【物理】山东省潍坊市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

【物理】山东省潍坊市2019-2020学年高二上学期期末考试试题（解析版）

高二物理 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1.下列说法正确的是（ ）‎ A. 布朗运动是分子的无规则运动 B. 热量可以自发的从低温物体向高温物体传递 C. 多晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样 D. 晶体熔化过程中，分子的平均动能不变，分子势能增加 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故A错误；‎ B．根据热力学第二定律表述热量不会自发的从低温物体向高温物体传递，故B错误；‎ C．单晶体具有各向异性，在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样，故C错误；‎ D．晶体熔化过程中，由于温度不变，故分子的平均动能不变，晶体熔化过程中分子间的距离增大，分子势能增加，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.将一玻璃瓶抽成真空，内部放一小块固体酒精，一段时间后全部变为气体，环境温度不变，这一过程中（ ）‎ A. 酒精分子间的引力增大、斥力减小 B. 酒精分子间的引力、斥力均减小 C. 酒精分子势能减小 D. 酒精的内能不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．固体酒精变为气体酒精过程中，分子间的距离增大，酒精分子间的引力、斥力均减小，故A错误，B正确；‎ CD．固体酒精变为气体酒精过程中，由于温度不变，故分子平均动能不变，而固体酒精变为气体酒精过程中酒精分子要克服分子间的引力做功，分子势能增加，故内能增加，故CD错误。故选B。‎ ‎3.如图所示，铁芯P上绕着两个线圈A和B，‎ ‎ B与水平光滑导轨相连，导体棒放在水平导轨上。A中通入电流（俯视线圈A，顺时针电流为正），观察到导体棒向右加速运动，则A中通入的电流可能是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】C．导体棒向右加速运动，说明导体棒受到水平向右安培力，根据左手定则可知电流的方向为顺时针方向，线圈B的磁场增大，根据楞次定理可知线圈A的磁场应减小，故线圈A中通入的电流需要顺时针方向减小或逆时针方向增大，故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎4.某小组重做奥斯特实验，在一根南北方向放置的直导线的正下方放置一小磁针，如图所示，给导线通入恒定电流，小磁针再次静止时偏转了30°，已知该处地磁场水平分量，通电直导线在该处产生的磁感应强度大小为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】各个分磁场与合磁场关系如图所示 由数学关系得 故选A。‎ ‎5.潜水员使用的氧气钢瓶内部装有氧气和氮气，当瓶内气体即将用完时，内部剩余气体可视为理想气体。冬季将该氧气瓶从室内移至室外，一段时间后（ ）‎ A. 氧气分子的平均速率等于氮气分子的平均速率 B. 氧气分子的平均速率大于氮气分子的平均速率 C. 单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时不变 D. 单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．温度相同，氧气、氮气的平均分子动能相等，氧气分子质量比氮气分子质量大，故氧气分子的平均速率小于氮气分子的平均速率，故AB错误；‎ CD．根据理想气体方程 可知温度降低，气体压强减小，单位时间内气体分子撞击内壁的次数相比在室内时减少，故C错误，D正确。故选D。‎ ‎6.如图所示，和为两相干波源，它们的振动方向均垂直于纸面，产生的两列简谐横波波长为。点是两列波相遇区域中的一点，已知点到两波源的距离分别为，，两列波在点干涉相消。波源的振动方程为，则的振动方程可能为（ ）‎ A. B. ‎ C D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于 波源引起P点的相位为 由于 波源引起P点的相位为 引起两列波在点干涉相消的条件 当n=-1时解得 故选C。‎ ‎7.一定量的理想气体，从状态开始，经历、、三个过程，其图象如图所示，下列判断正确的是（ ）‎ A. 过程气体吸收热量大于内能的增加 B. 过程气体吸收的热量全部用于对外做功 C. 过程外界对气体做的功大于放出的热量 D. 过程的体积变化量大于过程的体积变化量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．过程ab 为等容变化，温度升高，内能增大，体积不变，由热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于气体内能的增加，故A错误；‎ B．过程bc为等温变化，，但气体压强减小，由理想气体方程 可知V增大，气体对外做功，W<0，由 可知过程气体吸收的热量全部用于对外做功，故B正确；‎ C．过程ca为等压变化，由 可知温度降低，体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体内能的减小等于放出的热量与外界对气体做功之差，故过程外界对气体做的功小于放出的热量，故C错误；‎ D．过程ab为等容变化，，故过程的体积变化量等于过程的体积变化量，故D错误。故选B。‎ ‎8.如图所示，在以原点为圆心、半径为的圆形区域内，存在磁感应强度大小为方向垂直于纸面向里的匀强磁场，、、为磁场边界上的点，、为边界与坐标轴的交点，连线与轴负方向成45°。一带负电粒子从点以速度沿方向射入磁场，恰好从点飞出，粒子在磁场中运动的时间为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】做出运动的轨迹图，可知速度的偏转角为 粒子在磁场中运动的时间为 故选B。‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9.全球首个推动无线充电技术的标准化组织，其技术多用于手机无线充电，充电过程的原理如下：充电器发送端和电池接收端内有线圈，送电线圈接入一定频率的交流电，受电线圈中就会产生一定的电流，从而将电能从发送端转移到接收端。下列说法正确的是（ ）‎ A. 发送端和接收端间的距离越近充电效率越高 B. 发送端和接收端间的距离不影响充电效率 C. 若仅增加送电线圈匝数，受电线圈中电流频率变大 D. 若仅增加送电线圈匝数，受电线圈中电流频率不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．发送端和接收端间的距离越近，电能和磁能损耗小，充电效率越高，故A正确，B错误；‎ CD．若仅增加送电线圈匝数，只改变受电线圈电流大小，电流频率不变，故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎10.如图所示，质量为小物块放置在质量为的物块上，与两个相同的弹簧相连，放在光滑水平面上，开始弹簧均处于原长。将向右移动距离后释放，振动过程中、无相对运动，弹簧的劲度系数为，则、间摩擦力的大小可能等于（ ）‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】振动过程中、无相对运动有 解得 ‎、间的静摩擦力提供运动时所需要的力 故、间的静摩擦力不能大于，故AC正确，BD错误。故选AC ‎11.用手握住长软绳的一端连续上下抖动，抖动周期为。某时刻波形如图所示，绳上质点处于最高点、质点处于最低点。已知两质点平衡位置间的距离为，则（ ）‎ A. 该波的波速为 ‎ B. 后质点将到达处 C. 此后、两质点的速率始终相同 ‎ D. 此后、两质点加速度方向始终相反 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．、两质点相差半个周期的奇数倍，不一定是半个周期，波速不一定为，故A错误；‎ B．质点在平衡位置上下振动，不会运动到处，故B错误；‎ CD．处于波峰，处于波谷，、两质点相差半个周期，故两质点的速率始终相同，两质点加速度方向始终相反。故选CD。‎ ‎12.如图所示，半径为R的环形绝缘细管水平放置，管内有一带负电的粒子，质量为m、电荷量为q，重力忽略不计。从时刻开始，施加竖直向上的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律为（为常数），下列关于粒子的运动说法正确的是（ ）‎ A. 沿顺时针做圆周运动 B. 沿逆时针做圆周运动 C. 速率随时间均匀增加 D. 每转动一周动能增加量为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据左手定则可知粒子沿逆时针做圆周运动，故A错误，B正确；‎ C．磁感应强度随时间均匀变化，产生感生电场，感应电场的大小恒定，粒子带负电，粒子受到电场力沿逆时针方向，粒子做加速运动，根据动能定理得 解得，故C正确；‎ D．每转动一周动能增加量为 故D正确。故选BCD。‎ 三、非选择题：本题共小题，共60分。‎ ‎13.用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。‎ ‎(1)下列说法正确的是_________。‎ A.气体压强和体积必须用国际单位 B.在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力 C.移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器 D.若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验 ‎(2)交流实验成果时某同学发现各小组所测的乘积并不相同，最主要的原因是_______。‎ ‎(3)某小组实验操作无误，但根据测得的数据作出图象不过坐标原点，如图乙所示，图中代表________的体积。‎ ‎【答案】 (1). C (2). 密封的气体质量不同 (3). 传感器与注射器之间气体 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位，故A错误；‎ B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；‎ C．移动活塞要缓慢；实验时，不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；‎ D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。‎ 故选C；‎ ‎(2)[2]根据理想气体状态方程可知，常数C与质量有关，交流实验成果时某同学发现各小组所测的乘积并不相同，说明密封的气体质量不同 ‎(3)[3]根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的 图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为 说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。‎ ‎14.某同学用单摆测当地的重力加速度。该同学进行了如下操作：‎ ‎①选择合适摆球，用游标卡尺测量摆球直径，如图甲所示。‎ ‎②选择合适摆线制成单摆，铁架台放在实验桌边，使悬点伸到桌面以外，如图乙所示。‎ ‎③让摆球自由下垂，用毫米刻度尺和三角板测量悬点到小球下端的距离。刻度尺与摆线平行放置且零刻度对准单摆的悬点，当三角板贴近摆球时对应刻度尺位置如图丙所示；‎ ‎④用秒表测量单摆的周期。拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，摆动稳定后，当摆球从左到右经过最低点时开始计时并记为。摆球每从左到右经过最低点时记一次数，当数到时秒表的示数为；‎ ‎ ‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）摆球的直径为________；‎ ‎（2）图丙中单摆的摆长为______；‎ ‎（3）由①③④测量数据求得当地重力加速度_________（计算过程取，结果保留三位有效数字）；‎ ‎（4）某同学改变摆线长度重复步骤④进行实验，以摆球最低端对应刻度为，测得不同对应周期，处理数据时画出的图象如图丁所示，该同学通过图象斜率求出重力加速度，该方法会导致重力加速度的测量值________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）‎ ‎【答案】 (1). 1.20 (2). 90.00 (3). 9.63 (4). 不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为1.2mm，游标读数为，摆球直径为 ‎(2)[2]根据刻度尺读出单摆的摆长为90.00cm ‎(3)[3]根据单摆周期公式 整理得 可知图像斜率为 解得 ‎(4)[4]实验通过斜率推算重力加速度即 故摆长不会产生影响重力加速度的测量值。‎ ‎15.如图所示，甲为时轴上横波的波动图象，乙为该波中平衡位置处的质点的振动图象。根据图中信息，求：‎ ‎(1)波的传播方向；‎ ‎(2)该波的波速大小；‎ ‎(3)从时刻再经过，处的质点的位移和它通过的路程。‎ ‎【答案】(1) 沿方向传播；(2) ；(3)0.2m， ‎ ‎【解析】（1）从题图乙中可以看出，时点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿方向传播。‎ ‎（2）由题图甲知，由题图乙知，所以波速 ‎（3）由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变，所以只需研究从图示时刻质点经时的位移即可，所以经质点的位移为，每半个周期路程为，所以路程 ‎16.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨和固定在同一水平面上，两导轨间距，、之间接电阻，理想电压表与并联。导轨上放置一质量、电阻的金属杆，导轨电阻忽略不计，整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用力沿水平方向拉杆，使之由静止开始做匀加速运动，末电压表的读数为。求：‎ ‎(1)金属杆在末的速度大小；‎ ‎(2)拉力大小随时间变化的关系。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意，末时电阻两端的电压，末电路电流为 杆产生的感应电动势 由 解得 ‎（2）杆所受的安培力为 杆的加速度为 根据牛顿第二定律得 解得 ‎17.如图所示，上端带卡环的圆柱形气缸竖直放置在水平地面上，气缸内部被质量均为的活塞甲和乙分成三部分，下边两部分封闭有理想气体和，气柱、的高度及活塞甲到卡环的距离均为。现将气缸旋转90°放倒在水平地面上，开口向右。已知大气压强为，活塞的面积为，活塞与气缸接触良好，厚度不计，导热性能良好，忽略一切摩擦。求：‎ ‎(1)气缸竖直放置时，气体、的压强大小；‎ ‎(2)气缸水平且活塞稳定后，乙距缸底的距离；‎ ‎(3)放倒气缸过程中气体吸热还是放热，说明理由。‎ ‎【答案】(1) ，；(2) ；(3)吸热，原因见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）气缸竖直放置时 气体的压强为 气体的压强为 ‎（2）、初始体积均为，放倒气缸后甲活塞运动到卡口处两部分气体均发生等温变化，稳定后压强相同，设为，设气体长度为，气体的长度为 对气体，由玻意耳定律 对气体，由玻意耳定律 解得 ‎（3）气体吸热。气体温度不变，内能不变，因为气体体积膨胀对气体做功，根据热力学第一定律，气体吸热。‎ ‎18.如图所示，在平面坐标系的第Ⅰ象限内有沿轴负方向的匀强电场，场强大小为，第Ⅱ象限有垂直平面向里的匀强磁场，一个带正电粒子以初速度，从轴上点沿轴正方向射入电场，并从点进入磁场，粒子恰好不射入第三象限，已知，，粒子的重力不计，求：‎ ‎(1)该粒子的比荷；‎ ‎(2)磁感应强度的大小；‎ ‎(3)粒子第次从电场进入磁场经过轴时的纵坐标值。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ；(3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在第Ⅰ象限内的运动类似平抛运动，轨迹如图沿轴负方向做匀加速运动，则有 沿轴正方向做匀速运动，则有 解得 ‎（2）设粒子进入磁场时的速度为，则轴方向的速度为 轴方向的速度为 可知 设速度的方向与轴的夹角为，则有 解得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径为 由几何关系得 又 解得 ‎（3）第1次从电场射入磁场的位置坐标 粒子从磁场射入电场后，沿电场线方向做匀减速运动，垂直电场线方向匀速运动。由运动分解可知，沿轴方向前进的距离为，之后粒子周期性运动，每个周期沿轴方向前进的距离 第次从电场入磁场，轴坐标 解得