吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题.doc

吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题

吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题

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吉林省长春市第二十九中学2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）
一、单选题（每题3分）
1.如图所示，将条形磁铁从相同的高度分别以速度和2插入线圈，电流表指针偏转角度较大的是（　　）

A. 以速度插入 B. 以速度2插入 C. 一样大 D. 不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化越快，感应电动势越大，回路的感应电流也会越大，所以将条形磁铁以较大的速度插入线圈时，电流表指针偏转角度较大，B正确，ACD错误。
故选B。
2.在物理学史上,一位丹麦科学家首先发现电流周围存在磁场.随后,物理学家提出“磁生电”的闪光思想.很多科学家为证实这种思想进行了十多年的艰苦研究,首先成功发现“磁生电”的物理学家是
A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 爱迪生
【答案】C
【解析】
【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可；
【详解】1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即电生磁的现象，英国科学法拉第坚信电与磁是紧密联系的，经过十多年的艰苦研究，于1831年发现了电磁感应现象，即磁生电的现象，故C正确，ABD错误．
【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
3.如图所示，MN、PQ是间距为L的平行光滑金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻.一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属棒ab垂直导轨放置，并在水平外力F作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻，则（ ）

A. 通过电阻R的电流方向为P→R→M
B. a端电势比b端高
C. a、b两点间电压为BLv
D. 外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
【答案】B
【解析】
【详解】AB.金属棒匀速向右运动切割磁感线产生感应电动势和感应电流，根据右手定则，判断感应电流的方向为由b到a，金属棒产生的感应电动势为BLv，金属棒本身相当于电源，a为正极，b为负极，a端电势比b端高，通过电阻R的电流方向为M→R→P，A错误，B正确；
C.电阻的阻值为R，金属棒的阻值为，所以ab两点间电压为，C错误；
D.根据能量守恒定律，外力F做的功转化为电能，再通过电阻R和金属棒转化为焦耳热，D错误.
4.如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形，当磁感应强度以的变化率均匀增加时，线圈中产生感应电动势的大小为（　　）

A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD．根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小

公式中的S为有效面积，即回路中存在磁场的那部分面积，所以有

故D正确，ABC错误。
故选D。
5..安检门是一个用于安全检査的“门”，“门框”内有线圈’线圈中通有变化的电流.如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于这个安检门的以下说法正确的是（ ）
A. 安检门能检查出毒贩携带的毒品
B. 安检门能检查出旅客携带的水果刀
C. 如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
D. 安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理
【答案】B
【解析】
安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，选项A错误；安检门能检查出旅客携带的水果刀，选项B正确；如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，选项C错误；安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，故D错误；故选B．
6.以下关于热运动的说法正确的是 （ ）
A. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B. 水凝结成冰后，水分子的热运动停止
C. 水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
D. 水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大
【答案】C
【解析】
水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，A错误；分子在永不停息地做无规则运动，B错误；水的温度升高，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都增大，D错误；选项C说法正确．
【名师点睛】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规则运动，单个分子在高温时速率可能较小．
7.下列关于布朗运动与分子运动(热运动)的说法中正确的是（　　）
A. 微粒的无规则运动就是分子的运动
B. 微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映
C. 微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动
【答案】C
【解析】
【详解】A. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，不是液体分子的运动。故A错误；
B. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，不是固体分子的运动。故B错误；
C. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现。故C正确；
D. 分子的无规则的运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是热运动。故D错误；
故选：C。
8.如图，一定质量某种理想气体，由状态A沿直线AB变化到状态B，A、C、B三点所对应的热力学温度分别记为TA、TC、TB，在此过程中，气体的温度之比TA∶TB∶TC为( )

A. 1∶1∶1 B. 1∶2∶3
C. 3∶3∶4 D. 4∶4∶3
【答案】C
【解析】
根据理想气体物态方程，一定量的理想气体，m、M、R为定值，由上式可得之比，即为之比，结果为3：3：4，故C正确．
9.如图所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分.若肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个(　　)

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于蒸发现象，液体表面的分子数目较少，从而表面液体分子间距大于r0，分子间表现为引力，即液体的表面张力，表面张力的作用效果是：总想使液体的表面积减小，因此若将肥皂膜的a部分用热针刺破，b部分液体由于表面张力作用，表面积缩小将细线绷紧，故呈现A所示的形状，故A正确，BCD错误。
故选A。
10.某校开展探究性课外活动，一名同学用右图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的变化关系。该同学选用导热良好的汽缸将其开口向下，内装理想气体，并将汽缸固定不动，但缸内活塞可自由滑动且不漏气，他把一温度计通过缸底小孔插入缸内，插口处密封良好，活塞下挂一个沙桶，沙桶装满沙子时活塞恰好静止。他把沙桶底部钻一个小洞，让细沙慢慢漏出，外部环境温度恒定，由此可确定（　　）

A. 外界对气体做功，内能增大 B. 外界对气体做功，温度计示数不变
C. 气体体积减小，温度计示数减小 D. 外界对气体做功，温度计示数增大
【答案】B
【解析】
【详解】因细沙慢慢漏出，沙桶重力减少，活塞上移，外界对气体做功，因汽缸导热性能良好，细沙是慢慢漏出，外部环境温度又不变，故此过程汽缸内气体及时向外界放热而保持缸内气体温度不变，因此B正确，ACD错误。
故选B。
11.根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的粒子散射图景图中实线表示粒子的运动轨迹。则关于粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）

A. 图中大角度偏转的粒子的电势能先减小后增大
B. 图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核发生了碰撞
C. 绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小
D. 根据粒子散射实验可以估算原子大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．图中大角度偏转的粒子的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大后减小，故A错误；
B．图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，故B错误；
C．从绝大多数粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，故C正确；
D．依据粒子散射实验可以估算原子核的大小，故D错误；
故选C。
12.以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+Li→2y，y+N→x+O，y+Be→z+C．x、y和z是3种不同的粒子，其中z是
A. α粒子 B. 质子 C. 中子 D. 电子
【答案】C
【解析】
【详解】将上述三个方程相加，整理后得，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．

13.放射性同位素钍232经多次α、β衰变，其衰变方程为ThRn+xα+yβ，其中（ ）
A. x=1,y=3 B. x=2,y=3
C. x=3y＝1 D. x=3,y=2
【答案】D
【解析】
【详解】由质量数和电荷数守恒可得:
解得:x=3,y=2.

14.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）

A. 用户端的电压为I1U1/I2
B. 输电线上的电压降为U
C. 理想变压器的输入功率为I12r
D. 输电线路上损失的电功率为I1U
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U1I1=U2I2，得：．故A正确；输电线上损失的电压为U-U1，故B错误；理想变压器的输入功率为U1I1．故C错误；等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是：I12r．故D错误；故选A．

三、多选题（每题3分）
15.如图所示的电路中，L为电感线圈(直流电阻不计)，A、B为两灯泡，以下结论正确的是（　　）

A. 合上开关S时，A先亮，B后亮
B. 合上开关S时，A、B同时亮，之后B变暗直至熄灭，A变亮
C. 先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A熄灭，B先变亮再逐渐熄灭
D. 先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．合上开关S时，电路中立即有了电流，故灯泡A、B同时变亮，线圈会产生自感电动势，电流缓慢增加，当电流稳定后，线圈相当于直导线，灯泡B被短路，故开关闭合时，A、B同时亮，但B逐渐熄灭，A更亮，故A错误，B正确；
CD．断开S时，A灯立即熄灭，线圈产生自感电动势，和灯泡B构成闭合回路，B灯先闪亮后逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选BC。
16.下列说法中正确的是（　　）
A. 气体的温度升高时.分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
B. 气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，从而气体的压强一定增大
C. 气体的温度越高，气体的体积越小时，气体产生的压强越大
D. 分子a从远处趋近固定不动的分子b，当a到达受b的作用力为零处时，a的动能一定最大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．从微观上，气体的压强大小取决于分子的平均动能和单位体积内的分子数，温度越高，分子的平均动能越大，但如果单位体积内的分子数减小，压强也可能减小，A错误；
B．体积越小，单位体积内的分子个数越多，但如果分子的平均动能减小，压强也可能减小，B错误；
C．根据理想气体状态方程，对一定量的气体
恒量
气体的温度越高，气体的体积越小时，气体产生的压强越大，C正确；
D．分子从远处趋近于另一分子到达作用力为零的过程中，分子间作用力为引力，分子力一直做正功，分子势能减小，分子动能不断增大，当分子力减小到零时，分子势能最小，动能最大，D正确。
故选CD。
17.如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条p—图线．由图可知( )

A. 一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成正比
B. 一定质量的气体在发生等温变化时，其p—图线的延长线是经过坐标原点的
C. T1>T2
D. T1<T2
【答案】BD
【解析】
【详解】这是一定质量的气体在发生等温变化时的p－图线，由图线知p∝，所以p与V应成反比，故A错误；由图可以看出，p－图线的延长线是过坐标原点的，故B正确；根据理想气体状态方程，可得PV=CT，PV之积越大表示温度越高，故T1＜T2，故C错误，D正确。
故选BD。
18.下列说法正确的是__________
A. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B. 固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C. 由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D. 在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E. 在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体；选项A错误．
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质；选项B正确．
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石；选项C正确．
D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫；选项D正确．
E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加；选项E错误．
19.关于第二类永动机，下列说法中正确的是
A. 没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机
B. 第二类永动机违反了能量守恒定律，所以不可能制成
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，内能却不能全部转化为机械能
D. 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，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化
【答案】AD
【解析】
【详解】A．没有冷凝器，只有单一的热源，能将从单一热源吸收的热量全部用来做功，而不引起其他变化的热机叫做第二类永动机，故A正确；
B．第二类永动机违反了热力学第二定律，故B错误；
CD．机械能可以全部转化为内能，内能却不能全部转化为机械能，同时不引起其他变化，故D正确，C错误．
故选AD.
20.关于热力学定律，下列说法正确的是（　　）
A. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量
B. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
C. 不可能使热量从低温物体传向高温物体
D. 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．改变内能的两种方式：做功和热传递，因此若增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，A正确；
B．根据热力学第二定律，在引起其他变化的情况下，可以从单一热源吸收热量，将其全部变为功，B正确；
C．在引起其他变化的情况下，可以使热量从低温物体传向高温物体，比如电冰箱，C错误；
D．根据热力学第二定律，凡是涉及热现象的宏观过程都具有方向性，因此功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，D正确。
故选ABD。
21. 在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是
A. 增大入射光强度，光电流增大
B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失
C. 改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D. 改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
【答案】AD
【解析】
【分析】
光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．
【详解】A．增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A正确；
B．光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，B错误；
C．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，C错误；
D．根据可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，D正确．

22.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm．以下判断正确的是（ 　）

A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
B. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
C. 大量处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
【答案】CD
【解析】
试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm．故A错误．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量：=[-3．4-（-13．6）]×1．6×10-19，则解得，释放光的波长是λ=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级．故B错误．根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级．故D正确．
故选CD．
考点：波尔理论

23.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么( )

A. 线圈中感应电流的有效值为2A
B. 线圈消耗的电功率为4W
C. 任意时刻线圈中的感应电动势为
D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcosθ，则电流的最大值为：，电流有效值为，线圈消耗的电功率为：，故A错误，B正确；
C.感应电动势最大值为Em=Imr=2×2V=4V，任意时刻线圈中的感应电动势为，故C正确；
D.根据，可得：，所以任意时刻穿过线圈的磁通量为，故D错误．所以BC正确，AD错误．

24. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b．当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是

A. 原、副线圈匝数比为9:1
B. 原、副线圈匝数比为1:9
C. 此时a和b的电功率之比为9:1
D. 此时a和b的电功率之比为1:9
【答案】AD
【解析】
【分析】
考查了理想变压器，电功率的计算
【详解】AB．设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；
CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；
三、计算题。
25.如图所示，边长为L的正方形金属线框，质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律为B=kt．已知细线所能承受的最大拉力为2mg，则从t=0开始，经多长时间细线会被拉断？

【答案】
【解析】
设t时刻细线恰被拉断，由题意知，B＝kt①
金属框中产生的感应电动势E＝·S＝kL2/2②
金属框受到的安培力：F＝BIL＝= ③
由力平衡条件得，FT＝mg＋F④
解①②③④得
综上所述本题答案是：
点睛：均匀变化的磁场产生了恒定的电流，但由于磁场B的变化，安培力依然是一变力，很多同学在做此题时忽略到了安培力是变力这样一个问题．
26.有一上端开口、竖直放置的玻璃管，管中有一段15cm长的水银柱将一些空气封闭在管中，如图所示，此时气体的温度为27°C。当温度升高到30°C时，为了使气体体积不变，需要再注入多少水银?(设大气压强为且不变，水银密)。

【答案】0.9cm
【解析】
【详解】设再注入水银柱长为x，以封闭在管中的气体为研究对象，气体做等容变化
初态
，
末态
，
根据查理定律

代入数据

解得

则注入水银柱的长度为0.9cm
27.一定质量理想气体被活塞封闭在气缸内，活塞质量为m、横截面积为S，可沿气缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热，初始时封闭气体的温度为T1，活塞距离气缸底部的高度为H，大气压强为p0。现用一电热丝对气体缓慢加热，若此过程中电热丝传递给气体的热量为Q，活塞上升的高度为，重力加速度为g，求：
（1）此时气体的温度；
（2）气体内能的增加量。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】(1)气体加热缓慢上升过程属于等压变化过程，设活塞上升时气体的温度为T2
V1=SH，
气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律得

联立解得

(2)上升过程中，根据热力学第一定律得

式中

因此