2018-2019学年江西省南康中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年江西省南康中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

南康中学2018～2019学年度第二学期高二第二次大考 物 理 试 卷 一、选择题（共10小题，每小题4分,共40分每小题给出的四个选项中1-6题为单选题，7-10题为多选题）‎ ‎1.关于分子动理论，下列说法正确的是 A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 分子间同时存在着引力和斥力 D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；‎ B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；‎ C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误。‎ 点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的。‎ ‎2.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值即 B. 通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零 C. 磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D. 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到的最大的磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即，选项A错误；磁场中某点的磁感应强度与是否放置通电导线无关，选项B错误；磁感应强度只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关，选项C正确；通电导线所受磁场力的方向与磁场的方向垂直，选项D错误.‎ ‎3.如图所示，水平直导线中通有恒定电流I，导线正下方处有一电子初速度，其方向与电流方向相同，以后电子将（ ）‎ A. 沿路径a运动，曲率半径变小 B. 沿路径a运动，曲率半径变大 C. 沿路径b运动，曲率半径变小 D. 沿路径b运动，曲率半径变大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断导线上方的磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线上面的电子所受的洛伦兹力方向身向上，则电子将沿b轨迹运动，其速率v不变，而离导线越远，磁场越弱，磁感应强度B越小，由公式可知，电子的轨迹半径逐渐增大，故轨迹不是圆，故D正确。‎ 考点：考查了带电粒子在磁场中的运动，安培定则 ‎4.如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个周期中，前面的被截去，从而改变了电灯上的电压，那么现在电灯上电压的有效值为（ ）‎ A. Um B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】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：；直流电产生的热量：；由Q1=Q2得：，故选C。‎ ‎5.如下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是（　　）‎ A. 输入电压u的表达式u=20sin（100πt）V B. 只断开S2后，L1、L2均正常发光 C. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W ‎【答案】D ‎【解析】‎ 周期是0.02s，ω==100π，所以输入电压u的表达式应为u=20sin（100πt）V，A错误；当S1接1，断开S2时，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2‎ 的功率均变为额定功率的四分之一，负线圈的功率减小，则原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，选项BC错误；若S1换接到2后，电阻R电压有效值为4V，R消耗的电功率为 =0.8W，D正确。故选D。‎ 点睛：此题关键要知道变压器电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等.‎ ‎6.如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线圈由左向右匀速通过直导线时，线圈中感应电流的方向是（ ）‎ A. 先dcba，后abcd，再dcba B. 先abcd，后dcba C. 始终dcba D. 先abcd后dcba，再abcd ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由安培定则得，载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律，可知：感应电流方向为dcba；当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为abcd；当继续向右运动时，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为：abcd；当远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为：dcba；故BCD错误，A正确.‎ ‎7.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置--电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是（ ）‎ A. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流 B. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流 C. 要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度 D. 使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】要使炮弹沿导轨向右发射，即为安培力作用，根据左手定则可知，必须通以自M向N电流。故A正确；要想提高炮弹的发射速度，即增大安培力的大小，根据F=BIL，所以可适当增大电流或磁感应强度，故BC正确；若使电流和磁感应强度的方向同时反向，则安培力方向不变，所以炮弹的发射方向不变，故D错误；‎ ‎8.如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是 （ ）‎ A. 升高U1会减小输电电流I2‎ B. 升高U1会增大线路的功率损耗 C. 升高U1会增大线路的电压损耗 D. 升高U1会提高电能的利用率 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为，所以I2将减小，故A正确；线路功率损耗，因此功率损耗也减小，由ΔU＝I2R可知电压损耗减小，故B、C错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D正确．故选AD.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道输送功率、输送电压、电流的关系，掌握输电线上功率损失的表达式，知道电压损失和输送电压的区别．‎ ‎9.对于实际的气体，下列说法正确的是（ ）‎ A. 气体体积变化时，其内能可能不变 B. 气体的内能包括气体分子热运动的动能 C. 气体的内能包括气体整体运动的动能 D. 气体的内能包括气体分子的重力势能 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】气体的体积变化时，存在做功情况，但如果同时有热量交换，则根据热力学第一定律可知，其内能可能不变，故A正确；气体的内能包括气体分子热运动的动能，故B正确。气体的内能不包括气体整体运动的动能，故C错误；气体内能中不包括气体分子的重力势能，故D错误.‎ ‎10.如图为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，图示位置矩形线圈平行于磁感线，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有m=100匝，总电阻r=5.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动。线圈处于磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W“的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 线圈转动的角速度ω=3rad/s B. 图示位置时cd边所受的安培力的大小为 C. 线圈从图示位置转过90°过程中线圈产生的电能为1.5J D. 线圈从图示位置转过90°过程中流过灯泡的电量为0.2C ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】小灯泡额定电流为：；小灯泡的额定电阻为：，可得电动势有效值为：E=I（R+r）=0.6×（5+5）=6V；最大值为：Em=6V，又：Em=mBSω=m•ab•bc•Bω，可得：ω=3rad/s，选项A错误；在此位置时cd边上的电流最大值为0.6A，则cd受到的安培力：F=mBIcd=100×0.4×0.6×0.25=6‎ N，选项B正确；由焦耳定律可得：，由能量守恒可得线圈产生的电能：W=Q总，所以线圈产生的电能：W=1.33J；选项C错误. 流过灯泡的电量为： ，由因为：Em=mBSω；所以有：，选项D正确。‎ 二、实验填空题（本题共2小题，共14分）‎ ‎11.（1）（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若水温相同，_______（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，_____（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。‎ ‎（2）某同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径时，测得的结果如图甲所示，则该金属丝的直径d=_______mm；另一位同学用游标尺测一工件的长度，测得的结果如图乙所示，则该工件的长度L=______cm．‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). 乙 (3). 2.705 (4). 5.015‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，布朗运动是由于液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的；颗粒越小，液体分子对颗粒的撞击越不平衡，布朗运动越明显。由图可知，乙图中颗粒的布朗运动更明显，所以若水温相同，甲中炭粒的颗粒较大；温度越高，布朗运动越激烈，所以若炭粒大小相同，乙中水分子的热运动较剧烈。‎ ‎（2）该金属丝的直径d=2.5mm+0.01mm×20.5=2.705mm；该工件的长度L=5cm+0.05mm×3=5.015cm．‎ ‎12.有一种特殊的电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为50Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图(a)所示的电路进行实验，图中电压表的内阻很大，对电路的影响可不考虑，R为电阻箱，阻值范围0～9 999Ω，R0是定值电阻，起保护电路的作用．‎ ‎（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：‎ A．10Ω 2.5 W B．150Ω 1. 0 W C．500Ω 1. 0 W D．2 000Ω 5.0 W 本实验应选哪一种规格？答___________。（填序号）‎ ‎（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图 (b)所示的图线（已知该直线的截距为0.1 V-1)．则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为_____V，内阻r为______Ω.（均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). B (2). 10 (3). 46±2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当滑动变阻器短路时，电路中通过的最大电流为50mA，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最小阻值为：R0=-50Ω=180-50Ω=130Ω，故选B； （2）由闭合电路欧姆定律可得：，变形得：，由数学知识可知，图象中的斜率；截距；由图可知，b=0.1，故E=10V；k=4.6；解得：r=46Ω；‎ 三、计算题（本题共4小题，共46分，解答应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）‎ ‎13.如图所示，y轴上A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直坐标平面向里有一电子（质量为m、电荷量为）从A点以初速度沿着x轴正方向射入磁场区域，并从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴正方向之间的夹角为60°求：‎ ‎⑴磁场的磁感应强度大小；‎ ‎⑵电子在磁场中运动的时间．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）过B点作电子出射速度方向垂线交y轴于C点 则C点为电子在磁场中运动轨迹的圆心 由几何知识∠ACB=60°‎ 设电子在磁场中运动轨迹半径为R 则R-L=R=2L 又 则 ‎（2）由几何知识∠ACB=60°‎ 则 得 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动.‎ ‎14.如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨竖直放置，其宽度，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为的金属棒ab紧贴在导轨上。现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：‎ ‎（1）判断金属棒两端a、b的电势高低；‎ ‎（2）磁感应强度B大小；‎ ‎【答案】（1）b点电势高，a点电势低；（2）B=0.1T ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由右手定则可知，ab中的感应电流由a流向b，ab相当于电源，则b点电势高，a点电势低；‎ ‎（2）由x-t图象求得t=1.5s时金属棒的速度为：‎ 金属棒匀速运动时所受的安培力大小为：，，‎ 联立得：‎ 根据平衡条件得：‎ 则有：‎ 代入数据解得：B=0.1T ‎15.如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0， 现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。求流入汽缸内液体的质量。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。‎ 设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为，压强为；下方气体的体积为，压强为。在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得 ‎ ①‎ ‎ ②‎ 由已知条件得 ‎ ③‎ ‎ ④‎ 设活塞上方液体的质量为m，由力的平衡条件得 ‎ ⑤‎ 联立以上各式得 ‎ ⑥‎ ‎16.如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L =‎ ‎ 0.1m，两板间距离d = 0.4cm，有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上。设前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间。已知微粒质量为 m = 2×10-6kg，电量q = 1×10-8 C，电容器电容为C =10-6 F，取g=10m/s2。求：‎ ‎（1）为使第一个微粒的落点范围能在下板中点到紧靠边缘的B点之内，求微粒入射的初速度的取值范围；‎ ‎（2）若带电微粒以第一问中初速度的最小值入射，则最多能有多少个带电微粒落到下极板上。‎ ‎【答案】（1）粒子的初速度满足2.5m/s≤v0≤5m/s；（2）最多能落到下极板粒子的个数为600个 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设粒子打在下极板中点、边缘的初速度分别为v1、v2 ，则 偏转位移： ‎ 水平方向： ‎ 联立解得：v1=2.5m/s v2=5m/s 粒子的初速度满足2.5m/s≤v0≤5m/s。‎ ‎（2）设；粒子刚好从边缘飞出时极板带电为Q，场强为E，板间电压为U 由牛顿第二定律得：‎ 偏转位移：‎ 水平位移：，‎ 联立解得：‎ 解得 最多能落到下极板粒子的个数.‎ ‎ ‎ ‎ ‎