2021-2022学年内蒙古通辽市开鲁县第一中学高二下学期期中考试物理试题 （解析版）

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开鲁一中2021—2022学年度下学期高二年级期中检测物理学科试题说明：1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分2、本试卷共110分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷（选择题，共52分）注意事项：1、答第Ⅰ卷前，考生务必将自己的姓名、考号填涂在答题卡上。答题卡不要折叠。2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的题目标号涂黑，答在试卷上无效。一、选择题（共13小题，每小题4分，共52分.每小题有一个或多个选项符合题目要求，选不全的得2分，错选或不选得0分.1-8单选，9-13多选）1. 下列关于甲、乙、丙、丁四种装置，在下列操作与判断正确的是（　　）
 A. 图甲中，使两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动，导体棒中能产生感应电流B. 图乙中，使导体棒在匀强磁场中以恒定的角速度绕b点构成的闭合回路转动，导体棒中不能产生感应电流C. 图丙中，在闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的平行直导线中，使通过的电流逐渐增大，闭合导体环中能产生感应电流D. 图丁中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，不闭合的导体环中不能产生感应电流【答案】D【解析】【详解】A．图甲中，两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，闭合回路的面积不变，穿过回路的磁通量不变，因此导体棒中不会产生感应电流，故A错误；B．图乙中，当导体棒转动时，切割磁感线，导体棒中有感应电流产生，故B错误；C．图丙中，因为通电直导线在闭合圆环导体直径的正上方，所以穿过圆环导体的磁通量等于0，无论电流如何变化，穿过圆环导体的磁通量总是0，不能产生感应电流，故C错误；D．图丁中，虽然磁通量变化，由于导体环不闭合，故导体环中不能产生感应电流，故D正确。故选D。2. 下列说法正确的是（　　）A. 一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比B. 显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动C. 布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动D. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大【答案】D【解析】【详解】A．由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误；BC．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它反映液体分子的无规则运动，但不是分子的运动，故BC错误；D．若分子间距是从小于平衡距离开始变化，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故D正确。故选D。3. 下列说法不正确的是（　　）A. 如图甲为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线虽不是固体颗粒的运动轨迹，但是它能间接反映液体（或气体）分子的无规则运动B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功【答案】B【解析】【详解】A．如图甲为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线虽不是固体颗粒的运动轨迹，但是它能间接反映液体（或气体）分子的无规则运动，故A正确；B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由图线的特点可知，温度升高，pV增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；D．由图丁可知，在由变到的过程中分子势能减小，分子力做正功，故D正确。本题选不正确项，故选B4. 如图甲所示，菱形导电线框的区域内存在匀强磁场，开始时磁场方向垂直于面向里。若磁场的磁感应强度B按照图乙所示规律变化，则线框中的感应电流（取逆时针方向为正方向）随时间t的变化图象是（　　）
 A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】从0-t1时间内，感应电流的方向为顺时针方向，即负方向；图像的斜率不变，根据可知感应电动势大小不变，则感应电流大小不变；从t1-t2时间内，感应电流的方向为逆时针方向，即正方向；图像的斜率不变，根据可知感应电动势大小不变，则感应电流大小不变；故选A。5. 如图所示，1、2两个单匝闭合圆形线圈用同样材料、粗细的导线制成，半径，图示区域内有匀强磁场，其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的是（　　）A. 1、2线圈中产生的感应电动势之比B. 1、2线圈中产生的感应电动势之比C. 1、2线圈中感应电流之比D. 1、2线圈中感应电流之比【答案】C【解析】【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律匝数相同，1、2线圈中产生的感应电动势之比故AB错误；CD.根据电阻定律 1、2线圈中感应电流之比故C正确D错误。故选C。6. 随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（　　）A. 理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍B. 若没有交流变频器，则电压表的示数为C. 穿过原、副线圈的磁通量之比为D. 穿过原、副线圈磁通量之比为【答案】A【解析】【分析】【详解】A．交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由可知，原线圈的输入电压变为原来的2倍，由可知，副线圈输出电压变为原来的2倍，故A正确；B．若没有交流变频器，原线圈输入电压为，又，则电压表的示数为，故B错误；CD．根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为，故CD错误。故选A。7. 我国能源分布很不均匀，远距离大容量输电有着特别重要的意义。远距离高压交流输电的示意图如图所示，变压器均为理想变压器，发电机的输出功率P1= 1750kW，发电机的输出电压U1= 350V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线的总电阻r = 16Ω。若输电线上损失的功率ΔP = 40kW，则下列说法正确的是（   ）A. 输电线上输送的电流为500AB. 升压变压器原、副线圈的匝数比n1：n2= 1：10C. 降压变压器原线圈两端电压为34200VD. 输电线上损失的电压为35000V【答案】C【解析】【详解】A．根据功率公式P = I2R得解得I2 = 50AA错误；B．变压器为理想变压器，所以变压器输出功率等于输入功率P1 = P2 = 1750kW由P = UI可知根据所以，B错误；C．降压变压器的输入功率为则降压变压器原线圈两端电压为C正确；D．输电线上损失的电压为D错误。故选C。8. 如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为2L，以磁场左边界为坐标原点建立x轴。一边长为L的正方形金属线框abcd，在外力作用下以速度v匀速穿过匀强磁场。从线框cd边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框ab边两端的电压、线框所受安培力F。穿过线圈的磁通量随位移x的变化图像正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】D【解析】【详解】线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势E=BLv电流方向为逆时针安培力方向向左；磁通量逐渐变大；线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的电动势E=BLv电流为零；安培力为零；磁通量不变；当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动E=BLv电流方向为顺时针；安培力方向向左；磁通量逐渐变小；综上所述只有图像D正确，故选D。9. 下面说法中正确的有（　　）A. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能B. 1g100℃水的内能等于1g100℃水蒸气的内能C. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体D. 物体温度是其内部分子热运动平均动能的标志【答案】CD【解析】【详解】A．温度相同则说明分子平均动能相同，但相同质量的氢气和氧气的分子数不同，因此质量和温度相同氢气和氧气的内能不同，A错误；B．水变成相同温度的水蒸气需要吸收热量内能增加，因此1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能，B错误；C．内能少的物体温度可能高，内能多的物体温度可能低，因此内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体，C正确；D．温度是其内部分子热运动平均动能的标志，D正确；故选CD。10. 关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　）A. 扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动B. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故C. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做内能D. 两个分子间的距离为r0时，分子势能最小【答案】AD【解析】【详解】A．扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动，A正确；B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强增大，B错误；C．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，C错误。D．两个分子间的距离为r0时，无论两个分子之间的距离增大还是减小，分子力都做负功，分子势能都增大，所以两个分子间的距离为r0时分子势能最小，D正确。故选AD。11. 如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)．则(　　)A. S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭B. S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C. 电路接通稳定后，B灯和C灯亮度相同D. 电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭【答案】AC【解析】【详解】S闭合时，由于L的电流增大，所以L产生很大的阻抗，相当于L是断路，所以电流从A通过，A立即亮起来，但随着电流的稳定，L的阻抗消失，变成一根导线，把A短路，故A逐渐熄灭，这时电路中BC并联在电源两端，电压增大，B灯变亮，并且BC两灯的亮度相同，A正确BC错误；电路接通稳定后，S断开时，L中的电流减小，产生很大的感应电流，相当于电源，有电流通过C灯，故C灯不会立刻熄灭，D错误；【点睛】解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小．当电流不变时，线圈将与之并联的电路短路12. 如图甲所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　）
 A. 图乙中电压的有效值为220VB. 电压表的示数为44VC. R处出现火警时电流表示数增大D. R处出现火警时电阻 R0消耗的电功率增大【答案】CD【解析】【详解】A．设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U。则代入数据得图乙中电压的有效值为，故A错误；B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：1，所以电压表的示数为，故B错误；C．R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确；D．R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确。故选CD。13. 很多人喜欢到健身房骑车锻炼。某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置，如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心转动。已知磁感应强度，圆盘半径，圆盘电阻不计，导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心相连，导线两端、间接一阻值的小灯泡。后轮匀速转动时，用电压表测得、间电压大小。则（　　）A. 电压表的正接线柱应与相接 B. 车速越大，人骑得越轻松C. 后轮匀速转动20min产生的电能为426J D. 该自行车后轮边缘的线速度大小为8m/s【答案】AD【解析】【详解】A．由右手定则可知轮子边缘的点等效为电源负极，电压表的正接线柱应与正极相接，即应与b相接，A正确；B．车速越大产生的感应电动势越大，感应电流越大，所受的安培力也越大，即阻力越大，人骑得越费劲，B错误；C．由焦耳定律得由欧姆定律得代入数据解得C错误；D． 解得D正确；故选AD。第Ⅱ卷（非选择题部分）二、实验题（每空2分共20分）14. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验的简要步骤如下：
 A.配置油酸酒精溶液：将油酸和酒精按体积比配制好，然后把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，算出一滴油酸酒精溶液的体积B.向浅盘中倒入一定量的水，在水面均匀地撒入滑石粉（或痱子粉）C.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定D.把带有小方格的塑料板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在塑料板上，数出薄膜所占格数，根据小方格个数估算出油膜面积E.计算出油膜的厚度（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸5mL.用注射器测得1mL上述溶液有液滴100滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm.则：①油膜的面积约为____________cm2（保留两位有效数字）.②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________________cm3.③根据上述数据，估算出油酸分子的直径____________m（保留一位有效数字）（3）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果___________（选填“偏大”或“偏小”）【答案】    ①. 83    ②.     ③.     ④. 偏大【解析】【详解】（2）①[1]这种粗测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这时油膜的厚度可视为油酸分子的直径，由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数是83个，油膜的面积为②[2]一滴溶液中含纯油的体积③[3]油酸分子直径④[4]实验过程中，水槽所撒痱子粉太厚导致油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。15. 电话手表是一种集手表、通话与定位等功能于一体的新式通信工具。小贾同学要测某品牌电话手表的电池的电动势（约为3V）和内阻（约为）设计了如图甲所示的电路，电路中为定值电阻，电压表内阻较大。（1）滑动变阻器应选用___________，定值电阻应选用______________。A.滑动变阻器（阻值为，允许通过的最大电流为1A）B.滑动变阻器（阻值为，允许通过的最大电流为1A）C.定值电阻（阻值为，功率不能超过2W）D.定值电阻（阻值为，功率不能超过10W）（2）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，作出图像如图丙所示，则电池的电动势__________V（结果保留三位有效数字），电池的内阻____________（结果保留两位有效数字）。（3）当电压表的示数如图丁所示时，电压表读数为__________V；题中实验方法得到的电池内阻测量值____________真实值（填“>”、“=”、“<”）【答案】    ①. B    ②. C    ③. 2.91##2.92##2.93##2.94    ④. 0.40##0.41##0.42##0.43##0.44##0.45    ⑤. 2.40    ⑥. ＜【解析】【详解】（1）[1][2]若滑动变阻器选用0~3Ω的，电压表的示数变化范围较小，并且有烧毁的风险；保护电阻是防止电源发生短路，选用阻值小的即可；（2）[3]根据由图丙的U-I图像可知，图像的纵截距约为2.92V，则电源电动势[4]图像的斜率的绝对值电源内阻（3）[5]图中电压表读数为2.40V；[6] 题中实验方法中由于电压表的分流作用，使测得的电源内阻测量值小于真实值。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。）16. 如图所示，长的薄壁玻璃管与水平面成30°角倾斜放置，玻璃管粗细均匀，底端封闭、上端开口。初始时有长的水银柱封闭着一定质量的理想气体，且水银面恰与管口齐平。现将管口缓慢转到竖直向上，同时缓慢向管中注入水银，使水银面始终与管口齐平。已知大气压强，环境温度保持不变。求：（1）初始时管中气体的压强；（2）管口转到竖直向上时，水银柱的长度。【答案】（1）；（2）17cm【解析】【详解】（1）以水银柱的下液面为研究对象，设管内气体压强为，根据压强平衡可知带入数据解得（2）设玻璃管的横截面积为，初态时，管内气体压强管内气体体积根据题意，末状态时，设水银柱的长度为，则管内气体的压强管内气体体积根据玻意耳定律代入数据解得，（舍去）管口转到竖直向上时，水银柱的长度17. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100，电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电路中电压表的示数；(3)R上的热功率．【答案】（1） （2） （3） 【解析】【详解】(1)交流发电机产生电动势的最大值Em＝nBSω而Φm＝BS，ω＝所以由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×10－2 Wb，T＝6.28×10－2s所以Em＝200 V(2)电动势的有效值E＝＝100V(3)R上的功率为18. 如图甲所示，足够长的“U”型金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T，竖直向下的匀强磁场．连接在导轨两端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计．某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v-t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5．在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3：5．g取10m/s2．求：
（1）水平恒力F的大小；
（2）求前2s内金属杆P运动的位移大小x1；
（3）前4s内电阻R上产生的热量．【答案】（1）0.75N；（2）4.8m；（3）1.8J．【解析】【详解】（1）由图乙可知金属杆P先作加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动．
当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势  E=Blv感应电流安培力根据牛顿运动定律有F-F'-μmg=0解得F=0.75 N（2）通过金属杆P的电荷量   其中所以 （x为P的位移）设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2
则△Φ1=BLx1△Φ2=BLx=BLvt由于q1：q2=3：5联立解得x2=8m，x1=4.8m．（3）前4s内由能量守恒得 其中Qr：QR=r：R=1：3解得：