【物理】内蒙古包头市第四中学2018-2019学年高二下学期第一次3月月考试题（解析版）

【物理】内蒙古包头市第四中学2018-2019学年高二下学期第一次3月月考试题（解析版）

包头四中2018—2019学年度第二学期第一次月考 高二物理试题 一、单选题（本题共10题，每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项只有一个选项正确，请将正确的选项填在答题卡中。）‎ ‎1.关于布朗运动的正确说法是（　　）‎ A. 布朗运动映证了分子的热运动 B. 在室内看到的尘埃不停地运动是布朗运动 C. 室内尘埃的运动是空气分子碰撞尘埃造成的现象 D. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动就是热运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动是液体分子对悬浮微粒的无规则撞击的不平衡性引起的；温度越高，分子热运动的平均动能越大，碰撞的不平衡性越明显；颗粒越小，碰撞的不平衡性越明显；布朗运动不是分子的热运动，而是反映了分子的热运动，故A正确；‎ BC．在室内看到的尘埃不停地运动不是布朗运动，而是空气的流动造成的宏观现象，布朗运动形成的原因是由于分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，肉眼看不见，故BC错误；‎ D．布朗运动的激烈程度跟温度有关，但布朗运动也可以不是热运动，热运动是分子运动，而布朗运动是小颗粒的运动，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎2.如图所示为两分子系统的势能EP与两分子间距离r的关系曲线下列说法正确的是( )‎ A. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 B. 当r等于r2时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力 D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，分子间距离等于r0时分子势能最小，即r0=r2，当r=r2时分子间作用力为零，当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时，表现为引力，故A、B错误，C正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间为斥力，分子力做正功分子势能减小，故D错误．‎ ‎3.已知铜的摩尔质量为，铜的密度为，阿伏伽德罗常数为，下列说法正确的是（ ）．‎ A. 个铜原子的质量为 B. 个铜原子的质量为 C. 个铜原子所占的体积为 D. 个铜原子所占的体积为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】一个铜原子的质量为，故A错，B正确；一个铜原子的所占体积为 故CD错；故选B．‎ ‎4.如图所示，是一定质量的理想气体状态变化的p－V图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，气体分子平均速率的变化情况是( )‎ A. 一直保持不变 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由图象可知，pAVA＝pBVB，所以A、B两状态的温度相等，在同一等温线上，由于离原点越远的等温线温度越高，所以从状态A到状态B温度应先升高后降低，分子平均速率先增大后减小．‎ 考点：查理定律 盖·吕萨克定律 点评：灵活运用公式 ‎5.如图，各实线分别表示一定质量的理想气体经历的不同状态变化过程，其中气体体积减小的过程为　　‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】根据理想气体状态方程列式分析即可．‎ ‎【详解】理想气体状态方程 ‎①‎ 其中 ‎②‎ 联立得 ‎③‎ 所以直线bc为等容变化的曲线；同时，过a点做等温线如图 由理想气体状态方程 可知在相等温度下，压强越大，则体积越小．所以a点的体积最大，d点的体积最小．a→b的过程体积减小，b→a的过程体积增大，b→c的过程是等容过程，d→b的过程体积增大，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎【点睛】本题关键在于横坐标为摄氏温度，不是热力学温度；如果横坐标是热力学温度，等容线是过原点的直线．‎ ‎6.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断不正确的是（　　）‎ A. 电流表的示数为‎10A ‎B. 线圈转动的角速度为100π rad/s C. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D. 0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向．‎ ‎【详解】A项：由题图乙可知交流电电流的最大值是，则有效值为：‎ ‎，故A正确；‎ B项：由题图乙可知交流电的角速度为：，故B正确；‎ C项：0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；‎ D项：由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，故D错误．‎ 故应选：CD．‎ ‎【点睛】本题考查交变电流的产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值．‎ ‎7.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R 是半导体材料做成的光敏电阻（光照强度增大，电阻减小）．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是 A. I1和I2表示电流的瞬时值 B. U1和U2表示电压的最大值 C. 光照强度增大，U2变小、I1变小 D. 光照强度增大，U2不变、I1变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：I1和I2表示电流的有效值，A错误；‎ B项：U1和U2表示电压的有效值，B错误；‎ C、D项：光照强度增大，电阻减小，输出端电阻减小，输出端电压不变，输出电流增大，输出功率增大，输入功率增大，输入电压不变，输入电流增大；C错误，D正确．‎ ‎【点睛】解决本题关键理解变压器电路中，输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率．‎ ‎8.已知某交变电流在一个周期内的波形如图所示，则该电流通过一阻值为10 Ω的电阻时的发热功率是(　　)‎ A. 16 W B. 18 W C. 22.5 W D. 28 W ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据电流的热效应，在一个周期内交流电产生的热量Q＝12×10×0.2×2 J＋22×10×(0.5－0.2)×2 J＝28J，所以发热功率,D对.故选D．‎ ‎【点睛】由交流电图象得出一个周期内的热量，再由交流电的有效值定义可求得该交流电的有效值，根据P=I2R求得电阻的热功率.‎ ‎9.图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1 : n2 = 1 ‎ ‎: k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3 : n4 = k : 1，模拟输电导线的电阻r = 3 Ω，T2的负载是规格为“15 V，45 W”的灯泡L．当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为 A. B. ‎3 ‎C. 4 D. 9‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据电压与匝数成正比，有即 得U2＝16k；灯泡的额定电流为， 降压变压器副线圈电流I4＝‎3A；根据，得U3＝KU4＝15k 根据电流与匝数成反比，得，得；电压关系：；代入数据16k＝15k+×3，解得：k=3，故选B.‎ 点睛：理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损.‎ ‎10.如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B的匀强磁场，直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】线框从图示位置转过90°的过程中，即在内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过90°至180°的过程中，即在内，线框中的感应电动势：‎ ‎，‎ 大小恒定不变，感应电流沿逆时针方向；‎ 在转过180°至270°的过程中，即在内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过270°至360°的过程中，即在内，线框中的感应电动势：‎ ‎，‎ 大小恒定不变，感应电流沿顺时针方向．根据以上分析，画出一个周期内感应电动势Et图象(图象略)，利用电流的热效应计算感应电动势的有效值：‎ ‎，‎ 所以：‎ 选项B正确．‎ 二、双选题（本题共5题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项只有两个选项正确，全对5分，对而不全3分，有错0分。）‎ ‎11.如图所示，变压器为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2．R3为定值电阻，原线圈两端接电压一定的正弦交流电源。当开关S闭合时，各交流电表的示数变化情况应是 （ ）‎ A. 电流表A1读数变大 B. 电压表V1读数变小 C. 电流表A2读数变小 D. 电压表V2读数变大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由于总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，因此A1、A2的示数都要变大，故A正确，C错误；‎ BD．当闭合开关S后，电路的总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V2示数不变；由于总的电流变大，电阻R1的电压变大，因总的电压保持不变，所以并联部分的电压要减小，即V1示数变小，故B正确，D错误。‎ 故选AB。‎ ‎12.如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数比为n：1。原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电，输出端接有一个交流电流表和一个电动机，电动机的线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，此时电流表的示数为I，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电动机两端电压等于IR B. 原线圈中的电流为 C. 重物匀速上升的速度为 D. 电动机发热的功率为 ‎【答案】BC ‎【解析】A．电压与匝数成正比，电动机两端电压（有效值）为副线圈两端的电压，故A错误；‎ B．根据电流与匝数成反比，可知原线圈中的电流为，故B正确；‎ C．由功能关系知 解得：‎ 故C正确；‎ D．电动机消耗的电功率为：‎ 电动机发热的功率为I2R，故D错误。故选BC。‎ ‎13.下图为某山区小型水电站的输电示意图，发电机的输出电压为220V，通过升压变压器和降压变压器（均为理想变压器）后电阻两端的电压也为220V。已知输电线的总电阻为r，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4。下列说法正确的是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. 若输电功率加倍，则输电线上损耗的功率也加倍 D. 闭合开关S，阻值r越小时R1两端电压的变化越小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由变压器的电压比匝数之比，，又因为线路电压损失，即U2＞U3，所以：‎ 故A正确，B错误。‎ C．输电线路损失的功率为：‎ 可知若输电功率加倍，输电线上损失功率变为4倍，故C错误；‎ D．闭合开关S，用户总阻值减小，I4电流变大，根据，可知I3也变大，则r的电压也增大，U3电压将增大，r阻值越小，U3电压变化越小，根据，可知R1两端电压的变化越小，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎14.下列说法正确的是（　　）‎ A. 压缩一定量的气体，气体的温度一定升高 B. 气体的温度升高时，分子平均动能增大，每个分子动能都增大 C. 气体等压压缩时，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多 D. 一定量的气体，温度降低时，速率大的分子数减小，速率小的分子数增加 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 详解】A．根据热力学第一定律△U=W+Q，可知压缩气体，若同时放出热量，气体温度可能降低，故A不符合题意；‎ B．温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，故B不符合题意；‎ C．气体等压压缩时，体积减小单位体积内的分子数一定增多，故单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，故C符合题意；‎ D．温度是分子平均动能的标志，是大量分子无规则运动的统计规律，对于一定量的气体，当其温度降低时速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加，故D符合题意。‎ 故选CD。‎ ‎15.一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p－图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中(　　)‎ A. a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B. b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C. c→d，压强不变、温度升高、体积减小 D d→a，压强减小、温度升高、体积不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图象可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；‎ B. 由理想气体状态方程可知：‎ 由图示可知，连接Ob的直线的斜率小，所以b的温度小，b→c过程温度升高，由图还可知，同时压强增大，且体积也增大．故B错误；‎ C. 由图象可知，c→d过程，气体压强P不变而体积V变小，由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故C错误；‎ D. 由图象可知，d→a过程，气体体积V不变，压强P变小，由由理想气体状态方程可知，气体温度降低，故D错误。‎ 故选A．‎ 三.计算题。本题四小题共45分，解答时应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得分。‎ ‎16.在磁感应强度为1T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD,如图所示,其绕OO′轴以线圈的转速n=50/π r/s匀速转动.AB=‎20cm，BC=‎25cm，线框总电阻为r=1Ω，定值电阻阻值为R=9Ω，从图示位置开始计时．‎ ‎(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式.‎ ‎(2)线框转过30∘，R上流过的电荷量为多少?‎ ‎(3)当转过30∘时，电流表的示数为多少?‎ ‎【答案】（1）50cos100t（V）(2)‎0.025C（3）‎‎3.54A ‎【解析】‎ 分析】‎ 根据公式Em=nBωS求解电动势的最大值，根据e=Emcosωt求解瞬时值；转动过程中由平均感应电动势和电流公式代入数据解得；求出电动势的有效值，即可求出电流表的示数．‎ ‎【详解】（1）线圈转动的角速度ω=2πn=100rad/s ‎ 产生最大感应电动势Em=nBSω=10×1×0.2×0.25×100V=50V ‎ 故t时刻感应电动势e═50cos100t(V) ‎ 转动过程中产生的平均感应电动势 形成的感应电流：‎ 故流过的电荷量q=It=‎0.025C ‎ ‎（3）电动势的有效值为 电流表的示数为: ‎ ‎【点睛】本题关键是能够区分交流四值，电表读数为有效值，求解热量用有效值，求解电量用平均值．‎ ‎17.某一小型水电站，输电电路如图所示，发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．求：‎ ‎（1）输电线上的输电电流、电压损耗分别是多少？‎ ‎（2）升压变压器的原、副线圈的匝数比 ‎（3）降压变压器的原、副线圈的匝数比 ‎【答案】（1）(2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）变压器不改变功率，由P=UI求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率；（2）（3）根据输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I，再由发电机输出功率与输出电流求得升压变压器的原线圈的电压，由 得升压变压器的匝数比；求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比．‎ ‎【详解】（1）根据得，‎ 输电线上的电流 ‎(2)升压变压器的输出电压 则升压变压器的匝数比 ‎(3) 降压变压器的输入电压U3=U2-=5000-200V=4800V 降压变压器的匝数比为 ‎【点睛】本题是关于高压输电的题目，对于理想的变压器来说，输入功率和输出功率的大小是相同的，在计算输电线上消耗的功率的时候，一定要注意要用公式来计算，同时掌握变压器的匝数与电压的关系．‎ ‎18.竖直平面内有一直角形内径处处相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示．初始时，封闭气体温度为T1=300K，外界大气压强p0=75cmHg．求：‎ ‎(1)若对封闭气体缓慢加热，当水平管内水银全部进入竖直管内时，气体的温度是多少 ‎(2)若保持(1)问的温度不变，从C端缓慢注入水银，使水银与C端管口平齐，需要注入水银的长度为多少．‎ ‎【答案】（1）450K（2）‎‎14cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设细管的横截面积为S，以AB内封闭的气体为研究对象．‎ 初态p1=p0+5cmHg，V1=30S，T1=300K 当水平管内水银全部进入竖直管内时，此时：p2=p0+15cmHg，体积V2=40S，设此时温度为T2，由理想气体方程得：=‎ 解得T2=450K ‎（2）保持温度不变，初态p2=p0+15cmHg，体积V2=40S，末态p3=p0+25cmHg 由玻意耳定律得：p2V2= p3V3‎ 解得V3=36S 故需要加入的水银长度l=30+20‎-36cm=‎‎14cm ‎19.如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)．初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压p0的3倍后关闭K1．已知室温为‎27℃‎，汽缸导热．‎ ‎(1)打开K2，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；‎ ‎(2)接着打开K3，求稳定时活塞的位置；‎ ‎(3)再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高‎20 ℃‎，求此时活塞下方气体的压强．‎ ‎【答案】(1) ，2p0　；(2)上升直到B的顶部；（3）1.6p0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设打开K2后，稳定时活塞上方气体的压强为p1，体积为V1．依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程．由玻意耳定律得 ‎①‎ ‎②‎ 联立①②式得 ‎③‎ ‎④‎ ‎(2)打开K3后，由④式知，活塞必定上升．设在活塞下方气体与A中气体的体积之和为V2( )时，活塞下气体压强为p2．由玻意耳定律得 ‎⑤‎ 由⑤式得 ‎⑥‎ 由⑥式知，打开K3后活塞上升直到B的顶部为止，此时．‎ ‎(3)设加热后活塞下方气体的压强为p3，气体温度从T1＝300 K升高到T2＝320 K的等容过程中，由查理定律得 ‎⑦‎ 将有关数据代入⑦式得 p3＝1.6p0⑧‎