方有一足够大的匀强磁场区域，区域边界GH(虚线)与导轨垂直，其磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里，在t=0时释放金属棒，使其自由下落，t0时刻金属棒开始进入下方的磁场区域中继续做加速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，不计导轨的电阻和空气阻力，重力加速度为g，回路中电流产生的磁场忽略不计。‎ ‎(1)求金属棒在磁场中运动的最大速度vm；‎ ‎(2)如果金属棒在磁场中下落高度h后达到上述最大速度，求金属棒开始运动至达到最大速度的过程中金属棒ab克服安培力做的功.‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）金属棒匀速时，有F安=mg……①‎ 感应电动势 ……②‎ 感应电流 ……③‎ 安倍力F安 =B0LI……④‎ 联立①—④，解得 ‎ …⑤‎ ‎（2）金属棒进入磁场的速度 v0=gt0……⑥‎ 该过程，由动能定理，有 ……⑦‎ 联立⑤⑥⑦，解得 ‎ ‎