【物理】宁夏回族自治区银川一中2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】宁夏回族自治区银川一中2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

银川一中2019/2020学年度(下)高二期中考试 物理试卷 一、单项选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得3分，不选和错选的得0分）‎ ‎1.图中能产生感应电流的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】A． 线圈是不闭合的，不能产生感应电流。故A错误；‎ B． 线框的面积增大，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流。故B正确；‎ C． 由于直导线在线圈的直径的上方，所以穿过线圈的磁通量等于0，电流增大，线圈的磁通量仍然是0．故C错误；‎ D． 线圈整体垂直于磁场运动，线圈的磁通量始终是最大，没有发生变化，没有感应电流。故D错误。故选B。‎ ‎2.关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）‎ A. 相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大 B. 给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的 C. 用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动 D. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 ‎【答案】D ‎【解析】A．如下图所示，相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力和斥力都变大，A错误；‎ B．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，B错误；‎ C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是小颗粒的无规则运动，C错误；‎ D．当r＞r0，分子力表现为引力时．分子距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，D正确；故选D。‎ ‎3.如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期T相同。三种交流电的有效值之比为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】图甲是正弦交流电，有效值为：‎ 图乙：根据电流的热效应，有：‎ 解得：‎ 图丙是方波，电流大小不变，仅方向改变，有效值为：‎ I3＝I0‎ 故三种交流电的有效值之比为：，故A正确BCD错误。故选A。‎ ‎4.某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：‎ m=ρV=ρSvt 以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：‎ Ft=0-mv，‎ 即：‎ F=-=-ρSv2，‎ 负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv2． A. ，与结论不相符，选项A错误；B. ，与结论相符，选项B正确；‎ C. ，与结论不相符，选项C错误；D. ，与结论不相符，选项D错误．‎ ‎5.如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V　6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K闭合．以下说法正确的是 A. 电流表的示数为‎2 A B ab输入端输入功率Pab＝18 W C. ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)‎ D. 四只灯泡中除L1外，其余均能正常发光 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由输入端交变电压u的图象，可知其最大值为，有效值是27V，副线圈电压为 所以副线圈三只灯泡均能正常发光．灯泡的额定电流 电流表的读数为 原线圈电流为 所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为 输入端电压的瞬时值表达式为 四个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率 故A正确，BCD错误；故选A．‎ ‎【点睛】闭合电路动态分析中，电源部分是由变压器提供，其它仍用闭合电路殴姆定律．当断开开关S时，导致总电阻发生变化，而电压不变，则可判断出电路中电流及电压如何变化．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值．‎ ‎6.‎2017年6月15日上午11点，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”．假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，总质量为M＝‎2100g．当它以对地速度为v0＝‎840m/s喷出质量为△m＝‎100g的高温气体后，火箭的对地速度为（喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计）‎ A. ‎42m/s B. ﹣‎42m/s ‎ C. ‎40m/s D. ﹣‎40m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】发射过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出导弹的速度；‎ ‎【详解】喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计，可知在火箭发射的过程中二者组成的相同竖直方向的动量守恒，以喷出气体的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故B正确，ACD错误；故选B．‎ ‎【点睛】关键是喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计，火箭发射的过程中二者组成的相同竖直方向的动量守恒．‎ ‎7.如图所示，甲、乙两个电路中的电感线圈的自感系数足够大，且直流电阻不可忽略，闭合开关S，待电路达到稳定后，灯泡均能发光，现将开关S断开，这两个电路中灯泡亮度的变化情况不可能是（　　）‎ A. 甲电路中灯泡将渐渐变暗 B. 乙电路中灯泡将渐渐变暗 C. 甲电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗 D. 乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．对甲图，灯泡和L中的电流一样，断开开关时，L相当于电源，甲电路中灯泡将渐渐变暗，灯泡不可能先变得更亮，然后渐渐变暗，故A正确，C错误；‎ B．对乙图，开关断开时，L相当于电源，若L中的电流小于或等于灯泡中的电流，则乙电路中灯泡将渐渐变暗，故B正确；‎ D．若L中的电流大于灯泡中的电流，则乙电路中灯泡将先变得更亮，然后渐渐变暗，故D正确。故选C。‎ ‎8.如图所示是一定质量的气体从状态A经B到状态C的V－T图象，由图象可知(　　)‎ A. pA＞pB B. pC＜pB C. VA＜VB D. TA＜TB ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】过A点作出等压变化线，保持体积不变，温度越高，则压强越大可知，在V=T图象中，倾角越大，压强越小，所以，故AB错误；由图象可知，状态A到状态B体积不变，故C错误；由图象可知，状态A到状态B体积不变，温度升高，故D正确，ABC错误。‎ ‎9.如图所示，一个质量为m的物块A与另一个质量为‎2m的物块B发生正碰，碰后B物块刚好能落入正前方的沙坑中，假如碰撞过程中无机械能损失，已知物块B与地面间的动摩擦因数为0.2，与沙坑的距离为‎1m，g取‎10m/s2，物块可视为质点，则A碰撞前瞬间的速度为（　　）‎ A. ‎‎0.5‎m/s B. ‎1.0m/s C. ‎2.0m/s D. ‎3.0m/s ‎【答案】D ‎【解析】碰撞后B做匀减速运动，由动能定理得 代入数据得 A与B碰撞的过程中A与B组成的系统在水平方向的动量守恒，选取向右为正方向，则 由于没有机械能的损失，则 联立可得 故选D。‎ ‎10.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=‎1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.50的电阻，质量为m=‎0.01kg、电阻为r=0.20的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，取g=‎10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），则（ ）‎ A. 通过金属棒ab的电流方向由b到a B. 磁感应强度B为0.01T C. 金属棒ab在开始的6s内产生的热量为3.465J D. 金属棒ab在开始的3.5s内通过的电荷量为‎2.8C ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由右手定则可知，ab中的感应电流由a流向b，故A错误； ‎ B．由x-t图象求得t=3.5s时金属棒的速度为 金属棒匀速运动时所受的安培力大小为 而 ‎，‎ 联立有 根据平衡条件得 代入数据解得 故B错误； ‎ C．金属棒ab在开始运动的6.0s内，金属棒的重力势能减小转化为金属棒的动能和电路产生的焦耳热。设电路中产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律得 代入数据解得 Q=3.465J 则金属棒ab产生的焦耳热为 故C错误；‎ D．根据法拉第电磁感应定律有 感应电流 电荷量 联立解得 又 则电量为 由图可知金属棒ab在开始的3.5s内的位移x=‎19.6m，代入数据解得 q=‎‎2.8C 故D正确。故选D。‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分）‎ ‎11.如图1所示为边长为 L 的正方形导体框放在绝缘水平面上，空间存在竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，图中的数据为已知量。已知导体的电阻率为 ρ、导体的横截面积为 S，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 导体框的面积有减小的趋势 B. 导体框中的电流大小为 C. 0 ~ t0 时间内，通过导体框某一横截面的电荷量为 D. 0 ~ t0时间内，导体框产生的热量为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图2可知穿过导体框的磁通量向下逐渐减少，则由楞次定律的阻碍的含义“增缩减扩”可知，导体框的面积有增大的趋势，A错误；‎ B．由法拉第电磁感应定律可知，导体框中的感应电动势大小为 由图乙可知图象斜率的大小为 又由欧姆定律得 其中 联立可得电流 B错误；‎ C．时间内，通过导体框某一横截面的电荷量为 选项C正确；‎ D．由焦耳定律可知，时间内，导体框产生的热量为，由以上整理可得 D正确。故选CD。‎ ‎12.国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=200（V），电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是（ ）‎ A. 输入电压有效值为200 V，电流频率为50 Hz B. 若变阻器的滑片不动，S由a接到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小 C. S接到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小 D. S接到a处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据瞬时值表达式知，输入电压的最大值是U‎1m=200V，输入电压的有效值U1=200V，角速度ω=100π，所以f==50Hz，故A正确；‎ B.若变阻器滑片不动，S打到b处，副线圈电压变小，输出功率和输入功率都减小，由P1=U1I1知，原线圈电流减小，即电压表V2和电流表A1示数都减小，故B正确；‎ CD.S接到a处，副线圈匝数增加，根据，则副线圈两端的电压增加，电压表V1示数不变，电压表V2示数增加；滑片向下滑动，变阻器电阻变小，副线圈电流增大，即A2示数变大，输出功率增大，输入功率增大，输入电压不变，所以电流表A1示数增大，故CD错误．‎ ‎13.如图所示，为一边长为正方形导线框，导线框位于光滑水平面内，其右侧为一匀强磁场区域，磁场的边界与线框的边平行，磁场区域的宽度为，磁感应强度为，方向竖直向下．线框在一垂直于边的水平恒定拉力作用下沿水平方向向右运动，直至通过磁场区域．边刚进入磁场时，线框开始匀速运动，规定线框中电流沿逆时针时方向为正，则导线框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，、两端的电压及导线框中的电流随边的位置坐标变化的图线可能正确是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A、B、线圈的cd边刚进入磁场时做匀速运动，则整个线圈进入磁场时速度不变，根据楞次定律产生逆时针方向的电流，为正方向，电动势大小，此时ab两端的电压为，当线圈全部进入磁场时，线圈内无感应电流，此时线圈做匀加速运动，ab两端的电压为，对比图象可知，A错误；B正确；，‎ C、D、当线圈cd边出磁场时．电流为顺时针方向，由于此时安培力大于外力F，故此时线圈做减速运动，且加速度逐渐减小，电流图象切线的斜率减小，逐渐趋近于开始进入磁场时的电流大，C错误；D正确；‎ 故选BD． ‎ ‎14.如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为M=‎1.5 kg的木板A,木板上表面粗糙且固定一竖直挡板，挡板上连接一轻质弹簧，当弹簧处于原长时，在弹簧的左端轻放一质量为m=‎0.9kg的物块B，现有一颗质量为m0=‎0.1kg的子弹C以v0=‎500m/s的速度水平击中物块并嵌人其中，该过程作用时间极短，则在A、B、C相互作用的过程中，下列说法中正确的有（ ）‎ A. A、B、C组成的系统动量守恒 B. A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒 C. 子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量为45N·s D. 弹簧被压缩到最短时木板的速度为‎25 m/s ‎【答案】AC ‎【解析】A、水平地面光滑，A、B、C组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故A正确； B、子弹击中木块过程系统要克服摩擦力做功，机械能有损失，因此A、B、C与弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误； C、子弹击中物块的过程中子弹与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m0v0=（m+m0）v，解得：v=‎50m/s，子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量：I=△p=mv-0=0.9×50=45N•s，故C正确； D、弹簧被压缩到最短时，A、B、C的速度相等，A、B、C系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：m0v0=（m+m0+M）v′，解得：v′=‎20m/s，弹簧被压缩到最短时木板的速度为‎20m/s，故D错误； 故选AC。‎ 三、实验题（10分）‎ ‎15.物体是由大量分子组成的，分子非常微小。在“用油膜法估测分子的大小”的实验中利用油酸能在水面上铺开，会形成厚度为一个分子的表面膜的特性，将微观量的测量转化为宏观量的测量。‎ ‎(1)实验中，如果油酸酒精溶液体积浓度为b，N滴油酸酒精溶液的总体积为V，如果1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S，则估算油酸分子直径大小的表达式为d=______。‎ ‎(2)实验中，把玻璃板盖在浅盘上描出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为‎1cm，则油酸膜的面积是___ cm2已知油膜酒精溶液中油酸浓度为0.04%，100滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2mL，则油酸分子的直径为____m。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎(3)同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是________。‎ A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B.计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C.计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D.水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 ‎【答案】 (1). (2). 60 (3). 8.0×10-10 (4). ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 纯油酸体积为：‎ 油膜面积为：S，油酸分子直径 ‎(2)[2][3] 油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去，图中共有60个方格，故油膜面积为：‎ S=nS0=60×‎1cm×‎1cm=‎60cm2‎ 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是：‎ 油酸分子的直径：‎ ‎(3)[4]同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据以上分析可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因：‎ A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V偏大，故A正确；‎ B．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，故B错误；‎ C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，故C正确；‎ D．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，故D正确。‎ 故选：ACD；‎ 四、计算题（共44分）‎ ‎16.某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，线框面积为S=‎0.25m2‎，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比1：20，降压变压器的副线圈接入到小区供生活用电，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时，此时电压表的示数为250V，灯泡正常发光。求：‎ ‎(1)线圈角速度的大小；‎ ‎(2)输电线上损失的功率；‎ ‎【答案】（1）；（2）2000W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)矩形闭合导体框ABCD在匀强磁场中转动时的角速度为，产生的交流电的最大值为 电压表读数为电压的有效值 解得 ‎(2)升压变压器 的输出电压，当发电机输出功率为时 则输电线上损失的功率为 ‎17.两质量均为‎2m的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示．一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h，物块从静止滑下，然后又滑上劈B，重力加速度为g.求：‎ ‎(1)物块第一次离开劈A时，劈A的速度；‎ ‎(2)物块在劈B上能够达到的最大高度．‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设滑块第一次离开A时的速度为v1，A的速度为v2，由系统动量守恒得：‎ ‎…………（1）‎ 系统机械能守恒得：‎ ‎………………（2）‎ 由（1）（2）解得 ‎（2）物块在劈B上达到最大高度时两者速度相同，设为v，由系统动量守恒和机械能守恒得 ‎…………（3）‎ ‎…………（4）‎ 由（3）（4）解得 ‎18.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角a＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：‎ ‎⑴金属棒开始运动时的加速度大小；‎ ‎⑵匀强磁场的磁感应强度大小；‎ ‎⑶金属棒沿导轨下滑距离为s过程中，电阻R上产生的电热．‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 金属棒开始运动时的加速度大小 ‎(2)达到平衡时有 解得 ‎(3)由能量关系 解得 ‎19.如图所示，A气缸截面积为‎500cm2，A、B两个气缸中装有体积均为‎10L ‎、压强均为1atm、温度均为‎27℃‎的理想气体，中间用细管连接．细管中有一绝热活塞M，细管容积不计．现给左面的活塞N施加一个推力．使其缓慢向右移动,同时给B中气体加热,使此过程中A气缸中的气体温度保持不变．活塞M保持在原位置不动．不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为1atm=105Pa．当推力时,求：‎ ‎①活塞N向右移动的距离是多少?‎ ‎②B气缸中的气体升温到多少?‎ ‎【答案】① ‎5 cm；②‎‎127℃‎ ‎【解析】①加力F后，A中气体的压强为 ‎ 对A中气体：由pAVA=pA′VA′ 则得 ‎ 初态时， ，LA′==‎15cm 故活塞N向右移动的距离是s=LA-LA′=‎5cm ②对B中气体，困活塞M保持在原位置不动，末态压强为pB′=pA′=×105Pa 根据查理定律得： 解得，TB′==400K 则 tB=400-273=‎‎127℃‎ 点睛：对于两部分气体问题，既要分别研究各自的变化过程，同时要抓住之间的联系，本题是压强相等是重要关系．‎