甘肃白银高二下物理期中试卷(附答案解析)

甘肃白银高二下物理期中试卷
一、选择题
1. 法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A 和电池连接，线圈B 用长直导线连通，长直导线正下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是（ ）
A.A 线圈闭合开关电流稳定后，线圈B 匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针偏转
B.线圈A 和电池接通瞬间，小磁针会偏转
C.只要A 线圈中电流足够强，小磁针就会发生偏转
D.线圈A 和电池断开瞬间，小磁针不会偏转
2. 下列说法正确的是（ ）
A.气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
B.“油膜法”估测分子大小实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上
C.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，即所有分子的速率都增大
D.摩尔质量为M(kg/mol)，密度ρ(kg/m 3)的1m 3的铜所含原子数为ρN A M
（阿伏加德罗常数为N A ）
3. 关于分子势能，下列说法中正确的是（设两分子相距无穷远时分子势能为零）（ ） A.体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小 B.分子间距离r =r 0时，分子间合力为零，所以分子势能为零 C.当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D.当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大．
4. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F >0表示斥力，F <0表示引力．A 、B 、C 、D 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从A 处由静止释放，则下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是（ ）
A.
B.
C. D.
5. 如图所示，空间分布着宽为L ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一金属线框从磁场左边界匀速向右通过磁场区域．规定逆时针方向为电流的正方向，则感应电流随位移变化的关系图(i −x)正确的是（ ）
A. B.
C.
D.
6. 如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件来实现了无级调节亮度．给该台灯接220V 的正弦交变电流后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（ ）
A.220V
B.110V
C.
√2
D.
√
2
7. 如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S，I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）
A. B.
C. D.
8. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B
=
√
2
5π
T，单匝矩形线圈的面积S=1m2，电阻不计，绕垂直于磁场的
轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，A为交流电流表．调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为1:2时，副线圈电路中标有＂36V36W＂的灯泡正常发光，以下判断错误的是（）
A.电流表的示数为2A
B.矩形线圈产生电动势的有效值为18V
C.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律为e=18√2sin90πtV
D.若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移
9. 如图所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时（）A.电压表V1示数变小 B.电压表V2示数变大
C.电流表A1示数变大
D.电流表A2示数变大
10. 如图所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流，L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是（）
A.L的作用是“通低频，阻高频”
B.C的作用是“通交流，隔直流”
C.C的作用是“通高频，阻低频”
D.通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
11. 设某种物质的摩尔质量为μ，原子间的平均距离为d，已知阿伏加德罗常数为N A，下列判断错误的是
（）
A.假设分子为球体，该物质的密度ρ=3μ
4πd3N A
B.假设分子为正方体，该物质的密度ρ=μ
d3N A
C.假设分子为正方体，该物质的密度ρ=3μ
4πd3N A
D.假设分子为球体，该物质的密度ρ=8μ
πdN A
12. 如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻．平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为ℎ处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好．则金属棒穿过磁场区域的过程中（）
A.流过金属棒的最大电流为Bd√2gℎ
2R
B.通过金属棒的电荷量为BdL
2R
C.克服安培力所做的功为mgℎ
D. 金属棒产生的焦耳热为(mgℎ−μmgd)
2
13. 对于实际的气体，下列说法正确的是______．
A.气体的内能包括气体分子的重力势能
B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能
C.气体的内能包括气体整体运动的动能
D.气体体积变化时，其内能可能不变
E.气体的内能包括气体分子热运动的动能
二、填空题
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
D．把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定
E．计算出油膜的厚度
（1）请将上述实验步骤按合理的顺序排列________；
（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104mL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S＝________cm2（保留两位有效数字）．
②根据上述数据，估算出油酸分子的直径d＝________m（保留一位有效数字）．
（3）若用注射器测量1mL溶液滴数时，错将99滴数成100滴，则油酸分子的直径测量值偏________（选填“大”或“小”）．
如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________（A收缩、B扩张）趋势，圆环内产生的感应电流________（A变大、B变小、C不变）．
三、计算题
如图所示，匝数为N匝的矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为r，电压表为理想电压表，灯泡电阻为R，线框绕中心轴线OO′以角速度ω匀速转动，闭合S，从图示位置开始计时：
（1）写出感应电动势瞬时值的表达式；
（2）线框中感应电流的有效值；
（3）线框从图示位置开始转过π
2
的过程中，通过导线横截面的电荷量q为多少？
风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线总电阻为10Ω．若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．
（2）画出此输电线路的示意图．
（3）用户得到的电功率．
如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为ℎ，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体．已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和气缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦．开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0，现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处．求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功．重力加速度大小为g．
参考答案与试题解析
2019-2020学年甘肃白银高二下物理期中试卷
一、选择题
1.
【解答】
解：A．闭合开关电流稳定后，线圈B内不会通过变化的磁场，与匝数无关，故A错误；
BC．只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原磁场变化时才有感应电流，A中的电流稳定时，B内不产生感应电流，与A中电流的大小无关，故B正确，C错误；
D．电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原线圈A产生的磁场变化时就有感应电流，故线圈A和电池接通瞬间，小磁针会偏转，线圈A和电池断开瞬间，小磁针也会偏转，D错误．
故选：B．
2.
【解答】
解：A．气体总是很容易充满整个容器，这是分子热运动的宏观表现，故A错误；
B．“油膜法”估测分子大小实验中，应将油酸酒精溶液滴入浅盘的水面上，让油膜在水面上尽可能散开，这里，为了形成单分子油膜，不可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上，故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增大，分子热运动加剧，但个别分子的速率可能还会减小，故C错误；
D．铜原子的摩尔体积为M
ρ，一个铜原子的体积为M
ρN A
，1m3铜所含有的原子数为ρN A
M
，故D正确；
故选D．
3.
【解答】
解：设两个分子相距无穷远，此时分子间势能为零，当两个分子越来越近时，分子间引力做正功，分子势能减小，当r=r0时，分子势能减小到最小为负值，故B错误；
分子力为引力时，体积增大，分子间距增大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C正确；
分子力为斥力时，体积增大，分子间距增大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故AD错误．
故选：C．
4.
【解答】
解：A．从A到C加速度方向不变，C点时速度不为零，故A错误；
B．加速度与力的大小成正比，方向与力相同，故B正确；
C．取无穷远分子势能为零，乙分子从A处由静止释放，A位置动能为零，分子势能为负值，根据能量守恒定律，分子动能和分子势能总和不变，乙分子从A处由静止释放，到分子动能为零这一过程中，分子势能总是负值，E p−x图像中，势能没有正值，故C错误．
D．分子动能不可能为负值，故D错误．
故选B．
5.
【解答】
解：在0−L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿逆时针方向，为正值，感应电动势大小为E1＝
BLv，感应电流大小为I1=E1
R =BLv
R
；
在L−2L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿逆时针方向，为正值，感应电动势大小为E2＝2BLv，
感应电流大小为I2=E2
R
=2BLv
R
；
在2L−3L过程：由楞次定律判断可知，感应电流的方向沿顺时针方向，为负值，感应电动势大小为E3＝
3BLv，感应电流大小为I3=−E3
R
=−3BLv
R
，故D正确，ABC错误．
故选D．
6.
【解答】
解：设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：
交流电产生的热量：Q=
(U m
√2
)2
R
×T
4
+(
U m
√2
)2
R
×T
4
=12100
R
T，
直流电产生的热量：Q=U
2
R
T，
解得：U=110V．
故选：B．
7.
【解答】
解：AB．电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，所以电感的阻碍
慢慢减小，即流过电感的电流增大，所以I1慢慢减小，最后稳定时电感相当于一根导线，I1为0；电感阻碍自
身电流变化，产生的感应电流流过电灯D1，其方向与规定图示流过电灯D1的方向相反，I1慢慢减小最后为0，
故A正确，B错误；
CD．电键闭合时，电感阻碍电流变化，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，电感的阻碍慢慢减小，
即流过电感的电流增大，所以I2慢慢增大，最后稳定，断开电键，原来通过D2的电流立即消失，故CD错误；
故选A．
8.
【解答】
解：A．因灯泡正常发光，则副线圈两端电压的有效值为U2=36V，通过灯泡的电流为I2=36
36
A=1A，电流
表的示数为I1=n1
n2
I2=2A，故A正确；
BC．原线圈两端电压的有效值为U1=n1
n2
U2=18V，矩形线圈产生电动势的有效值为18V，最大值为E m=
BSω=18√2V，得ω=90πrad/s，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e=18√2sin90πt(V)，故BC
正确；
D．矩形线圈的转速增大，产生的感应电动势增大，滑片P适当上移可以保持副线圈两端电压不变，小灯泡
仍能正常发光，故D错误．
本题选错误的，故选D．
9.
【解答】
解：AB．当光照增强时，导致总电阻减小，总的电流变大，电阻R1的电压变大，总的电压保持不变即V1示数
不变，所以并联部分的电压要减小，即V2读数变小，所以AB错误；
CD．当光照增强时，电路的总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，所以A1、A2的示数都要变大，所以
CD正确；
故选：CD ． 10.
【解答】
解：解：L 是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，选项A 正确．
C 是一个电容很小的电容器，在图示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，
阻低频”，选项C 正确．
因电路中无直流电流，选项B 错误．
由于L 对高频交流的阻碍作用和C 对高频交流的旁路作用，使得通过R 的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项D 正确．
故选：ACD ． 11. 【解答】
解：AD ．分子为球体时，1mol 物质的体积为16
πd 3N A ，则ρ=μ1
6
πd 3N A
=
6μπd N A
，故AD 错误；
BC ．分子为正方体时，1mol 物质的体积为d 3N A ，则ρ=μ
d 3N A
，故B 正确，C 错误．
本题选错误的，故选ACD ． 12. 【解答】
解：A ．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgℎ=1
2mv 2，金属棒到达水平面时的速度v =√2gℎ，金属棒到达水平面后做减速运动，刚到达水平面时的速度最大，最大感应电动势E =BLv ，最大感应电流I =E
R+R =
BL √2gℎ2R
，故A 错误；
B ．感应电荷量q =I ¯Δt =E
¯
R+R Δt =
ΔΦΔt
2R
⋅Δt =
BdL 2R
，故B 正确；
C ．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgℎ−W 安−μmgd =0−0，克服安培力做功：W 安=mgℎ−μmgd ，故C 错误；
D ．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热Q R =1
2Q =1
2W 安=(mgℎ−μmgd)
2
，故D 正确．
故选：BD ． 13.
【解答】
解：ABCE ．气体的内能包括气体所有分子势能和分子动能之和；其中分子势能是由分子间的相对位置和相互作用决定的能量，与重力势能无关；分子动能是分子运动的动能，与气体的整体运动的动能无关，故BE 正确，AC 错误；
D ．气体的体积发生变化，同时温度也产生相应的变化时，气体的内能可能不变，故D 正确． 故选BD
E ． 二、填空题
【解答】 解：（1）实验步骤为：将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体积．然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油
酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用1滴此溶液的油酸体积除以1滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径． 故合理的顺序排列为：ABDCE ．
（2）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（80∼85均正确），油膜的面积为S ＝1cm ×1cm ×83＝
83cm 2＝0.0083m 2；
②一滴溶液中含油酸的体积V =1mL 100×5mL
104mL =5×10−6mL ＝5×10−6cm 3＝5×10−12m 3， 油酸分子直径d =V S =5×10−12
0.0083m ≈6×10−10m ． （3）实验过程中，错将99滴数成100滴，，则一滴溶液中含纯油的体积变小，油膜的面积不变，由d =V
S 可
知，实验测量的油酸分子的直径偏小．
【解答】
解：由于金属棒ab 在恒力F 的作用下向右运动，则abcd 回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于纸面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量增大；
由于金属棒向右运动的加速度减小，由速度增加变慢，则电流增加的也变慢，则单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小． 三、计算题
【解答】 解：（1）由题意可知产生的感应电动势的最大值为E m =NBSω， 感应电动势瞬时值的表达式e =NBSωsin ωt ； （2）感应电动势的有效值 E =m √2
=N
√2BSω
2
， 回路中电流的有效值为I =
E R+r =N
√2BSω
2(R+r)
； （3）当线圈从中性面转过π2
时，由E =N ΔΦΔt
=NBS Δt
，
I =E
R+r ， q =IΔt ， 解得q =
NBS R+r ．
【解答】
解：（1）输电线损耗功率P 线=100×4%kW =4kW ，
又P 线=I 22R 线，
输电线电流I 2=I 3=20A ， 原线圈中输入电流I 1=P
U 1
=400A ，
所以n1
n2=I2
I1
=1
20
；
这样U2=U1n2
n1
=250V×20=5000V，
U3=U2−U
线
=5000V−20×10V=4800V，
所以n3
n4=4800
220
=240
11
．
（2）如图所示．
（3）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为
P 用=P−P
损
=P(1−4%)=100×96%kW=96kW．
【解答】
解：开始时活塞位于a处，加热后，气缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动，
设此时气缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有p0
T0=p1
T1
，
根据力的平衡条件有p1S=p0S+mg，
解得T1=(1+mg
p0S
)T0，
此后，气缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时气缸中气体的温度为T2，
活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2，根据盖—吕萨克定律有V1
T1=V2
T2
，
式中V1=SH，V2=S(H+ℎ)，
解得T2=(1+ℎ
H )(1+mg
p0S
)T0，
从开始加热到活塞到达b处的过程中，气缸中的气体对外做的功为W=(p0S+mg)ℎ．。