2022-2023学年内蒙古通辽市开鲁县第一中学高二上学期期末物理试题 （解析版）

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开鲁一中2022--2023学年度上学期高二年级期末检测物理试题说明：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第II卷（非选择题）满分110分，考试时间90分钟。2．将第I卷的答案代表字母涂在答题卡。第I卷（选择题 共56分）一．选择题（本题共14个小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，，1～8题只有一个选项正确，9～14题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）1. 下列说法中正确的是（  ）A. 的冰和的铁，它们的分子平均速率相同B. 已知氧气的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数，可以算出一个氧气分子的体积C. 当分子间斥力与引力大小相等时，分子势能为极小值D. 花粉微粒在液体中的布朗运动，是由花粉微粒内部分子无规则运动引起的【答案】C【解析】【详解】A．的铁和 的冰，它们的分子平均动能相等，因分子质量不同，故平均速率不相等，A错误；B．利用氧气的摩尔质量、密度可以求出氧气的摩尔体积，由气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子占据的平均体积，考虑到分子间隙较大，所以平均体积大于分子体积，所以无法算出氧气分子的体积，B错误；C．当分子斥力与分子引力大小相等时，分子力为零，此时距离增大表现为引力做负功，距离减小表现为斥力做负功，因此是能都要增大，所以此时分子势能有极小值，C正确；D．花粉颗粒在液体中的布朗运动是花粉小颗粒的运动，它反映了液体分子的无规则运动，D错误。故选C。2. 在下列四个图中，关于通电直导线所受安培力以及通电导体周围的磁感线，正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】A．根据左手定则可知，通电直导线所受安培力与图中相反，故A错误；B．根据左手定则可知，图中安培力方向向左，故B正确；C．根据安培定则可知，图中磁感线方向向右，故C错误；D．根据安培定则可知，磁感线方向顺时针，故D错误。故选B。3. 如图所示，水平面上的U形导轨NMPQ处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab且指向右斜上方。导轨宽度为L，垂直于导轨放置一根金属棒ab，ab棒中电流为I，则ab棒受到的安培力大小为（　　）A.  B. BIL C.  D. 【答案】B【解析】【详解】因为金属棒与磁场垂直，所以ab棒受到的安培力大小为F=BIL故选B。4. 如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，、是两个相同的灯泡，电阻的阻值约等于的三倍，则（　　）A. 闭合开关S时，、同时达到最亮，且更亮一些B. 闭合开关S时，、“慢慢”亮起来，最终更亮一些C. 电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，闪亮后才“慢慢”熄灭D. 电路接通稳定后，断开开关S时，“慢慢”熄灭，“慢慢”熄灭，并没有闪亮一下【答案】C【解析】【详解】AB．闭合开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡将“慢慢”亮起来，而灯泡立即亮起来，电路稳定后，由于灯泡支路的电阻小一些，则该支路的电流大一些，即稳定后，最终更亮一些，AB错误；CD．电路接通稳定后，断开开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致灯泡中的电流不能立即减为0，该电流将在新的回路中逐渐减为0，即“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡的电流大于通过灯泡的电流，则闪亮后才“慢慢”熄灭，C正确，D错误。故选C。5. 一正弦交流电的电流随时间变化规律图像如图所示，由图可知（　　）A. 用电流表测该电流其示数为14.1AB. 该交流电流的频率为100HzC. 该交流电流瞬时值表达式为D. 该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000W【答案】D【解析】【详解】电流表测的是有效值，则A错误；B．根据图像，该交流电流的频率为B错误；C．根据图像可知，该交流电流瞬时值表达式为C错误；D．计算电功率需要用有效值，则D正确。故选D。6. 如图所示，为穿过1匝闭合线圈的磁通量随时间变化的关系，下列判断正确的是（ ）A. 0~2s内线圈中产生的感应电动势为5VB. 2s~4s内线圈中产生的感应电动势大于4s~5s内线圈中产生的感应电动势C. 2s~5s内线圈中产生感应电流方向不变D. 0~2s内和5s~10s内线圈中产生感应电流方向相反【答案】C【解析】【详解】A．0~2s内线圈中产生的感应电动势为A错误；B．因2s~4s与4s~5s内的斜率相同，则2s~4s内线圈中产生的感应电动势等于4s~5s内线圈中产生的感应电动势，B错误；C．根据楞次定律可知在，2s~4s内磁通量正向减少，4s~5s内磁通量反向增加，线圈中产生感应电流方向不变，C正确；D．0~2s内磁通量正向增加， 5 s~10 s内磁通量反向减小，由楞次定律可知，产生感应电流方向相同，D错误。故选C。7. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁场边界竖直，宽度为2 L，abcd是用金属丝做成的边长为L的正方形闭合线框，cd边与磁场边界重合，线框由图示位置起以水平速度v匀速穿过磁场区域，在这个过程中，关于ab两点间的电压Uab随时间变化的图象正确的是（    ）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【分析】本题主要考查电磁感应与电路知识的应用，利用楞次定律或右手定则可判断感应电流的方向，由此可判断电势高低；根据切割磁感线的那部分导体相当于电源可将线圈等效为一个电路，结合串联电路的知识可求得ab两点间的电压．【详解】  时间内，cd边进入磁场，由楞次定律或右手定则判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势高于b的电势，为正．ab两端电势差： ；时间内，线框完全磁场中运动，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，为正．ab两端电势差：； 时间内，cd边穿出磁场，ab边切割磁感线，其两端电势差等于路端电压，由右手定则知，a点的电势高于b的电势， ．故B正确．8. 如图所示，导体棒ab垂直放在水平面内两根平行固定导轨上，导轨右端与理想变压器原线圈A相连，线圈C接图示电路，线圈A与线圈C的匝数比不计导体棒、导轨的电阻；两导轨间距为20cm；磁感应强度B为0.2T，方向竖直向上；，，滑动变阻器（阻值），为理想交流电压表。导体棒在外力作用下做往复运动，其速度随时间变化关系符合。以下说法不正确的是（　　）A. 电压表示数为4VB. 滑动变阻器滑片向下滑动时变压器输出功率减小C. 滑动变阻器滑片滑到正中间位置时的热功率为0.4WD. 滑片由最上端滑到最下端的过程中与消耗的总功率逐渐增大【答案】D【解析】【详解】A．感应电动势最大值 变压器原线圈有效值 又 则电压表示数 A正确，不符合题意；B．滑动变阻器滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻增大，变压器输出电流减小，输出功率减小，B正确，不符合题意；C．滑动变阻器滑片滑到中间位置时接入电路的电阻为10Ω，可求得其两端电压为2V，热功率 C正确，不符合题意；D．滑片从最上端下滑过程中R′与R2的总电阻从0增大到 Ω，最大值大于R1（5Ω），所以R′与R2消耗的总功率先增大后减小，D错误，符合题意；故选D。9. 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R．则下列说法正确的是A. 输电线上的电流B. 输电线上的电流C. 输电线上损失的功率D. 输电线上损失的功率【答案】BC【解析】【分析】根据P=UI求出输电线上电流，结合求出输电线上损失的功率．【详解】根据得，输电线上的电流，由于U不是输电线上损失的电压，不能通过求解输电线上的电流，A错误B正确；输电线上损失的功率，C正确D错误．【点睛】对于远距离输电这一块，（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；（2）电压损失：输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③．10. 如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为轴上四个特定的位置，现将乙分子从a点静止释放移动到d的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 从a到c过程中，分子力表现为引力B. 在c点处，乙分子的速度最大C. 在c点处，乙分子的加速度最大D. 从b到c过程中两分子间的分子力逐渐增大【答案】AB【解析】【详解】A．由图像可知，从a到c过程中，，分子力表现为引力，A正确；B．从a到c过程中，分子力表现为引力，分子力对乙分子做正功，乙分子的动能增加；从c到d过程，分子力表现为斥力，分子力对乙分子做负功，乙分子的动能减少；故在c点处，乙分子的动能最大，速度最大，B正确；C．由图像可知，在c点处，乙分子受到的分子力为零，乙分子的加速度为零，C错误；D．由图像可知，从b到c过程中两分子间的分子力逐渐减小，D错误。故选AB。11. 如图所示，在绝缘光滑水平面（图中未画出）上有P、Q两个轻质线圈，两线圈均固定。现将开关S闭合，待电路稳定后，撤去对线圈Q的固定，使线圈Q可自由滑动，向右移动滑动变阻器R的滑片，该过程中（　　）A. 线圈Q向左滑动 B. 线圈Q向右滑动C. 灵敏电流表G中有从b到a的电流 D. 灵敏电流表G中有从a到b的电流【答案】AC【解析】【详解】根据题意可知，在向右移动滑动变阻器R的滑片的过程中，电阻增大，流过线圈P的电流减小，则穿过线圈Q的磁通量减小，根据楞次定律与安培定则，线圈Q向左滑动，且灵敏电流表中有从b到a的电流，故BD错误，AC正确。故选AC。12. 图为街头变压器给用户供电的示意图。输出电压通过输电线输送的用户，两条输电线的总电阻为，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用户用电器增加时，相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小。输入电压可以认为保持不变，不计电表的内阻及变压器上的能量损失，当用户用电器增加时，则（　　）A. 电压表的示数减小 B. 电流表的示数增大C. 电压表的示数减小 D. 电流表的示数减小【答案】BC【解析】【详解】A．原线圈输入电压不变，电压表V1的示数不变，由可知电压表的示数不变，A错误；C．副线圈两端电压不变，由于副线圈的电流变大，R0两端的电压变大，故R两端的电压变小，电压表V3的示数减小，C正确；BD．用户用电器增加时，相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小，则副线圈的电流变大，原副线圈匝数比不变，故原线圈的电流变大，即电流表A1、A2的示数都增大，B正确，D错误；故选BC。13. 如图所示，匝数为n=200、面积为S=0.625m2、电阻为r=0.5Ω的圆形线圈处于方向垂直纸面向里的匀强磁场内，磁感应强度大小随时间按B=0.08t+1.6(T)的规律变化，处于磁场外的电阻R1=4.5Ω，R2=5Ω，电容器的电容C=500μF，开关S闭合一段时间后，下列说法正确的是A. 线圈两端M、N间的电压为9.5VB. 线圈中的电流方向为顺时针C. 若将电阻R1短路，则该电路的输出功率变大D. 现断开开关S，则通过电阻R2的电荷量为2.5×10－3C【答案】ACD【解析】【分析】根据法拉第电磁感应定律求出线圈产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出电流强度的大小，根据楞次定律判断出感应电流的方向；根据外电路电阻与内阻的关系，判断输出功率的变化；断开S，电容器放电，所带的电量全部通过R2，闭合时，根据Q=CU求出R2所带的电量．【详解】A.∵B=0.08t+1.6(T)∴△B/△t=0.08T/s线圈内产生的感应电动势：E= =200×0.08×0.625V=10V，S闭合后，电路中电流I= A=1A，则线圈两端M、N两点间的电压为U=I(R1+R2)=9.5V，故A正确；B.穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律，线圈中的电流方向为逆时针，故B错误；C.由于R1+R2>r，且R2>r，若将电阻R1短路，外电路电阻减小，则该电路的输出功率变大，故C正确；D. 电容器与电阻R2并联，两板间电压U2=IR2=5V，断开S后，通过R2的电流Q=CU2=500×10-6×5C=2.5×10－3C，故D正确；故选ACD.14. 如图所示，在直角坐标系中空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场（其他区域无磁场），在轴上有到原点的距离均为的、两点，带电粒子（不计重力）从点以速率沿轴正向射入磁场，并恰好从点射出磁场；与粒子相同的粒子从点以速率沿纸面射入磁场，并恰好从点射出磁场，则（　　）A. 粒子在磁场中运动的时间为B. 粒子带负电C. 粒子在磁场中运动的时间可能为D. 粒子在磁场中运动的路程可能为【答案】AC【解析】【详解】A．据题意可知P粒子在磁场中做半个圆周运动，则半径为运动时间为故A正确；B．粒子P从C点沿x轴正向进入磁场，受洛伦兹力而向上偏转过O点，由左手定则可知带正电，故B错误；CD．Q粒子与P粒子相同，而速度为4v，由可知而CD距离为2L，故Q粒子不可能沿x轴正向进入磁场，设与y轴的夹角为θ，分别有两种情况从C点进过D出，轨迹如图：有几何关系可知两种轨迹的圆心角为60°和300°，则粒子Q的运动时间为或而圆周的弧长为或故C正确，D错误故选AC。第Ⅱ卷（非选择题部分  共54分）二．实验题（共16分）温馨提示：15题（1）．（2）问直接输入选项，第（3）问与16题一起按给定的答题卡格式自制答题卡拍照上传15. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中：（1）该实验中的理想化假设是______ ；A．将油膜看成单分子层油膜    B．不考虑各油酸分子间的间隙C．不考虑各油酸分子间的相互作用力    D．将油酸分子看成球形（2）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于________ ；A．油酸未完全散开B．油酸中含有大量酒精C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴（3）该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是8.0×10-3m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml，则油酸分子直径为______m。（结果保留两位有效数字）【答案】    ①. ABD    ②. BD##DB    ③. 7.5×10-10m【解析】【详解】（1）[1] 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，认为油酸分子是球形，且紧密的一个挨着一个、中间没有间隙，形成溶液后薄薄的铺在水面上，形成单分子油膜，从而用油酸的体积除以油膜的表面积等于油酸分子的直径。故选ABD。（2）[2]A．计算油酸分子直径的公式为V是纯油酸的体积，S是油膜的面积；水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A错误；B．若油酸中含有大量的酒精，使得测量的面积S偏大，计算结果偏小，故B正确；C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，结果偏大，故C错误；D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴，浓度降低，纯油酸的体积减小，则d减小，故D正确。故选BD。（3）[3]根据题意有所以油酸分子的直径为16. 某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：A．电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA）B．电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.6A）C．定值电阻R0=900ΩD．滑动变阻器R（5Ω，2A）E．干电池组（6V，0.05Ω）F．一个开关和导线若干G．螺旋测微器，游标卡尺(1)如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径为______mm；如图乙用20分度游标卡尺测金属棒长度为______cm。(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡（填“×1Ω”或“×100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图丙所示，则金属棒的阻值约为______Ω。(3)请根据提供的器材，在图丁中设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值。（          ）(4)若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的表达式为Rx=______。（用I1，I2，R0，Rg表示）【答案】    ①. 6.124    ②. 10.230    ③. ×1Ω    ④. 10.0    ⑤.     ⑥. 【解析】【详解】(1)[1][2] 由图知，螺旋测微器固定刻度为6mm，可动刻度为12.4×0.01mm=0.124mm故金属棒直径为6mm+0.124mm=6.124mm游标卡尺主尺读数为10.2cm，又游标尺第6条刻度与主尺对应最齐，故游标尺读数为6×0.05mm=0.30mm=0.030cm故金属棒长度为10.2cm+0.030cm=10.230cm(2)[3][4] 指针偏转角度过大，说明选取倍率太大，故应换用×1Ω挡，由图象可知，刻度读数为10.0Ω；(3)[5] 实验电路图如图；因为没有电压表，用已知内阻的电流表A1与定值电阻串联测电压(4)[6] 由实验原理图，根据串并联电路特点，有整理得三、计算题（共3小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）17. 如图所示，虚线MN竖直方向，左侧是水平正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为；MN右侧有竖直方向的匀强电场（如图中竖直线，方向未标出）和垂直于纸面的匀强磁强。一质量为m、带正电电荷量为q的带电小球（可视为质点），从MN左侧的场区沿与电场线成角斜向上的直线做匀速运动，穿过MN上的A点进入右侧的场区，恰好在竖直面内绕O点做半径为r的匀速圆周运动，并穿过MN上的P点进入左侧场区．已知MN右侧的电场对MN左侧无影响，当地重力加速度为g，求：（1）MN左侧匀强电场场强的大小；（2）MN右侧匀强电场的大小和方向、匀强磁场磁感应强度的大小和方向。【答案】（1）；（2），竖直向上， ，垂直于纸面向外【解析】【详解】（1）正点电荷在MN左侧场区匀速度运动，受力如图示根据力平衡有联立解得（2）点电荷在右侧区域做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡，有得方向竖直向上；洛伦兹力提供向心力解得根据左手定则可知B2方向垂直纸面向外。18. 如图所示，面积为、内阻不计的匝矩形线圈，总电阻绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，副线圈所接电阻R，电表均为理想交流电表．当线圈平面与磁场方向平行时开始计时．电流表的示数为．求：（1）电压表的示数?（2）当原、副线圈匝数比为时，求电阻R上消耗的功率？电阻R的阻值是多少？【答案】（1）90V；（2）22.5Ω【解析】【详解】感应电动势的最大值感应电动势的有效值为矩形线圈相当于电源的内电阻，则内电压为电压表示数由于是理想变压器，故电功率满足电阻上消耗的电功率电阻两端的电压电阻上消耗的功率解得电阻19. 如图所示，间距为的足够长的平行光滑导轨MN、PQ倾斜放置，倾角为，在导轨顶端连接一阻值为的定值电阻．质量为、电阻也为r的金属杆ab垂直导轨跨放在导轨上，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中．让金属杆ab从图示位置由静止释放，到达cd位置时达到最大速度，不计导轨电阻，金属杆始终与导轨接触良好，重力加速度为求：金属杆ab在倾斜导轨上滑行最大速度；金属杆ab在导轨上从开始运动到达到cd位置的过程中，通过定值电阻的电荷量，求这段时间内定值电阻上产生的焦耳热．【答案】（1）    （2）【解析】【分析】根据“金属杆ab在磁场中运动达到最大速度”可知，本题考查电磁感应的运动和能量问题，根据平衡条件结合欧姆定律求得导体棒速度，根据电荷量的推论公式结合能量守恒求解回路的焦耳热.【详解】(1)金属杆ab在倾斜导轨上滑行，加速度为零时，速度最大，则；根据欧姆定律：联立解得：；(2)金属杆ab在导轨上从开始运动到达到cd位置的过程中，金属杆的位移为x，则解得：；设在此过程中产生焦耳热为Q，根据能量守恒得：且有联立解得：.【点睛】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解.