2017-2018学年安徽省淮北市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年安徽省淮北市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

安徽省淮北市第一中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题 一、选择题(每题4 分，共48分； 1-8为单选，9-12为多选，选对但不全得2分)‎ ‎1. 如图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员在右方机翼末端处的电势为，左方机翼未端处的电势为，则以下说法正确的是 A. 若飞机从东往西飞，则比高 B. 若飞机从西往东飞，则比高 C. 若飞机从南往北飞，则比高 D. 若飞机从北往南飞，则比高 ‎【答案】D ‎【解析】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有ϕ1比ϕ2低，故D正确，ABC错误。‎ ‎2. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：四种情况都是一条边切割磁感线，故产生的感应电动势都相等，线圈的电阻还都相同，故线圈中的电流都相等，a、b 两点间电势差的绝对值最大的应该是路端电压最大时，故ACD中的电势差都相等，B中的电势差最大，故选项B正确。‎ 考点：电磁感应，欧姆定律。‎ ‎3. 通过一阻值R=100的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s.电阻两端电压的有效值为 A. 12V B. 4V C. 15V D. 8V ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：已知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量 由有效值的定义可得，代入数据得，解得，B正确；‎ 视频 ‎4. 关于布朗运动以下说法正确的是 A. 布朗运动就是分子的无规则运动 B. 布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 C. 一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈 D. 在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，显微镜中看到的是颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动．故A错误．布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动．故B错误．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误．显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘，受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动．故D正确．‎ 考点：考查了对布朗运动的理解 ‎5.‎ ‎ 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】当时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能减小，当 时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能增大，当时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确。‎ 点睛：分子力与分子距离r，分子势能与分子距离r的关系图象很类似，特别注意的是当时，分子力为零，分子势能最小，同时注意分子力为矢量，分子势能为标量。‎ 视频 ‎6. 对于一定质量的理想气体来说，下列变化可行的是 A. 保持压强和体积不变，而改变它的温度 B. 保持压强不变，同时升高温度并减小体积 C. 保持温度不变，同时增加体积并减小压强 D. 保持体积不变，同时增加压强并降低温度 ‎【答案】C ‎【解析】由知，只有C正确。‎ ‎7. 如下图所示，一端封闭、一端开口的U形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a，b两部分气体，若保持a部分气体温度不变，使b部分气体溫度馒慢升高，则 A. a的体积和压强不变；b的体积变大，压强不变 B. a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强变小 C. a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强不变 D. a和b的体积都变大，压强都变小 ‎【答案】A ‎【解析】由于b部分气体压强保持不变，温度升高，体积增大；a部分气体的压强保持不变，温度不变，体积不变。故A项正确，BCD三项错误。‎ ‎8. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω.A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5‎ ‎【答案】B ‎【解析】设变压器原、副线圈匝数之比为k，则可知，开关断开时，副线圈电流为kI；则根据理想变压器原理可知：，同理：，代入数据联立解得：U=48I，k=3，故B正确，ACD错误。‎ ‎9. 油酸的摩尔质量为M密度为ρ.一滴油酸的质量为m，它在液面上扩敢后的最大面积为S，已知阿伏加德罗常数为.下面选项正确的是 A. 油酸分子的直径 B. 油酸分子的直径 C. .油滴所含的分子数 D. 油滴所含的分子数 ‎【答案】AC ‎【解析】一滴油酸的体积为，一滴纯油酸油膜最大面积为S，则油酸分子直径，故A正确，B错误；一滴油酸的摩尔数为，分子数为，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。‎ ‎10. 在下图中，能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】P-V图中，曲线为等温变化，竖直线为等容变化，水平线为等压变化，反应了要求的变化，故A正确；P-T图中，竖直线为等温变化，斜线为等容变化，水平线为等压变化，反应了要求的变化，故B正确；V-T图中 竖直线为等温变化，水平线为等容变化，斜线为等压变化，反应了要求的变化，故C正确；V-T图中竖直线为等温变化，斜线为等压变化，水平线为等容变化，不能反应要求的变化，故D错误。所以ABC正确，D错误。‎ ‎11. 用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理如图所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡和，输电线的等效电阻为R，原线圈输人有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法不正确的是 A. R两端的电压增大 B. 原线圈输入功率减小 C. 副线圈输出电压减小 D. 原线圈中电流减小 ‎【答案】BCD ‎【解析】开关S闭合后，副线圈的电压不变，但电流和功率都变大，副线圈电流增大，R两端的电压增大，故A说法正确；原线圈的电压不变，而电流增大，故原线圈的输入功率增大，故B说法错误；副线圈电压由原线圈和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变，故C说法错误；开关S闭合后，电阻减小，而电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，故D说法错误。所以选BCD。‎ ‎12.‎ ‎ 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动。则PQ所做的运动可能是 A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，故BC正确，AD错误。‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】本题关键是分析好引起感应电流的磁通量的变化，进而才能分析产生电流的磁通量是由什么样的运动产生的。‎ 二、实验题(共12分，其中13题4分，14题8分)‎ ‎13. (1)用游标卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为________mm.‎ ‎(2)用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为______mm.‎ ‎【答案】 (1). 52.35 (2). 1.990‎ ‎...............‎ ‎14. 某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示.‎ ‎(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作__________(选填“R-I”或“”)图象；‎ ‎(2)利用测得的数据在图所示的坐标纸上画出适当的图象；______‎ ‎(3)由图象可知，该电池的电动势E=_______V，内阻r=________；‎ ‎(4)该实验中测出的电动势和内阻。与真实值和相比，理论上____， _____‎ ‎ (选填“>”“<”或“=”)。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 6.0 (4). 2.0 (5). = (6). >‎ ‎【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可知：，则，若画R-I图，则图象为曲线，不易得出结论；而画出图象为直线，故容易得出结论，故应该画出图象；（2）利用图中的R、描点，再用直线将各点相连，如图所示；‎ ‎（3）由公式及数学知识可得：图象中的斜率，纵截距；（4）本实验误差来自由电流表的内阻不能忽略，故正确公式应为：，而当电阻无穷大时，电流表分压可以忽略，故本实验中电动势测量准确，所测内阻为电流表内电阻与电源内阻之和，故测量值偏大．‎ ‎【点睛】本题由安阻法测量电动势和内电阻；由闭合电路欧姆定律可得出有关电流和电阻的关系式；由数学知识可知哪种图象更科学；由公式及表中的数据利用描点法可画出正确的图象；由图象交点及斜率的意义可得出有关电动势和内电阻的表达式，则可求得电动势和内电阻；实验中由于电表不是理想电表，故要考虑电表内阻对测量结果的影响；由极限分析法可得出电动势的误差．‎ 三、计算题(共40分)‎ ‎15. 图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴00′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕00′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为，bc长度为，线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)‎ ‎(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式； ‎ ‎(2)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其他电阻均不计)‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1=BL1vy 由图可知vy=vsinωt 则整个线圈的感应电动势为e1=2E1=BL1L2ωsinωt ‎ ‎（2）由闭合电路欧姆定律可知 则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QR=I2RT 其中 于是 ‎ 点睛：当线圈与磁场相平行时，即线圈边框正好垂直切割磁感线，此时产生的感应电动势最大．求电荷量时，运用交流电的平均值，求产生的热能时，用交流电的有效值.‎ ‎16. 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直，质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端，导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g，求： ‎ ‎(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)导体棒匀速运动的速度大小v；‎ ‎(3)在滑上涂层之前，通过电阻的电量q；‎ ‎(4)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q.‎ ‎【答案】　(1)tanθ 　(2) (3) (4)2mgdsinθ－‎ ‎【解析】试题分析：研究导体棒在粗糙轨道上匀速运动过程，受力平衡，根据平衡条件即可求解摩擦因数和速度大小；进入粗糙导轨前，由法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电量公式结合求解电量；根据能量守恒定律求解电阻产生的焦耳热。‎ ‎(1)在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有 Mgsinθ=μmgcosθ 解得：μ=tanθ ‎(2)导体棒在光滑导轨上滑动时 感应电动势E＝BLv 感应电流 安培力F安＝BIL 联立可得：‎ 受力平衡F安=mgsinθ 解得：‎ ‎(3) 在滑上涂层之前，导体棒中的平均电动势为：‎ 导体棒中的平均电流为：‎ 所以，通过导体棒的电量为：‎ ‎(4)整个运动过程中，其他部分没有电阻，因此电阻产生的焦耳热Q与安培力做功相等，‎ 根据动能定理，得3mgdsinθ－μmgdcosθ－Q＝mv2－0 ‎ 解得：‎ 点睛：本题主要考查了共点力平衡与电磁感应的综合，都要求正确分析受力情况，运用平衡条件列方程，关键要正确推导出安培力与速度的关系式，分析出能量是怎样转化的。‎ ‎17. 如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中.当温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm，两边水银柱高度差h=16cm，大气压强=76cmHg.封闭气体的温度重新回到280K后为使封闭气柱长度变为20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少?‎ ‎【答案】10 cm ‎【解析】试题分析：找出气体的初末状态，根据意耳定律即可求解。‎ 初态压强p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg 初态的体积V1＝22S cm 末态的体积V2＝20S cm，左侧被封闭的一定质量的气体，温度不变，‎ 根据玻意耳定律：p1V1＝p2V2‎ 代入数据解得：p2＝66 cmHg，‎ 说明左右两侧的高度差Δh＝10 cm，左侧上升2 cm，右侧只有在原基础上再有8 cm才能满足高度差为10 cm，故加注水银(2 cm＋8 cm)＝10 cm。‎ 点睛：本题主要考查了理想气体状态方程解题，关键是正确选取状态，明确状态参量，尤其是正确求解被封闭气体的压强，这是热学中的重点知识，要加强训练，加深理解．本题的一大难点在于高度差的计算。‎ ‎18. 如图所示，两汽缸A、B粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两汽缸除A顶部导热外，其余部分均绝热.两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为，外界和汽缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离汽缸顶的距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸的正中央.‎ ‎(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部时，求氮气的温度；‎ ‎(2)继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是汽缸高度的时，求氧气的压强.‎ ‎【答案】(1)320 K (2) p0‎ ‎（1）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为,‎ 则有： ‎ 根据盖•吕萨克定律得：‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，‎ 由题给数据有， ‎ 由玻意耳定律得：‎ 解得：‎ 点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分气体之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系。‎ 视频 ‎ ‎ ‎ ‎