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黑龙江省大庆铁人中学2020-2021学年高二下学期期中考试：物理+答案
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这是一份黑龙江省大庆铁人中学2020-2021学年高二下学期期中考试：物理+答案，文件包含铁人中学2019级高二学年下学期期中考试物理试题docx、铁人中学2019级高二学年下学期期中考试物理试题答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共4页， 欢迎下载使用。
试题说明：1、本试题满分110分，答题时间90分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
一、选择题（本题共12小题；每小题5分，共60分。1-8题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；9-12题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1. 下列说法中正确的是( )
A. 液体中的悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
B. 温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大
C. 温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡
D. 两分子间距离从小于平衡位置距离r0逐渐增大到10r0的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大
2. 浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜.这种固态材料密度仅有空气密度的 1 6 ，设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为kg/ml)，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是( )
A. a千克气凝胶所含分子数为n=aMNAB. 气凝胶的摩尔体积为Vml=Mρ
C. 每个气凝胶分子的体积为V0=MNAρD. 每个气凝胶分子的直径为d=3NAρM
3. 关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是( )
A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
B. 晶体有天然规则的几何形状，也有确定的熔点
C. 不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
D. 晶体在熔化过程中，分子平均动能不变，内能增加
4. 下列说法中正确的是( )
A.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势
B.水银不浸润玻璃，是因为附着层里分子比液体内部稀疏
C.为了把地下水分引上来，要把地面上的土壤锄松
D.液晶可以用来做显示屏，是因为它在一定条件下能够发光
5. 启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低，显示为1.5p0，车轮内胎体积约为V0.为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入ΔV=1200V0、压强为p0的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.5p0?(汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化)( )
A. 3B. 4 C. 5 D. 6
6. 关于饱和汽和空气的湿度，下列说法错误的是( )
A.某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大
B.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，则饱和汽压可能会减小（容器中仍有液体）
C.相对湿度反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度，相对湿度越大时，水蒸发越慢
D.同一干湿泡湿度计，湿泡显示的温度低于等于干泡显示的温度
7. 如图所示，两根粗细不同，两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体，气柱长度H1< H2，水银柱长度ℎ1>ℎ2，今使封闭气体降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )
A. 均向下移动，A管移动较少
B. 均向下移动，A管移动较多
C. 均向下移动，两管移动的一样多
D. 水银柱的移动距离与管的粗细有关
8. 如图为模拟远距离输电的部分测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1A. |ΔUΔI|=R1k2
B. 原线圈两端电压U1一定变小
C. 电源的输出功率一定增大
D. R1消耗的功率一定增加
9.关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A. 一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
B. 空调既能制热也能制冷，说明热量能够从低温物体传到高温物体
C. 热力学第二定律可表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
D. 在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少
10. 如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦.a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)下达到的平衡状态.若大气压强始终保持不变，下列说法中正确的是( )
A. 与a态相比，b态的气体对活塞的压力较大
B. a、b两态的气体对活塞的压力相等
C. 从a态到b态，气体的内能增加，速率大的分子数所占的比例升高
D. 与a态相比，b态的气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较少
11. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后回到状态A，其压强p随体积V变化的图象如图所示，则以下说法中正确的是( )
A. 从A→B过程中，气体的内能一直不变
B. 从A→B过程中，外界对气体做正功
C. 从B→C过程中，气体向外界放出热量
D. 从A→B→C→A的整个过程中，气体对外界做的功为正值
12. 如图所示，导体棒ab的两个端点分别搭接在两个竖直放置、半径相等的金属圆环上，两圆环所在空间有方向竖直向下的匀强磁场，圆环通过电刷与导线c、d相接. c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，导体棒ab绕与ab平行的水平轴(即两圆环的中心轴，轴与环面垂直)OO'以角速度ω逆时针匀速转动.如果滑动变阻器连入电路的阻值为R时，电流表的示数为I，ab棒、圆环及接触电阻均不计，下列说法正确的是( )
A. 导体棒在圆环的上半部分运动时(不包括最左和最右点)，a环电势低于b环
B. 滑动变阻器上消耗的功率为P=100I2R
C. 取ab在环的最低端时t=0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i=2Isin ωt
D. 若c、d间改接电阻R'后电流表的示数不变，ab棒转过90°的过程中流过ab棒的电荷量可能为1002IRωR'
二、实验题（本大题共2小题，共14分，每空2分）
13. 小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示.将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响.图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象.
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连(选填“A”或“B”)；
(2)当环境温度达到__________℃ 时，警铃报警；
(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是__________.
A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U2
14. 如图所示，为某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带，打点计时器每隔T=0.02s打一个点，选定零点后，再每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA=16.6mm、 xB=126.5mm、xD=624.5mm．
可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为_______s；
(2)打C点时物体的速度大小为_______m/s(保留两位有效数字)；
(3)物体的加速度大小为__________________(用xA、xB、xD和T表示)；
(4)如果电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 .(选填：偏大、偏小或不变).
三、计算题（本题共3小题，满分36分。解答应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给分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
15. (10分)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统.有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电.如图所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V 40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：
(1)输电线路损失的功率；
(2)输电线路的效率.
16.(12分)一定质量的理想气体被活塞封闭在导热气缸内，如图所示水平放置.活塞的质量m=20 kg，横截面积S=100 cm2，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气.开始时气缸水平放置，活塞与气缸底的距离L1=12 cm，离气缸口的距离L2=3 cm.外界气温为27 ℃，大气压强为1.0×105Pa，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，已知g=10 m/s2，求：
(1)此时气体的温度为多少？
(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？
17.(14分)U形管的两支管A、B和水平管C都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计.己知三部分的截面积分别为SA=1.0×10−2cm2，SB=3.0×10−2cm2，SC=2.0×10−2cm2，在C管中有一段空气柱，两侧被水银封闭.当温度为t1=27℃时，空气柱长为l=30 cm(如图所示)，C中气柱两侧的水银柱长分别为a=2.0cm，b=3.0cm，A、B两支管都很长，其中的水银柱高均为ℎ=12 cm.大气压强保持为p0=76 cmHg不变，不考虑温度变化时管和水银的热膨胀.（结果均保留两位有效数字）
(1)若缓慢向A管中加入水银，求当A管中加入多少体积的水银后，C管中右端长为b=3.0cm的水银恰好全部升至B管中？
(2)若给气柱中的空气缓慢加热，试求空气柱温度缓慢升高到t=97℃时空气的体积.
试题说明：1、本试题满分110分，答题时间90分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
一、选择题（本题共12小题；每小题5分，共60分。1-8题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；9-12题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）
1. 下列说法中正确的是( )
A. 液体中的悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显
B. 温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大
C. 温度相同的棉花和石头相接触，需要经过一段时间才能达到热平衡
D. 两分子间距离从小于平衡位置距离r0逐渐增大到10r0的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大
2. 浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜.这种固态材料密度仅有空气密度的 1 6 ，设气凝胶的密度为ρ(单位为kg/m3)，摩尔质量为M(单位为kg/ml)，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是( )
A. a千克气凝胶所含分子数为n=aMNAB. 气凝胶的摩尔体积为Vml=Mρ
C. 每个气凝胶分子的体积为V0=MNAρD. 每个气凝胶分子的直径为d=3NAρM
3. 关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是( )
A. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
B. 晶体有天然规则的几何形状，也有确定的熔点
C. 不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
D. 晶体在熔化过程中，分子平均动能不变，内能增加
4. 下列说法中正确的是( )
A.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势
B.水银不浸润玻璃，是因为附着层里分子比液体内部稀疏
C.为了把地下水分引上来，要把地面上的土壤锄松
D.液晶可以用来做显示屏，是因为它在一定条件下能够发光
5. 启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低，显示为1.5p0，车轮内胎体积约为V0.为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入ΔV=1200V0、压强为p0的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了20%，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强2.5p0?(汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化)( )
A. 3B. 4 C. 5 D. 6
6. 关于饱和汽和空气的湿度，下列说法错误的是( )
A.某种液体的饱和汽压不一定比未饱和汽压大
B.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，则饱和汽压可能会减小（容器中仍有液体）
C.相对湿度反映了空气中水蒸气含量接近饱和的程度，相对湿度越大时，水蒸发越慢
D.同一干湿泡湿度计，湿泡显示的温度低于等于干泡显示的温度
7. 如图所示，两根粗细不同，两端开口的直玻璃管A和B竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着一定质量温度相同的理想气体，气柱长度H1< H2，水银柱长度ℎ1>ℎ2，今使封闭气体降低相同的温度(大气压保持不变)，则两管中气柱上方水银柱的移动情况是( )
A. 均向下移动，A管移动较少
B. 均向下移动，A管移动较多
C. 均向下移动，两管移动的一样多
D. 水银柱的移动距离与管的粗细有关
8. 如图为模拟远距离输电的部分测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1
B. 原线圈两端电压U1一定变小
C. 电源的输出功率一定增大
D. R1消耗的功率一定增加
9.关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )
A. 一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律
B. 空调既能制热也能制冷，说明热量能够从低温物体传到高温物体
C. 热力学第二定律可表述为：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功
D. 在任何自然过程中，一个孤立系统中的总熵不会减少
10. 如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦.a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温(27 ℃)下达到的平衡状态.若大气压强始终保持不变，下列说法中正确的是( )
A. 与a态相比，b态的气体对活塞的压力较大
B. a、b两态的气体对活塞的压力相等
C. 从a态到b态，气体的内能增加，速率大的分子数所占的比例升高
D. 与a态相比，b态的气体单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较少
11. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后回到状态A，其压强p随体积V变化的图象如图所示，则以下说法中正确的是( )
A. 从A→B过程中，气体的内能一直不变
B. 从A→B过程中，外界对气体做正功
C. 从B→C过程中，气体向外界放出热量
D. 从A→B→C→A的整个过程中，气体对外界做的功为正值
12. 如图所示，导体棒ab的两个端点分别搭接在两个竖直放置、半径相等的金属圆环上，两圆环所在空间有方向竖直向下的匀强磁场，圆环通过电刷与导线c、d相接. c、d两个端点接在匝数比n1∶n2=10∶1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，导体棒ab绕与ab平行的水平轴(即两圆环的中心轴，轴与环面垂直)OO'以角速度ω逆时针匀速转动.如果滑动变阻器连入电路的阻值为R时，电流表的示数为I，ab棒、圆环及接触电阻均不计，下列说法正确的是( )
A. 导体棒在圆环的上半部分运动时(不包括最左和最右点)，a环电势低于b环
B. 滑动变阻器上消耗的功率为P=100I2R
C. 取ab在环的最低端时t=0，则导体棒ab中感应电流的表达式是i=2Isin ωt
D. 若c、d间改接电阻R'后电流表的示数不变，ab棒转过90°的过程中流过ab棒的电荷量可能为1002IRωR'
二、实验题（本大题共2小题，共14分，每空2分）
13. 小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示.将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响.图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象.
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连(选填“A”或“B”)；
(2)当环境温度达到__________℃ 时，警铃报警；
(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是__________.
A.适当减小U1 B.适当增大U1 C.适当减小U2 D.适当增大U2
14. 如图所示，为某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的加速度打出的一条纸带，打点计时器每隔T=0.02s打一个点，选定零点后，再每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA=16.6mm、 xB=126.5mm、xD=624.5mm．
可由以上信息推知：
(1)相邻两计数点的时间间隔为_______s；
(2)打C点时物体的速度大小为_______m/s(保留两位有效数字)；
(3)物体的加速度大小为__________________(用xA、xB、xD和T表示)；
(4)如果电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比 .(选填：偏大、偏小或不变).
三、计算题（本题共3小题，满分36分。解答应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给分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
15. (10分)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统.有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电.如图所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V 40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：
(1)输电线路损失的功率；
(2)输电线路的效率.
16.(12分)一定质量的理想气体被活塞封闭在导热气缸内，如图所示水平放置.活塞的质量m=20 kg，横截面积S=100 cm2，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气.开始时气缸水平放置，活塞与气缸底的距离L1=12 cm，离气缸口的距离L2=3 cm.外界气温为27 ℃，大气压强为1.0×105Pa，将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，已知g=10 m/s2，求：
(1)此时气体的温度为多少？
(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q=370 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？
17.(14分)U形管的两支管A、B和水平管C都是由内径均匀的细玻璃管做成的，它们的内径与管长相比都可忽略不计.己知三部分的截面积分别为SA=1.0×10−2cm2，SB=3.0×10−2cm2，SC=2.0×10−2cm2，在C管中有一段空气柱，两侧被水银封闭.当温度为t1=27℃时，空气柱长为l=30 cm(如图所示)，C中气柱两侧的水银柱长分别为a=2.0cm，b=3.0cm，A、B两支管都很长，其中的水银柱高均为ℎ=12 cm.大气压强保持为p0=76 cmHg不变，不考虑温度变化时管和水银的热膨胀.（结果均保留两位有效数字）
(1)若缓慢向A管中加入水银，求当A管中加入多少体积的水银后，C管中右端长为b=3.0cm的水银恰好全部升至B管中？
(2)若给气柱中的空气缓慢加热，试求空气柱温度缓慢升高到t=97℃时空气的体积.
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