广东省深圳市南山外国语学校（集团）高级中学高二下学期期中物理试题

2020~2021学年广东省深圳市南山外国语学校（集团）高级中学高二下学期期中物理试卷（满分：100分）一、单选题（共七题：共28分）1.以下四幅图所示的实验中，能正确描述实验现象和表述实验结论的是A.图(a)通电瞬间小磁针发生偏转，说明了电流周围存在磁场B.图(b)闭合电键后电流计的指针发生偏转，说明了回路产生了感应电流C.图(c)闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了磁场可以产生能量D.图(d)闭合电键线框转动，说明了穿过闭合电路的磁通量变化可以产生感应电流【答案】A【解析】【详解】图A：通电瞬间小磁针发生偏转，说明了电流周围存在磁场，选项A正确；图B：闭合电键后若导体棒切割磁感线运动，则电流计的指针发生偏转，说明了回路产生了感应电流，选项B错误；图C：闭合电键后金属棒会在导轨上运动，说明了磁场对电流有力的作用，选项C错误；图D：闭合电键线框转动，说明了通电线圈在磁场中受到磁场力的作用，选项D错误．2.以下说法正确的是（）A.水的饱和汽压会随体积的增大而减小B.扩散现象只能在液体和气体间进行C.毛细现象就是浸润液体在细管中的上升和不浸润液体在细管中的下降D.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子的平均动能减小【答案】C【解析】【分析】【详解】A．水的饱和汽压与温度以及液体的种类有关。在温度不变时，密闭容器中水的饱和汽压与体积无关，故A错误；B．扩散现象能在液体、气体、固体中间进行，故B错误；C．毛细现象就是浸润液体在细管中的上升和不浸润液体在细管中的下降，故C正确；D．一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据理想气体状态方程可知温度升高，所以气体分子的平均动能将增大，故D错误。故选C。3.分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质．据此可判断下列说法中错误的是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.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大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【答案】B【解析】【详解】A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映，A正确，不符合题意；B．分子之间的距离大于10－10m时，分子间作用力随着分子间距的增大，可能先增大后减小，也可能一直减小，B错误，符合题意；C．当分子间距从小于10－10m变化到大于10－10m时，分子势能先减小后增大，C正确，不符合题意；D．由扩散运动知识可知，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D正确，不符合题意。故选B。4.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是A.从a到b，上极板带正电B.从a到b，下极板带正电C.从b到a，上极板带正电D.从b到a，下极板带正电【答案】D【解析】【分析】【详解】由图知，穿过线圈的磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确．5.如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管和Q共轴，Q中通有余弦函数变化电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示。P始终保持静止状态，则（）A.O时刻，P中有最大的感应电流B.时刻，P有收缩的趋势C.时刻，穿过P的磁通量最小，感应电流最大D.时刻，穿过P的磁通量最大，感应电流最大【答案】C【解析】【分析】【详解】AD．O时刻及时刻，螺线管中电流最大，变化率为零，所以螺线管产出的磁场最强，变化率为零，所以P中磁通量不变，无感应电流，AD错误；B．时刻，螺线管中电流处于减小过程中，产生磁场也在减小，P中的磁通量减小，所以根据楞次定律，线圈有扩张的趋势，B错误；C．时刻，螺线管中电流为零，变化率最大，所以螺线管中磁场为零，变化最快，P中磁通量最小，变化最快，感应电流最大，C正确。故选C。6.一个阻值为的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T，从中性面开始计时，当时，感应电动势的瞬时值为该线圈与一阻值为的电阻组成闭合回路，下列说法正确的是（）A.电动势的有效值为B.用交流电压表测R电压时读数为C.电阻R的热功率为D.矩形线圈发热功率为【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据交变电压的瞬时值得所以有效值A错误；B．由闭合电路欧姆定律得B错误；C．电路中电流电阻R的热功率为C错误；D．矩形线圈热功率D正确。故选D。7.如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器变为电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（）A.变压器的匝数比1∶10B.变压器的匝数比C.输电线上损失的电功率为D.输电线上的电流为【答案】B【解析】【分析】【详解】A．升压变压器T1的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T1的匝数比故A错误；B．降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为根据则有变压器T2的匝数比故B正确；C．根据故C错误；D．输出的电功率为而升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，所以根据可知输电线上的电流为故D错误。故选B。二、多选题（共三题：共18分）8.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法正确的是()图甲图乙A.交流电的频率为50HzB.电压表的示数为22VC.当光照增强时，Ⓐ的示数变小D.若用一根导线来代替线圈L，则灯D变亮【答案】AD【解析】【详解】因交流电的周期是0.02s，所以频率为，故A正确；原线圈接入电压的最大值是220V，所以原线圈接入电压的有效值是U1＝220V，根据理想变压器变压比：，代入数据解得副线圈的电压为：U2＝22V，故B错误；有光照增强时，R阻值随光强增大而减小，根据，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以电流表Ⓐ的示数变大，故C错误；用导线代替线圈，对电流的阻碍减小，所以D变亮，故D正确．故本题选AD9.如图所示，在光滑的绝缘水平面上方，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，PQ为磁场边界，一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向放置于磁场中A处，现给金属圆环一水平向右的初速度v。当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时的速度为，则下列说法正确的是（）A.此时圆环中的电功率为B.此时圆环的加速度为C.此过程中通过圆环截面的电荷量为D.此过程回路中产生的电能为mv2【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，产生的感应电动势感应电流圆环中的电功率故A错误；B.金属圆环受到安培力所以此时圆环的加速度为故B正确；C.此过程中通过圆环截面的电荷量为故C正确；D.由能量守恒，产生的电能W故D错误。故选BC。10.如图所示，一足够长的光滑平行金属轨道，其轨道平面与水平面成角，上端用一电阻R相连，处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属杆ab，从高为h处由静止释放，下滑一段时间后，金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端。金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道电阻及空气阻力均可忽略不计，重力加速度为则（）A.金属杆加速运动过程中的平均速度为B.金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率C.当金属杆的速度为时，它的加速度大小为D.整个运动过程中电阻R产生的焦耳热为【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.若金属杆匀加速运动，则平均速度为，实际上金属杆加速运动中，加速度不断减小，速度时间图象的斜率不断减小，在相同间内金属杆通过位移大于匀加速运动的位移，金属杆平均速度大于匀加速运动的平均速度，故A错误；B.金属杆加速运动过程中，安培力平均值小于匀速运动的安培力，且加速运动的平均速度小于匀速直线的速度，因此金属杆加速运动过程中，克服安培力做功的功率小于匀速运动过程中克服安培力做功的功率，故B正确；C.根据匀速直线运动时，金属杆速度大小为v，所受安培力大小为，此时依据平衡状态，则有：；金属杆的速度为时，它所受的安培力为，据牛顿第二定律解得联立得：故C正确；D.整个运动过程中回路产生的焦耳热为所以R上产生的焦耳热小于，故D错误。故选BC。三、实验题（共二题：共15分）11.用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液的浓度为104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。（1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成油酸的___________油膜；（2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸的面积约是___________cm2；（3）油酸分子直径大小约为___________m。（结果保留两位有效数字）【答案】①.单分子②.240③.【解析】【分析】【详解】（1）[1]油膜法测油酸分子直径，油酸水溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜。（2）[2]由图示坐标纸可知，油膜所占的方格数，则油膜的面积约为S=60×2×2cm2=240cm2（3）[3]每一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积故油酸分子的直径12.小姚同学做了“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，请回答以下问题：①本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应_____（填字母）；A．选甲图中的器材B．选乙图中的器材C．都可以选D．都不能选②小姚在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为，则下列叙述可能符合实际情况的一项是_____（填字母）．A．变压器的铁芯没有闭合B．一定是电压的测量出了问题C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝D．学生电源实际输出电压大于标注的“6V“【答案】①.A②.D【解析】【详解】①由图可知，甲图中多用电表，而乙图是灵敏电压表，需要测量电压，因此选用甲图，故A正确，BCD错误．②根据理想变压器的原副线圈的电压与其匝数关系式：，计算可得A．若变压器的铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压为0，故A错误；B．若是电压的测量出了问题，应该是小于12V，不应该大于，故B错误；C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由公式可知，副线圈的电压小于，故C错误；D．若学生电源实际输出电压大于标注的“6V“，由公式可知，副线圈的电压可能为，故D正确．四、解答题（共三题：共39分）13.如图所示，粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内，BC部分水平放置，管的两端封闭且管内装有水银，A端和C端分别封闭着长度均的理相气体，已知竖直管内水银柱的高度，A端气体的压强为76cmHg，环境的热力学温度为330K，现对C端气体缓慢加热，直到C端气体长度为12cm（A端气体的温度始终和环境的热力学温度相同），求此时：（1）A端气体的压强。（2）C端气体的热力学温度。【答案】（1）95cmHg；（2）【解析】【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，当C端气体长度为时，A端气体长度应为8cm，A端气体做等温变化，则有其中，，解得（2）C端气体的热力学温度和压强均发生变化，由理想气体状态方程有其中，，，，解得14.如图所示在绝热汽缸内，有一绝热轻质活塞封闭一定质量的气体，开始时内气体温度为27℃，封闭气柱长，活塞横截面积，现通过汽缸底部电阻丝给气体加一段时间。此过程中气体吸热，稳定后气体温度变为127℃。已知大气压强等于，求：（1）加热后活塞到汽缸底端距离；（2）此过程中气体对外界做的功；（3）此过程中气体内能增量。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】分析】【详解】（1）气体发生等压变化，根据解得（2）此过程中气体对外做功（3）根据热力学第一定律可得内能增量15.如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间，左端接有阻值电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量，电阻的金属棱ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨