黑龙江省大庆实验中学2020学年高二物理下学期第二次月考试题（含解析）
大庆实验中学2020学年度下学期四月份考试
高二物理（学科）试题
一.选择题
1.下列关于传感器的说法中正确的是( )
A. 电子秤应用的是光传感器
B. 电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C. 干簧管是一种能够感知电场的传感器
D. 霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
【答案】B
【解析】
【详解】电子秤应用的是压力传感器，选项A错误；电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，选项B正确；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，选项C错误；霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故D错误。故选B.
2.下列说法中正确的是（ ）
A. 空气中大量PM2.5的运动也是分子热运动
B. 布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
C. 悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则
D. 将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳分子的无规则运动
【答案】C
【解析】
【详解】PM2.5在空气中的运动是固体颗粒分子团的运动，不是分子的热运动。故A错误；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，选项B错误；悬浮在液体中足够小的微粒，受到来自各个方向的液体分子撞击的不平衡使微粒的运动无规则，选项C正确；将碳素墨水滴入清水中，观察到布朗运动是碳颗粒的无规则运动，选项D错误；故选C.
3.分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲、乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP=0).下列说法正确的是( )
A. 甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B. 随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大
C. 若分子间的距离r增大，则分子间的作用力做负功，分子势能增大
D. 在r
r0时，分子间的距离r增大，则分子间的作用力做负功，分子势能增大，选项C错误；在rI1>I3 B. I1>I2>I3 C. I1＝I2＝I3 D. I3>I1>I2
【答案】A
【解析】
【详解】电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，所以当频率减小时通过线圈的电流增大，通过电容器的电流减小，而通过电阻的电流不变，故A正确。故选A。
5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有( )
A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1 V
B. 当单刀双掷开关与b连接且在0.01 s时，电流表示数为0
C. 当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25 Hz
D. 当单刀双掷开关由a拨向b时，电压表和电流表的示数均变大
【答案】D
【解析】
【详解】由图象可知，交变电压的最大值为311V，交流电的周期为2×10-2s，所以交流电的频率为f=1/T=50Hz；交流电的电压有效值为 =220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为22V，即电压表的示数为22V，选项A错误；电流表示数为交流电的有效值，不随时间的变化而变化，所以当单刀双掷开关与b连接且在0.01 s时，电流表示数不为0，B错误；变压器不会改变电流的频率，所以当单刀双掷开关由a拨到b时，副线圈输出电压的频率依然为50Hz，选项C错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变为一半，所以副线圈的输出电压要变大一倍，变为44V，则电压表和电流表的示数均变大，故D正确；故选D。
6.如图所示，上端封闭的玻璃管，开口向下，竖直插在水银槽内，管内长度为h的水银柱将一段空气柱封闭，现保持槽内水银面上玻璃管的长度l不变，将管向右倾斜30°，若水银槽内水银面的高度保持不变，待再次达到稳定时，则下列说法中不正确的是 ( )
A. 管内水银柱产生的压强变大 B. 管内水银柱的长度变大
C. 管内空气柱的密度变大 D. 管内空气柱的压强变大
【答案】A
【解析】
【详解】管内水银柱产生的压强为p水银=ρghcosθ，则将管向右倾斜，可知管内水银柱产生的压强变小；管内气体的压强p=p0-p水银可知管内空气柱的压强变大；根据pV=C可知管内气体的体积减小，管内气体的密度变大，水银柱的长度变大，故选项A错误，BCD正确；此题选择不正确的选项，故选A.
7.如图所示为远距离输电示意图，T1、T2分别为理想升压变压器和理想降压变压器，图中的电表V1、V2、A1、A2均为理想电表，电表的示数分别为U1、U2、I1、I2，输电线上有一定的电阻，则下列说法正确的（ ）
A. U1I1=U2I2
B. 保持输送功率不变，增大U1，则U2、I1、I2均增大
C. 保持U1不变，输送功率增大，则U2、I1、I2均增大
D. 保持U1不变，用户减少，用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大
【答案】D
【解析】
【详解】理想变压器输出功率等于输入功率，由于在输电线路上有功率损失故U1I1＞U2I2，故A错误；保持输送功率不变增大U1，根据P=UI可知，输电线上的电流减小，即I1减小，则I2也减小；输电线上电压损失减小，则T2
原线圈电压变大，则次级电压也变大，即U2增大，故B错误；保持U1不变，输送功率增大根据P=UI可知，输电线路上的电流增大，降压变压器原线圈两端的电压U3=U1-IR减小，故降压变压器副线圈两端的电压减小，即U2减小，故C错误；用户总功率与发电厂的输出功率的比值为，则U1不变，用户减小，I减小，故用户消耗功率与发电厂输出功率的比值变大，故D正确；故选D。
8.某容积为40 L的氧气瓶装有30 atm的氧气，现把氧气分装到容积为5 L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为5 atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm，能分装的瓶数是(设分装过程中无漏气，且温度不变) （ ）
A. 40瓶 B. 48瓶 C. 50瓶 D. 60瓶
【答案】C
【解析】
【详解】初态：P1=30atm 、V1=40L；P1＇=1 atm、V1＇=5nL；末态：P2=5atm、V2=（V1+n×5）L（n为瓶数）；由 P1V1 +P1＇V1＇=P2V2 ；代入数据解得n=50，故选C.
9. 民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体（ ）。
A. 温度不变时，体积减小，压强增大
B. 体积不变时，温度降低，压强减小
C. 压强不变时，温度降低，体积减小
D. 质量不变时，压强增大，体积减小
【答案】B
【解析】
把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压就将罐紧紧地压在皮肤上．
本题考查了查理定律在生活中的应用，对于生活现象的解释，关键在于判断此现象与哪些物理知识有关．
10.下列说法中正确的是( )
A. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=V/V0
B. 已知阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度，可以求出分子间距离
C. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把油膜视为单分子层油膜时，需要考虑分子间隙
D. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大
【答案】BD
【解析】
【详解】某气体的摩尔体积为V，每个气体分子运动占据的空间的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA=V/V0，选项A错误；由气体摩尔质量除以密度可求解摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数可求解一个气体分子运动占据的空间的体积，把分子占据的空间看做正方体，可求解正方体的边长即为分子间的平均距离，选项B正确；在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把油膜视为单分子层油膜时，认为分子一个一个紧密排列，不考虑分子间隙，选项C错误； 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，分子直径为，若将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，会使分子直径计算结果偏大，选项D正确；故选BD.
11.下列说法中正确的是( )
A. 一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加
B. 分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
C. 温度相同的氧气和氢气，氢气的内能一定大
D. 一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
【答案】AD
【解析】
【详解】一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气，分子动能不变，因吸收热量，则分子之间的势能增加，选项A正确；分子平均动能大的物体的温度比分子平均动能小的物体的温度高，考虑到分子质量的不同，分子平均速率大的分子平均动能不一定大，选项B错误；温度相同的氧气和氢气分子平均动能相同；物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量都有关，则温度相同的氧气和氢气，氢气的内能不一定大，选项C错误；一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，选项D正确；故选AD.
12.如图1所示，在匀强磁场中，有一匝数为10匝的矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则下列说法中不正确的是 （ ）
A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3
B. 曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻线圈平面均与中性面重合
C. 曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为
D. 曲线b对应的交变电动势有效值为10V
【答案】ACD
【解析】
【详解】由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，则由n=1/T可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2；故A错误；曲线a、b对应的t=6×10-2s时刻两线圈中感应电动势均为零，则线圈平面均与中性面重合，选项B正确；根据可知曲线a对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为，则曲线b对应的t=0时刻穿过线圈磁通量为
Wb，选项C错误；根据可知，所以Emb=Ema=10V ；则曲线b表示的交变电动势有效值为，故D错误；此题选择错误的选项，故选ACD。
13.如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是 （ ）
A. 要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B. 要使报警的临界温度升高，可以把R2的滑片P适当向下移
C. 要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势
D. 要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移
【答案】CD
【解析】
【详解】要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势。故A错误，C正确。要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2，相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，故B错误，D正确。故选CD。
14.如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为290K，下列说法正确的是（ ）
A. A→B的过程中，每个气体分子的动能都增加
B. B→C的过程中，气体温度先升高后降低
C. C→A的过程中，气体温度一定减小
D. B、C两个状态温度相同，均为580K
【答案】BC
【解析】
【详解】A→B的过程中，体积不变，压强变大，则温度升高，分子平均动能变大，但并非每个气体分子的动能都增加，选项A错误；BC两态的PV乘积相等，可知BC两态的温度相同，由数学知识可知，B→C的过程中，PV乘积先增加后减小，则气体温度先升高后降低，选项B正确；C→A的过程中，气体压强不变，体积减小，根据V/T=K可知则气体的温度一定减小，选项C正确；对AB两态，由查理定律：，即，解得TB=3×290K=870K，则B、C两个状态温度相同，均为870K，选项D错误；故选BC.
二.实验题
15.如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm， 电源电动势E=6V，内阻r=1Ω， 保护电阻R0=4Ω， 托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=0.1kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体且静止时，弹簧的形变量x=1cm ，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10m/s2 ．
(1)弹簧的劲度系数k=_______N/m；
(2)该电子秤能称出的最大物体质量m=_______kg；
(3)待测物体质量m与电压表示数U的关系为___________。
【答案】 (1). 100； (2). 1； (3).
【解析】
【详解】（1）当托盘内不放重物时，弹簧弹力为：kx=m0g，可得k=100N/m。 故弹簧劲度系数k=100N/m=1N/cm
（2） 当重量最大时，轻杆位于R最下端，此时弹簧又缩短了10cm， 所放重物重量mg=k△x，可得m=1kg．
（3）当称量物体的质量为m时，弹簧又被压缩的量，此时与电压表并联部分的电阻；电压表示数为， 即.
16.如图所示，图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω。当线圈的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
（1）应该把恒温箱内的加热器接在________________（填“A、B”端或“C、D”端）；
（2）若恒温箱系统要保持温度为50℃，则需把滑动变阻器调节到____________Ω；为了实现调节滑动变阻器到此阻值进行了下列步骤：
①电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值应为_______Ω；
②将单刀双掷开关向______________（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合。
③保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷向另一端闭合，恒温箱系统即可正常使用。
【答案】 (1). A、B端 (2). 260 (3). 90 (4). c
【解析】
(1)由图知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当大到继电器的衔铁被吸合时的电流，恒温箱内的加热器，停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端；
(2)当恒温箱内的温度保持50℃，应调节可变电阻R′的阻值使电流达到20mA，由闭合电路欧姆定律得，即，即可变电阻R′的阻值应调节为260Ω；
①电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，电阻箱的阻值应等于热敏电阻的电阻，应为90Ω，②将单刀双掷开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合；
三、计算题
17.某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为B=的水平匀强磁场中，线框面积为S=0.25m2，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO´以角速度ω=l00πrad/s匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比1：20 ，降压变压器的副线圈接入若干“220V，100W”的灯泡，两变压器间的输电线总电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为时，灯泡正常发光.
(1)从线框平面与磁感线垂直时开始计时，写出线框中感应电动势随时间变化的关系式.
(2)求降压变压器原、副线圈的匝数之比.
【答案】(1)；(2)240:11
【解析】
【详解】（1）矩形闭合导线框ABCD在匀强磁场中转动时，产生的交流电的最大值为:
Em＝nBωS＝100××0.25×100πV＝250V
在图位置开始计时线圈应产生正弦交流电瞬时值：e＝Emsinωt＝250sin100πt（V）
（2）发电机输出的电压U1＝=250V
则升压变压器副线圈两端的电压U2＝=5000V
发电机输出的电功率P= 5×104 W，则输电电流为：I=P/U2=10A
输电线电压损失△U损=IR=10×20V=200V
降压变压器原线圈上的电压：U3=U2-△U损=5000V-200V=4800V
据题意灯泡正常发光可知：U4=220V，所以降压变压器的匝数比为：n3：n4=U3:U4=240：11
18.一端开口且导热性能良好的汽缸固定在水平面上，如图所示，用质量为m、横截面积为S、厚度可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体。系统平衡时，活塞与汽缸底部的距离为h1=10cm；外界环境的温度保持不变，将质量为2m的砝码放在活塞上，系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h2；现将汽缸内气体的温度缓缓升高∆t=60℃，系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h3=6cm。已知外界大气压强P0=mg/s,忽略活塞与汽缸之间的摩擦.求：
(1)h2为多少？
(2)最初汽缸内封闭的理想气体的温度t1为多少摄氏度？
【答案】(1)5cm；(2)
【解析】
【详解】（1）气体初始温度为T1，体积V1=h1S，压强
放砝码后气体温度为T1，体积V2=h2S，压强
由于温度不变，由玻意耳定律有p1V1=p2V2
解得：h2=5cm
（2）汽缸内气体温度缓缓地升高∆t=60℃时，温度为T3=T1+60K，体积V3=h3S
由于压强不变，由盖—吕萨克定律
解得：T1=300K
即t1=27℃
19.如图所示，竖直放置的U形管左端封闭，右端开口，左、右两管的横截面积均为S=2cm2，在左管内用水银封闭一段长为l1=15cm、温度为T1=300K的空气柱（可看成理想气体），左右两管水银面高度差为h=15cm，外界大气压为P0=75cmHg.(玻璃管和水银柱都足够长）
(1)若向右管中缓慢注入水银，直至两管水银面相平（注入水银过程中可认为气体温度不变），求在右管中注入水银的体积V；(以cm3为单位)
(2)在两管水银面相平后，缓慢升高气体的温度，直至封闭空气柱的长度为开始的长度，求此时空气柱的温度T。
(3)保持(2)的温度T不变，若将阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H=48cm，求左管水银面下降的高度。
【答案】(1)；(2)405K；(3)12cm
【解析】
【详解】（1）封闭气体初始压强
缓慢注入水银至两管水银面相平后气体压强
由于温度不变，由玻意耳定律有
解得：l2=12cm
加入水银的长度x=h+2（l1-l2)=21cm
解得加入水银的体积V=Sx=42cm3
（2）空气柱的长度变为开始的长度l1时，左管水银柱下降
右管水银柱会上升3cm，此时气体的压强
初始温度T1=300K，封闭气体从初始状态到最终状态，可以看作等容变化，
由查理定律
解得：T=405K
（3）设左管水银面下降的高度x，则空气柱的长度l4=l1+ x=15+x,
左右管水银面的高度差y=H-x-2∆h=42-x
由于温度不变，由玻意耳定律有：
联立解得：x=12cm
