【物理】甘肃省武威第六中学2019-2020学年高二下学期第一次段考（期中考试）试题（解析版）

【物理】甘肃省武威第六中学2019-2020学年高二下学期第一次段考（期中考试）试题（解析版）

武威六中2019-2020学年度第二学期第一次学段考试 高二物理试卷 一、单项选择题（每小题4分，共10小题，共计40分）‎ ‎1.关于物理学发展过程中的认识，下列说法正确的是（　　）‎ A. 奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了电磁感应现象 B. 法拉第在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C. 楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D. 在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上,人们认识到：电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,后人称之为法拉第电磁感应定律 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，法拉第发现了电磁感应现象，故AC错误；‎ B．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B错误；‎ D．纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，先后指出：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故D正确；‎ ‎2.如图为“探究感应电流与磁通量变化关系”的实验装置图．下列操作中不能产生感应电流的是 A. 开关S闭合瞬间 B. 开关S断开瞬间 C. 开关S闭合后，变阻器滑片P移动 D. 开关S闭合后，变阻器滑片P不移动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化；根据图示情景分析答题．‎ ‎【详解】A项：开关S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈产生感应电流，故A错误； ‎ B项：开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故B错误； ‎ C项：开关S闭合后，变阻器滑片P移动，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，故C错误；‎ D项：开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，故D正确．‎ 故选D．‎ ‎3.如图所示，在垂直纸面向里、范围足够大匀强磁场中，放置一个金属圆环，圆环平面与磁场方向垂直，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的瞬时感应电流，下列方法可行的是 A. 使匀强磁场均匀增强 B. 使匀强磁场均匀减弱 C. 使圆环向左或向右平动 D. 使圆环向上或向下平动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 穿过线圈的磁通量变化则会产生感应电流，且感应电流的方向可以根据楞次定律来判断．‎ ‎【详解】AB、根据题目要是线圈中产生逆时针的电流根据楞次定律可知应该使原磁场增大，故A对；B错；‎ CD、圆环向左或向右平动以及向上或向下平动时，穿过线圈中的磁通量没有发生变化，故不会产生感应电流，故CD错误；‎ 故选A ‎【点睛】产生感应电流的必备条件：穿过闭合线圈的磁通量发生变化，可以根据这个来判断本题的选项．‎ ‎4.如图所示，在水平桌面上放着一个10匝的矩形线圈，线圈中心上方某处有一竖立的条形磁体，此时线圈内的磁通量为在内将条形磁体放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为，则在这个过程中线圈的感应电动势为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意得，穿过线圈的磁通量增加量为 根据法拉第电磁感应定律得 故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎5.如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为 a，总电阻为 R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点 A 铰链连接的长度为 2a、电阻为的导体棒 AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，则这时 AB两端的电压大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当摆到竖直位置时，导体棒产生的感应电动势为：‎ 在竖直位置时，外电阻 R外=‎ 电路电流 故AB两端的电压大小为 故A正确BCD错误。故选A。‎ ‎6.如图甲所示，单匝矩形线圈abcd垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以顺时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于bc段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图象正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】0～0.5T时间内，B减小，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，为正值； 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为，不变，则E不变，感应电流i不变。由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向右，是正的。由F=BiL知bc段导线受到的安培力大小随B的减小而逐渐减小。 在0.5T-T时间内，B 增大，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针方向，为负值； 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 ，不变，则E不变，感应电流i不变。由图知：在0.5T-T时间内的是0～0.5T时间内的2倍，则在0.5T-T时间内的感应电动势E是0～0.5T时间内的2倍，感应电流也是2倍。在0.5T-T时间内，由左手定则可知，bc段导线受到的安培力方向水平向左，是负的，且由F=BiL，知在0.5T-T时间内bc段导线受到的安培力随B的增大而增大，且是0～0.5T时间内的4倍，故BCD错误，A正确。故选A。‎ ‎7.如图甲所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线框产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，若线框电阻为10Ω，线框面积为0.1m2，取，。则 A. 该交流电的有效值为 B. 当线框平面与中性面的夹角为30°时，电动势的瞬时值为 C. 匀强磁场的磁感应强度为1T D. 从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为2.82×10-2C ‎【答案】D ‎【解析】A．交流电瞬时值 则交流电有效值为 选项A错误；‎ B．当线框平面与中性面的夹角为30°时 电动势的瞬时值为 选项B错误；‎ C．电动势瞬时值表达式 将电动势最大值代入得 选项C错误；‎ D．从到时间内即半个周期内通过线框某一截面的电荷量为 选项D正确。故选D。‎ ‎8.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. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【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。‎ ‎9.如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，发电机线圈匝数为20匝，内阻为1，外接灯泡的电阻为9恒定不变，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 电压表的读数为6V B. 发电机输出功率为36W C. 线圈转动过程中，磁通量的最大值为Wb D. 在时刻，线圈平面恰好经过中性面位置 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．感应电动势的有效值 小灯泡两端的电压 即电压表的示数为5.4V，故A错误；‎ B．灯泡实际消耗的功率即为电源的输出功率，发电机输出功率为 故B错误；‎ C．线圈转动过程中，在磁场中匀速转动的角速度为 最大感应电动势为 可得磁通量的最大值为 故C错误；‎ D．在时刻，感应电动势为0，线圈平面恰好经过中性面位置，故D正确； ‎ 故选D。‎ ‎10.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中磁场方向垂直于导轨平面向下,金属棒ab始终保持静止．下列说法正确的是( )‎ A. 当B均匀增大时,金属棒ab中的电流增大 B. 当B减小时,金属棒ab中的电流一定减小 C. 当B增大时,金属棒ab中的感应电流方向由b到a D. 当B不变时，金属棒ab受到水平向右的静摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当B均匀增大时，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势，所以感应电动势为一定值，根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流保持不变，故A错误；如果磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故B错误．磁感应强度增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由b到a，故C正确；当B不变时，感应电动势为零、感应电流为零，金属棒不受安培力作用，则金属棒ab不受摩擦力，故D错误．‎ 二、多选题（每小题5分，共4小题，共计20分。填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎11.下列说法正确的是__________。‎ A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性 B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故 C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素 E. 当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；‎ B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强作用的缘故，与气体分子间的斥力无关，选项B错误；‎ C．当rr0时，分子势能随着分子间距离的增大而增大；则分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，选项C正确；‎ D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，选项D正确；‎ E．当温度升高时，物体内分子的平均速率变大，并非每一个分子热运动的速率都增大，选项E错误。‎ 故选ACD。‎ ‎12.关于内能，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物体内能大小与它整体的机械运动无关 B. 达到热平衡状态的两个系统内能一定相等 C. 质量和温度相同的氢气和氧气内能一定相等 D. 100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能 E. 一定量的理想气体压强不变、体积减小，其内能一定减小 ‎【答案】ADE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体的内能大小与它整体的机械运动无关，选项A正确；‎ B．达到热平衡状态的两个系统温度一定相等，内能不一定相等，选项B错误；‎ C．温度相同的氢气和氧气分子的平均动能相同，质量相同的氢气和氧气分子数不同，则内能一定不相等，选项C错误；‎ D．物体的内能与物体的温度、体积以及物体的量等因素都有关，则100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能，选项D正确；‎ E．一定量的理想气体压强不变、体积减小，则温度降低，则其内能一定减小，选项E正确。‎ 故选ADE。‎ ‎13.夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度越高，大气压强没有变化，将气泡内看做理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是（　　）‎ A. 气泡内气体对外界做功 B. 气泡内气体分子平均动能增大 C. 气泡内气体温度不变 D. 气泡内气体的压强可能不变 E. 气泡内分子对气泡壁单位面积的撞击力减小 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．气泡内气体压强 气泡升高过程中，其压强减小，温度升高，根据理想气体状态方程 体积一定增大，故气泡内气体对外界做功，故A正确，D错误；‎ BC．气泡在上升的过程中温度逐渐升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高，泡内气体分子平均动能增大，故B正确，C错误；‎ E．根据气体压强定义及其微观意义，气泡内气体压强减小，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小，故E正确。‎ 故选ABE。‎ ‎14.钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉克，则（　　）‎ A. 克拉钻石所含有的分子数为 B. 克拉钻石所含有的分子数为 C. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）‎ D. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）‎ E. 每个钻石分子的质量为 ‎【答案】ACE ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．a克拉钻石的摩尔数为 所含的分子数为 故A正确，B错误；‎ CD．钻石的摩尔体积为 每个钻石分子体积为 该钻石分子直径为d，则有 由上述公式可求得 故C正确，D错误；‎ E．每个钻石分子的质量等于总质量除以分子个数，取一摩尔，则每个钻石分子的质量为，故E正确。‎ 故选ACE。‎ 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题（共计14分。其中15小题每空1分，共6分；16小题每空2分，共8分）‎ ‎15.我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流条件。‎ ‎（1）给岀的实物图中。1接线柱与______连接；5接线柱与______连接(填对应的数字)。‎ ‎（2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针______（填“偏转”或“不偏转”）；‎ ‎（3）电路稳定后，电流表指针__________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针 ________（填“偏转”或“不偏转”）；‎ ‎（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件_______。‎ ‎【答案】(1). 2 3 (2). 偏转 (3). 不偏转 偏转 (4). 闭合回路磁通量发生变化 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]先将电流计与线圈B串联成另一个回路，即将1接线柱与2接线柱连接；再将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，即将5接线柱与3接线柱连接；‎ ‎（2）[3]接好电路，合上开关瞬间，穿过大螺线管的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转；‎ ‎（3）[4]电路稳定后，穿过大螺线管的磁通量不变，没有感应电流产生，则电流表指针不偏转；‎ ‎[5]迅速移动滑动变阻器的滑片，小线圈中的电流变化，穿过大螺线管的磁通量变化，产生感应电流，则电流表指针偏转；‎ ‎（4）[6]由实验现象可知，产生感应电流的条件闭合回路磁通量发生变化。‎ ‎16.（1）用油膜法估测分子的大小时有如下步骤：‎ A．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上；‎ B．将油酸和酒精按一定比例配制好；‎ C．向浅盘中倒入约2cm深的水；‎ D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到1ml时记下滴入的滴数，算出每滴液滴的体积；‎ E、向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉（或痱子粉）；‎ F、把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定；‎ G、把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积；‎ H、计算出油膜的厚度．‎ 把以上各步骤按合理顺序排列如下：___________‎ ‎（2）若油酸酒精溶液浓度为每104ml溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有液滴75滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，最后油酸膜的形状和尺寸如图所示，坐标中正方形小方格的边长为1cm， 则 ‎①油酸膜的面积是___________________m2；‎ ‎②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________m3；‎ ‎③按以上数据，估测出油酸分子的直径是_________ m．‎ ‎【答案】 (1). CEBDFAGH (2). 1.05×10-2 (3). 8.0×10-12 (4). 8.0×10-10‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．因此合理顺序排列CEBDFAGH．‎ ‎（2）①面积超过正方形一半的正方形的个数为105个则油酸膜的面积约为 S=105ⅹ1cm2=1.05×10-2m2‎ ‎②每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积V=1mL×=8×10-6mL=8×10-12m3．‎ ‎③把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径d=≈8.0×10-10m．‎ 四、解答题（共计36分。其中17小题10分；18小题14分；19小题12分）‎ ‎17.如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻．一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属 杆的质量m=0.2kg,电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加 一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始 以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好．（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：‎ ‎(1)1s末外力F的大小；‎ ‎(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热．‎ ‎【答案】（1）2N（2）0.96J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）t=1s时刻，金属杆MN的速度大小为 v1=at1=2×1=2m/s 金属杆MN产生的感应电动势为 E=BLv1 金属杆MN中的电流大小 金属杆MN受到的安培力大小 F安=BIL 联立得 根据牛顿第二定律得 F-F安=ma 联立解得 F=2N （2）t=2s时刻，金属杆MN的速度大小为 v2=at2=2×2=4m/s 撤去外力F后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热 Q=mv22=×0.2×42=1.6J 电阻R上产生的焦耳热 QR=Q=×1.6J=0.96J ‎18.如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ=37°，宽L=0.4m，上、下两端各有一个电阻R0=2Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，ab为金属杆，与框架良好接触，其质量m=0.1kg，电阻r=1.0Ω，杆与框架的动摩擦因数μ=0.5.杆由静止开始下滑，在速度刚好达到最大的过程中，上端电阻R0产生的热量Q0=0.5J（取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）。 求：‎ ‎（1）当金属棒的速度是2m/s时，金属棒的加速度是多大；‎ ‎（2）整个过程中流过R0最大电流；‎ ‎（3）从开始到速度最大的过程中ab杆沿斜面下滑的距离；‎ ‎【答案】（1）0.4m/s2；（2）0.25A ；（3）11.56 m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当ab杆的速度为v1=2m/s时电动势为 由闭合电路欧姆定律得 由牛顿第二定律得 代入数据解得 ‎（2）导体棒达到最大速度时，受力平衡，则有 代入数据解得 则整个过程中流过R0的最大电流 ‎（3）电路中的总电阻 ‎=2Ω 电路中的最大电动势 由法拉第电磁感应定律 解得最大速度为vm=2.5m/s 依题意，易知电路中产生的总焦耳热 由能量守恒定律得 代入数据解得s=11.56m ‎19.如图所示，一粗细均匀的导热U形玻璃管，其右端开口，左端由水银柱封有一段理想气体．当大气压强为76cmHg，环境温度为27℃时气柱长为16cm，开口端水银面比封闭端水银面低4cm，求：‎ ‎（1）该状态下封闭气体的压强P1和热力学温度T1；‎ ‎（2）对封闭气体缓慢加热，当其温度上升到多少℃时，气柱长变为20cm．‎ ‎【答案】（1）72cmJg；300K（2）143.7℃‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由 得 ‎（2）‎ 由 得