山东省商河县第一中学2021届高三上学期11月期中考试物理试卷

商河一中期中考试试题一、选择题（共12题，其中1—8题为单选，每题4分；9—12题为多选，每题4分，选不全的2分）1.单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A. 时刻线框平面与中性面垂直     B. 线框的感应电动势的有效值为C. 线框的感应电动势有效值为  D. 从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为2.均匀带正电荷的球体半径为R，在空间产生球对称的电场；场强大小沿半径分布如图所示，图中已知，曲线下部分的面积恰好等于部分的面积.则（   ）A.可以判断曲线与坐标r轴所围成的面积单位是库仑B.球心与球表面间的电势差C.若电荷量为q的正电荷在球面R处静止释放运动到处电场力做功D.已知带电球在r≥R处的场强为带电球体总电量，则该均匀带电球体所带的电荷量3．某发电站的输出功率为104 kW,输出电压为4 kV,通过理想变压器升压后向80 km远处的用户供电.已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10－8 Ω·m,导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%.则以下说法正确的是：（     ）A． 升压变压器的输出的电压为40 kV      B． 输电线路上的电压损失为3.2 kVC． 输电线的电阻为12.8Ω               D． 理想变压器原副线圈的匝数比为1:104关于固体、液体的性质，下列说法正确的是 （ ）A单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点B．外界对物体做功，同时物体向外界放出热量，物体的内能不一定改变C玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用D唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润5.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(    )A. 1.3m/s ，a正、b负         B. 2.7m/s ， a正、b负C．1.3m/s，a负、b正           D. 2.7m/s ， a负、b正 6.如图所示,两个容器、,用截面均匀的水平细玻璃管相连, 、所装气体的温度分别为17℃和27℃,水银柱在管中央平衡,如果两边气体温度都升高10℃,则水银柱将(      )A.向右移动                 B.向左移动
C.不动                   D.条件不足,不能确定7.某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、P、M、N为电场中的四个点，其中P和M在一条电场线上，则下列说法正确的是（     ）A. M点的场强小于N点的场强B. M点的电势高于N点的电势C. 将一负电荷由O点移到M点电势能增加D. 将一正电荷由P点无初速释放，仅在电场力作用下，可沿PM电场线运动到M点8.如图所示的电路中,R1,R2是定值电阻,R3是滑动变阻器,电源的内阻不能忽略,电流表A和电压表V均为理想电表.闭合开关S,当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程,下列说法中正确的是(　　) A.电压表V的示数增大B.电流表A的示数减小C.电容器C所带的电荷量减小D.电阻R1的电功率增大9.某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0 V，则(   )A.电路的总电阻约为 B.电源电动势为5.6 VC.电源消耗的热功率为3.0 W D.电源的效率约为89.3%10.以下说法正确的是        。A. 表面张力使液体的表面有拉伸的趋势B. 压缩气体，气体的内能不一定增加C. 当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体分子的平均动能减小D. 已知阿伏伽德罗常数为NA，氧气的摩尔质量为M、密度为ρ，则每个氧气分子的质量为，每个氧气分子的体积为11.如图甲所示，质量为、长为的水平金属细杆的两端分别放置在两水银槽的水银中，水银槽所在空间存在磁感应强度大小、方向水平向右的匀强磁场，且细杆与该磁场方向垂直。一匝数为100匝、横截面面积为的线通过导线、开关与两水银槽相连，线圈处于沿竖直方向垂直穿过圈横截面的匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。在时闭合开关，细杆间弹起（可认为弹起过程中安培力远大于重力，重力忽略不计），弹起的最大高度为。不考虑空气阻力，水银的黏滞作用和细杆落回水槽后的运动，重力加速度取，下列说法正确的是（    ） A. 感应强度的方向竖直向上B. 时，线圈中的感应电动势大小为C. 在细杆CD弹起的过程中，细杆CD所受安培力的冲量大小为D. 开关闭合后，通过细杆某一横截面的电荷量为12.如图所示，为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面D时，动能为16 eV，速度方向垂直于等势面D，飞经等势面C时，电势能为，飞至等势面B时速度恰好为零，已知相邻等势面间的距离均为4 cm，电子重力不计.则下列说法正确的是（   ）A.电子做匀变速直线运动 B.匀强电场的场强大小为100 V/mC.等势面A的电势为 D.电子再次飞经D等势面时，动能为16 eV二，实验题（12分）13.某同学利用下列器材测量两节干电池的总电动势和总电阻。A.待测干电池两节；B.电压表、，量程均，内阻很大；C.定值电阻（阻值未知）；D电阻箱；E.导线若干和开关。 （1）根据如图甲所示的电路图，在实物图乙中补全相应的电路图_________。（2）实验之前，需要利用该电路测出定值电阻。先把电阻箱调到某一阻值，再闭合开关，读出电压表和的示数分别为、，则_______（用、、表示）。（3）实验中调节电阻箱，读出电压表和的多组相应数据、。若测得，根据实验描绘出图象如图丙所示，则两节干电池的总电动势_______、总电阻________。（结果均保留两位有效数字）14．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：(1)上述步骤中，正确的顺序是____________________。(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液，测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2。由此估算出油酸分子的直径为__________m。(结果保留1位有效数字)三论述题15(8分).如图所示为一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为,开始时内部封闭气体的压强为,经过太阳曝晒,气体温度由升至.
1.求此时气体的压强.
2.保持不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.16（8分）.12.如图所示,在第一象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场,在的区域内存在方向垂直于平面向外的匀强磁场.在第二象限内,初速度为零的带正电粒子,经电压为U的电场加速后从y轴上P点沿x轴正方向射入第一象限,经过匀强电场后从Q点进入磁场,并从坐标原点O第一次射出磁场.已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,不计重力.求:1.匀强电场电场强度的大小;2.匀强磁场磁感应强度的大小; 17（12分）.1.如图所示，线框由导线组成，两边竖直放置且相互平行，导体棒水平放置并可沿无摩擦滑动，导体棒所在处有匀强磁场且，已知长，整个电路总电阻.螺线管匝数，螺线管横截面积.在螺线管内有如图所示方向磁场，若磁场以均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态，试求：()(1)通过导体棒的电流大小；(2)导体棒的质量m大小；(3)若，导体棒恰沿匀速下滑，求棒的速度大小。 18（12分）如图12所示，MN、PQ是固定在水平桌面上，相距l＝1.0 m的光滑平行金属导轨，MP两点间接有R＝0.6 Ω 的定值电阻，导轨电阻不计。质量均为m＝0.1 kg，阻值均为r＝0.3 Ω的两导体棒a、b垂直于导轨放置，并与导轨良好接触。开始时两棒被约束在导轨上处于静止，相距x0＝2 m，a棒用细丝线通过光滑滑轮与质量为m0＝0.2 kg的重物c相连，重物c距地面高度也为x0＝2 m。整个桌面处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0 T。a棒解除约束后，在重物c的拉动下开始运动(运动过程中丝线始终与b棒没有作用)，当a棒即将到达b棒位置前一瞬间，b棒的约束被解除，此时a棒已经匀速运动，试求：(1)a棒匀速运动时棒中的电流大小；(2)已知a、b两棒相碰后即粘合成一根“更粗的棒”，假设导轨足够长，试求该“粗棒”能运动的距离；(3)a棒解除约束后整个过程中装置产生的总焦耳热。   高三上学期期中考试物理试题答案1【答案】B【详解】A．时刻通过线框的磁通量最大，故线框平面与中性面平行，故A错误；BC．由于该线圈只有1匝，故感应电动势的最大值为故有效值为故B正确，C错误；D．从t=0到t=过程中线框的平均感应电动为故D错误；故选B。2.答案：D解析：本题考查图象的理解与认知.由电势差与电场强度的关系可知，在图象中，图线与横轴所围区域的面积表示电势差，因此面积的单位是伏特，故A错误；球心与球表面间的电势差，故B错误；曲线下部分的面积恰好等于部分的面积，则的电势差，根据可知，电荷量为q的正电荷在球面R处由静止释放运动到处，电场力做功，故C错误；当时，有，解得，故D正确.3【答案】B【解析】输电线路的电阻为；输电线上损失的功率为△P=4%P=4%×104KW=400KW；由△P=I2R得。由P=UI得;输电线上损失电压为△U=IR=125×25.6V=3.2kV；变压器原副线圈匝数比为，故选B。4【解答】解：A、单晶体和多晶体都有确定的熔点，故 A 错误； B、彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点，故 B 正确； C、玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故 C 错误； D、唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为不浸润，故   D 错误。故选 B。5答案：A6.答案：A解析：假设水银柱不动,A、B气体都做等容变化:由知因为所以所以水银柱向右移动.7【答案】C【解析】电场线密的地方电场强度大，由图可知M点电场线比N点的密，所以M点的场强大于N点的场强度，故A错误；沿电场线方向电势降低，所以M点的电势低于N点的电势，故B错误；将一负电荷由O点移到M点电场力做负功，所以电荷的电势能增加，故C正确；一正点电荷从P点由静止释放，该电荷所受的电场力是变力，与电场线的相切，据曲线运动的条件该电荷并不能沿电场线运动到M点，故D错误．故选C.8解析:当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,电阻R2与R3并联的总电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I增大,则路端电压减小,则电压表V的示数减小,故选项A错误;并联部分电压U并=E-I(R1+r)减小,流过电阻R2的电流I2减小,电流表A的示数IA=I-I2增大,故选项B错误;电容器的电压UC=IR1,I增大,UC增大,电容器C所带的电荷量增大,故C错误;电阻R1的电功率P1=I2R1,I增大,P1增大,故D正确. 9答案：ABD解析：理想电压表Ⅴ的示数为4.0 V，由题图甲可知灯泡的电流为0.6 A，小灯泡的电阻；两个相互并联的灯泡的电流均为0.3 A，由题图甲可知，其电压均为1.0 V，则，所以总电阻为，A正确；电源电动势，B正确；电源消耗的热功率为，C错误；电源效率，D正确。10【答案】BC【解析】【详解】A．表面张力使液体的表面有收缩的趋势，A错误；B．压缩气体，对气体做功，如果气体放出热量，根据热力学第一定律，气体的内能可能增力也可能减小，B正确；C．温度是分子平均动能的标志，当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，C正确；D．已知阿伏伽德罗常数为NA，氧气的摩尔质量为M、密度为ρ，则每个氧气分子的质量为，每个氧气分子连同它周围空间的体积为，由于氧气分子距离很大，根据题目，无法求出每个氧气分子的体积，D错误；故选BC11【答案】ABD【详解】A、由题意知细杆CD所受安培力方向竖直向上，由左手定则可知感应电流方向由C到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0.15~0.25s内穿过线圈的磁通量减少，由楞次定律可得磁感应强度方向竖直向上，故A正确；B、由图像可知，0~0.1s内线圈的感应电动势大小为，即0.05s时，线圈中的感应电动势大小为10V，故B正确；C、细杆弹起过程中，细杆所受安培力的冲量大小为，故C错误；D、开关K闭合后，设通过CD的电荷量为q，根据动量定理可得：，而，解得：，故D正确；故选ABD。 12.答案：ACD解析：本题考查电场力、电场强度和电势.电子运动方向垂直于等势面，故电子运动方向和电场方向平行，则电子加速度方向和运动方向平行，故电子做匀变速直线运动，选项A正确；电子运动过程只有电场力做功，故电子再次飞经D等势面时电场力做功为零，即电子动能不变，仍为16 eV，选项D正确；电子飞至等势面B时速度恰好为零，故由动能定理可知，电子从等势面D到等势面B，克服电场力做功为16 eV，故等势面间的电势差为16 V，则场强为，选项B错误；从D到B电势降低，等势面C处电子的电势能为，故等势面C的电势为8 V，等势面A的电势比等势面C的电势低16 V，故为，选项C正确.【点睛】带电粒子射入磁场后做匀速圆周运动，对着圆心入射，必将沿半径离开圆心，根据洛伦兹力充当向心力，求出v=时轨迹半径，确定出速度的偏向角．对着圆心入射的粒子，速度越大在磁场中通过的弧长越长，轨迹对应的圆心角越小，即可分析时间关系． 13【答案】    (1).     (2).     (3). 3.0    (4). 2.4【解析】【详解】(1)[1] (2)[2] 闭合开关后，根据串并联电路规律可知，两端电压，电流为，根据欧姆定律(3)[3] 根据闭合电路欧姆定律可知变形可得由图象可知，当时，，则有图象的斜率为联立解得，。14解析　(1)依据实验顺序，首先配置混合溶液，然后在浅盘中放水和痱子粉，将一滴溶液滴入浅盘中，将玻璃板放在浅盘上获取油膜形状，最后用已知边长的坐标纸上的油膜形状来计算油膜的总面积，故正确的操作顺序为④①②⑤③；(2)一滴油酸酒精溶液的体积为V＝ cm3＝SD，其中S＝0.13 m2，故油酸分子直径D＝＝ m＝5×10－10 m。答案　(1)④①②⑤③　 (2)5×10－1015.答案：1.
2. 解析：1.设升温后气体的压强为,
由查理定律得①   2
代入数据得②     1
2.抽气过程可视为等温膨胀过程,设膨胀后的总体积为,由玻意耳定律得③  2
联立②③式解得④    1
设剩余气体的质量与原来气体的总质量之比为,由题意得⑤   1
联立④⑤式解得⑥     1 16.答案：1.粒子在第二象限内被加速后沿x轴正方向进入第一象限.作出粒子在第一象限内运动的示意图如图甲所示,粒子在电场中做类平抛运动,作出粒子出电场(进磁场)时的速度的反向延长线,由平抛运动规律吋知,反向延长线交于沿x轴方向的位移的中点处,可知粒子到达Q点时的速度v与x轴正方向的夹角为由运动的合成与分解可知,合速度根据动能定理,带电粒子在第二象限有在第一象限有联立解得.2.带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,作出其第一次进入磁场后的运动轨迹如图乙所示,为弦,弦切角为,轨迹所对圆心角为,为圆心,则设粒子在磁场中运动轨迹的半径为R,则,由洛伦兹力提供向心力有,故.1.答案：(1)螺线管产生的感应电动势：
闭合电路欧姆定律，
(2)安培力
导体棒静止时有求得
(3)切割磁力线所产生的电动势闭合电路欧姆定律：
安培力表达式：导体棒静止时有则有：18解析　(1)由题意m0g＝BlIa，可得Ia＝2 A(2)设碰前a棒的速度为v，则Ia＝，R总＝ Ω＋0.3 Ω＝0.5 Ωv＝1 m/sab碰撞过程mv＝2mv′，v′＝0.5 m/sab碰撞后的整体运动过程，由动量定理得－lBt＝0－2mv′，q＝t＝得x＝0.075 m(3)发生碰撞前m0gx0－Q1＝(m0＋m)v2得Q1＝3.85 J发生碰撞后Q2＝×2mv′2＝0.025 J所以整个运动过程Q＝Q1＋Q2＝3.875 J答案　(1)2 A　(2)0.075 m　(3)3.875 J