【物理】新疆哈密市第十五中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】新疆哈密市第十五中学2019-2020学年高二下学期期末考试试题（解析版）

哈密市十五中学2019—2020学年第二学期期末考试 高二物理试题 一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~14题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得3分，有选错的得零分。）‎ ‎1.关于物理学史、以及原理，以下说法正确的是　　‎ A. 奥斯特心系“磁生电”，总结出了电磁感应定律 B. 洛伦兹力始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关 C. 线圈的磁通量与线圈的匝数无关，线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关 D. 涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；涡流也是感应电流．‎ ‎【详解】法拉第心系“磁生电”，通过近十年的艰苦探索终于发现了“磁生电”的条件，故A错误；因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，动生电动势是洛仑兹力的分力对导体中自由电荷做功而引起的，故B错误；线圈的磁通量与线圈的匝数无关，而线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比，故C错误；涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生，故D正确．所以D正确，ABC错误．‎ ‎【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．‎ ‎2.许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（ ）‎ ‎①温度传感器，②光传感器，③声音传感器，④热传感器 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器，即控制电路中接入了光传感器、声音传感器，故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎3.如图甲所示，圆形导线框与电阻R串联，框内有变化磁场．取由a经R流向b为感应电流iR的正方向，测得iR随时间t变化的图象如图乙所示．取垂直纸面向里为磁场的正方向，则描述磁感应强度B随时间t变化的图象正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．0﹣1s内、1﹣2s内的磁感应强度不变，根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误；‎ B．在0﹣1s内，1﹣2s内，根据法拉第电磁感应定律知，，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，0﹣1s内感应电流从a经R流向b，1﹣2s内感应电流从b经R流向a，故B正确；‎ C．在0﹣1s内，1﹣2s内，根据法拉第电磁感应定律知，，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，0﹣1s内感应电流从b经R流向a，1﹣2s内感应电流从a经R流向b，故C错误；‎ D．在0﹣1s内，1﹣2s内，根据法拉第电磁感应定律知，磁感应强度的变化率不是定值，则感应电动势变化，感应电流变化，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎4.下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（　　）‎ A. 液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密集些 B. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，产生表面张力 C. 液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因 D. 液体表面张力的方向指向液体内部，使液体表面有收缩趋势 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产生表面张力，B正确，A错误；‎ C．液体表面层分子间既有引力又有斥力，但引力大于斥力，从而表现为引力，C错误；‎ D．液体表面张力的方向沿表面的切面方向，D错误。‎ 故选B。‎ ‎5.一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，则此过程(　　)‎ A. 气体从外界吸收热量2.0×105 J B. 气体向外界放出热量2.0×105 J C 气体从外界吸收热量6.0×104 J D. 气体向外界放出热量6.0×104 J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】一定质量的理想气体在某一过程中，气体对外界做功7.0×104 J，气体内能减少1.3×105 J，根据热力学第一定律可知，Q=∆U-W=(-1.3×105)+7.0×104=-6.0×104 J，即气体向外界放出热量6.0×104J；‎ A. 气体从外界吸收热量2.0×105 J，与结论不相符，选项A错误；‎ B. 气体向外界放出热量2.0×105 J，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 气体从外界吸收热量6.0×104 J，与结论不相符，选项C错误；‎ D. 气体向外界放出热量6.0×104 J，与结论相符，选项D正确；‎ ‎6.质量m＝‎100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝‎40 kg、m乙＝‎‎60 kg 的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸‎3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为 （ ）‎ A. ‎‎0.6‎‎ m/s，向左 B. ‎3 m/s，向左 C. ‎0.6 m/s，向右 D. ‎3 m/s，向右 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有 ‎0＝-m甲v甲＋m乙v乙＋mv 代入数据解得 v＝‎-0.6 m/s 负号说明小船的速度方向向左；故选A．‎ ‎7.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）‎ A. 如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加 B. 一定量的理想气体的内能等于其所有分子热运动动能 C. 一定量‎100℃‎的水变成‎100℃‎的水蒸气，其分子平均动能增加 D. 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，平均速率增大，但由于分子运动是无规则的，不是所有分子的速率都增大，故A错误；‎ B．由于理想气体分子间作用力很小，可以忽略，则其内能等于其所有分子热运动动能，故B正确；‎ C．100的水变成100的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，故C错误；‎ D．气体分子间的作用力很小，可以忽略不计，气体分子不停地做无规则运动，气体分子可以充满整个容器，如果没有约束，气体将散开，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎8.如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过匀强磁场区域，则（　 　）‎ A. 圆环向右穿过磁场后，不能摆至原高度 B. 在进入和离开磁场时，圆环中感应电流方向相反 C. 圆环进入磁场后，感应电流方向不变 D. 圆环最终停止在最低点 ‎【答案】AB ‎【解析】A．圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环中将产生焦耳热，根据能量守恒知圆环的机械能将转化为电能，所以摆不到原来的高度，故A符合题意；‎ B．圆环进入磁场时磁通量增大，离开磁场时磁通量减小，根据楞次定律知，在这两个过程中，产生的感应电流方向相反，故B符合题意；‎ C．整个圆环进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生感应电流，故C不符合题意；‎ D．在圆环不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即圆环最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在最低点，故D不符合题意。‎ 故选AB。‎ ‎9.如图，空间中存在一匀强磁场区域，磁场方向与竖直面纸面垂直，磁场的上、下边界虚线均为水平面；纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd，其上、下两边均为磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距若线框自由下落，从ab边进入磁场时开始，直至ab边到达磁场下边界为止，线框下落的速度大小可能　　‎ A. 始终减小 B. 始终不变 ‎ C. 始终增加 D. 先减小后增加 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】导线框开始做自由落体运动，ab边以一定的速度进入磁场，ab边切割磁场产生感应电流，根据左手定则可知ab边受到向上的安培力，当安培力大于重力时，线框做减速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先减速后加速运动，故选项A错误、D正确；当ab边进入磁场后安培力等于重力时，线框做匀速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速运动，故先匀速后加速运动，故B错误；当ab边进入磁场后安培力小于重力时，线框做加速运动，当线框完全进入磁场后，线框不产生感应电流，此时只受重力，做加速增大的加速运动，故加速运动，故选项C正确；故选CD.‎ ‎10.如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压不变，闭合电建S，下列说法正确的是 ‎ ‎ A. P向下滑动时，灯L变亮 B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变 C. P向上滑动时，变压器的输入电流减小 D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压不变，滑片P滑动时，对灯泡电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A错误；‎ B．滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B正确；‎ C．滑片P上滑，电阻减小，电流增大，则原线圈输入电流也增大，故选项C错误；‎ D．此时变压器输出功率将变大，故选项D正确．‎ ‎11.北半球海洋某处，地磁场水平分量B1=0.8×10-4T，竖直分量B2=0.5×10-4‎ T，海水向北流动。海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L=‎20m，如图所示。与两极板相连的电压表（可看作理想电压表）示数为U=0.2mV，则下列说法错误的是（ 　　）‎ A. 西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为‎0.125m/s B. 西侧极板电势高，东侧极板电势低，且海水的流速大小为‎0.2m/s C. 西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为‎0.125m/s D. 西侧极板电势低，东侧极板电势高，且海水的流速大小为‎0.2m/s ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】正负离子向北流动，受到洛伦兹力，正离子向西侧极板偏转，负离子向东侧极板偏转，两极板间形成电场，最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，则有 解得 西侧极板带正电，东侧极板带负电，所以西侧极板电势高，东侧极板电势低。故ACD错误，符合题意；B正确，不符合题意。‎ 故选ACD。‎ ‎12.如图所示，一定质量的理想气体先保持体积不变由状态A变到状态B，再保持压强不变由状态B变到状态C，其中A、C两点在同一条双曲线上，在这一变化过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从状态A→状态B的过程，气体的温度保持不变 B. 从状态B→状态C的过程，气体的内能不断增大 C. 从状态A→状态B→状态C的过程，气体分子的平均动能先减小后增大 D. 从状态A→状态B→状态C的过程，所有气体分子的速率都保持不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从状态A→状态B的过程，气体发生等容变化，根据 可知由于压强减小，温度降低，A错误；‎ B．从状态B→状态C的过程，气体发生等压变化，根据 由于体积增大，温度升高，因此气体的内能增大，B正确；‎ CD．温度是分子平均动能的标志，从状态A→状态B→状态C的过程，由于气体温度先降低后升高，因此气体分子的平均动能先减小后增大，分子平均速率先减小后增大，C正确，D错误。故选BC。‎ ‎13.关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）‎ A. 热量不可能从低温物体传向高温物体 B. 从单一热源吸收热量，使之完全变为功是可能的 C. 机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程 D. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．热量不可能自发从低温物体传向高温物体，在一定条件下可能使热量由低温物体传递到高温物体，故A错误；‎ B．在引起其他变化的情况下，从单一热源吸收热量可以将其全部变为功，故B正确；‎ C．一切与热现象有关的宏观过程不可逆，故C正确；‎ D．做功和热传递都能改变物体的内能，则为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎14.如图所示，一个质量为的垒球，以的水平速度飞向球棒，被球棒打击后反向水平飞回，速度大小变为，设球棒与垒球的作用时间为，下列说法正确的是（ ）‎ A. 球棒对垒球的平均作用力大小为 B. 球棒对垒球的平均作用力大小为 C. 球棒对垒球做的功为 D. 球棒对垒球做的功为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 根据动量定理，得，A正确B错误；根据动能定理，C错误D正确．‎ 二、实验题 ‎15.图为“研究电磁感应现象”的实验装置：‎ ‎(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：‎ ‎①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；‎ ‎②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________；‎ ‎(2)在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。‎ A.因电路不闭合，无电磁感应现象 B.有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势 C.不能用楞次定律判断感应电动势方向 D.可以用楞次定律判断感应电动势方向 ‎【答案】 (1). 右偏 左偏 (2). BD ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如果在闭合开关时，线圈中的电流增加，灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么当磁通量增加时，指针右偏：‎ ‎①[1]．将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增加，则灵敏电流计指针将右偏；‎ ‎②[2]．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，电流减小，磁通量减小，则灵敏电流计指针左偏；‎ ‎(2)[3]．在做实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将仍有电磁感应现象，但因电路不闭合，无感应电流，只有感应电动势，且仍能用楞次定律判断感应电动势方向；故选BD。‎ ‎16.在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：‎ ‎①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；‎ ‎②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；‎ ‎③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；‎ ‎④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL；‎ ‎⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜形状用彩笔描绘在玻璃板上；‎ ‎(1)上述步骤中，正确的顺序是____________；‎ ‎(2)这次实验中一滴油酸溶液中含有的油酸体积为__________mL。油酸膜边缘轮廓如图所示（已知图中正方形小方格的边长为‎1cm），则可估算出油酸分子的直径约为__________m（结果保留一位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). ④①②⑤③ (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)［1］“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：准备浅水盘（④）→形成油膜（①）→描绘油膜边缘（②）→测量油膜面积（⑤）→计算分子直径（③），故正确的顺序为：④①②⑤③； (2)［2］1滴油酸酒精溶液的体积 ‎1滴油酸酒精溶液中纯油酸体积 ‎［3］面积超过正方形一半的正方形的个数为114个，故油膜的面积 S=‎114 cm2‎ 油酸分子直径 三、计算题 ‎17.带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回车的左端，球：‎ ‎(1)此过程小球对小车做的功 ‎(2)小球在弧形槽上升的最大高度。‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒，由动量守恒定律得 Mv=Mv1+Mv2‎ 由机械能守恒定律得 解得 v1=0‎ v2=v 对小车运用动能定理得，小球对小车做功 ‎(2) 当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，以向右为正方向，由动量守恒定律得 Mv=2Mv3‎ 由机械能守恒定律得 解得 ‎18.如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L=‎0.2m，导体棒电阻R=1.0Ω。导轨电阻不计，当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，均标有“6V　3W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：‎ ‎(1)ab运动速度的大小；‎ ‎(2)电路的总功率。‎ ‎【答案】(1) ‎70m/s (2) 7W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 每个小灯泡中的电流为 则ab中的电流为 I=2I1=2×‎0.5A=‎‎1A 根据闭合电路欧姆定律得ab产生的感应电动势为 E=U1+IR=6V+1×1.0V=7V 由 E=BLv 联立可得ab的运动速度 v=‎70m/s ‎(2) 电路的总功率为 P=IE=1×7W=7W ‎19.如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=‎1m，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.40Ω的电阻，质量为m=‎0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上．现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，取g=‎10m/s2（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，通过电阻R的电荷量；‎ ‎（3）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量．‎ ‎【答案】（1）0.1T；（2）‎1C；（3）0.26J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）据题图知最终ab棒做匀速直线运动，由乙图的斜率等于速度，可得ab棒匀速运动的速度为 根据平衡条件得 联立并代入数据解得 B=0.1T ‎（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，通过电阻R的电荷量为 ‎（3）金属棒ab在开始运动的1.5s内，根据能量守恒得 mgx=+Q 又电阻R上产生的热量为 联立并代入数据解得 QR=0.26J