无锡市-高二物理第二学期期末试卷有解析

无锡市2014-2015高二物理第二学期期末
试卷（有解析）
无锡市2014-2015高二物理第二学期期末试卷（有解析）必做题：一、单项选择题：本题共4小题，每小题3分，共计12分.每小题只有一个选项符合题意.
1．（3分）（2015春无锡期末）下列说法正确的是（）A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．所有传感器都是由半导体材料做成的
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
考点：传感器在生产、生活中的应用．
分析：根据常见的传感器的特点与应用分析答题．明确
常用传感器使用的材料和其工作原理．
解答：解：A、话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号．故A错误；
B、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于
开关，可以控制电路的通断，故B正确；
B、半导体材料用作传感器比较多，但并不是所有的传感器均使用半导体；如电容器等，故C错误；
C、半导体热敏电阻对温度的变化比较敏感，可用作温度传感器，但其电阻随温度的升高，而减小；故D错误；
故选：B．
点评：该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基
础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目
2．（3分）（2015春无锡期末）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（）
A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零
B．t=0.01s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311V
D．线框产生的交变电动势的频率为50Hz
考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系．
专题：电磁感应——功能问题．
分析：由图2可知任何时刻的感应电动势，根据电动势
的特点，可判处金属线框所处的位置；由图象还可知电
动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电
动势的有效值，根据周期和频率的关系可求频率．
解答：解：A、t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉
第电磁感应定律E=n可知，磁通量的变化率最大，不是
零，故A错误．
B、由图2可知t=0.01s时，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确．
C、由图2可知T=0.02s，Em=311V．根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为：
E==220V，故C错误．
D、据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：
f==50Hz，故D正确．
故选：BD．
点评：本题考察的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图象得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系．
3．（3分）（2010于都县模拟）两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度．新电源电压的最大值和频率可能是（）
A．最大值仍为Um，而频率大于fB．最大值仍为Um，而频率小于f
C．最大值大于Um，而频率仍为fD．最大值小于Um，而频率仍为f
考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．分析：对于电容器来说能通交流隔直流，而频率越高越容易通过．对于线圈来讲通直流阻交流，通低频率交流阻高频率交流．
解答：解：当将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源E1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同．而更换一个新电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，则说明线圈的感抗比电容器的容抗大，那么新电源的频率大，最大电压值可不变，也可大于，或可小于．故A正确，BCD错误；
故选：A．
点评：当电容器的电容越小，频率越低时，容抗越高；而线圈的自感系数越大，频率越高时，感抗越高．4．（3分）（2013河南一模）如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R 的滑动头向下移动时（）
A．灯L变亮B．各个电表读数均变大
C．因为U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有
P1=P2
考点：变压器的构造和原理．
专题：交流电专题．
分析：和闭合电路中的动态分析类似，可以根据滑动变
阻器R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以
确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来
分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
解答：解：理想变压器的输出的电压有输入电压和电压
比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变，输入
功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑动头向
下移动时，滑动变阻器的电阻减小，总电路的电阻减小，所以总电路的电流会变大，消耗的功率将变大，R0上的
电压变大，所以灯L的电压变小，电压表的示数变小，
所以灯L变暗，由于总的电流变大，灯L的电流变小，所以电流表的示数将变大，所以ABC错误，D正确．
故选D．
点评：电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电
路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路
的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
二、计算题：本题共1小题，计8分．解答时请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.
5．（8分）（2015春无锡期末）一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方
输电，输电线路总电阻R=1kΩ，到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V，60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器
T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态．求：（1）变压器T1和T2的匝数比分别是多少？
（2）有多少盏灯泡（220V、60W）正常发光？
考点：远距离输电．
专题：交流电专题．
分析：根据电压与匝数成正比、电流与匝数成反比、公
式P=UI、功率损耗△P=I2R可以求得降压变压器的电流
和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电
器消耗的功率的大小．由于降压变压器的负载能正常工作，则可算出降压变压器的原线圈的匝数之比，同时能
确定接入多少个灯泡才正常发光．
解答：解：（1）输电线路上消耗的功率为
△P=10%P=400kW=I22r
可知输电线上电流为I2==20A，
根据原线圈P1=U1I1，可知I1==103A
根据电流与匝数成反比知T1的变压比为
n1：n2=I2：I1=20：103=1：50；
降压变压器的输入电流：I3=I2=20A
降压变压器的输出电流：A
降压变压器的匝数比n3：n4=I4：I3=：20=9000：1
（2）用户得到的功率为P用=P总﹣P损=4000×103×（1﹣10%）
设能接入N个灯泡，则P用=60N代入数据得N=6×104个；答：（1）升压变压器T1匝数比为1：50，降压变压器T2匝数比为9000：11；
（2）要使灯泡均正常发光，最多可以接6×104个盏．
点评：本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的
应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损
失功率，从而算出电线上的电流．
选做题：说明：本题包括A、B、C三大题，请选定其中
两大题，并在相应的答题区域内作答．若全部作答，则
按A、B两大题评分．【A．选修模块3-3】（50分）一、不定项选择题：本题共5小题，每小题4分，共计20分.每小题可能有一个或多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分.
6．（4分）（2013镇江二模）下列属于液晶分子示意图的是（）
A．B．C．D．
考点：*晶体和非晶体．
分析：人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较
为生疏的是电浆和液晶，液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态．
解答：解：当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过．所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质．所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，液晶可以流动，所以和固态分子排列不相同，但液晶不可以像液体一样任意流动，所以和液态分子排列不相同，故B正确，ACD错误．
故选B
点评：液晶较为生疏的一种物质状态．高中阶段只需要记住其定义和基本特性即可．
7．（4分）（2004广东）下列说法正确的是（）
A．机械能全部变成内能是不可能的
B．第二类永动机不可能制造成功的原因是因为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从一种形式转化成另一种形式
C．根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体
D．从单一热源吸收的热量全部变成功是可能的
考点：热力学第二定律．
专题：热力学定理专题．
分析：热力学第二定律反应了宏观自然过程的方向性，
热力学第二定律的克劳修斯描述阐述了热传递的方向性，开尔文描述阐述了机械能与内能转化的方向性．
解答：解：A、根据开尔文的描述可知：机械能可以全部转化为内能，而内能无法全部用来做功以转换成机械能，故A错误；
B、第二类永动机是指只需从单一热源吸收热能便能永远对外做功的动力机械，虽然不违反能量的转化和守恒，
但是违反了机械能和内能转化的方向性，故B错误；
C、热量不能自发的从低温传递到高温物体，但是引起其它变化时，可以从低温传递到高温物体，如开动冰箱的
压缩机，可以使热量从低温传递到高温，故C错误；
D、在产生其它影响的情况下，可以从单一热源吸收的热量全部变成功，故D正确．
故选D．
点评：本题考察了学生对热力学第二定律的理解，概念
性强，理解起来比较抽象，学生可以通过生活中的实例
来加深理解．
8．（4分）（2015春无锡期末）一定质量的气体（分子力及分子势能不计）处于平衡状态Ⅰ，现设法使其温度升
高同时压强减小，达到平衡状态Ⅱ，则在状态Ⅰ变为状
态Ⅱ的过程（）
A．气体分子的平均动能必定减小
B．单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少C．气体的体积可能不变
D．气体必定吸收热量
考点：理想气体的状态方程．
专题：理想气体状态方程专题．
分析：温度是分子热运动平均动能的标志，根据理想理
想气体状态方程判断物态变化，根据热力学第一定律方
向做功和热传递情况．
解答：解：A、温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，故气体分子平均动能增大，故A错误；
B、一定质量的理想气体处于平衡状态Ⅰ；现在设法使其温度升高同时压强减小，达到平衡状态Ⅱ，根据理想气
体状态方程=C可知，气体体积一定增大，分子数密度减小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数少，故B正确，C错误；
D、气体温度升高，内能增大，气体体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，故D
正确；
故选：BD．
点评：本题考查了温度的微观意义、理想气体状态方程、内能、热力学第一定律等，知识点多，难度不大．
9．（4分）（2015春无锡期末）人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程，以下说法正确的是（）A．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
B．晶体的物理性质都是各向异性的
C．液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
考点：*液体的表面张力现象和毛细现象；*晶体和非晶体．
分析：晶体具有固定熔点，但是多晶体没有固定的几何
外形．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用；某液体
的饱和蒸气压与温度有关．
解答：解：A、单晶体多晶体都有固定的熔点．故A错误B、单晶体具有各向异性；而多晶体有各向同性；故B错误；
C、表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直；故C错误；
D、液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，如露珠呈球状是由于液体表面张力的作用．故D正确；
故选：D．
点评：解决本题的关键知道晶体和非晶体的区别，会从
形状、熔点、各个方向上的物理性质区分它们，但是要
注意多晶体这一特例．
10．（4分）（2015春无锡期末）如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是（）
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力的合力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功考点：分子间的相互作用力．
专题：分子间相互作用力与分子间距离的关系．
分析：本题考查了分子势能与分子之间距离的关系图象，注意分子势能为标量，当r=r0时，分子力为零，分子势能最小，由图可知r2=r0，然后根据分子力与分子之间
距离关系可以求解．
解答：解：由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故A错误；B、由于r1＜r2=r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确．
C、由于r2=r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C正确；
D、当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分
子间作用力做正功，故D错误．
故选：BC
点评：正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为
r=r0，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习．
二、简答题：本题共3小题，共计14分。

请将解答填写在答题卡相应的位置。

11．（4分）（2015春无锡期末）密封有空气的薄圆塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）的内能减小（填“增大”或“减小”），放出热量（填“放出”或“吸收”）．
考点：热力学第一定律．
分析：因为不计分子势能，故可看作理想气体，内能由温度决定；分析温度的变化及体积的变化即可得出内能的变化及做功情况；由热力学第一定律可得出空气是吸热还是放热．
解答：解：因不计分子势能，所以瓶内空气内能由温度决定，内能随温度降低而减小．空气内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热．故答案为：减小；放出．
点评：理想气体不计势能，故其内能由温度决定，温度
越高则内能越大；气体的体积取决于容器的体积，因容
器变扁，故体积减小，同时可知外界对气体做功．12．（6分）（2015春无锡期末）在“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40cm的浅盘里倒入约2cm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④①②⑤③．（填写步骤前面的数字）
（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得lcm3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
0.13m2．由此估算出油酸分子的直径为5×10﹣
10m．（结果保留l位有效数字）
考点：用油膜法估测分子的大小．
专题：压轴题．
分析：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滴此溶液的体积除以1
滴此溶液的面积，恰好就是油酸分子的直径．
解答：解：（1）“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积（题中的④）→准备浅水盘（①）→形成油膜（②）→描绘油膜边缘（⑤）→测量油膜面积（③）→计算分子直径（③）
（2）计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例=，再计算油膜面积，最后计算分子直径=m．
故答案为：（1）④①②⑤③（2）5×10﹣10．
点评：本题是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一个
靠着一个，从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度．13．（4分）（2015春无锡期末）如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射
器前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气（可看成理想气体）．若该同学往里缓慢地推活塞（如图甲），气体的压强增大（选填“增大”或“减小”）．若该同学缓慢推进活塞过程中做功为W1；然后将活塞缓慢稍稍拉
出一些（如图乙），此过程中做功为W2，则全过程中注
射器内空气的内能增加量△U=0．
考点：理想气体的状态方程；物体的内能．
专题：理想气体状态方程专题．
分析：缓慢推活塞，气体温度不变，根据玻意耳定律，
当压缩气体时，体积减小，则压强增大．一定质量的理
想气体的内能只跟温度有关，由于温度不变，不论体积
增大还是减小，理想气体的内能都不变．
解答：解：该同学往里缓慢地推活塞时，由于热交换，
理想气体的温度现环境温度相同，则温度不变，发生等
温变化．当压缩气体时，体积减小，则根据玻意耳定律
pV=c可知，压强增大．
一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，由于温度不变，气体内能都不变．故全过程中注射器内空气的内能
增加量△U=0
故答案为：压强，0
点评：本题要熟练掌握玻意耳定律，当压缩气体时．由于温度不变，不论体积增大还是减小，理想气体的内能都不变．
三、计算题：本题共2小题，共计16分．解答时请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，答案中必须写出数值和单位．
14．（7分）（2015春无锡期末）钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为kg/mol），阿伏加德罗常数为Na．已知1克拉=0.2克，求：
（1）每个钻石原子所占的体积（单位为m3）；
（2）1克拉钻石所含有的分子数．
考点：阿伏加德罗常数．
专题：阿伏伽德罗常数的应用专题．
分析：（1）利用摩尔体积和阿伏加德罗常数可求解出每个分子的体积；
（2）通过求解出a克拉钻石的摩尔数，求解出所含分子数
解答：解：（1）钻石的摩尔体积为：V=；
每个钻石原子体积为：
V0==；
（2）1克拉钻石的物质的量为：
μ=
所含分子数为：n=μNA；
所以n=；
答：（1）每个钻石原子所占的体积为
（2）1克拉钻石所含有的分子数为．
点评：本题关键要建立物理模型：把固体分子（或原子）当作弹性小球．并假定分子（或原子）是紧密无间隙地堆在一起．
15．（9分）（2008威海模拟）如图所示，一定质量的理想气体按p﹣T图象中箭头方向，从状态A变化到状态B，再变化到状态C，已知气体在状态A时的体积为33.6升．（1）从状态A沿图中箭头变化到状态B的过程中，气体是吸热还是放热吸热？
（2）气体在状态C的体积是多少升？
（3）已知阿伏加德罗常数为6.0×1023，在标准状态（压强p0=1.0×105Pa、温度0℃）下任何气体的摩尔体积都为22.4升，问该气体的分子个数为多少？（本问计算结果取一位有效数字）
考点：理想气体的状态方程．
专题：理想气体状态方程专题．
分析：（1）从A到B的过程中，气体的压强不变，温度升高，体积变大，根据热力学第一定律分析气体的内能
的变化；
（2）A、C两个状态的温度相同，根据玻意耳定意可以求得体积的大小；
（3）根据理想气体状态方程先计算在标准状态下的体积，在计算分子的个数．
解答：解：（1）从A到B的过程中，气体的压强不变，温度升高需要吸热，同时体积变大，要对外做功，
根据热力学第一定律可得，气体一定要吸收热量．
（2）A、C两个状态的温度相同，根据玻意耳定意得：pAVA=pcAc
解得：VC=67.2升
（3）根据理想气体状态方程得：
其中T0=273K，所以气体的分子个数：
解得：n=5×1024个．
答：（1）吸热；
（2）气体在状态C的体积是67.2升；
（3）气体的分子个数5×1024个．
点评：以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的
状态参量，利用气体的状态方程计算即可．
【B．选修模块3-4（50分）】一、不定项选择题：本题
共5小题，每小题4分，共计20分．每小题可能有一个或多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全
的得2分，错选或不答的得0分．
16．（4分）（2010普陀区二模）某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中错误的是（）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
考点：电磁波的产生；机械波．
分析：将机械波和电磁波进行类比，抓住共同点：波速
公式v=λf适用于一切波；波都能产生干涉和衍射现象．不同点：机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以
在真空中传播；机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．解答：解：A、波速公式v=λf适用于一切波，即对机械波和电磁波都适用．故A正确．
B、所有的波都具有的特性是：能产生干涉和衍射现象．故B正确．
C、机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，
而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播．故C正确．
D、机械波有横波和纵波，电磁波只有横波．故D错误．本题选择错误的，故选D
点评：类比的学习方法要经常使用，通过类比，抓住新
旧知识的共同点与不同点，防止产生似是而非的认识．17．（4分）（2014抚州校级模拟）关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（）
A．甲图中的海市蜃楼是光的色散现象引起的
B．乙图中的泊松亮斑说明光具有波动性
C．丙图中的波形是调频波
D．丁图中的实验表明：不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的
考点：全反射．
分析：海市蜃楼是光的全反射现象；泊松亮斑说明光偏
离直线传播；调制分为调频与调幅两种；莫雷实验证实
了光速不变原理．
解答：解：A、海市蜃楼是由光的折射，导致光线偏离出现的现象，并满足全反射条件，因此是光的全反射现象，故A错误；
B、泊松亮斑是光射到不透明的小圆盘，屏上中心处出现亮斑，则说明光偏离直线传播，属于光的衍射，因此具。