2020-2021学年重庆市巫山县官渡中学高二（下）期中物理试题含解析

2020—2021学年高二（下）物理期中检测试题

第Ⅰ卷 （选择题，共 48分）

一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求；9-12小题给出的四个选项中，有两个或两个以上符合题目要求。）

1. 法拉第发现了磁生电的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代。下列哪些器件工作时用到了磁生电的现象（　　）

A. 电视机的显像管 B. 磁流体发电机

C. 指南针 D. 电磁炉

【答案】D

【解析】

【详解】A．电视机的显像管时利用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力而发生偏转的，A错误；

B．磁流体发电机是利用运动电荷在磁场中受到洛伦兹力作用，发生偏转，将等离子体的内能转化为电能，不是磁生电的现象，B错误；

C．指南针是受到地磁场作用而偏转指示南北方向的，不是磁生电的现象，C错误；

D．电磁炉是利用交变电流产生的变化磁场在金属锅底激发出涡流而工作的，即用到了磁生电的现象，D正确。

故选D

2. 如图所示，下列图中从图示位置开始计时，面积为的单匝线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为的匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】AD．由图中可知，线圈转动时磁通量始终等于零，线圈不会产生感应电动势，AD错误；

B．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从中性面开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为

B正确；

C．由图中可知，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴从垂直于中性面位置开始匀速转动，产生了正弦式的交变电动势为

C错误。

故选B。

3. 新型冠状病毒在世界范围内肆虐，给我们的生命财产造成了重大损失。为了减少病毒传播，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液，两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是（　　）

A. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果

B. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关

C. 使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中

D. 使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子间距不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是由于酒精分子的扩散运动的结果，证明了酒精分子在不停地做无规则运动，AB错误；

C．因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散现象，C正确；

D．洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中，温度不变分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，D错误。

故选C。

4. 某同学为了表演“轻功”，他站上了一块由气球垫放的轻质硬板，如图所示。气球内充有空气（视为理想气体），气体的压强（　　）

A. 是由气体受到的重力产生的

B. 是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的

C. 大小只取决于气体分子数量的多少

D. 大小只取决于气体温度高低

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．由于大量分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强，A错误B正确；

CD．根据压强的微观意义可知，压强的大小取决于气体分子数量的多少以及气体温度的高低， CD错误。

故选B。

5. 如图，间距为L，电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m，电阻也为R的金属棒ab，金属棒与导轨接触良好．整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．现金属棒在水平拉力F作用下以速度v0沿导轨向右匀速运动．下列说法正确的是

A. 金属棒ab上电流的方向是a→b

B. 电阻R两端的电压为BLv0

C. 金属棒ab克服安培力做功等于电阻R上产生的焦耳热

D. 拉力F做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热

【答案】D

【解析】

【详解】根据安培右手定则可知电流方向为从b到a，故A错误；感应电动势为：，电阻R两端的电压为：，故B错误；根据能量守恒可得，拉力F做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热，即金属棒ab克服安培力做的功等于电阻R和金属棒上产生的焦耳热，故D正确，C错误．所以D正确，ABC错误．

6. 一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. a→b过程中，气体体积变小，压强减小

B. b→c过程中，气体压强不变，体积增大

C c→a过程中，气体压强增大，体积变小

D. c→a过程中，气体内能增大，体积不变

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．a→b过程中，温度不变，压强减小，根据公式

可知体积变大，A错误。

B．b→c过程中，压强不变，温度减小，根据公式

可知体积减小，B错误。

C．c→a过程中，图像过原点，所以体积不变，温度升高，压强变大，C错误。

D．c→a过程中，图像过原点，所以体积不变，温度升高，所以内能增加，D正确。

故选D。

7. 将如图所示的甲乙两种交流电压分别加在同一个定值电阻上，经过相同时间，产生的热量比是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】甲图为正弦式交流电，其电压有效值为

设乙图的电压有效值为，根据有效值定义可得

解得

甲乙两种交流电压分别加在同一个定值电阻上，经过相同时间，产生的热量比为

选项A正确，BCD错误；

故选A。

8. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示．已知发电机线圈内阻为10 Ω，外接一只电阻为90 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　　)

A. 电压表的示数为220 V

B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次

C. 灯泡实际消耗的功率为484 W

D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J

【答案】D

【解析】

【详解】由甲图可知交流电的最大值为Em=220V，故有效值E=220V，电压表示数．故A错误；由甲图可知交流电的周期T=0.02s，则交流电的频率为50Hz，每个周期内电流方向改变两次，故每秒内方向改变100次，故B错误；灯泡的实际功率P=；故C错误；发电机线圈内阻每分钟产生的焦耳热为．故D正确．故选D．

点睛：交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值.

9. 如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（　　）

A. 合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮

B. 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

C. 断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会熄灭

D. 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会才熄灭

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮，由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，A1后亮。A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样，A正确，B错误；

CD．S断开时，L和A1、A2组成串联的闭合回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失，使A1和A2过一会才熄灭，C错误，D正确。

故选AD。

10. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离r的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(    )

A. 乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动

B. 乙分子从b到d的过程中，两分子的分子势能一直增加

C. 乙分子从a到b过程中，两分子的分子势能一直减少

D. 乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大

【答案】CD

【解析】

【详解】A.从a到b，分子力为引力，分子力做正功，做加速运动，由b到c还是为引力，做加速运动，故A错误；

B.由b到c为引力做正功，由c到d的过程中，分子力做负功，故两分子间的分子势能先减小后增大，故B错误；

C.乙分子由a到b的过程中，分子力一直做正功，故分子势能一直减小，故C正确；

D.乙分子由a到c分子力始终做正功，c点速度最大，故D正确；

11. 电阻为1Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图像如图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是(　　)

A. 在b图线中t＝0.3s时刻，穿过线圈的磁通量为零

B. 线圈先后两次转速之比为3:2

C. 根据图像不能求出交流电b的最大值

D. 交流电a的电动势的有效值为

【答案】BD

【解析】

【详解】由图可知，在b图线中t＝0.3s时刻，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由图象可知Ta：Tb=2：3，故na：nb=3：2，所以B正确；根据转速之比na：nb=3：2可求解角速度之比ωa：ωb=3：2，根据交流电最大值Um=NBSω，故Uma：Umb=3：2，故Umb=Uma=V，故C错误．由图象可知，交流电a的最大值为10V，所以交流电a的电动势有效值E=，所以D正确；故选BD．

12. 如图所示，a、b端输入恒定的交流电压．理想变压器原、副线圈分别接有规格完全相同的“12V，2W”的灯泡A、B、C．闭合开关，三个灯泡均能正常发光．则下列说法正确的是（　　）

A. 原副线圈的匝数比为2∶1

B. 电压表V的示数为24V

C. 电源的输入功率为6W

D. 若将开关S断开时，灯泡A仍会正常发光

【答案】AC

【解析】

【详解】副线圈中每个灯泡电流：，则原线圈的电流为I1=A，副线圈电流I2＝2×＝，则匝数比为2：1，故A正确；副线圈电压为U2=12V，则原线圈电源U1=24V，则电压表示数为U=24+12=36V，故B错误；副线圈功率P1=2PL=4W，则变压器的输入功率为4W，电源的输入功率为4W+2W=6W，故C正确；若将开关S断开时，则副线圈电阻变大，电流减小，则原线圈电流也减小， A灯泡不会正常发光，故D错误．故选AC．

点睛：本题解题的突破口在根据三盏灯正常发光确定变压器原副线圈的电流关系，特别注意电源总电压与加在副线圈两端电压的关系．

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、实验题：（共9分）

13. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，具体操作如下：

①取油酸注入的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴；

③在边长约40 cm的浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜；

④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状；

⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。

（1）这种估测方法是将每个分子视为_______，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为_______，这层油膜的厚度可视为油酸分子的_________。

（2）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含油酸为______ ，油膜面积为________ ，求得的油膜分子直径为_________ 。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. 球形    ②. 单分子油膜    ③. 直径    ④.     ⑤.     ⑥.

【解析】

【详解】（1）[1]这种估测方法是将每个分子视为球形；

[2] 让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜；

[3] 这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径；

（2）[4]一滴油酸酒精溶液含油酸的体积为

[5]油膜面积为

[6]油膜分子直径为

三、计算题：（本题共3题，共43分。要求解答应写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤，推理、说明过程要简洁清晰，有数字计算的题要写出明确的数值和单位，只有最后结果的得零分。）

14. 如图甲所示的理想变压器，其原线圈接在输出电压如图乙所示的正弦式交流电源上，副线圈接有阻值为44 Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为10∶1。电流表、电压表均为理想交流电表。求：

（1）电流表中电流变化的频率f；

（2）电压表的示数U；

（3）原线圈的输入功率P。

【答案】（1）50 Hz；（2）22 V；（3）11 W

【解析】

【详解】（1）由乙图可知，交变电流的周期T = 0.02 s，则电流变化的频率为

（2）原线圈的电压有效值为

由得，电压表的示数

（3）原线圈的输入功率P等于副线圈的输出功率，则

15. 如图所示，横截面积为的气缸开口向下竖直放置，a、b为固定在气缸内壁的卡口，a、b之间的距离为，b与气缸底部的距离为，质量为的活塞与气缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，活塞厚度可忽略，气缸、活塞导热性良好，活塞与气缸之间的摩擦忽略不计；已知大气压为，刚开始时缸内气体压强也为，活塞停在a处，环境温度为，重力加速度为。若缓慢降低周围环境温度，求：

(1)活塞刚好离开a时环境温度；

(2)活塞刚好与b接触时环境温度。

【答案】(1)396K；(2)356.4K

【解析】

【分析】

【详解】(1)缸内气体温度缓慢降低，初状态

，，

活塞刚好离开a时有

，

气体等容变化，由查理定律得

活塞刚好离开a时缸内气体的温度

(2)温度继续缓慢降低，活塞缓慢上升，活塞刚好与b接触时

，

气体等压变化，由盖·吕萨克定律得

活塞刚好与b接触时缸内气体的温度

16. 如图所示，两根平行金属导轨固定在同一水平面内，间距为，导轨左端连接一个未知电阻。 一根质量为、电阻为的金属杆垂直放置在导轨上，在杆的右方距杆为处有一个匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向下，磁感应强度为。对杆施加一个大小为、方向平行于导轨的恒力，使杆从静止开始运动，已知杆刚到达磁场边界时速度为之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻，假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求：

（1）导轨对杆的阻力大小；

（2）通过杆的电流大小及其方向；

（3）杆进入磁场后电阻的热功率。

【答案】（1）；（2），方向由流向；（3）。

【解析】

【详解】（1）杆从静止到刚要进入磁场过程，根据动能定理可得

解得

（2）根据右手定则可知通过杆的电流方向由流向，设电流大小为，根据平衡状态可得

其中

联立解得

（3）杆产生的感应电动势为

杆中的感应电流为

解得

杆ab进入磁场后电阻的热功率为