【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】宁夏吴忠中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

吴忠中学2019~2020学年第二学期期末考试 高二年级物理试卷 一、单项选择题（本题共12小题，每小题2分，共2分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）‎ ‎1. 关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动 B. 扩散现象和布朗运动都与温度有关 C. 扩散现象可以停止说明分子的热运动可以停止 D. 扩散现象和布朗运动没有本质的区别 ‎【答案】B ‎【解析】AD．扩散现象是分子运动，布朗运动不是分子的运动，间接反映了分子的无规则运动，AD错误；‎ B．扩散现象和布朗运动都与温度有关，温度越高扩散现象越明显，布朗运动越激烈，B正确；‎ C．分子是永不停息的做无规则运动，C错误。‎ 故选B。‎ ‎2. 分子甲和分子乙距离较远，设分子甲固定不动，分子乙逐渐向分子甲靠近，直到不能再靠近。在这一过程中( )‎ A. 分子力总是对分子乙做正功 B. 分子乙总是克服分子力做功 C. 先是分子乙克服分子力做功，然后分子力对分子乙做功 D. 先是分子力对分子乙做正功，然后分子乙克服分子力做功 ‎【答案】D ‎【解析】开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做正功，分子势能减少；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加，故选D。‎ ‎3. 关于热平衡，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值 B. 冷热程度相同的两系统处于热平衡状态 C. 量体温时温度计需和身体接触5分钟是为了让温度计跟身体达到热平衡 D. 标准状况下冰水混合物与‎0℃‎的水未达到热平衡 ‎【答案】D ‎【解析】AB．两系统达到热平衡时的标志是它们的温度相同，或者说它们的冷热程度相同，故AB正确；‎ C．量体温时温度计需和身体接触十分钟左右是为了让温度计跟身体达到热平衡，故C正确。‎ D．标准状况下冰水混合物温度为‎0℃‎，与‎0℃‎的水能达到热平衡，故D错误；‎ 本题选择不正确的，故选D。‎ ‎4. 一端封闭的玻璃管倒插入水银槽中，管竖直放置时，内水银面比管外高h，上端空气柱长为l，如图所示，已知大气压强为，下列说法正确的是（　　）‎ A. 此时封闭气体的压强是 B. 此时封闭气体的压强是 C. 此时封闭气体的压强是 D. 此时封闭气体的压强是 ‎【答案】C ‎【解析】取等压面法，选取管外水银面为等压面，根据 得 即 故选C。‎ ‎5. 如图所示，两个相通的容器P、Q间装有阀门K，P中充满气体，Q内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，P中的气体进入Q中，最终达到平衡，则（　　）‎ A. Q中气体不可能自发地全部退回到P中 B 气体分子势能减小，内能增加 C. 气体分子势能增大，压强可能不变 D. 气体体积膨胀，内能增加 ‎【答案】A ‎【解析】A．由热力学第二定律可知，Q中的气体不可能自发的全部退回到P中，故A正确； BD．气体在真空中膨胀，对外不做功，整个系统与外界没有热交换，故由热力学第一定律可得，气体的内能不变，故BD错误；‎ C．气体由于分子间距离较大，只有体积的变化，无法确定分子势能的变化，同时因体积增大，压强应减小，故C错误；‎ 故选A。‎ ‎6. 如图所示，金属线框与直导线AB在同一平面内，直导线中通有电流I，将线框由位置1拉至位置2的过程中，线框的感应电流的方向是（　　）‎ A. 先顺时针，后逆时针，再顺时针 B. 始终顺时针 C. 先逆时针，后顺时针，再逆时针 D. 始终逆时针 ‎【答案】C ‎【解析】在靠近直导线直到处于中间位置的过程中，磁通量先增大后减小，原磁场方向垂直纸面向里，感应电流的磁场方向应先垂直纸面向外后垂直纸面向里，由右手螺旋定则可判断电流方向先逆时针后顺时针，同理当处于中间位置到线框全穿过直导线的过程中，感应电流方向为顺时针，当远离导线的过程中，感应电流方向为逆时针。‎ 故选C。‎ ‎7. 在如图所示的甲、乙电路中，电阻R和灯泡电阻的阻值相等，自感线圈L的电阻值可认为是0，在接通开关S时，则（　　）‎ A. 在电路甲中，A将立刻变亮 B. 在电路甲中，A将先变亮，然后渐渐变暗 C. 在电路乙中，A将渐渐变亮 D. 在电路乙中，A将先由亮渐渐变暗，然后熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】AB．在电路甲中，接通S，由于线圈阻碍电流变大，导致A将逐渐变亮。故AB错误；‎ CD．在电路乙中，接通S时，由于线圈阻碍电流变大，A将变亮，随着线圈阻碍作用减小，A灯逐渐变暗，最后L相当于短路，灯泡熄灭。故C错误D正确；‎ 故选D。‎ ‎8. 如图所示，先后以恒定的速度v1和v2把一个正方形金属线框水平拉出有界匀强磁场区域，且v1=2v2，则在先后两种情况（　　）‎ A. 线框中的感应电动势之比E1：E2=1：2 B. 线框中感应电流之比I1：I2=1：2‎ C. 线框中产生的热量之比Q1：Q2=1：4 D. 通过线框某截面的电荷量之比q1：q2=1：1‎ ‎【答案】D ‎【解析】AB． v1=2v2，根据E=BLv知，感应电动势之比2：1，感应电流，则感应电流之比为2：1．故AB错误；‎ C．v1=2v2，知时间比为1：2，根据Q=I2Rt，知热量之比为2：1．故C错误；‎ D．根据，两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1．故D正确。‎ 故选D。‎ ‎9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1﹕n2=4﹕1，当导体棒L 在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，电流表A1的示数是12mA，则电流表A2的示数为（ ）‎ A 3 mA B. 0 mA C. 48 mA D. 与负载R的值有关 ‎【答案】B ‎【解析】导体棒做匀速直线运动，产生的电动势：E=Blv是定值，穿过副线圈的磁通量不变，是定值，副线圈不产生感应电动势，副线圈电流为零，电流表A2的示数为0mA；故ACD错误，B正确．‎ ‎10. 如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，则这种交变电流的有效值为(　)‎ A I0 B. I‎0 ‎C. I0 D. I0‎ ‎【答案】D ‎【解析】设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R．则根据有效值的定义可得：‎ ‎ ‎ 解得：‎ A. I0与分析不相符，故A项与题意不相符；B. I0与分析不相符，故B项与题意不相符；‎ C. I0与分析不相符，故C项与题意不相符；D. I0与分析相符，故D项与题意相符．‎ ‎11. 图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0‎ 为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A．则下列说法正确的是（　　）‎ A. 电压表V1示数增大 B. 电压表V2不变、V3示数减小 C. 该变压器起升压作用 D. 变阻器滑片向上滑动 ‎【答案】B ‎【解析】AD．观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A，即副线圈电流增大，由于a、b接在电压有效值不变的交流电流两端，匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V1，V2示数不变，根据欧姆定律得负载电阻减小，所以变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，即向下滑动，故AD错误； B．由于R0两端电压增大，所以滑动变阻器R两端电压减小，即电压表V3示数减小，故B正确； C．观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故C错误。 故选B。‎ ‎12. 图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2 ．在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】加在原线圈上的电压，根据电压比与匝数比关系：，所以：‎ ‎．‎ 根据，输电线上的电流，输电线上消耗的功率．故C正确，ABD错误．故选C．‎ 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题至少有一个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）‎ ‎13. 一定质量理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程，其中的延长线通过原点，垂直于且与水平轴平行，与平行，则气体体积在 A. 过程中不断增加 B. 过程中保持不变 C. 过程中不断增加 D. 过程中保持不变 ‎【答案】AB ‎【解析】首先，因为的延长线通过原点，所以是等容线，即气体体积在过程中保持不变，B正确；是等温线，压强减小则体积增大，A正确；是等压线，温度降低则体积减小，C错误；连接ao交cd于e，则ae是等容线，即，因为，所以，所以过程中体积不是保持不变，D错误；本题选AB．‎ 本题考查气体的图象的理解．难度：中等．对D，需要作辅助线，较难．‎ ‎14. 如图所示，Q是熔断电流为‎1A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1：n2=2：1.原线圈的电压为。要使保险丝不熔断，则（　　）‎ A. 副线圈电流最大值不超过‎2A ‎B. 副线圈中电流有效值不超过‎2A C. R的阻值一定不能小于55 D. R的阻值一定不能小于77‎ ‎【答案】BC ‎【解析】AB．根据变压器原副线圈的电流与匝数的关系可知副线圈中电流有效值不超过 选项A错误，B正确； ‎ CD．原线圈的输入电压的最大值为220V，所以输入电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为110V，所以副线圈的电阻最小值 所以R的阻值一定不能小于55Ω，所以C正确，D错误。故选BC。‎ ‎15. 在如图所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图所示．边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 磁感应强度 B. 线框中感应电流为 C. 线框cd边的发热功率为P D. a端电势高于b端电势 ‎【答案】BC ‎【解析】AB．由图看出，在每个周期内磁感应强度随时间均匀增大，线圈产生大小恒定的感应电流，设感应电流的大小为I，则有对ab边，P=I2•R 得I=2；‎ 由闭合电路欧姆定律得，感应电动势为 E=IR=2‎ 根据法拉第电磁感应定律得：；‎ 由图知， 联立以上三式得： 故A错误，B正确．‎ C．正方形四边的电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，故C正确．‎ D．由楞次定律判断得知，线圈中感应电流方向沿逆时针，则a端电势低于b 端电势．故D错误．故选BC．‎ ‎16. 如图所示，一端接有定值电阻的平行金属轨道固定在水平面内，通有恒定电流的长直绝缘导线垂直并紧靠轨道固定，导体棒与轨道垂直且接触良好．在向右匀速通过M、N两区的过程中，导体棒所受安培力分别用FM、FN表示．不计轨道电阻．以下叙述正确的是 A. 向右 B. 向左 ‎ C. 逐渐增大 D. 逐渐减小 ‎【答案】BCD ‎【解析】根据楞次定律（来拒去留），导体棒在M区和N区受安培力的方向都向左，B正确，A错误；根据法拉第电磁感应定律，可知导体棒所受安培力大小，由于距离导线越近，磁场的磁感强度B越大，在M区导体棒向右运动过程中，磁感强度逐渐增大，安培力逐渐增大，在N区磁感强度逐渐减小，导至安培力也逐渐减小，C、D都正确．‎ 三、实验题（本题共2小题，共12分）‎ ‎17. 通常情况下，认为固体分子间的距离为平衡距离r0，当固体被压缩时，其分子势能将_____；若膨胀时，其分子势能又将_____。（均选填“增大”或“减小”）‎ ‎【答案】 (1). 增大 (2). 增大 ‎【解析】[1][2] 通常情况下，认为固体分子间的距离为平衡距离r0，当固体被压缩时，间距变小，分子间作用力表现为斥力，斥力做负功，分子势能将增大；若膨胀时，间距变大，分子间表现为引力，引力做负功，分子势能将增大。‎ ‎18. 如图所示，是“研究电磁感应现象”的实验装置.‎ ‎（1）将实物电路中所缺的导线补充完整.‎ ‎（2）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，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)‎ ‎（3）线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转.(选填“向左”“向右”或“不”)‎ ‎【答案】 (1). (2). 向右 (3). 向左 ‎【解析】(1)[1]补充的实物电路如图所示．‎ ‎(2)[2]已知闭合开关瞬间，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转．当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中时，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转．‎ ‎(3)[3]滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转．‎ 四，计算题（本题共5小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎19. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，容器的横截面积为S，开始时气体的温度为T0，活塞与容器底的距离为h0。现将整个装置放在大气压强恒为P0的空气中，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次达到平衡，求：‎ ‎（1）外界空气的温度；‎ ‎（2）在此过程中密闭气体的内能增加量。‎ ‎【答案】（1） ；（2）Q-mgd-pS0d ‎【解析】（1）取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖•吕萨克定律得：‎ ‎，解得：外界的空气温度为：；‎ ‎（2）活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功 ‎，‎ 根据势力学第一定律得密闭气体增加的内能；‎ ‎20. 在室温恒定的实验室内放置着如图所示的粗细均匀的L形管，管的两端封闭且管内充有水银，管的上端和左端分别封闭着长度均为的A、B两部分气体，竖直管内水银高度为H=‎20cm，A部分气体的压强恰好等于大气压强。保持A部分气体温度不变，对B部分气体进行加热，到某一温度时，水银柱上升h=‎5cm，已知大气压强为76cmHg，室温为300K，试求：‎ ‎(1)水银柱升高h时，A部分气体的压强；‎ ‎(2)水银柱升高h时，B部分气体的温度。（计算结果保留一位小数）‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)设L形管的横截面积为S，水柱上升h前后，A部分气体的压强分别为和，A部分气体的温度并没有发生变化，由玻意耳定律可得 代入数据得 ‎(2)设水银柱上升h前后，B部分气体的压强分别为和，温度分别为T和，则 ‎，‎ 由理想气体状态方程可得 代入数据解得 考点：考查了理想气体状态方程的应用 ‎21. 如图所示，截面积为‎0.2 m2‎的100匝圆形线圈（电阻不计）A处在变化的磁场中，磁场方向垂直纸面，其磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，设垂直纸面向外为B的正方向．R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，线圈的内阻不计，求电容器上极板所带电荷量并说明正负．‎ ‎【答案】7.2×10－‎6C；上极板带正电 ‎【解析】根据图象，结合题意可知，在0到1秒内，磁场方向向里，且大小减小，由楞次定律，则有线圈产生顺时针的电流，从而给电容器充电，电容器上极板带正电；‎ 在1秒到2秒内，磁场方向向外，大小在增大，由楞次定律，则有线圈产生顺时针的电流，仍给电容器充电，则电容器上极板带正电；由法拉第电磁感应定律，得 由电路图可得 因电容器与电阻R2并联，则电压相等，根据电容与电量关系式，则有 Q=CUC=30×10-6×‎0.24C=7.2×10‎‎-6 C ‎22. 如图所示，竖直平面内有足够长的金属导轨，轨间距为‎0.2 m，金属导体ab可在导轨上无摩擦地上下滑动，ab的电阻为0.4 Ω，导轨电阻不计，导体ab的质量为‎0.2 g, 垂直纸面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.2 T，且磁场区域足够大，当导体ab自由下落0.4 s 时，突然闭合开关S，则：‎ ‎ ‎ ‎(1)试说出S接通后，导体ab的运动情况；‎ ‎(2)导体ab匀速下落的速度是多少？(g取‎10 m/s2)‎ ‎【答案】(1)先做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动，后做匀速运动　(2)‎0.5 m/s ‎【解析】(1)闭合S之前导体ab自由下落的末速度为：v0＝gt＝‎4 m/s S闭合瞬间，导体产生感应电动势，回路中产生感应电流，ab立即受到一个竖直向上的安培力，F安＝BIL＝＝0.016 N＞mg＝0.002 N 此刻导体所受到合力的方向竖直向上，与初速度方向相反，加速度的表达式为：‎ 所以ab做竖直向下的加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小至F安＝mg时，ab做竖直向下的匀速运动．‎ ‎(2)设匀速下落的速度为vm，此时F安＝mg，‎ 即＝mg，‎ ‎23. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨．间距L=‎0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度B=1.0T．将一根质量m=‎0.05kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑至处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离．已知， ，．求：‎ ‎（）金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；‎ ‎（）金属棒达到cd处的速度大小；‎ ‎（）金属棒由位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（）设金属杆的加速度大小，则 ‎ 解得 ‎（）设金属棒达到位置时速度大小为，电流为，金属棒受力平衡，有 ‎ ‎ ‎ 解得：．‎ ‎（）设金属棒从运动到的过程中，电阻上产生的热量为，由能量守恒，有 解得：‎