2022长沙南雅中学高二下学期期中考试物理含解析

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长沙市南雅中学2022年上学期期中考试试卷高二年级物理科目一、选择题（本题共10小题，共44分。其中1～6小题为单项选择题，每题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一个正确答案；7～10题为多项选择题，每题5分，共20分，每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得5分，选对但不全给3分，选错不得分）1. 电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的尼龙衣物换成棉麻衣物，则如何调节调温旋钮（　　）织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛棉麻熨烫温度低→高A. 向下 B. 向上 C. 保持原状 D. 不能确定【答案】A【解析】【详解】由题意知，电熨斗由熨烫的尼龙衣物换成棉麻衣物，就是要求电熨斗在更高温度断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向下调节调温旋钮，双金属片受热时，使触点更难分离。故选A。2. 把两个分别发红光、绿光的发光二极管并联起来，再接入如图所示的电路中，电路中的电容C和线圈的自感系数L比较大，回路的振荡周期为2s，设法让电容器带上足够的电荷， 再闭合开关S，若通过电感中线圈的电流变化如图甲所示（设通过线圈的电流方向自上而下为正），则对闭合开关S后的过程，下列说法正确的是A. 绿光的发光二极管始终不发光B. 红光、绿光的发光二极管交替发光，且每次发光的时间为2sC. 绿光支路的电流变化如图乙所示D. 绿光支路的电流变化如图丙所示【答案】C【解析】【详解】电路中的电容C和线圈的自感系数L比较大，且满足，即此回路的振荡周期在2s，由电路图和甲图知，两灯将交替发光，时间各为半个周期，即1s，电流为正时，绿灯亮，电流为负是红灯亮，故C正确，A、B、D错误；故选C．【点睛】根据振荡电路特点和二极管的单向导电性分析，知灯只有通正向电流等才会亮．3. 如图甲所示，在匀强磁场中，一单匝矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙曲线a、b所示，则（　　）A. 两次时刻线圈平面均与中性面垂直B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为C. 两次情况下穿过线圈的最大磁通量相同，都为D. 曲线b表示的交变电动势最大值为10V【答案】D【解析】【详解】A．由图象可知，在时刻，电动势为零，线圈一定处在中性面上，A错误；B．由图可知，a的周期为 ，b的周期为， ，则由转速与周期成反比，故转速之比为3：2，B错误；CD．由图象可知，在t=0时刻，电动势为零，线圈b处于中性面上，磁通量最大，且由可知所以又则C错误D正确。故选D。4. 如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，粒子打至P点。设OP＝x，能够正确反应x与U之间的函数关系的图象是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】带电粒子经电压U加速，由动能定理得qU＝mv2垂直进入磁感应强度为B的匀强磁感中，洛伦兹力提供向心力，qvB＝m而R＝联立解得x＝B、m、q一定，根据数学知识可知，图象是抛物线，由此可知能够正确反应x与U之间的函数关系的是图象B，ACD错误，B正确。故选B。5. 如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为2.5V，额定功率均为2W，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比和电源电压分别为（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设灯泡正常发光时，额定电流为，由题图可知，原线圈中电流副线圈中两灯并联，副线圈中电流根据理想变压器的基本规律得根据得所以故选C。6. 如图所示的电路中，直流电源内阻不计，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相同。下列说法正确的是（　　）A. 闭合开关S，A灯逐渐变亮B. 电路接通稳定后，流过C灯的电流是流过A灯电流的3倍C. 闭合开关S，B灯逐渐变亮；电路接通稳定后，再断开开关S，A灯闪亮一下再逐渐熄灭D. 电路接通稳定后，断开开关S，A、B、C灯过一会儿才熄灭，且A灯亮度比B、C灯亮度高【答案】BD【解析】【详解】AB．电路中A灯与线圈并联后与B灯串联，再与C灯并联。S闭合时，线圈的自感系数较大，自感电动势很大，故三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻与灯泡电阻相同，电路稳定后，流过A灯的电流是流过C灯电流的，A灯逐渐变暗，A错误，B正确；CD．电路接通稳定后，断开开关S，由于线圈中电流减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感线圈与A、B、C三灯构成闭合回路，三灯都要过一会儿再熄灭。由于B、C串联后同A并联，流过A灯的电流大于流过B、C两灯的电流，故A灯比B、C两灯的亮度高， C错误D正确。故选BD。7. 对下列几种固体物质的认识，正确的有(　　)A. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同【答案】AD【解析】【详解】A、食盐熔化过程中，温度保持不变，即熔点一定，说明食盐是晶体．故A正确．B、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，只能说明云母片是晶体．故B错误．C、天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则．故C错误．D、石墨和金刚石组成它们的化学元素是相同的，都是碳原子，它们的物理性质不同，是由于碳原子排列结构不同造成的，故D正确．【点睛】本题只要是识记，了解食盐的特点，晶体的物理性质以及固体的结构．8. 某一金属圆环处于匀强磁场中，环面垂直于磁场，如图甲所示．磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示．取磁场垂直于环面向里为正方向，则下列说法正确是（　　）A. 时间内，环中感应电动势先减小后增大B. 时间内，环中感应电流方向一直沿顺时针C. 时间内，金属环先出现扩张再出现收缩趋势D. 时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小【答案】ABD【解析】【详解】A．时间内，磁感应强度的变化率先变小后变大，根据法拉第电磁感应定律可知，环中的感应电动势先减小后增大，A正确；B．根据楞次定律可知，时间内，环中感应电流方向一直沿顺时针方向，B正确；C．当磁感应强度增大时，根据楞次定律可知，金属环有收缩的趋势，当磁感应强度减小时，金属环有扩张趋势，从图象可以看出，时间内，金属环出现先收缩再扩张趋势，C错误；D．由于、两个时刻，磁感应强度为零，因此环上某一段受到的安培力为零，在时刻，感应电动势为零，感应电流为零，因此环上某一段受到的安培力也为零，因此时间内，环上某一段受到的安培力先变大后变小，D正确。故选ABD。9. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2kV高压输电，最后用户端电压为220V，用户得到的功率为9.68kW，则（　　）A. 降压变压器原、副线圈匝数比B. 降压变压器原、副线圈匝数比C. 输电线路导线电阻D. 输电线路导线电阻【答案】AD【解析】【详解】CD．输电线上损失的电功率有又因此有C错误D正确；AB．根据根据解得B错误A正确。故选AD。10. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直纸面向里，半径为的圆形金属环总电阻为，圆心为，与长为，电阻为的金属棒OA处于同一竖直平面内。O点在金属环圆心的正上方，，现让金属棒绕O点以角速度沿顺时针匀速转动，已知金属棒与金属环接触良好，则当金属棒转到图中虚线位置时，下列说法正确的是（　　）A. 金属棒产生的感应电动势为4VB. 圆环所受安培力大小为4NC. MN两点电势差为-2VD. 回路消耗的电功率为6W【答案】AD【解析】【详解】A．由旋转切割电动势公式可知金属棒产生的电动势确实为A正确；C．金属棒OA与圆环接触点部分产生的感应电动势，由旋转切割电动势公式可知NM间电动势为此时外电路电阻为而金属棒MN间部分电阻也为由闭合电路欧姆定律可知， NM间电势差大小根据右手定则，可知MN两点电势差为-1V，C错误；B．又由闭合电路欧姆定律可知，金属棒上MN部分电流为故圆环整体所受安培力大小B错误；D．回路总功率为D正确。故选AD。二、填空题（本题共2小题，其中11题6分，12题8分，共14分）11. 在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，（1）本实验主要是通过压强传感器测得气体压强值，气体体积则是通过______得到。（2）在实验过程中，推动活塞时要______（选填“迅速”或“缓慢”）。（3）某同学用V-图像处理实验数据，得到如图所示图线，若他实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是（      ）A．注射器中有一颗小泡沫B．实验时用手握住了注射器筒身C．注射器内气体温度升高D．注射器内气体温度降低【答案】    ①. 观察注射器的刻度    ②. 缓慢    ③. A【解析】【详解】（1）[1] 用DIS研究做实验时，气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的，气体体积则是通过观察注射器的刻度得到（2）[2] 在实验过程中，推动活塞时要 缓慢，使气体的温度不会发生变化（3）[3]A．因为根据玻意耳定律知知V与 成正比，图线不经过原点的原因，是因为注射器中有小泡沫，占据一定的体积，此时方程为可得A正确；B．手不能握住注射器封闭气体部分，避免气体的温度会发生变化；温度变化，则图线是曲线，B错误；C．注射器内气体温度升高，则图线为曲线，C错误；D．注射器内气体温度降低，则图线为曲线，D错误。故选A。12. （1）某同学在做课本上粗测油酸分子大小的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于______：A．油酸溶液中酒精含量过少，导致油酸溶液浓度过高，导致油酸未完全散开B．油酸溶液中酒精含量过多，导致油酸溶液浓度过低，导致油酸未完全散开C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．求每滴体积时，1mL溶液的滴数误多记了20滴（2）在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每500mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有250滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL，油酸膜的面积是______。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m。【答案】    ①. AC#CA    ②.     ③. 40    ④. 【解析】【详解】（1）[1]计算油酸分子直径时要用到A．油酸未完全散开，S偏小，故直径偏大，A正确；B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径偏小，B错误；C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故直径偏大，C正确；D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数误多记了20滴，则计算的体积偏小，则直径偏小，D错误。故选AC。（2）[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积[3]由于每格边长为1cm，则每一格就是，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为[4]可求出分子的直径三、计算题（本题共3小题，共42分）13. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。（1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度；（2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为2J，求流过电阻R的总电荷量q。【答案】（1）；（2）2C【解析】【详解】（1）金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度后保持匀速运动。有联解得（2）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律根据焦耳定律得根据解得14. 如图所示，一管径均匀的U型管两端开口，用两段水银柱封闭了一段空气柱在管的底部，初始状态时气体温度为300K，管的各部分尺寸如图所示，图中封闭空气柱长度。其余部分长度分别为，，，；现使气体温度缓慢升高，取大气压强为，求：（1）气体温度升高到多少时右侧水银柱开始全部进入竖直管；（2）气体温度升高到多少时右侧水银柱与管口相平。【答案】（1）675K；（2）843.75K【解析】【详解】（1）设U型管的横截面积是S，以封闭气体为研究对象，其初状态当右侧的水银全部进入竖直管时，水银柱的高度此时左侧竖直管中的水银柱也是15cm气体的状态参量由理想气体状态方程得代入数据得（2）水银柱全部进入右管后，产生压强不再增大，所以左侧的水银柱不动，右侧水银柱与管口相平时气体的体积由盖—吕萨克定律代入数据得15. 如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立xoy坐标系，在第Ⅱ象限内有平行于桌面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角，场强大小。在第Ⅲ象限垂直于桌面放置两块相互平行的竖直挡板、，两板间距为，板间有竖直向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M，小孔M离坐标原点O的距离为。在第Ⅳ象限垂直于x轴放置一块平行y轴且沿y轴负向足够长的竖直挡板，平板与x轴上相交于Q点，Q点与原点O相距。现将带负电的小球从桌面上的P点以初速度垂直于电场方向射出，刚好垂直于x轴穿过板上的M孔，进入磁场区域。已知小球可视为质点，小球的比荷，遇到挡板会被挡板吸收，不考虑空气阻力。求：（1）P点与小孔M在垂直于电场方向上的距离s；（2）若第Ⅲ象限内的磁场磁感应强度大小可调，则小球分别击中、、的磁感应强度大小范围？（3）若以小球从M点进入磁场开始计时，磁场磁感应强度随时间呈周期性变化，如图乙所示，则小球能否打在平板上？若能，求出其在磁场中的运动时间；若不能，求出其轨迹与平板间的最短距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球在第Ⅱ象限内做类平抛运动有由牛顿第二定律有带数据解得（2）设小球通过M点时的速度为v，由类平抛运动规律小球垂直磁场方向进入两板间做匀速圆周运动，轨迹如图由牛顿第二定律有得当小球落在挡板上时则当小球落在挡板上时故当小球从磁场右边缘飞出后恰好落在Q点时，轨迹如图中a所示，由几何关系可知故当时小球落在挡板上，故（3）小球进入磁场做匀速圆周运动，设半径为r，周期为T得知则由磁场周期得小球在磁场中运动的轨迹如图其周期由几何关系可得：一个磁场周期内小球在x轴方向的位移为由分析知经历8个周期性运动后，小球x方向移动距离为0.864m，最后再经历四分之一个磁场周期后，粒子从右边缘飞出，打在挡板上，故在磁场中运动的总时间为