【物理】新疆哈密市第十五中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题(解析版)

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【物理】新疆哈密市第十五中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题(解析版)

哈密市十五中学2019—2020学年第二学期期末考试 高二物理试题 一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~14题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得3分,有选错的得零分。)‎ ‎1.关于物理学史、以及原理,以下说法正确的是  ‎ A. 奥斯特心系“磁生电”,总结出了电磁感应定律 B. 洛伦兹力始终不做功,所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关 C. 线圈的磁通量与线圈的匝数无关,线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关 D. 涡流跟平时说的感应电流一样,都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势;涡流也是感应电流.‎ ‎【详解】法拉第心系“磁生电”,通过近十年的艰苦探索终于发现了“磁生电”的条件,故A错误;因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势,导体中的自由电荷随导体在磁场中运动,受到洛伦兹力,而向导体一端移动,动生电动势是洛仑兹力的分力对导体中自由电荷做功而引起的,故B错误;线圈的磁通量与线圈的匝数无关,而线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比,故C错误;涡流跟平时说的感应电流一样,都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生,故D正确.所以D正确,ABC错误.‎ ‎【点睛】本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一.‎ ‎2.许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是( )‎ ‎①温度传感器,②光传感器,③声音传感器,④热传感器 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意,天黑时,出现声音它就开启;而白天,即使有声音它也没有反应,故电路中有光传感器,即使天黑,没声音灯也不亮,故用到了声音传感器,即控制电路中接入了光传感器、声音传感器,故B正确,ACD错误。故选B。‎ ‎3.如图甲所示,圆形导线框与电阻R串联,框内有变化磁场.取由a经R流向b为感应电流iR的正方向,测得iR随时间t变化的图象如图乙所示.取垂直纸面向里为磁场的正方向,则描述磁感应强度B随时间t变化的图象正确的是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.0﹣1s内、1﹣2s内的磁感应强度不变,根据法拉第电磁感应定律知,感应电动势为零,感应电流为零,故A错误;‎ B.在0﹣1s内,1﹣2s内,根据法拉第电磁感应定律知,,磁感应强度变化率不变,则感应电动势不变,根据楞次定律知,0﹣1s内感应电流从a经R流向b,1﹣2s内感应电流从b经R流向a,故B正确;‎ C.在0﹣1s内,1﹣2s内,根据法拉第电磁感应定律知,,磁感应强度变化率不变,则感应电动势不变,根据楞次定律知,0﹣1s内感应电流从b经R流向a,1﹣2s内感应电流从a经R流向b,故C错误;‎ D.在0﹣1s内,1﹣2s内,根据法拉第电磁感应定律知,磁感应强度的变化率不是定值,则感应电动势变化,感应电流变化,故D错误;‎ 故选B。‎ ‎4.下列关于液体表面张力的说法中,正确的是(  )‎ A. 液体表面张力的存在,使得表面层内分子的分布比内部要密集些 B. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,产生表面张力 C. 液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因 D. 液体表面张力的方向指向液体内部,使液体表面有收缩趋势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,B正确,A错误;‎ C.液体表面层分子间既有引力又有斥力,但引力大于斥力,从而表现为引力,C错误;‎ D.液体表面张力的方向沿表面的切面方向,D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.一定质量的理想气体在某一过程中,气体对外界做功7.0×104 J,气体内能减少1.3×105 J,则此过程(  )‎ A. 气体从外界吸收热量2.0×105 J B. 气体向外界放出热量2.0×105 J C 气体从外界吸收热量6.0×104 J D. 气体向外界放出热量6.0×104 J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】一定质量的理想气体在某一过程中,气体对外界做功7.0×104 J,气体内能减少1.3×105 J,根据热力学第一定律可知,Q=∆U-W=(-1.3×105)+7.0×104=-6.0×104 J,即气体向外界放出热量6.0×104J;‎ A. 气体从外界吸收热量2.0×105 J,与结论不相符,选项A错误;‎ B. 气体向外界放出热量2.0×105 J,与结论不相符,选项B错误;‎ C. 气体从外界吸收热量6.0×104 J,与结论不相符,选项C错误;‎ D. 气体向外界放出热量6.0×104 J,与结论相符,选项D正确;‎ ‎6.质量m=‎100 kg的小船静止在平静水面上,船两端载着m甲=‎40 kg、m乙=‎‎60 kg 的游泳者,在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸‎3 m/s的速度跃入水中,如图所示,则小船的运动速率和方向为 ( )‎ A. ‎‎0.6‎‎ m/s,向左 B. ‎3 m/s,向左 C. ‎0.6 m/s,向右 D. ‎3 m/s,向右 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒,以水平向右为正方向,开始时总动量为零,根据动量守恒定律有 ‎0=-m甲v甲+m乙v乙+mv 代入数据解得 v=‎-0.6 m/s 负号说明小船的速度方向向左;故选A.‎ ‎7.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(  )‎ A. 如果气体温度升高,那么所有分子的速率都增加 B. 一定量的理想气体的内能等于其所有分子热运动动能 C. 一定量‎100℃‎的水变成‎100℃‎的水蒸气,其分子平均动能增加 D. 气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,平均速率增大,但由于分子运动是无规则的,不是所有分子的速率都增大,故A错误;‎ B.由于理想气体分子间作用力很小,可以忽略,则其内能等于其所有分子热运动动能,故B正确;‎ C.100的水变成100的水蒸气,温度不变,其分子平均动能不变,故C错误;‎ D.气体分子间的作用力很小,可以忽略不计,气体分子不停地做无规则运动,气体分子可以充满整个容器,如果没有约束,气体将散开,故D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.如图所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则(   )‎ A. 圆环向右穿过磁场后,不能摆至原高度 B. 在进入和离开磁场时,圆环中感应电流方向相反 C. 圆环进入磁场后,感应电流方向不变 D. 圆环最终停止在最低点 ‎【答案】AB ‎【解析】A.圆环向右穿过磁场后,会产生电流,圆环中将产生焦耳热,根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能,所以摆不到原来的高度,故A符合题意;‎ B.圆环进入磁场时磁通量增大,离开磁场时磁通量减小,根据楞次定律知,在这两个过程中,产生的感应电流方向相反,故B符合题意;‎ C.整个圆环进入磁场后,磁通量不发生变化,不产生感应电流,故C不符合题意;‎ D.在圆环不断经过磁场,机械能不断损耗过程中圆环越摆越低,最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动,因为在此区域内没有磁通量的变化(一直是最大值),所以机械能守恒,即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动,而不是静止在最低点,故D不符合题意。‎ 故选AB。‎ ‎9.如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面纸面垂直,磁场的上、下边界虚线均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能  ‎ A. 始终减小 B. 始终不变 ‎ C. 始终增加 D. 先减小后增加 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁场产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力,当安培力大于重力时,线框做减速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先减速后加速运动,故选项A错误、D正确;当ab边进入磁场后安培力等于重力时,线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先匀速后加速运动,故B错误;当ab边进入磁场后安培力小于重力时,线框做加速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速增大的加速运动,故加速运动,故选项C正确;故选CD.‎ ‎10.如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片.保持理想变压器的输入电压不变,闭合电建S,下列说法正确的是 ‎ ‎ A. P向下滑动时,灯L变亮 B. P向下滑动时,变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时,变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时,变压器的输出功率变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由于理想变压器输入电压不变,则副线圈电压不变,滑片P滑动时,对灯泡电压没有影响,故灯泡亮度不变,则选项A错误;‎ B.滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副线圈电压不变,故选项B正确;‎ C.滑片P上滑,电阻减小,电流增大,则原线圈输入电流也增大,故选项C错误;‎ D.此时变压器输出功率将变大,故选项D正确.‎ ‎11.北半球海洋某处,地磁场水平分量B1=0.8×10-4T,竖直分量B2=0.5×10-4‎ T,海水向北流动。海洋工作者测量海水的流速时,将两极板竖直插入此处海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距L=‎20m,如图所示。与两极板相连的电压表(可看作理想电压表)示数为U=0.2mV,则下列说法错误的是(   )‎ A. 西侧极板电势高,东侧极板电势低,且海水的流速大小为‎0.125m/s B. 西侧极板电势高,东侧极板电势低,且海水的流速大小为‎0.2m/s C. 西侧极板电势低,东侧极板电势高,且海水的流速大小为‎0.125m/s D. 西侧极板电势低,东侧极板电势高,且海水的流速大小为‎0.2m/s ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】正负离子向北流动,受到洛伦兹力,正离子向西侧极板偏转,负离子向东侧极板偏转,两极板间形成电场,最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡,则有 解得 西侧极板带正电,东侧极板带负电,所以西侧极板电势高,东侧极板电势低。故ACD错误,符合题意;B正确,不符合题意。‎ 故选ACD。‎ ‎12.如图所示,一定质量的理想气体先保持体积不变由状态A变到状态B,再保持压强不变由状态B变到状态C,其中A、C两点在同一条双曲线上,在这一变化过程中,下列说法正确的是(  )‎ A. 从状态A→状态B的过程,气体的温度保持不变 B. 从状态B→状态C的过程,气体的内能不断增大 C. 从状态A→状态B→状态C的过程,气体分子的平均动能先减小后增大 D. 从状态A→状态B→状态C的过程,所有气体分子的速率都保持不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从状态A→状态B的过程,气体发生等容变化,根据 可知由于压强减小,温度降低,A错误;‎ B.从状态B→状态C的过程,气体发生等压变化,根据 由于体积增大,温度升高,因此气体的内能增大,B正确;‎ CD.温度是分子平均动能的标志,从状态A→状态B→状态C的过程,由于气体温度先降低后升高,因此气体分子的平均动能先减小后增大,分子平均速率先减小后增大,C正确,D错误。故选BC。‎ ‎13.关于热力学定律,下列说法正确的是(  )‎ A. 热量不可能从低温物体传向高温物体 B. 从单一热源吸收热量,使之完全变为功是可能的 C. 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程 D. 为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.热量不可能自发从低温物体传向高温物体,在一定条件下可能使热量由低温物体传递到高温物体,故A错误;‎ B.在引起其他变化的情况下,从单一热源吸收热量可以将其全部变为功,故B正确;‎ C.一切与热现象有关的宏观过程不可逆,故C正确;‎ D.做功和热传递都能改变物体的内能,则为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量,故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎14.如图所示,一个质量为的垒球,以的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为,设球棒与垒球的作用时间为,下列说法正确的是( )‎ A. 球棒对垒球的平均作用力大小为 B. 球棒对垒球的平均作用力大小为 C. 球棒对垒球做的功为 D. 球棒对垒球做的功为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 根据动量定理,得,A正确B错误;根据动能定理,C错误D正确.‎ 二、实验题 ‎15.图为“研究电磁感应现象”的实验装置:‎ ‎(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能出现的情况有:‎ ‎①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针将________;‎ ‎②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的阻值调大时,灵敏电流计指针________;‎ ‎(2)在做实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将________。‎ A.因电路不闭合,无电磁感应现象 B.有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势 C.不能用楞次定律判断感应电动势方向 D.可以用楞次定律判断感应电动势方向 ‎【答案】 (1). 右偏 左偏 (2). BD ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如果在闭合开关时,线圈中的电流增加,灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么当磁通量增加时,指针右偏:‎ ‎①[1].将原线圈迅速插入副线圈时,磁通量增加,则灵敏电流计指针将右偏;‎ ‎②[2].原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的阻值调大时,电流减小,磁通量减小,则灵敏电流计指针左偏;‎ ‎(2)[3].在做实验时,如果副线圈两端不接任何元件,则副线圈电路中将仍有电磁感应现象,但因电路不闭合,无感应电流,只有感应电动势,且仍能用楞次定律判断感应电动势方向;故选BD。‎ ‎16.在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:‎ ‎①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;‎ ‎③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小;‎ ‎④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中,每滴入75滴,量筒内的溶液增加1mL;‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上;‎ ‎(1)上述步骤中,正确的顺序是____________;‎ ‎(2)这次实验中一滴油酸溶液中含有的油酸体积为__________mL。油酸膜边缘轮廓如图所示(已知图中正方形小方格的边长为‎1cm),则可估算出油酸分子的直径约为__________m(结果保留一位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). ④①②⑤③ (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:准备浅水盘(④)→形成油膜(①)→描绘油膜边缘(②)→测量油膜面积(⑤)→计算分子直径(③),故正确的顺序为:④①②⑤③; (2)[2]1滴油酸酒精溶液的体积 ‎1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积 ‎[3]面积超过正方形一半的正方形的个数为114个,故油膜的面积 S=‎114 cm2‎ 油酸分子直径 三、计算题 ‎17.带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑水平面上,如图所示,一质量也为M的小球以速度v水平冲上小车,到达某一高度后,小球又返回车的左端,球:‎ ‎(1)此过程小球对小车做的功 ‎(2)小球在弧形槽上升的最大高度。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球离开小车时,小球的速度为v1,小车的速度为v2,选取向右为正方向,整个过程中动量守恒,由动量守恒定律得 Mv=Mv1+Mv2‎ 由机械能守恒定律得 解得 v1=0‎ v2=v 对小车运用动能定理得,小球对小车做功 ‎(2) 当小球与小车的水平速度相等时,小球弧形槽上升到最大高度,设该高度为h,以向右为正方向,由动量守恒定律得 Mv=2Mv3‎ 由机械能守恒定律得 解得 ‎18.如图所示,光滑导轨竖直放置,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,磁场方向垂直于导轨平面向外,导体棒ab的长度与导轨宽度均为L=‎0.2m,导体棒电阻R=1.0Ω。导轨电阻不计,当导体棒紧贴导轨匀速下滑时,均标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好正常发光,求:‎ ‎(1)ab运动速度的大小;‎ ‎(2)电路的总功率。‎ ‎【答案】(1) ‎70m/s (2) 7W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 每个小灯泡中的电流为 则ab中的电流为 I=2I1=2×‎0.5A=‎‎1A 根据闭合电路欧姆定律得ab产生的感应电动势为 E=U1+IR=6V+1×1.0V=7V 由 E=BLv 联立可得ab的运动速度 v=‎70m/s ‎(2) 电路的总功率为 P=IE=1×7W=7W ‎19.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=0.40Ω的电阻,质量为m=‎0.01kg、电阻为r=0.30Ω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的关系如图乙所示,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),求:‎ ‎(1)磁感应强度B的大小;‎ ‎(2)金属棒ab在开始运动的1.5s内,通过电阻R的电荷量;‎ ‎(3)金属棒ab在开始运动的1.5s内,电阻R上产生的热量.‎ ‎【答案】(1)0.1T;(2)‎1C;(3)0.26J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)据题图知最终ab棒做匀速直线运动,由乙图的斜率等于速度,可得ab棒匀速运动的速度为 根据平衡条件得 联立并代入数据解得 B=0.1T ‎(2)金属棒ab在开始运动的1.5s内,通过电阻R的电荷量为 ‎(3)金属棒ab在开始运动的1.5s内,根据能量守恒得 mgx=+Q 又电阻R上产生的热量为 联立并代入数据解得 QR=0.26J
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