黑龙江省大庆实验中学高二下学期期中考试物理试题

大庆实验中学2016-2017学年度下学期期中考试
高二物理试题
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。

其中1-8为单选，9-14为多选，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 有关分子的热运动和内能，下列说法中正确的是（）
A. 某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零
B. 物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
C. 分子的动能与分子的势能之和叫做这个分子的内能
D. 物体做加速运动时，其内能一定增加
【答案】B
【解析】物体中分子总是在永不停息的做无规则运动，故分子的平均动能永远不为零，选项A 错误；物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，选项B正确；内能是对大量分子来讲的，对单个分子无意义，故C错误；物体的速度与内能之间没有关系，故物体的速度增大时，物体的内能可能减小，故D错误；故选B.
2. 下列说法哪些是正确的（）
A. 气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
B. 水和酒精混合后体积减小，这是分子间存在引力的宏观表现
C. 用力拉木棒的两端，木棒棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现
D. 两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现
【答案】C
3. 一定质量的理想气体在体积不变温度升高时，压强增大，从微观角度分析是因为（）
A. 气体分子每次碰撞器壁的平均冲力都增大
B. 器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多
C. 气体分子数增加
D. 气体分子数密度增大
【答案】B
点睛：气体压强与大气压强不同，指的是封闭气体对容器壁的压强，气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的．气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定．
4. 如图所示为一带活塞的气缸，缸内盛有气体，缸外为恒温环境，气缸壁是导热的，现令活塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热，对外做功，此功用W1表示，然后设法将气缸壁及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功用W2 表示，则（）
A. 有可能使气体回到原来状态，且W1< W2
B. 有可能使气体回到原来状态，且W1= W2...
C. 不可能使气体回到原来状态，且W1> W2
D. 不可能使气体回到原来状态，且W1< W2
【答案】D
【解析】过程一：由于外界恒温，气缸壁又是导热的，所以内部气体的温度不变，内能不变，将塞向外移动一段距离，在此过程中气体吸热等于对外做功；过程二：气缸及活塞绝热，推动活塞压缩气体，此过程中外界对气体做功，内能增加，温度升高，不能使气体回到原来状态；在过程一中气体的压强减小，对外做功为；过程二中，气体温度升高，则压强变大，回到原来位置时的过程中的平均压强, 故外界对气体做功，
故选D.
5. 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在时刻（）
A. 线圈中的感应电动势最小
B. 线圈中的感应电流最大
C. 穿过线圈的磁通量最大
D. 穿过线圈磁通量的变化率最小
【答案】B
【解析】试题分析：一矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈从垂直中性面开始计时时，磁通量为零时，磁通量变化率最大；每当线圈经过中性面时，电流方向改变．
在时刻，即经过周期，圈平面与磁场方向又平行了，此时又处于中性面，磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势和感应电流也最大．
故B正确，ACD错误．
故选B．
考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．点评：学会通过瞬时感应电动势来判定在什么时刻，线圈处于什么位置；同时还能画出磁通量随着时间变化的图象及线圈中的电流随着时间变化的规律．
6. 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化。

在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。

有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是传感器电导（即电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系曲线如右图所示，则电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系应该是（）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到，k是比例系数．又根据欧姆定律得，电压表示数
；由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数．故A正确，BCD错误．故选A．
点睛：对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系．
7. 如图所示，ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为圆周的最低点．每根杆上都套着一个质量相同的小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为零)，关于它们下滑的过程，下列说法中正确的是（）
A. 弹力对它们的冲量相同
B. 重力对它们的冲量相同
C. 合外力对它们的冲量相同
D. 它们的动量增量相同...
【答案】B
【解析】由运动学知识可知三个小滑环的运动时间相等,故A正确,由于三种情形下弹力的方向不同,故B错,根据机械能守恒定律知D错,而合外力冲量大小为mv,由于v大小不等,故C错.
8. 高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为h（可视为自由落体运动）．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】对自由落体运动，有：解得：；规定向下为正方向，对运动的全程，根据动量定理，有：mg（t1+t）-Ft=0 ，解得：，故选B.
点睛：本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程封闭列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向．
9. 在图中，能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是（）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】A图：P-V图中，斜线不是等温变化，竖直线为等容变化，水平线为等压变化，故A 不能反应要求的变化．故A错误；
B图：P-T图中，竖直线为等温变化，斜线为等容变化，水平线为等压变化，反应了要求的变化，故B正确；
C图：V-T图中，竖直线为等温变化，水平线为等容变化，斜线为等压变化，反应了要求的变化，故C正确；
D图：V-T图中，竖直线为等温变化，斜线为等压变化，水平线为等容变化，不能反应要求的变化，故D错误．
选能反应等温变化→等容变化→等压变化，故选BC．
10. 对下列几种固体物质的认识，正确的有（）
A. 味精熔化过程中，温度保持不变，说明味精是晶体
B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，说明蜂蜡是非晶体
C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D. 同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
【答案】AD
【解析】味精熔化过程中，温度保持不变，说明味精是晶体，选项A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，说明玻璃是非晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，选项C错误；同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，例如金刚石和石墨，选项D正确；故选AD.
11. 下列说法正确的是（）
A. 在绝对湿度相同的情况下，夏天比冬天的相对湿度大
B. 在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
C. 液晶就是液态的晶体
D. 浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现
【答案】BD
【解析】由于水的饱和蒸汽压与温度有关，温度越高，水的饱和蒸汽压越大，所以相对湿度相同的情况下，温度高的夏天比冬天的绝对湿度大．选项A错误；在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，选项B正确；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，结构与液体的结构不同，故C错误；浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现，选项D正确；故选BD.
12. 关于热力学第二定律，下列说法正确的是（）...
A. 不可能使热量从低温物体传向高温物体
B. 气体向真空膨胀的过程是不可逆过程
C. 第二类永动机不可能制成，说明机械能可以全部转化为内能，内能却不可能全部转化为机械能
D. 一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
【答案】BD
【解析】不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他的变化，选项A错误；根据热力学第二定律可知，气体向真空膨胀的过程是不可逆过程，选项B正确；内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因，选项C错误；根据熵原理，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，选项D正确；故选BD.
13. 如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中正确的是（）
A. 只将S1从2拨向1时，电流表示数变小
B. 只将S2从4拨向3时，电流表示数变小
C. 只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大
D. 只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小
【答案】BD
【解析】只将S1从2拨向1时，n1变小，根据变压比公式知输出电压变大，故输出电流变大，输出功率变大；输入功率等于输出功率，故输入功率变大，输入电流变大，故A错误；只将S2从4拨向3时，n2变小，根据变压比公式知输出电压变小，故输出电流变小，输出功率变小；输入功率等于输出功率，故输入功率变小，输入电流变小，故B正确；只将S3从闭合变为断开，副线圈电阻增大，电压不变，电流减小，所以电阻R2两端电压减小，C错误；只将S3的滑动触头上移，总电阻增大，而副线圈的电压不变，所以副线圈输出功率减小，则变压器的输入功率减小，故D正确；故选BD.
点睛：本题关键：（1）根据变压比公式讨论输出电压的变化情况；（2）对三个电阻的混连部分进行动态分析．
14. 如图，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为l=9.0cm，B侧水银面比A侧的高h = 5.0 cm。

现将开关K 打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为h1=3.0c m时将开关K关闭。

己知大气压强p0=75.0cmHg．则下列法正确的是（）
A. 此时A内气体压强72cmHg
B. 此时A内空气柱长度10.00cm
C. 此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.8cm
D. 此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度3.4cm
【答案】ABC
【解析】打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为p0，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，B、A两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止，由力学平衡条件，有：p1=p0-h1，即此时A内气体压强p1=(75-3)cmHg= 72cmHg，选项A错误；根据玻意耳定律可知：，解得，选项B
正确；
当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为l2，压强为P2，由玻意耳定律，有：pl=p2l2；由力学平衡条件有：p2=p0；联立各式，并代入题目数据，有l2=9.6cm ；设注入水银在管内的长度为△h，依题意，有：△h=2（l1-l2）+h1；并代入题目数据，有：△h=3.8cm，则选项C正确，D错误；故选ABC.
点睛：本题中封闭气体经历两次等温过程，关键是找出初状态和末状态的气压和体积（长度）关系，然后根据玻意耳定律列式求解．
二、实验题（每空3分，共计18分）
15. 在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸2ml，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则
（1）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL
（2）油酸膜的面积是____cm2．...
（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m．（结果都保留两位有效数字）
【答案】 (1). （1）1.0 (2). （2） 37均给分 (3). （3）
2.5均给分
【解析】利用油膜法可粗略测定分子的大小，其实验原理是将油滴滴到水面上，油滴会在水面上散开，形成单分子油膜．若把分子看成球形，先测出油滴的体积V，再测出油膜的面积S，油分子的直径与油膜的厚度相同，所以油的直径：；
油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸2ml，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，则1滴油酸溶液的体积：
图中正方形小方格的边长为1cm，用数方格的方法可得小方格数是：40个，所以面积是：
40×1×10-4m2
油酸分子的直径：
16. 某同学设计了一个加速度计，如图所示．较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比．这个装置实际上是一个加速度传感器．工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行．当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动．通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小．已知两个电池E的电动势相同，均为9V，内阻可以忽略不计；滑块的质量为0.6kg，两弹簧的劲度系数均为
2×102N/m，电阻器的全长8.0cm，弹簧在弹性形变内，电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点左侧偏转．当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程．
（1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端______cm处；
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点______（填“左”、“右”）侧偏转；
（3）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度______（填“均匀”、“非均匀”）分布．
【答案】 (1). （1）4； (2). （2）右； (3). （3）均匀
【解析】（1）当加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器的全长8.0cm，则应将滑动片调到距电阻器左端4cm处．
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动．根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于Q点的电势，则电压表的指针将向零点右侧偏转．
（3）设加速度为a时，电压表的读数为U，则：2kx=ma
又；联立解得：, 由于U与a成正比，所以表盘的刻度应均匀．
点睛：本题中应变式加速度计体现了一种重要的实验设计思想--转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量．这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁．
三、计算题（17题10分；18题12分；19题14分）
17. 交流发电机转子是匝数n=200，边长L=10cm的正方形线圈，置于磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动．当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω．试求：
（1）电动势的最大值E m；
（2）交变电流的有效值I；
（3）外电阻R上消耗的功率P R．
【答案】（1）200V（2） A（3）198W
【解析】试题分析：（1）电动势的最大值：（4分）
（2）电动势的有效值：（2分）
根据闭合电路欧姆定律，有：（2分）
（3）外电阻R上消耗的功率：（2分）
解得：（2分）
考点：本题考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功、电功率；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
18. 两块厚度相同的木块A和B，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为m A=0.4kg，
m B=0.3kg，它们的下底面光滑，上表面粗糙；另有一质量m C=0.1kg的滑块C（可视为质点），
以v c=20m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面，如图所示，由于摩擦，滑块最后停在木块B 上，B和C的共同速度为3.0m/s，求：
（1）木块A的最终速度V A；
（2）滑块C离开A时的速度V C′
【答案】（1）2m/s（2）6m/s
【解析】（1）因为在光滑水平面上运动，所以系统的动量守恒，设木块A的最后速度为vA，规定向右为正方向，则有：m C v c=m A v A+（m B+m C）v
代入数据解得：v A=2m/s； ...
（2）设离开A时C的速度为v C′，根据系统的动量守恒：
m C v C=m C v C′+（m A+m B）v A
v C′=6m/s
19. 如图所示，内壁光滑长度为4l、横截面积为S的汽缸A、B，A水平、B竖直固定，之间由一段容积可忽略的细管相连，整个装置置于温度27℃、大气压为p0的环境中，活塞C、D
的质量及厚度均忽略不计。

原长3 l、劲度系数的轻弹簧，一端连接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O点。

开始活塞D距汽缸B的底部3l．后在D上放一质量为的物体。

求：
（1）稳定后活塞D下降的距离；
（2）改变汽缸内气体的温度使活塞D再回到初位置，则气体的温度应变为多少?
【答案】（1）（2）364.5℃
【解析】试题分析：（1）开始时被封闭气体的压强为P1=P0，活塞C距气缸A的底部为l，被
封气体的体积为4lS，重物放在活塞D上稳定后，被封气体的压强为：;活塞C 将弹簧向左压缩了距离l1，则活塞C受力平衡，有：
根据玻意耳定律，得：P04lS＝P2xS
解得：,
活塞D下降的距离为：△l＝4l−x+l1＝l
（2）升高温度过程中，气体做等压变化，活塞C的位置不动，最终被封气体的体积为（4l+l1）•S，对最初和最终状态，根据理想气体状态方程得
解得：t2＝377℃
考点：理想气体状态方程
【名师点睛】本题考查玻意耳定律的应用及压强的计算，关键要注意首先明确气体发生的什么变化，根据力平衡法求气体的压强，然后才能分析状态参量，由理想气体的状态方程或实验定律进行分析求解，第二问要注意升温过程压强不变，弹簧的形变量不变，活塞C不动．。