2021上饶横峰中学高二下学期期中考试物理试题含答案

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横峰中学2020-2021学年度第二学期期中考试高二物理试卷考试时间：90分钟 分值：100分 命题人： 审题人：第I卷（选择题）一、选择题（本题共10小题，1-6题是单选题，7-10题是多选题，每小题4分，共40分）1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（ ）A．法拉第通过实验研究，总结出了电磁感应的规律，制造了世界上第一台手摇发电机B．麦克斯韦预言了电磁波，楞次用实验证实了电磁波的存在C．奥斯特发现了电磁感应的规律，并总结出了右手定则D．麦克斯韦预言且用实验证实了电磁波的存在2．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即，实线为一带负电的质点仅在电场力的作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（　　）带电质点通过P点时的加速度比Q点小 B．带电质点通过P点的电势能比Q点小C．带电质点通过P点的动能比Q点大 D．三个等势面中，a点电势最高3．如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时（　　）A．铜环里不产生感应电流B．铜环里产生感应电流的方向从左侧看是逆时针C．铜环不会产生运动D．铜环向右运动4．关于固体、液体和气体，下列说法不正确的是（　　）A．毛细现象及浸润现象的产生均与表面张力有关，都是分子力作用的结果B．空气中水蒸气的实际压强越大，绝对湿度就越大C．大量气体分子做无规则运动，速率有大有小，但分子的速率按“中间少，两头多”的规律分布D．固体可以分为晶体和非晶体，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状5．医院里的某一氧气瓶的容积为0.08 m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压．病人每次吸氧需要消耗1个大气压的氧气9 L，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气．若病人吸氧过程中氧气的温度保持不变，则这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的次数为（ ）A．160次 B．180次C．200次 D．250次6．如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，a灯逐渐亮B．开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮C．开关S断开时，a灯立即熄灭，b、c灯逐渐熄灭D．开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭7．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．甲圈中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等C．丙图是两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线，当时，分子间的作用力表现为斥力，且随着r的减小，分子力做负功D．丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子斥力8．如图，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由状态B变化到状态C，最后由状态C变化回状态A．已知状态A的温度为300 K，理想气体的热力学温度T与分子平均动能成正比．下列对气体分析正确的有（ ）A．气体从状态A变化到状态B的过程为等温膨胀B．气体从状态C变化回状态A的过程为等压压缩C．气体在状态B的温度为1 200 KD．气体在状态B时的分子平均动能为状态C时平均动能的两倍9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶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流电压，则下列说法正确的是（　　） A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为55 VB．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01 s时，电流表示数为零C．单刀双掷开关由a拨向b后，原线圈的输入功率增大D．单刀双掷开关由a拨向b后，副线圈输出电压的频率为25 Hz10．如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．t1~t2时间内P端电势高于Q端电势B．0~t1时间内电压表的读数为C．t1~t2时间内R上的电流为D．t1~t2时间内圆形线圈中感应电流的方向为顺时针第II卷（非选择题）二、实验题（本题共两大题：第11题8分，第12题9分，共17分）11．（8分）某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。(1)小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率p=______；用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为______mm。。 (2)小亮同学利用如图丙所示的实验电路测量Rx的阻值。闭合开关S，通过调节电阻箱R，读出多组R和I值，根据实验数据绘出图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到Rx=_____Ω，Rx的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。12．（9分）用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻，被测电源是两节干电池串联成的电池组．可供选择的实验器材如下：A．电流表，量程0.6 A，内阻约为0.5 ΩB．电流表，量程100 mA，内阻约为5 ΩC．电压表，量程3 V，内阻约为3 kΩD．电压表，量程15 V，内阻约为5kΩE．滑动变阻器，0～1000 Ω，0.1 AF．滑动变阻器，0～10Ω，2 A开关一个，导线若干(1)为了尽量得到较准确的实验结果，电流表应选________，电压表应选________，滑动变阻器应选________（填器材前面的选项字母）．(2)有(甲)、(乙)两个可供选择的电路如图所示，为减小实验误差，应选___________电路进行实验． （3）如图是根据实验记录数据画出的U－I图象，则由图可求出该电源电动势为___________V，该电源内阻为______Ω（结果保留2位有效数字）． 三、解答题（本题共4道大题：13题8分，14题10分，15题12分，16题13分，共43分）13．（8分）如图所示，长的轻质细绳上端固定于O点，P点下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，细绳与竖直方向的夹角，已知小球的质量；匀强电场的场强，重力加速度，，。求： （1）小球所受静电力F的大小。（2）现将电场突然撤去，小球摆回到最低点A细绳对小球的拉力大小（空气阻力不计）。14．（10分）如图所示为等高U形管容器，左右U形管粗细相同，左端封闭气体A，中间有水银柱，左右水银液面高度差为h1=4cm，水银柱横截面积为0.5cm2，左边气柱此时高度为8cm，温度为280K，大气压强p0=76cmHg，求：(1)左边密封气体压强pA的大小；(2)若缓慢加热气体A，则A中气体的温度为多少开尔文时，右边水银柱恰好溢出玻璃管。15．（12分）如图所示，底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A．开始时，温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A的底部离地h1=4cm．已知外界大气压p0=1.0×105Pa不变，现对气缸内的气体缓慢加热直到A物体触地，试问：（重力加速度g=l0m/s2）（1）开始时气体的压强为多少Pa？（2）当物体A刚触地时，气体的温度为多少℃？16．（13分）如图1所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B，金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连．不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g，现闭合开关S，将金属棒由静止释放．（1）判断金属棒ab中电流的方向；（2）若电阻箱R2接入电路的阻值为R2=2 R1，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1；（3）当B=0.40T，L=0.50m，37°时，金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示．取g = 10m/s2，sin37°= 0.60，cos37°= 0.80．求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m．简 答1．A 2．D 3．D 4．C 5．A 6．A 7．BC 8．BCD 9．AC 10．CD11． 4.700 10 偏大 12．A； C； F； 乙； 3.0； 1.0； 13．（1）； （2）14．(1) 80cmHg； (2) 462 K15．（1）0.8×105Pa （2）119 ℃16．（1）电流方向为b到a （2） （3） m=0.1kg 参考答案第I卷（选择题）一、选择题（本题共10小题，1-6题是单选题，7-10题是多选题，每小题4分，共40分）1．A【解析】1831年，法拉第发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台手摇发电机．故A正确．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故BD错误．法拉第发现了磁生电现象，英国物理学家约翰·安布罗斯·弗莱明总结出了右手定则，故C错误．故选A．【点睛】法拉第发现了电磁感应现象，制造了世界上第一台手摇发电机．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在；法拉第发现了磁生电现象．2．D【详解】A．等势面越密处电场线越密，故P点场强较大，带电质点通过P点时的加速度较大，A错误；D．假设质点从P运动到Q，受到的电场力F垂直于等势面又指向轨迹凹侧，如图所示由于质点带负电，故场强方向与F方向相反，沿电场方向电势降低，故三个等势面中，a点电势最高，D正确，BC．质点从P运动到Q电场力做正功，动能增大、电势能减小，BC错误。故选D。3．D【详解】AB．由于磁铁向右运动时，穿过铜环的磁通量增加，根据楞次定律知，从左侧看，产生顺时针方向的电流，故AB错误。CD．根据楞次定律的另一种表述可知，铜环将向右躲避以阻碍这种相对运动，即铜环向右运动，故C错误，D正确。故选D。4．C【详解】A．凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，都称为液体表面张力。它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，毛细现象及浸润现象的产生均与表面张力有关，都是分子力作用的结果，故A不符合题意；B．绝对湿度是指水蒸气的实际压强，所以空气中水蒸气的实际压强越大，绝对湿度就越大，故B不符合题意；C．大量分子做无规则运动的速率有大有小，分子速率分布有规律，即统计规律，分子数百分率呈现“中间多，两头少”的统计规律，故C符合题意；D．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又分为单晶和多晶，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，故D不符合题意。故选C。5．A【解析】【详解】设这瓶氧气重新充气前可供病人吸氧的次数为n，则由等温变化方程可知：，即，解得n=160次；A. 160次，与结论相符，选项A正确；B. 180次，与结论不相符，选项B错误；C. 200次，与结论不相符，选项C错误；D. 250次，与结论不相符，选项D错误；6．A【详解】A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮。A正确；B．开关S闭合，电路稳定后，a、b、c灯亮，B错误；CD．开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感以阻碍电流减小，b、a灯逐渐熄灭。CD错误。故选A。7．BC【详解】A．微粒运动反映了液体分子的无规则热运动，微粒运动即布朗运动，故A错误；B．当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故B正确；C．从图象看出，当r等于r2时，分子势能Ep取最小值，所以分子间平衡距离是r2；当时，分子间的作用力表现为斥力，且随着r的减小，分子力做负功，故C正确；D．洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故D错误。故选BC 。8．BCD【解析】【详解】A. 气体从状态A变化到状态B的过程，pV乘积变大，则温度升高，则不是等温膨胀，选项A错误；B. 气体从状态C变化回状态A的过程，压强不变，体积减小，则为等压压缩，选项B正确；C. 根据可得，解得TB=1200K，即气体在状态B的温度为 ，选项C正确；D. 从B到C：，则，则TB=2TC，因理想气体的热力学温度T与分子平均动能成正比气体，则在状态B时的分子平均动能为状态C时平均动能的两倍，选项D正确．9．AC【详解】AB．由题图乙可知，交流电压的最大值为311 V，交变电流的周期为2×10-2 s，所以交变电流的频率为50 Hz，交流电压的有效值为220 V，根据原、副线圈电压与匝数成正比可知，当单刀双掷开关与a连接时，副线圈电压为55 V，所以副线圈电流为5.5 A，电流表示数为电流的有效值，不随时间变化，所以当t=0.01 s时，电流表的示数为5.5 A，A正确；B错误；C．单刀双掷开关由a拨向b后，原线圈的匝数变少，所以副线圈的电压变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，C正确；D．变压器不会改变交变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，D错误。故选AC。10．CD【详解】AD．t1~t2时间内，磁通量减小，根据楞次定律感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，下端正极上端负极，所以Q端电势高于P端电势，A错误，D正确；B．0～t1时间内线圈产生的感应电动势电压表的示数等于电阻R两端的电压B错误；C．t1～t2时间内线圈产生的感应电动势根据闭合电路的欧姆定律R上的电流C正确。故选CD。第II卷（非选择题）二、实验题（本题共两大题：第11题每空2分共8分，第12题（1）每空2分；（2）（3）每空2分共9分，共17分）11． 4.700 10 偏大 【详解】(1)[1][2]合金丝的电阻电阻率由图示螺旋测微器可知，其示数为：4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm(2)[3][4]在闭合电路中，电源电动势则由图像可知，得电源电动势，图像截距，可得；测量值为待测电阻与电流表内阻之和，所以测量值偏大。12．A； C； F； 乙； 3.0； 1.0； 【分析】（1）根据二节干电池的电压约为3V，则根据电压值及实验中的基本要求可以选取电流表及电压表；（2）甲图误差来源于电流表的分压作用，乙图误差来源与电压表的分流作用，相比较，电流表分压作用引起的误差更大；（3）U-I图中图象与纵坐标的交点为是电源的电动势，根据斜率表示内电阻求解电源内阻．【详解】（1）因二节干电池的电动势约为3V，故电压表的测量量程不能太大，由题意可知，电压表只能选3V量程的C； 通过电源的电流不能太大，故量程0～3A的电流表太大，无法准确测量，故电流表应选量程为0.6A的A；滑动变阻器选择F即可；（2）甲图误差来源于电流表的分压作用，可以将电流表的内阻归结到电源中，故电动势测量值不变，内电阻测量值变大；乙图中误差来源与电压表的分流作用，由于电压表内电阻达到几千欧姆，误差较小，故选择乙方案；（3）U-I图中图象与纵坐标的交点为是电源的电动势，故电动势为3.0V；根据斜率表示内电阻求解电源内阻，故内电阻为．【点睛】中学实验中选择仪表是常见的一种题型，要求学生能按照安全性和准确性的要求进行分析，先确定出必须用到的器材，再去根据题目中给出的条件去判断电流表和电压表．一定要注意判断图象与横轴的交点的横坐标是不是短路电流．三、解答题（本题共四道大题：13题8分，14题10分，15题12分，16题13分，共43分）13.（8分）（1）； （2）【详解】（1）小球所受静电力大小 ...............................2分解得： ...............................1分（2）撤去电场后，由动能定理得...............................2分小球在最低点时 ...............................2分解得： ...............................1分14.（10分）(1) 80cmHg； (2) 462 K【详解】(1)左边密封气体压强pA的大小为 ...............................4分(2)A中气体，初态p1=80cmHg V1=8S T1=280K ...............................1分当右边水银柱恰好溢出玻璃管时，左边水银液面下降高度为4cm，则p1=(76+8+4）cmHg=88 cmHg V2=12S T2=？ ...............................2分由 ...............................2分解得T2= 462 K ...............................1分15.（12分）（1）0.8×105Pa （2）119 ℃【详解】（1）活塞受力平衡：P0S＋mg＝P1S＋T ...............................2分 T＝mA.g ...............................2分被封闭气体压强P1＝P0＋＝0.8×105Pa. ...............................1分（2）初状态：V1＝l1s， T1＝280K ...............................2分末状态：V2＝（l1＋h1）s， T2＝？ ...............................1分等压变化 ...............................2分代入数据得T2＝392K ...............................1分即t2＝119℃ ...............................1分（13分）（1）电流方向为b到a （2） （3） m=0.1kg【详解】试题分析：（1）由右手定则，金属棒ab中的电流方向为b到a ...............................3分（2）由能量守恒，金属棒减小的重力势能等于增加的动能和电路中产生的焦耳热 ...............................2分解得： ...............................1分 ............2分（3）设最大速度为v，切割磁感线产生的感应电动势由闭合电路的欧姆定律： ...............................1分从b端向a端看，金属棒受力如图：金属棒达到最大速度时满足 ...............................1分由以上三式得： ...............................1分由图像可知：斜率，纵截距，所以得到： 解得： m=0.1kg ...............................2分考点：导体切割磁感线时的感应电动势点评：本题要抓住金属棒能达到的最大速度的条件，找出表示图像的函数关系式，根据图像中所给数据求解．