精品解析:山东省滨州市阳信县高二下学期期中学情检测物理试题(B)
展开下学期高二期中学情检测
物理试题(B)
时间90分钟 满分100分
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是( )
A. 客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过调谐后,把信号发送到基站中转
B. 如果空间某区域有振荡的电场或振荡的磁场,就能产生电磁波
C. 电磁波是纵波,不能产生偏振现象
D. 电磁波和机械波都不能在真空中传播
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.客户通话时,手机将声音信号转变成电信号,经过调制后,把信号发送到基站,A错误;
B.振荡的电场或振荡的磁场会在周围空间产生振荡的电磁场,就能产生电磁波,B正确;
C.电磁波是横波,C错误;
D.电磁波可以在真空中传播,D错误。
故选B。
2. 近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线,受影响最严重的是京津冀地区,雾霾笼罩,大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物,其漂浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面,吸入后对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的说法中正确的是( )
A. PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当
B. 温度越低,PM2.5运动越剧烈
C. PM2.5在空气中的运动属于布朗运动
D. PM2.5中颗粒大一些的,其颗粒的运动比其他颗粒更为剧烈
【答案】C
【解析】
【详解】A.“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物,PM2.5尺度远大于空气中氧分子的尺寸的数量级。故A错误。
B.PM2.5受由大量空气分子对PM2.5无规则碰撞,温度越高,空气分子对颗粒的撞击越剧烈,则PM2.5的运动越激烈;故B错误。
C.PM2.5在空气中的运动是固体颗粒,是分子团的运动,属于布朗运动。故C正确。
D.PM2.5中颗粒小一些的,空气分子对颗粒的撞击越不均衡,其颗粒的运动比其它颗粒更为剧烈。故D错误。
故选C。
3. 如图所示,粗细均匀两端开口的U形玻璃管,管内注入一定量的水银,但在其中封闭了一段空气柱,其长度为l。在空气柱上面的一段水银柱长为,空气柱下面的水银面与左管水银面相差为。若往管内加入适量水银(水银没有溢出),则( )
A. 水银加入右管,l变短,变大
B. 水银加入左管,l不变,变大
C. 水银加入右管,l变短,不变
D. 水银加入左管,l变短,变大
【答案】A
【解析】
【详解】AC.以右侧管中封闭气体做为研究对象,根据同一液面处压强相等知,封闭气体压强为
左侧水银柱根据连通器的原理可得
联立可知
故无论在左管或右管加入水银,平衡后都有
水银加入右管, h2变大,加入水银后,封闭气体的压强变大,而温度不变,由可知体积变小,则l变短,故A正确,C错误;
BD.当水银加入左管,h1不变,则h2不变,空气柱压力不变,l不变,故BD错误。
故选A。
4. 甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象.由图象判断以下说法中正确的是( )
A. 当分子间距离为时,分子力和分子势能均最小且为零
B. 当分子间距离时,分子力随分子间距离的增大而增大
C. 当分子间距离时,分子势能随分子间距离的增大而减小
D. 当分子间距离时,分子间距离逐渐减小,分子力和分子势能都增加
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.当分子间距离为时,分子力为0,分子势能均最小但不为0,所以A错误;
B.当分子间距离时,由图像可知随分子间距离的增大,分子力先增大后减小,所以B错误;
C.当分子间距离时,分子力为引力,分子间距离增大时,分子引力做负功,则分子势能随分子间距离的增大而增大,所以C错误;
D.当分子间距离时,分子间距离逐渐减小,分子力越来越大,分子斥力做负功,则分子势能都增加,所以D正确;
故选D。
5. 如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。交流电源接充电板,对充电板供电,充电板内的送电线圈可产生交变磁场,从而使手机内的受电线圈产生交变电流,再经整流电路转变成直流电后对手机电池充电。为方便研究,现将问题做如下简化:设受电线圈的匝数为n,面积为S,若在到时间内,磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈,其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是( )
A. c点的电势高于d点的电势
B 受电线圈中感应电流方向由d到c
C. c、d之间的电势差为
D. 若想增大c、d之间的电势差,可以仅增加送电线圈中的电流的变化率
【答案】D
【解析】
【详解】AB.受电线圈平面磁感应强度向上,由均匀增加到,根据楞次定律可得受电线圈中的感应电流为顺时针(从上往下),即受电线圈中的电流为,受电线圈作为等效电源,电源内部电流由低电势流向高电势,即,故A项和B项错误;
C.根据法拉第电磁感应定律可求得受电线圈的感应电动势大小为
又因为
则c、d之间电势差为
故C项错误;
D.仅增加送电线圈中的电流的变化率,穿过受电线圈的增大,所以c、d两端的电势差增大,故D项正确。
故选D。
6. 如图甲所示,一小型交流发电机线圈的匝数为100,面积为,其电阻忽略不计;a、b两端与理想变压器相连,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电容器的电容为C,P、Q为其上、下极板。t=0时刻,线圈绕垂直于N、S两极间磁场(可视为匀强磁场)的水平轴OO′匀速转动,线圈产生的感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。已知电容器的电容越大,交流电的频率越高,电容器对交流电的阻碍作用越小,电容器始终正常工作。下列说法不正确的是( )
A. N、S两极间磁场的磁感应强度大小为
B. 若仅将P板上移,则通过滑动变阻器的电流将增大
C. 若仅将P板上移,则a、b两端的输入功率将减小
D. 若仅将滑动变阻器的阻值增大,则定值电阻的电功率将增大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.从图像可知
求得
A错误;
B.P板上移,由
可知电容变小,电容的容抗变大,流过滑动变阻器的电流将变小,B错误;
C.由B项分析可知,流过滑动变阻器的电流变小,由知,滑动变阻器的功率将减小,而R1的电压不变,其功率不变,则理想变压器的输出功率变小,由可知,a、b两端的输入功率将减小,C正确;
D.原线圈电压不变,副线圈电压不变,定值电阻的电功率不变,D错误。
本题选不正确的,故选ABD。
7. 研究表明,新冠病毒耐寒不耐热,温度在超过时,30分钟就可以灭活。如图所示,含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在粗细均匀的绝热汽缸下部a内,汽缸顶端有一绝热阀门K,汽缸底部接有电热丝E,汽缸的总高度。a缸内被封闭气体初始温度,活塞与底部的距离,活塞和汽缸间的摩擦不计。若阀门K始终打开,电热丝通电一段时间,稳定后活塞与底部的距离,关于上述变化过程,下列说法正确的是( )
A. b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体的
B. a汽缸中的气体温度升高,压强增大
C. 稳定后,a汽缸内的气体温度为
D. 稳定后,保持该温度不变再持续30分钟,a汽缸内新冠病毒能够被灭活
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知,原b汽缸的高度
当a汽缸稳定后活塞与底部的距离
此时b汽缸的高度
设为活塞的面积,那么b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体为
故A错误;
BCD.由于K始终打开,a汽缸中的气体的压强不变,可得
其中
,
联立解得稳定后,a汽缸内的气体温度为
故BC错误,D正确。
故选D。
8. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd,被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg,直角边ge和ef的长也等于L,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区,若图示位置为t=0时刻,设逆时针方向为电流的正方向.则感应电流i-t图像正确的是(时间单位为)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】bc边的位置坐标x在0-L的过程,根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a,为正值。线框bc边有效切线长度为
L1=L-vt
感应电动势为
E =B(L-vt)•v
均匀减小,感应电流
即感应电流均匀减小。同理,x在L-2L过程,根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a,为负值,感应电流均匀减小。
故选D。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得0分)
9. 关于下列实验及现象的说法正确的是( )
A. 液晶光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性
B. 单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点
C. 有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
D. 由于液体表面层内的分子间距大于,从而形成表面张力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些单晶体相似,具有各向异性,故A错误;
B.根据晶体的特点,可知单晶体和多晶体都有固定的熔点,故B错误;
C.因为组成晶体的微粒能够按照不同规则在空间分布,所以有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,故C正确;
D.由于液体表面层内的分子间距大于,分子之间作用力表现为引力,从而形成表面张力,故D正确,
故选CD。
10. 如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态的图像。已知气体在状态A时的压强是。关于气体的状态,下列说法正确的是( )
A. 从状态A到状态气体的压强减小 B. 从状态A到状态气体的压强不变
C. 气体在状态的压强为 D. 气体在状态的压强为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由题图可知过程AB图线过原点,即V与T比值不变,根据盖—吕萨克定律可知气体从状态A到状态气体的压强不变,故A错误,B正确;
CD.由题图可知过程BC为等容过程,根据查理定律可得
并且
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
11. 如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电,输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和;的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和。设的输入电压一定,当用户消耗的电功率变大时,有( )
A. 减小,变大 B. 不变,变小
C. 变小,变小 D. 变大,变大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.用户消耗电功率变大,由于是理想变压器,则P3也会变大;由于T1的输入电压U1一定时,U2也不变,则P2必须变大,线路上的电流变大,导致电阻R消耗的功率也变大,电阻两端电压也变大,所以U3变小,U4变小,故A错误,B正确;
CD.由于两变压器均是理想的,所以输入功率与输出功率相等,用户消耗的电功率变大,由于是理想变压器,则P3也会变大;由于T1的输入电压U1一定时,U2也不变,则P2必须变大,故C错误,D正确。
故选BD。
12. 如图甲所示,质量m=3.0×10-3 kg 的形金属细框竖直放置在两水银槽中,形框的水平细杆CD长l=0.20 m,处于磁感应强度大小为B1=1.0 T、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数n=300匝、面积S=0.01 m2的线圈通过开关K与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中,其磁感应强度B2随时间t变化的关系如图乙所示。t=0.22 s时闭合开关K,瞬间细框跳起(细框跳起瞬间安培力远大于重力),跳起的最大高度h=0.20 m。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小为3 V
B. 开关K闭合瞬间,CD中的电流方向由C到D
C. 磁感应强度B2的方向竖直向下
D. 开关K闭合瞬间,通过细杆CD的电荷量为0.03 C
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图乙所示图像可知,0~0.10 s内
ΔΦ=ΔBS=(1-0)×0.01 Wb=0.01 Wb
0~0.10 s内线圈中的感应电动势大小
E=n=300× V=30 V
故A错误;
BC.由题可知细杆CD所受安培力方向竖直向上,由左手定则可知,电流方向为:C→D,由安培定则可知感应电流的磁场方向竖直向上,由图示图像可知,在0.2~0.25 s内穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律可知,磁感应强度B2方向竖直向上,故B正确,C错误;
D.对细框,由动量定理得
B1Il×Δt=mv-0
细框竖直向上做竖直上抛运动
v2=2gh
电荷量
Q=IΔt
解得
Q==0.03 C
故D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
13. 在做“用油膜法估测分子大小”的实验中:
(1)本实验中做了三点理想化假设:将油酸分子视为球形;_________;油酸分子是紧挨在一起的;
(2)在“油膜法”估测分子大小的实验中,体现的物理思想方法是_________。(用序号字母填写)
A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法
(3)实验中所用的油酸酒精溶液为1000mL溶液中有纯油酸2mL,用量筒测得1mL上述溶液为100滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示,图中正方形方格的边长为2cm,油膜所占方格数约为80个,可以估算出油膜的面积是_________m2(结果保留两位有效数字),由此估算出油酸分子的直径是_________m(结果保留三位有效数字)。
(4)在一次实验中由于痱子粉撒得过多,得到了如图乙所示的油膜,如果按此油膜来计算分子直径,你认为测量结果相对真实值会_________(填“偏大”“偏小”或“无系统误差”)。
【答案】 ①. 油酸分子形成单层分子膜 ②. A ③. 0.032 ④. 6.25×10-10 ⑤. 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]本实验中做了三点理想化假设:将油酸分子视为球形;油酸分子形成单层分子膜;油酸分子是紧挨在一起的;
(2)[2]在油膜法估测分子大小的实验中,让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜,将油酸分子看作球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的,估算出油膜面积,从而求出分子直径,这里用到的方法是理想模型法。
故选A。
(3)[3]在本实验中将油膜分子看成紧密排列的球形,由图示油膜可知,油膜的面积为
[4]每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
(4)[5]由图可知该次实验中痱子粉撒太多,油膜未能充分展开,此时所测油膜面积偏小,所以油酸分子的直径测量结果相对真实值偏大。
14. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”某次实验中,如图所示:
(1)为了确保实验的安全,下列做法正确的是______
A.为了人身安全,只能使用低压直流电源,所用电压不要超过
B.即使副线圈不接用电器,原线圈也不能长时间通电
C.为使接触良好,通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D.为了多用电表的安全,使用交流电压挡测电压时,先用最大量程挡试测
(2)小唐同学把交流电源接在a、b两端,当时,用多用电表交流电压挡测量c、d两端电压,测量结果如图所示,则______V。a、b两端匝数与c、d两端匝数之比是______。
A. B. C. D.
【答案】 ①. BD ②. 5.6 ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]A.变压器工作需要交流电,因此,为了人身安全,只能使用低压交流电源,所用电压不要超过,A错误;
B.即使副线圈不接用电器,原线圈处于空载也有一定电损,则原线圈也不能长时间通电,B正确;
C.实验通电时,若用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路,这样无形之中,将人体并联电路中,导致所测数据不准确,C错误;
D.使用多用电表测电压时,先用最高量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,D正确。
故选BD。
(2)[2]根据多用电表交流电压挡读数规律,该读数为5.6V;
[3]根据
故选B。
15. 如图,开口朝下的圆筒形汽缸竖直悬挂,处于静止状态,汽缸内用横截面积为的薄活塞封闭着温度为的某种理想气体,活塞可在汽缸内上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热,使活塞缓慢向下移动。当气体温度升高至时,活塞刚好移到汽缸口。已知大气压强为,汽缸容积为,重力加速度为。
(1)求时汽缸内气体体积;
(2)如果不加热气体,而在活塞下悬挂一个沙盘,缓慢(等温)地往沙盘里添加沙,当沙与沙盘总质量与活塞质量相等时,活塞也刚好移到汽缸口,求活塞的质量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)通过电热丝缓慢加热气体的过程中,气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律可得
其中
,,
解得
(2)通过挂沙盘使活塞移到汽缸口过程中,气体发生等温变化。设活塞质量为,根据玻意耳定律可得
其中
联立解得
16. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图(甲)所示。已知发电机线圈内阻为,外接一只电阻为的灯泡,如图(乙)所示,问:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电压表的示数为多少;
(3)如果使线圈转速加倍,则发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为多少。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由图甲可知
若从线圈处于中性面开始计时,线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
(2)电表示数为灯泡两端电压的有效值,由题图知电动势的最大值,有效值为
灯泡两端电压为
(3)如果使线圈转速加倍,根据
可知最大电压变为原来的4倍,即
则有效值为。电流的有效值
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为
17. 户外野营充气床垫体积小,重量轻便于携带。受到广大户外旅游爱好者的欢迎,但这种充气床垫的缺点是如果温度变化太大,由于热胀冷缩原理体积会减小。出现塌缩,影响睡眼效果。如图所示为一正在充气床垫,充气前里面有部分气体,使用手动充气泵往里面打气。充好气后,关闭充气阀门。床垫内气体体积为5V,压强为3p0,此充气过程中环境温度为T0(热力学温度)并保持不变,气体可视为理想气体。
(1)该床垫充气前内部气体的压强为大气压p0,体积为V,充气泵每次打入压强为p、体积为的气体,要充好床垫,求充气泵需要打气的次数:
(2)充好气后若夜间环境温度降为,床垫内气体体积减小2%,求夜间床垫内气体压强。
【答案】(1)280;(2)
【解析】
【详解】(1)白天充好气的床垫内气体压强为,温度为,体积为,设床垫要充好气,充气泵需要的打气次数为,对充好气后床垫内所有气体有
解得
故充气泵需要打气的次数为280次。
(2)设夜间床垫内气体压强、温度、体积分别为,,,则有
对床垫内气体有
故夜间床垫内气体的压强
18. 如图所示装置由水平轨道、倾角θ= 37°的倾角轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。质量m=0.035kg、长度L= 0.1m、电阻R= 0.025Ω的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F= 2.0N拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd 与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g =10m/s2.
(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)求当棒ab刚要向上滑动时cd棒速度v的大小;
(3)若从cd棒刚开始运动到ab棒刚要上滑的过程中,cd棒在水平轨道上移动的距离x= 0.55m,求此过程中ab棒上产生的热量Q和此过程中cd棒的运动时间。
【答案】(1)0.75;(2)6m/s;(3)0.235J,0.16s。
【解析】
【详解】(1) 当ab刚好不下滑,静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件得:
mgsin37°=μmgcos37°
则
μ=tan37°=0.75
(2) 设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有:E=BLv,设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有
设ab所受安培力为F安,有F安=BIL,此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有
F安cos37°=mgsin37°+μ(mgcos37°+F安sin37°)
又
代入数据解得
v=6.0m/s
(3) 设ab棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总:
Q总=2Q
由能量守恒有
解得:
代入数据得:
Q=0.235J
根据动量定理可知
且
联立解得
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