【物理】内蒙古通辽市开鲁县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】内蒙古通辽市开鲁县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

开鲁一中2019-2020学年度下学期期中考试 高二年级物理学科试卷 说明：1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题），满分110分，考试时间90分钟 ‎2.第Ⅰ卷共15小题，‎ 第Ⅰ卷（选择题部分）‎ 一．选择题（本题包括15小题，每小题4分，共60分。其中第1～10小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，第11～15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，选错或不答的得0分。）‎ ‎1．已知阿伏伽德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，密度为ρ，则一个水分子的质量可表示为 A． B． C． D．‎ ‎2．下列关于布朗运动的说法中正确的是（　　）‎ A．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮固体颗粒的无规则运动 B．布朗运动是指在显微镜下直接观察到的液体分子的无规则运动 C．布朗运动是指液体分子的无规则运动 D．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动 ‎3．下列与α粒子相关的说法中正确的是（ ）‎ A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速差不多，穿透能力强 B．（铀238）核放出一个α粒子后就变为（钍234）‎ C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 D．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 ‎4．下列说法正确的是（　　）‎ A．把玻璃管道的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故 B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力 C．实际气体在温度不太高、压强不太大时可以当做理想气体来处理 D．为了节约能源，应提高利用率，随着技术的进步，一定可以制造出效率为100%的热机 ‎5．下列说法不正确的是（　　）‎ A．液晶就是一种液体和晶体的混合物，既具有液体的流动性，又具有光学的各向异性 B．物体的温度越高，组成物体的大多数分子热运动越剧烈，分子平均动能越大 C．毛细玻璃管插入水中，管的内径越小，管内水面升得越高 D．空气的相对湿度定义为水蒸气的实际压强与相同温度时水的饱和汽压之比 ‎6．一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是（ ）‎ A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间 D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 ‎7．现代技术的发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列说法正确的是（　　）‎ A．汤姆孙根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 B．β衰变说明原子核内部存在自由电子 C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能 ‎8．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0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A。则下列说法正确的是(　　)‎ A．电压表V1示数增大 B．电压表V2、V3示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 ‎9．如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则以下判断正确的是: ( )‎ A．与线圈L连接的灯泡L1将变暗 B．与电容器C连接的灯泡L2将变暗 C．与电阻R连接的灯泡L3将变暗 D．三盏灯泡的亮度都不会改变 ‎10．如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，在的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输电功率为，输电线的总电阻为，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎11．太阳内部持续不断地发生着热核反应，质量减少.核反应方程是，这个核反应释放出大量核能.已知质子、氦核、X的质量分别为、、，真空中的光速为，下列说法正确的是（ ）‎ A．方程中的X表示中子 B．方程中的X表示正电子 C．这个核反应中质量亏损 D．这个核反应中释放的核能 ‎12．气闸舱是载人航天航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置；其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满空气，气闸舱B内为真空。航天员由太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换，舱内气体可视为理想气体，下列说法正确的是（　　）‎ A．气体并没有对外做功，气体内能不变 B．气体体积膨胀，对外做功，内能减小 C．气体体积增大，压强减小，温度减小 D．气体分子单位时间内对座舱A舱壁单位面积的碰撞次数将减少 ‎13．如图所示，内阻为r的线圈面积为S，共N匝，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与一个阻值为R的电阻连接，V为理想交流电压表，则下列说法正确的是（ ）‎ A．以图示位置为计时零点，电流的表达式为 B．线圈从图示位置开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电荷量为 C．电压表的读数是 D．线圈在图示位置时，穿过线圈的磁通量变化率最大 ‎14．有一质点从t＝0开始由原点出发，其运动的速度—时间图象如图所示，则（ ）‎ A．t=1s时，质点离原点的距离最大 B．t=2s时，质点离原点的距离最大 C．t=2s时，加速度为0 D．t=4s时，质点回到原点 ‎15．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 （报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（　　）‎ A．图乙中电压的有效值为110V B．电压表的示数为44V C．R处出现火警时电流表示数增大 D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大 第II卷（非选择题)‎ 二、实验题(本题共计16分）‎ ‎16．某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示。‎ ‎(1)常见的打点计时器有两种：________________和________________，它们使用的都是________电源（填“直流”或“交流”），当电源频率为50Hz时，每隔______s打一个点。‎ ‎ (2)关于本实验，下列说法正确的是_________。‎ A．释放纸带的同时，接通电源 B．先接通电源打点，后释放纸带运动 C．先释放纸带运动，后接通电源打点 D．纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小 ‎(3)要测量小车的速度。除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是________。‎ ‎(4)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是50Hz。‎ ‎①每相邻两计数点的时间间隔为________s，如果测得C、D两点间距x4＝2.70cm，D、E 两点间距x5＝2.90cm，则打D点时小车的速度vD＝________m/s(结果保留3位有效数字)。‎ ‎②该同学分别算出其他各点的速度：vA＝0.220m/s，vB＝0.241m/s，vC＝0.258m/s，vE＝0.300m/s，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v－t图像。并说明小车速度变化的规律__________________________________________________。‎ 三、解答题（共3小题，共计34分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）‎ ‎17（10分）．一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以a=3m/s2的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以v=6 m/s的速度匀速驶来，从后边超过汽车，试问：‎ ‎（1）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远?最远距离是多大?‎ ‎（2）当汽车追上自行车时汽车的速度是多大?‎ ‎18（10分）．如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为m2，汽缸内有质量m＝2kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦开始时活塞被销子K销于如图位置，离缸底12cm，此时汽缸内密闭气体的压强为Pa，温度为30K、外界大气压为Pa，g＝10m/s2．‎ ‎（1）现对密闭气体加热，当温度升到400K时，其压强多大？‎ ‎（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为360K，则这时活塞离缸底的距离为多少？‎ ‎19（14分）．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V．‎ ‎(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；‎ ‎(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V　40 W”的电灯多少盏？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．A 试题分析：分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数；分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数．‎ 分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有，A正确B错误；由于水分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有，故CD错误．‎ ‎2．A ‎【详解】‎ ABD．布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮微粒的无规则运动，而组成小颗粒的分子有成千上万个，颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，故BD错误，A正确；‎ C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故C错误。‎ 故选A。‎ ‎3．B ‎【详解】‎ A、天然放射性现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．故A错误．‎ ‎ B、核放出一个α粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数234．变为,故B正确．‎ ‎ C、高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为 故C错误．‎ ‎ D、英国科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型.故D错误．‎ 故选B ‎4．A ‎【详解】‎ A．液体表面存在张力，表面要缩小到最小而平衡，故A正确；‎ B．用气筒给自行车打气，越大越费劲，是因为车胎内外压强差越来越大，与气体分子之间有斥力无关，故B错误；‎ C．严格遵守气体实验定律的气体是理想气体，实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下可以看作理想气体，故C错误；‎ D．根据热力学第二定律可知，不可能制造出效率为100%的机器，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5．A ‎【详解】‎ A．液晶是一种特殊的物质形式，既具有液体的流动性，又具有光学各向异性，A选项符合题意，故A正确；‎ B．温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，分子运动越剧烈，B选项不合题意，故B错误；‎ C．如果液体浸润管壁，管内液面高于管外液面，且管越细，液面上升越高，管越粗，管内液面越低，水和玻璃是浸润的，C选项不合题意，故C错误；‎ D．相对湿度是指水蒸气的实际压强与该温度下水蒸气的饱和压强之比，D选项不合题意，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎6．B ‎【详解】‎ A．根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误；‎ B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，故B正确；‎ C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故 C错误；‎ D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故 D错误。‎ ‎7．C ‎【详解】‎ A．卢瑟福根据α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，不是汤姆逊，所以A错误；‎ B．β衰变放出的电子是由原子核里的中子转变而来，所以B错误；‎ C．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为 发现了质子，所以C正确；‎ D．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦的质能方程，可知应放出核能，所以D错误。‎ 故选C。‎ ‎8．D 电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故D正确；电压表V1、V2示数不变，故A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1I1=n2I2，电流变化时，n1ΔI1=n2ΔI2，故，应是降压变压器，C错误．‎ ‎9．B 若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，对电阻没有影响，而电容器对电流阻碍变大，线圈对电流阻碍作用变小．所以灯泡L1将变亮，灯泡L2将变暗，灯泡L3将亮度不变，B正确．‎ ‎【点睛】对于电容器来说能通交流隔直流，而频率越高越容易通过．对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．‎ ‎10．D ‎【详解】‎ 升压变压器原线圈电压的有效值为 原线圈的电流为 根据单相理想变压器的电流规律，解得 输电线上损失的电功率 ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎11．BD ‎【详解】‎ AB．根据核电荷数守恒可知，X的核电荷数，‎ 质量数为 则X是，故A错误，B正确；‎ C．核反应过程中的质量亏损 故C错误；‎ D．这个核反应中释放的核能 故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12．AD ‎【详解】‎ ABC．气体自由扩散，没有对外做功，又因为整个系统与外界没有热交换，根据 可知内能不变，气体的温度也不变。故A正确，BC错误； D．因为内能不变，故温度不变，平均动能不变，因为气闸舱B内为真空，根据玻意耳定律可知 可知扩散后压强p减小，体积V增大，所以气体的密集程度减小，根据气体压强的微观意义可知气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎13．CD ‎【详解】‎ A．交流发电机产生电动势的最大值 则电流的峰值为 以图示位置为计时零点，电流的表达式为 故A错误；‎ B．线圈从时刻开始转过的过程中，通过电阻的电量为 故B错误；‎ C．交流电压表显示的是路端电压有效值，电流的有效值为 电压表测的是电阻R两端的电压 ‎ ‎ 故C正确；‎ D．线圈在图示位置时，线圈和磁场平行，此时电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，故D正确。‎ 故选CD。‎ ‎14．BD 速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．‎ ‎【详解】‎ 物体在0-2s内速度为正值，向正方向运动，2s后速度变为负值，向负方向运动，可知在t=2s时，距离远点最远．故A错误，B正确；由图可知，t=2s时，质点加速度不为零，而是速度为零，故C错误；在t=4s时，图线与时间轴围成的面积等于0，则位移等于0，回到出发点，故D正确；故选BD．‎ ‎15．ACD ‎【详解】‎ 根据电流的热效应，解得，电压与匝数成正比，即，解得：，所以电压表的示数为，故A正确B错误；R处温度升高时，阻值减小，由于电压不变，所以出现火警时副线圈电流增大，输出功率增大，根据输入功率等于输出功率，输入功率增大，根据，所以电表的示数增大，故C错误； R处出现火灾时，阻值减小，由于电压不变，电流增大，消耗的功率增大，故D正确．‎ 考点：变压器的构造和原理；电功、电功率 ‎16．电磁打点计时器 电火花计时器 交流 0.02 BD 刻度尺 0.1 0.280 速度随时间均匀变化 ‎ ‎【详解】‎ ‎(1)[1][2][3][4]常见的打点计时器有两种，电磁打点计时器和电火花打点计时器。它们使用的都是交流电源，当电源频率为时，每隔 打一个点。‎ ‎(2)[5]ABC．实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故AC错误，B正确；‎ D．纸带上打点密集说明，说明在相等的时间内物体运动的位移越小，纸带运动的速度较小，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎(3)[6]要测量小车的速度，依据中时刻瞬时速度等于这段时间内的平均速度，而平均速度等于位移与时间的比值，因此除打点计时器（含所用电源、纸带、墨粉纸盘）外还必须使用的测量工具是刻度尺。‎ ‎(4)①[7][8]每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是，那么每相邻两计数点的时间间隔为 如果测得C、D两点间距，D、E两点间距，则打点时小车的速度 ‎。‎ ‎②[9][10]根据该同学分别算出其他各点的速度：，，，，利用描点法，作出如下图象 由上图可知，图象是过原点的倾斜直线，因此小车速度变化的规律是速度随时间均匀变化。‎ ‎17．（1）2s；6m（2）12m/s ‎【详解】‎ ‎（1）当两车速度相等时，相距最远， ------1分 有v自=at，解得， ------1分 此时自行车的位移x1=v自t=12m ------1分 汽车的位移 ------1分 则最大距离 ------1分 ‎（2）最近距离为零，开始时速度为零；汽车追上自行车时有：‎ v自，即 ------2分 解得： ------1分 则汽车的速度 ------2分 ‎18．（1）（2）‎ ‎【详解】‎ ‎（1）气体体积不变，由查理定律得 ‎，------2分 即 ‎ 解得： ------1分 ‎（2），T3=360K ------2分 设气体温度为360K时活塞离缸底的距离为，由理想气体状态方程得 ‎，------2分 ‎，------1分 ‎ ------1分 解得： ------1分 ‎19．(1)1∶10；　240∶11；　(2)900盏；‎ ‎【详解】‎ （1） 根据如图所示输电线路，设高压输电线电流I2，输电电压为U2，‎ 由题意可知：P损=I22r；------1分 所以有： ------1分 而 ------2分 根据电流与匝数成反比，则有： ------2分 U3=U2﹣I2R线=（500×10﹣20×10）V=4800 V ------2分 ‎ 根据电压与匝数成正比，则： ------2分 ‎ ‎（2）据降压变压器输入功率等于输出功率有：P3=P4=100﹣4=96 kW；------1分 ‎ 灯可以消耗的功率是：P灯=96kW-60kW=36kW； ------1分 ‎ 所以还可装灯的盏数为： 盏； ------2分