【物理】江苏省盐城市大丰区新丰中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】江苏省盐城市大丰区新丰中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

‎2019-2020学年度第一学期期末考试 高二物理试题 一．单项选择题（本大题共10小题，每题3分，共30分。）‎ ‎1.中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也.”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图.结合上述材料，下列说法不正确的是(　　)‎ A. 地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B. 地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近 C. 地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D. 在赤道上磁针的N极在静止时指向地理北极附近 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，故A不符合题；‎ B.磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故B不符题意；‎ C.由图可知，地球北半球的磁场有向下分量，不是地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行，故C符合题意；‎ D. 地理北极的附近是地磁南极，地理南极的附近是地磁北极，所以在赤道上的磁针的N极在静止时指向地理北极，故D不符合题意．‎ ‎2.如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直于线圈平面．若磁感应强度为B，现使圆形线圈半径R增大，则圆形线圈的磁通量　‎ A. 减少 B. 增大 C. 不变 D. 先增大后减少 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在使用：‎ ΔΦ=BΔS 计算磁通量时，一定要注意公式中的S为磁场穿过线圈的有效面积，所以穿过线圈的磁通量的面积为：‎ ΔΦ=BΔS＝Bπr2‎ 故再圆形线圈半径R增大过程中圆形线圈的磁通量不变，故选C.‎ ‎3.如图所示，将一线圈放在一匀强磁场中，线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应电流产生是（ ）‎ A. 线圈绕N边转动 B. 线圈绕M边转动 C. 线圈沿垂直于纸面的方向做平动 D. 线圈平行于纸面做平动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据感应电流产生条件，正确解答本题的关键是判断线圈中的磁通量是否变化．‎ ‎【详解】A．此时线圈中的磁通量为零，当绕N边转动时，磁通量一直为零，没有发生变化，无感应电流产生，故A错误；‎ B．当线圈绕线圈绕M边转动时，磁通量发生变化，有感应电流产生，故B正确；‎ C．当线圈做垂直于磁感线的平行运动时，磁通量一直为零，不发生变化，无感应电流，故C错误；‎ D．当线圈做平行于磁感线的运动时，磁通量一直为零，无感应电流，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎【点睛】本题考查了产生感应电流条件的灵活应用，注意把握磁通量是否变化这一根本条件，不要受其它因素的干扰。‎ ‎4.关于感应电动势，下列说法中正确的是( )‎ A. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量的变化量越大，感应电动势越大 C. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势就越大 D. 若某时刻穿过线圈的磁通量为零，则该时刻感应电动势一定为零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量变化越快，感应电动势越大，故A正确；‎ B．由可知，穿过线圈的磁通量的变化量越大，但若所用的时间长，则电动势可能小，故B错误；‎ C．穿过闭合回路磁通量越大，磁通量变化不一定快，则感应电动势不一定大，故C错误；‎ D．穿过线圈的磁通量为零，若磁通率不为零，则感应电动势就不为零，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）‎ A. 用户端的电压为I1U1/I2 B. 输电线上的电压降为U C. 理想变压器的输入功率为I12r D. 输电线路上损失的电功率为I1U ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U1I1=U2I2，得：．故A正确；输电线上损失的电压为U-U1‎ ‎，故B错误；理想变压器的输入功率为U1I1．故C错误；等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是：I12r．故D错误；故选A．‎ ‎6.关于热力学温标和摄氏温标（　　）‎ A. 某物体摄氏温度10℃，即热力学温度10K B. 热力学温度升高1K大于摄氏温度升高1℃‎ C. 热力学温度升高1K小于摄氏温度升高1℃‎ D. 热力学温标中的每1K与摄氏温标中每1℃大小相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．某物体摄氏温度10℃，即热力学温度(273+10)K=283K，选项A错误；‎ BCD．热力学温标中的每1K与摄氏温标中每1℃大小相等，则热力学温度升高1K等于摄氏温度升高1℃，选项BC错误，D正确；‎ 故选D。‎ ‎7.温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，下列物理量一定相同的是 A. 内能 B. 分子平均动能 ‎ C. 分子势能 D. 分子平均速率 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】内能从微观的角度来看，是分子无规运动能量总和的统计平均值．在没有外场的情形下分子无规运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量．温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，温度一定相同，分子平均动能一定相同，由于体积不一定相同，构成的分子或原子不一定相同，所以其他不一定相同．B正确 ‎8.如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（ ）‎ A. 此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02t B. 此交变电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πt C. t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为零 D. t＝0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图像知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图像知电动势最大值为200V，角速度为 所以感应电动势的瞬时表达式为 ‎ ‎ 故A错误，B正确；‎ C．t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；‎ D．t=0.02s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎9.分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处为分子势能Ep＝0），下列说法错误的是（　　）‎ A. 乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线 B. 随分子间距离增大，分子力先减少后一直增大 C. 分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快 D. 在r＜r0阶段，分子力减小时，分子势能也一定减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．r0是平衡位置，Ep-r图象中，r=r0处，分子势能最小；F-r图象中，r=r0处，分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，甲图对应的是F-r图象，故A正确，不符合题意。‎ B．甲图为F-r图象，根据图象可知，分子从靠得很近位置开始，随分子间距离的增大，分子力先减少后增大，再减小，故B错误，符合题意。‎ C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C正确，不符合题意。‎ D．在r＜r0阶段，随着分子距离增大，分子力减小时，分子力做负功，分子势能减小，故D正确，不符合题意。故选B。‎ ‎10.如图所示，电压的最大值为Um，周期为T，曲线为正弦曲线的一部分，则其有效值为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据有效值的定义可得解得选项B正确.‎ 二．不定项选择题（共7小题，每题4分，共28分。）‎ ‎11.当导线中分别通以图示方向的电流时，小磁针静止时N极垂直纸面向里的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．已知通电直导线中电流的方向，根据右手螺旋定则，可知A、B选项的图中小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向里，所以小磁针静止时N极垂直纸面向里，A、B正确；‎ C．环形导线的电流方向如题图所示，根据右手螺旋定则，可知小磁针所处的位置磁场方向垂直纸面向外，所以小磁针静止时N极垂直纸面向外，C错误；‎ D．根据右手螺旋定则，结合电流的方向，可知通电螺线管内部的磁场方向由右向左，则小磁针静止时N极指向左，D错误.‎ ‎12.关于四个公式①P＝UI；②P＝I2R；③P＝；④P＝，下列叙述正确的是（　　）‎ A. 公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B. 公式②③适用于任何电路的电功率的计算 C. 公式①②③适用于任何电路的电功率的计算 D. 以上均不正确 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】适用于任何电路计算电功率，可用于计算纯电阻电路的热功率，P＝适用于纯电阻电路的功率的计算，公式P＝适用于任何电功率的计算，在纯电阻电路中，欧姆定律U=IR成立，三个公式可通用，都可以用来计算电路的电功率和热功率；对非纯电阻电路欧姆定律不成立，计算电功率只能用公式P=UI，计算热功率只能用P=I2R，P＝不成立，故A正确．‎ ‎13.在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝1 A的直导线，测得它受到的安培力F＝1.0 N，则P处磁感应强度可能为(　　)‎ A. 7 T B. 0.2 T C. 0.05 T D. 5 T ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】当通电导线垂直放入磁场中时，由安培力的公式：F=BIL得：．若电流的方向与磁场的方向不垂直，则：F=BILsinθ，可知此时磁感应强度一定大于5T． 故AD正确，BC错误．故选AD．‎ ‎14.如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量变小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.滑片向下滑动，回路电阻减小，电流增大，螺线管产生磁场变强，根据右手定则判断穿过a线圈的磁感应强度竖直向下，所以感应电流产生磁场竖直向上，根据右手定则判断，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，A正确 B.因为螺线管产生磁场变强，线圈a面积不变，，线圈a的磁通量变大，B错误 C.根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈有收缩的趋势，C错误 D.根据楞次定律，“来拒去留”原理可判断，a线圈磁通量增大，所以线圈a有远离b的趋势，对桌面压力变大，D正确 ‎15.下列说法中正确的是( )‎ A. 布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动 B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致 C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小 D. 一定质量气体在等容变化中压强增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 液体分子无法用普通光学显微镜观察，实际观察到的是固体小颗粒在液体分子中无规则碰撞造成的无规则运动，故A错误；‎ B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致，故B正确；‎ C. 当分子力表现为引力时，其大小随分子间距离的增大而减小，故C错误；‎ D.一定质量气体在等容变化中压强增大，则温度升高，分子的平均速率增大，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数增多，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎16.始终静止在斜面上的条形磁铁，当其上方的水平导线L中通以如图所示的电流时，设斜面对磁铁的弹力N和摩擦力f，与通电流前相比（　　）‎ A. N变大 B. N变小 C. f变大 D. f变小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当导线通电后，根据左手定则判断可知，导线所受的安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律得知，磁铁所受的安培力方向斜向左下方。设安培力大小为F安，斜面的倾角为α，磁铁的重力为G．安培力与斜面的夹角为β； 未通电时，由磁铁的力平衡得：‎ N=Gcosα f=Gsinα 通电后，则有 ‎ N′=Gcosα+F安sinβ＞N f′=Gsinα+F安cosβ＞f 即N和f都变大。 A．N变大，与结论相符，选项A正确；B．N变小，与结论不相符，选项B错误；‎ C．f变大，与结论相符，选项C正确；D．f变小，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选AC。‎ ‎17.在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不能忽略。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下调节，则下列叙述正确的是（　　）‎ A. 灯L1变亮，电压表的示数增大 B. 灯L2变暗，电流表的示数增大 C. 电容器C所带电荷量增加 D. 电容器C所带电荷量减小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮；R与灯L2并联电路的电压U并=U-U1，U减小，U1增大，则U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流IA=I-I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，故A错误，B正确；‎ CD．R与灯L2并联电路的电压减小，电容器板间电压减小，则其带电量减小。故C错误，D正确。故选BD。‎ 三．实验题（共2小题，每空2分，共12分。）‎ ‎18.某同学为测定某柱形电子元件的电阻率，用游标为20分度的卡尺测量它的长度，示数如图所示，读数为L＝_____cm。‎ ‎【答案】10.670‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]．游标卡尺读数为：10.6cm+0.05mm×14=10.670cm.‎ ‎19.用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性，并根据公式P=UI计算出该灯泡在额定电压下工作时的电功率．可供选择的实验器材有 A.电源E=4.5V B.电压表量程0～3V；C.电压表量程0～15V；D.电流表量程0～0.6A；E.滑动变阻器最大阻值10Ω;F.滑动变阻器最大阻值5KΩ.开关、导线等．‎ ‎（1）在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端________．（选填“a”或“b”）；电压表选________滑动变阻器选________．‎ ‎（2）按电路图（甲）测出的灯泡电阻值比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）．根据所得到的图像如图（乙）所示，它在额定电压下实际功率P＝________W；‎ ‎【答案】 (1). a B E (2). 偏小 1.2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]因当滑动触头打到a端时待测电路电压或电流为零，从而保护电流表．‎ ‎[2][3] 额定电压为2.4V的灯泡，所以电压表选B，因为采取的是分压式接法，所以滑动变阻器选择阻值较小的E．‎ ‎(2)[4] 因电流表用的是外接法，由于电压表的分流作用使得电流表的示数大于通过电阻的实际电流，根据算出的电阻值偏小．‎ ‎[5] 由图象可读出U=2.4V时对应的电流为I=0.5A，由公式可知 P=UI=2.4×0.5=1.2W 四．计算题（共3小题，第20题8分，第21题12分，第22题10分，共30分。）‎ ‎20.水平放置的金属导轨宽L＝0.5m，接有电动势E＝3V，电源内阻及导轨电阻不计。匀强磁场竖直向上穿过导轨，俯视图如图所示，磁感应强度B＝1T．导体棒ab的电阻R＝2Ω，质量m＝100g，垂直放在导轨上并接触良好。ab与导轨的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10m/s2，求合上开关的瞬间：‎ ‎（1）导体棒ab受到安培力的大小和方向；‎ ‎（2）导体棒ab的加速度大小。‎ ‎【答案】（1）0.75N，方向向左；（2）2.5m/s2。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电路中总电流的大小为：‎ 所以导体棒ab受到安培力的大小为：‎ F＝BIL＝1×1.5×0.5N＝0.75N 根据左手定则可知，方向向左 ‎（2）根据牛顿第二定律可得：‎ F﹣μmg＝ma 代入数据解得：‎ a＝2.5m/s2‎ ‎21.如图所示，在虚线所示的矩形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面的有界匀强磁场。质量为m、带电荷量为q的正粒子，垂直磁场的左边界进入磁场，运动轨迹如图中实线所示。已知粒子离开磁场时的速度方向跟进入磁场时的速度方向相反，AB之间距离为d。不计粒子的重力，问：‎ ‎（1）磁场的方向是垂直于纸面向里还是向外；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动的时间是多少；‎ ‎（3）粒子的速度大小是多少。‎ ‎【答案】（1）垂直于纸面向里；（2）； （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）向右运动的正电荷平时偏转，说明受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则可知，该磁场的方向向里；‎ ‎（2）粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，得：‎ 则有：‎ 又：‎ 联立得：‎ 由题图可知，粒子运动的时间是半个周期，所以运动的时间为：‎ ‎（3）由几何关系可知，粒子运动的半径为：‎ r＝d 联立可得：‎ ‎22.已知水的摩尔质量为18g/mol、密度为1.0×103kg/m3，阿伏伽德罗常数为6.0×1023mol，试估算：（计算结果均保留一位有效数字）。‎ ‎（1）1200mL水所含的水分子数目；‎ ‎（2）一个水分子的直径d。‎ ‎【答案】(1)4×1025个；(2)4.0×10﹣10 m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）水分子数目为 代入数据得：‎ N＝＝4×1025（个）‎ ‎（2）一个水分子的体积 V0＝＝m3＝3.0×10﹣29 m3‎ 把水分子看成是球体模型有V0＝‎ 代入数据解得：‎ d＝40×10﹣10 m