山东省六校2020-2021学年高二第三次阶段性联合考试物理试题及答案(B)

物理试题（B 卷）
一、选择题(1~8题为单选,每小题3分,共24分。

9~12为多选，每小题4分，共16分；合计40分；多选题选对得4分，选不全得2分，多选错选不得分)
1.关于分子，下列说法中正确的是( )
A ． 分子的质量是很小的，其数量级一般为10－10 kg
B ． 所有分子大小的数量级都是10－10 m
C ． “物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子
D ． 分子看做小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是球形
2.已知铜的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，下列说法中正确的是( )
A ． 1个铜原子的质量为
B ．1个铜原子所占的体积为
C ． 1个铜原子的质量为
D ． 1个铜原子所占的体积为
3.教学用发电机能够产生正弦式交变电流，原理如图所示。

矩形线圈abcd 面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO ＇以角速度ω匀速转动，利用该发电机向定值电阻R 供电，电压表和电流表均可视为理想电表。

下列说法正确的是（ ）
A ．线圈每转动一个周期电流方向改变1次
B 2
C ．线圈由图示位置转过30时，线圈中的电流为2()
NBS R r ω+ D ．线圈由图示位置转过30的过程中通过线圈磁通量的变化量为12
BS 4.如图所示，一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。

沿着OO′从上向下观察，线圈沿逆时针方向转动。

已知线圈匝数为n ，总电阻为r ，ab 边长为l 1，ad 边长为l 2，线圈转动的角速度为ω，外电阻阻值为R ，匀强磁场的磁感应强度为B ，则下列判断正确的是（ ）
A ．在图示位置ab 边所受的安培力为2212n
B l l F R r
ω=+ B ．线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量为q ＝212nB l l R r
+ C ．在图示位置穿过线圈的磁通量为0
D ．在图示位置穿过线圈的磁通量的变化率为0
5.已知水银的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则水银分子的直径是( )
A ．
3A N 4M 3πρ B ． 3A N M 6πρ C ． D ．
6.关于扩散现象，下列说法正确的是( )
A ． 扩散现象只有在气体间进行
B ． 固体之间不能发生扩散现象
C ． 气体、液体和固体之间均能发生扩散现象
D ． 固体之间只有在高温下才能发生扩散现象
7.对悬浮在水中的微粒的布朗运动，正确的说法是( )
A ． 微粒足够小时，各瞬间撞击微粒的水分子少，布朗运动不明显
B ． 微粒足够大时，各瞬间撞击微粒的水分子数多，布朗运动较明显
C ． 微粒足够大时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
D ． 微粒足够小时，水分子从各个方向撞击微粒的不平衡性明显，布朗运动也明显
8.如图10－1－13所示，矩形线圈abcd ，面积为S ，匝数为N ，线圈电阻为R ，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度ω匀速转动，(P 1以ab 边为轴，P 2以ad 边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时，线圈转过90°的过程中，绕P 1及P 2轴转动产生的交流电的电流大小，电量及焦耳热分别为I 1，q 1，Q 1及I 2，q 2，Q 2，则下面判断正确的是( )
A.线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d
B ．q 1>q 2＝NBS/2R
C ．I 1＝I 2＝(NBωS)/2R
D ．Q 1<Q 2＝πω(NBS)2
/2R
9.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于r 轴
上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图所示．现把乙分子从r 3处由静止释放，
则( )
A．乙分子从r3到r1一直加速
B．乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小
D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大
10.(多选)图中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如乙图所示的正弦式交流电，电阻R1＝R2＝R3＝20 Ω和电容器C连接成如甲图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8 V，电表为理想交流电表，开关S处于断开状态，则( )
A．电压表V的读数为2
5 V
B．电流表A的读数为0.05 A
C．若闭合开关S，电容器不会被击穿
D．变压器的输入功率约为7.07 W
11.(多选)如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t为NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，R1为定值电阻，下列说法正确的是( )
A．变压器原、副线圈中的电流之比随R t处温度的变化而变化
B．交流电压u的表达式u＝36sin100πt V
C．R t处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
D．R t处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
12.(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后( )
A． A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B． A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C． V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D． V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
二、填空题(请将正确答案填写在答题纸规定的位置，每空2分，共18分)
13.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．
(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，
并用字母表示)
①______________________________________________________
②______________________________________________________
③______________________________________________________
（3）A线圈的匝数为n A＝________.(用所测物理量符号表示)
14.在做“用油膜法估测分子直径的大小”的实验时，简要步骤如下：
A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数，再根据方格的边长求出油膜的面积S
B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上
C．用浅盘装入约2 cm深的水，然后_______________________________________________ D．取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液
E．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V
F．用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数
G．由得到油酸分子的直径d
(1)将步骤C缺失内容为：______________________________________________________
(2)上述实验步骤的合理顺序是________________．(填写字母编号)
(3)若所用油酸酒精溶液的浓度约为每104mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液为75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，描出的油酸膜的轮廓形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为 1 cm，由此可估测油酸分子的直径是_____ m．(保留一位有效数字)
三、计算题（请将条理规范的步骤写在答题纸规定位置，必要时写出文字说明，共4个小题，共42分）
15.（9分）如图所示，线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1 Ω，与外电阻R＝9Ω相连，线圈在B＝T的匀强磁场中绕OO′轴以转速n＝300 r/min匀速转动．从线圈处于中性面开始计时，求：
(1)两理想交流电表、的示数；
(2)线圈转过s时电动势的瞬时值；
(3)线圈转过s的过程中，通过电阻的电荷量；
16.（9分）一个标准足球场的面积为105 m×68 m＝7 140 m2．通常用空气湿度(相对湿度、绝对湿度)表示空气中含有水蒸气的情况，若球场附近一定体积的空气中所含的水蒸气凝结成水后的体积为103cm3，已知水的密度为ρ＝1．0×103kg/m3，水的摩尔质量M mol＝1．8×10－2kg/mol，一标准大气压为1．0×105Pa，阿伏加德罗常数取6．02×1023mol－1，试求：
(1)该足球场上方空气的质量；(计算结果可保留两位有效数字)
(2)水蒸气凝结成的水中含有多少水分子；(计算结果保留两位有效数字)
(3)估算一个水分子的直径为多大．(计算结果可保留根号)
17.（12分）如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m电阻为r的金属杆ab.
(1)若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在t时间内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的电量q.
(2)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其速度—位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量)．求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1.
(3)若ab 杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变绕OO ′轴匀速转动．若磁场方向由图示位置开始转过的过程中，电路中产
生的焦耳热为Q 2.则磁场转动的角速度ω大小是多
少？ 18.（12分）如图所示，两根等高的四分之
一光滑圆弧轨道，半径为r 、间距为L ，图中Oa 水平，cO 竖直，
在轨道顶端连有一阻值为R 的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L 、质量为m 、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab 处由静止开始下滑，到达轨道底端cd 时受到轨道的支持力为2mg.整个过程中金属棒与导轨接触良好，轨道电阻不计，求：
(1)金属棒到达轨道底端cd 时的速度大小和通过电阻R 的电流；
(2)金属棒从ab 下滑到cd 过程中回路中产生的焦耳热和通过R 的电荷量；
(3)若金属棒在拉力作用下，从cd 开始以速度v 0向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab 的过程中拉力做的功为多少？
物理B 卷 答案
1.【答案】D
【解析】分子质量的数量级一般为10－26 kg ，故A 选项错误。

一些有机物质的分子大小的数量级超过10－10m ，故B 选项错误．“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子、离子的统称，故C 选项错误．将分子看做小球是为研究问题而建立的简化模型，故D 选项正确．
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】C
5.【答案】B
【解析】1 mol 水银的体积V ＝
，1个水银分子的体积V 0＝＝，把水银分子看成球体，则V 0＝πd 3，所以d ＝3A
N M 6πρ故正确答案为B ． 6.【答案】C
【解析】不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以固体、液体或气体之间都会发生扩散现象．
7.【答案】D
【解析】微粒越小时，瞬间撞击微粒的分子数越少，各个方向撞击的效果的不均衡性越明显，布朗运动越明显．
8.【答案】C
9.【答案】AC
【解析】乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误．
10.【答案】AC
【解析】根据图象可得原线圈的电压的最大值为200 V，最大值为有效值的倍，所以电压的有效值为U1＝V＝100V，根据变压器的原理＝，解得副线圈的电压U2＝
10V，故电阻R2两端的电压U2′＝5V≈7.07 V，电流I2＝＝A，再由根据变压器的原理＝解得I1＝0.025A，所以A正确，B错误；变压器的输入功率P＝I1U1＝5W，故选项D 错误；若闭合开关S，R2、R3并联，并联电阻为10 Ω，电容器上分压为U2＝V，电容器的两端的最大电压值为V，电容器不会被击穿，故C选项正确．
11.【答案】BD
【解析】根据乙图，交流电压为正弦交流电，最大值为36V，周期为0.02 s，所以交流电压的瞬时值表达式U＝36sinωtV＝36sin 100πtV，选项B对．变压器原、副线圈中的电流之比与原副线圈匝数比成反比即为1∶4，与Rt处温度的变化无关，选项A错．原副线圈电压比等于匝数比，由于原线圈输入电压一定，匝数比一定，所以副线圈电压一定，电压表示数为原线圈电压，选项C错．对副线圈，功率P＝，热敏电阻随温度升高电阻变小，副线圈电功率变大，根据能量守恒，原线圈电功率等于副线圈电功率，所以变压器原线圈的输入功率变大选项D对．
12.【答案】AD
【解析】电源电压有效值不变，所以V1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，C错误，D正确；当开关S闭合后，副线圈电路中的电阻减小，电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，A2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数反比，匝数之比不变，A1与A2示数的比值不变，A1的示数增大，A正确，B错误．
13.【答案】(1)A
(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；
②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；
③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为U A
（3）n
【解析】(1)A 由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为U A.则n A＝n.
14.【答案】(1)将痱子粉（或细石膏粉）均匀撒在水面上(2)CDFEBAG(或DFECBAG) (3)6×10－10【解析】(1)实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液中纯油酸的体积除以1滴此溶液形成的油酸薄膜的面积，恰好就是油酸分子的直径．故实验步骤的合理顺序为CDFEBAG(或DFECBAG)；
(2)在本实验中“将油膜分子看成紧密排列的球形，在水面形成单分子油膜”，体现的物理思想方法是理想模型法；
(3)由题图可知，油膜所占方格数为130个，则油膜的面积：S＝130×1×1 cm2＝130 cm2；每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：V＝×mL＝8×10－6mL
油酸分子的直径：d＝＝≈6×10－8cm＝6×10－10m.
15.【答案】(1)5 A 45V (2)50 V (3) C
【解析】(1)此时两表的示数：
E m＝NBSω，ω＝2πn，n＝300 r/min＝5 r/s，ω＝2πn＝2π×5 rad/s＝10π rad/s，所
以E m＝NBSω＝100××0.05×10πV＝100 V.……………………………………………………2分
I＝＝＝A＝5 A.……………………………………………………1分
U R＝IR＝5×9 V＝45V.……………………………………………………1分
(2)当线圈转过s时，
e＝100sin (10π×) V＝100sin V＝50 V.……………………………………………………2分(3)线圈转过t＝s的过程中，转过的角度为：
θ＝ωt＝10π·＝，……………………………………………………1分
通过电阻的电荷量为：
q＝Δt＝Δt＝Δt＝.……………………………………………………1分
|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝|BS(cos－1)|＝BS，
所以q＝＝＝ C.……………………………………………………1分
16.【答案】(1)7×107kg (2)3×1025个(3)4×10－10m
【解析】(1)由p0S＝mg得：m＝＝kg≈7×107kg………………………3分(2)水的摩尔体积为：V0＝＝m3/mol＝1．8×10－5m3/mol………………………1分水分子数：n＝＝个≈3×1025个．………………………2分(3)建立水分子的球模型有πd3＝………………………2分
得水分子的直径：d＝＝m≈4×10－10m．………………………1分17.【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)E＝＝L2，I＝………………………2分
q＝It，得q＝.………………………2分
(2)ab杆由起始位置发生位移L的过程，
根据功能关系FL＝mv＋Q总………………………1分
ab杆从L到3L的过程中，由动能定理可得
2FL＝mv－mv………………………1分
联立解得Q总＝，………………………1分
Q1＝Q总
得Q1＝.………………………1分
(3)磁场旋转时，可等效为矩形闭合电路在匀强磁场中反方向匀速转动，所以闭合电路中产生正弦式交变电流，感应电动势的峰值E m＝BSω＝BL2ω，
有效值E＝，Q2＝·，而T＝，………………………2分
则ω＝.………………………2分
18.【答案】(1)(2)mgr (3)mgr＋
【解析】(1)到达轨道底端cd时由牛顿定律：2mg－mg＝m解得v＝………………………1分感应电动势E＝BLv………………………1分
感应电流I＝………………………1分
所以I＝………………………1分
(2)由能量守恒定律得：Q＝mgr－mv2
产生的焦耳热Q＝mgr………………………1分
平均感应电动势＝………………………1分
平均感应电流＝………………………1分
通过R的电荷量q＝·Δt
解得q＝.………………………1分
(3)金属棒中产生正弦交变电流的有效值I＝………………………1分
在四分之一周期内产生的热量Q＝I2R·………………………1分
由功能关系有W F－mgr＝Q………………………1分
解得拉力做的功为W F＝mgr＋.………………………1分。