安徽省淮北一中2017-2018学年高二下学期期中考试物理试卷含答案

2017-2018学年度第二学期高二年级期中考试 物理试题命题人：张东雨 审核人：许松 考试时间100分钟一、选择题(每题4分，共48分；1-8为单选，9-12为多选，选对但不全得2分)1.如图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员在右方机翼末端处的电势为1ϕ，左方机翼末端处的电势为2ϕ.则以下说法正确的是（ D ）A. 若飞机从东往西飞，则1ϕ比2ϕ高B. 若飞机从西往东飞，则1ϕ比2ϕ高C. 若飞机从南往北飞，则1ϕ比2ϕ高D. 若飞机从北往南飞，则2ϕ比1ϕ高2.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a 、b 两点间电势差绝对值最大的是（ B ）3.通过一阻值R ＝100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( B ) A ．12 V B ．410 V C ．15 V D ．8 5 V4.关于布朗运动以下说法正确的是( D ) A.布朗运动就是分子的无规则运动B.布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C.一锅水中撒一点胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越激烈D.在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动 5.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f 和分子势能E p 随分子间距离r 变化关系的图线是 ( B )6.对于一定质量的理想气体来说,下列变化可行的是( C )A.保持压强和体积不变,而改变它的温度B. 保持压强不变,同时升高温度并减小体积C.保持温度不变,同时增加体积并减小压强D. 保持体积不变,同时增加压强并降低温度7.如下图所示，一端封闭、一端开口的U 形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a ，b 两部分气体，若保持a 部分气体温度不变，使b 部分气体温度缓慢升高，则 ( A )A. a 的体积和压强不变；b 的体积变大，压强不变B. a 的体积变小，压强变大；b 的体积变大，压强变小C. a 的体积变小，压强变大；b 的体积变大，压强不变D. a 和b 的体积都变大，压强都变小8.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R 、2R 和3R 的阻值分别为Ω3、Ω1和Ω4。

A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。

该变压器原、副线圈匝数比为（ B ）。

A. 2B. 3C. 4D. 59.（多选）油酸的摩尔质量为M ，密度为ρ．一滴油酸的质量为m ，它在液面上扩散后的最大面积为S ，已知阿伏加德罗常数为N A ．下面选项正确的是（ AC ） A ．油酸分子的直径Sm d ρ=B ．油酸分子的直径SM d ρ=C ．油滴所含的分子数A N Mmn =D ．油滴所含的分子数A MN m n =10.（多选）在下图中，能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的是( ABC ) A.B.C.D.11.（多选）用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理如图所示，可简化为如下物理问题：在理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只灯泡 L 1 和 L 2 ，输电线的等效电阻为R ，原线圈输人有效值恒定的交流电压，当开关S 闭合时，以下说法不正确．．．的是(BCD )A. R 两端的电压增大B. 原线圈输人功率减小C. 副线圈输出电压减小D. 原线圈中电流减小12.（多选）如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ，MN 的左边有一闭合电路，当PQ 在外力的作用下运动时，MN 向右运动。

则PQ 所做的运动可能是（ BC ） A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动二、实验题（共12分，其中13题4分，14题8分）13. （1）用游标卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为 mm 。

（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为 mm 。

【答案】（1） 52.35 （2）1.99014.某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示。

(1)若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作 (选填“R －I ”或“R －1I”)图象；(2)利用测得的数据在图所示的坐标纸上画出适当的图象；(3)由图象可知，该电池的电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω； (4)该实验中测出的电动势E 测和内阻r 测与真实值E 真和r 真相比，理论上E 测 E 真，r 测 r 真(选填“>”、“<”或“＝”)。

【答案】 (1)R －1I，(2)作图 (3)6.0 ；2.0 （4） = ， >三、计算题（共40分）15.（8分）图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO ′转动，由线圈引出的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕OO ′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R 形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示．已知ab 长度为l 1，bc 长度为l 2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈)(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势e 的表达式；(2)若线圈电阻为r ，求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热．(其他电阻均不计)【解析】 (1)从0时刻起经过t 时间，线框转过角度θ＝ωt ，线框的切割边线速度v ＝ωr ，得ab 边v 1＝ωr 1，cd 边v 2＝ωr 2，切割速度为v cd ＝ωr 2sin θ，v ab ＝ωr 1sin θ，两条边切割时产生感应电动势e 1＝Bl 1r 1ωsin ωt ，e 2＝Bl 1r 2ωsin ωt ，两边产生的感应电动势在闭合电路中环形同向，e ＝e 1＋e 2，r 1＋r 2＝l 2，所以e ＝Bl 1l 2ωsin ωt(2)线圈转动一周，此为正(余)弦交流电E m ＝Bl 1l 2ω，E 有效＝22Bl 1l 2ω 闭合电路的有效电流I ＝E 有效R 总，R 上的功率P ＝I 2R ，T ＝2πω，转动一周电流在R 上做功W ＝πB 2l 12l 22ωR （R ＋r ）2【答案】 (1)e ＝Bl 1l 2ωsin ωt (2)πB 2l 12l 22ωR（R ＋r ）216.（12分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L ，长为3d ，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面垂直，质量为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R ，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g ，求： (1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ； (2)导体棒匀速运动的速度大小v ； (3)在滑上涂层之前，通过电阻的电量q. (4)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q ；【解析】 (1)在绝缘涂层上，导体棒做匀速直线运动，受力平衡，则有mgsin θ＝μmgcos θ，解得μ＝tan θ (2)导体棒在光滑导轨上滑动时 感应电动势E ＝BLv 感应电流I ＝ER安培力F 安＝BIL 联立得F 安＝B 2L 2vR受力平衡F 安＝mgsin θ 解得v ＝mgRsin θB 2L 2(3)RBLdR q =Φ∇=(4)整个运动过程中，其他部分没有电阻，因此电阻产生的焦耳热Q 与安培力做功相等．根据动能定理，得3mgdsin θ－μmgdcos θ－Q ＝12mv 2－0 解得Q ＝2mgdsin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L4【答案】 (1)tan θ (2)mgRsin θB 2L 2 (3)RBLd q = (4)2mgdsin θ－m 3g 2R 2sin 2θ2B 4L 417.（8分）如图所示，一端封闭、粗细均匀的U 形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中．当温度为280 K 时，被封闭的气柱长L ＝22 cm ，两边水银柱高度差h ＝16 cm ，大气压强p 0＝76 cmHg.封闭气体的温度重新回到280 K 后为使封闭气柱长度变为20 cm ，需向开口端注入的水银柱长度为多少？【解析】 初态压强p 1＝(76－16) cmHg ＝60 cmHg ，初态的体积V 1＝22S cm ；末态的体积V 2＝20S cm ，左侧被封闭的一定质量的气体，温度不变，符合玻意耳定律，p 1V 1＝p 2V 2，代入数据60×22S ＝p 2×20S ，解得p 2＝66 cmHg ，说明左右两侧的高度差Δh ＝10 cm ，如图所示，左侧上升2 cm ，右侧只有在原基础上再有8 cm 才能满足高度差为10 cm ，故加注水银(2 cm ＋8 cm)＝10 cm. 【答案】 10 cm18.（12分）如图所示，两汽缸A 、B 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两汽缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热．两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为p 0，外界和汽缸内气体温度均为7 ℃且平衡时，活塞a 离汽缸顶的距离是汽缸高度的14，活塞b 在汽缸的正中央．(1)现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 升至顶部时，求氮气的温度；(2)继续缓慢加热，使活塞a 上升，当活塞a 上升的距离是汽缸高度的116时，求氧气的压强．【解析】(1)活塞b 升至顶部的过程中，活塞a 不动，活塞a 、b 下方的氮气经历等压过程．设汽缸A 的容积为V 0，氮气初态体积为V 1，温度为T 1，末态体积为V 2，温度为T 2，按题意，汽缸B 的容积为14V 0，则得V 1＝34V 0＋12·14V 0＝78V 0① V 2＝34V 0＋14V 0＝V 0② 根据盖－吕萨克定律，得V 1T 1＝V 2T 2③ 由①②③式和题给数据，得T 2＝320 K④(2)活塞b 升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a 开始向上移动，直至活塞上升的距离是汽缸高度的116时，活塞a 上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V 1′，压强为p 1′，末态体积为V 2′，压强为p 2′，由题给数据有，V 1′＝14V 0，p 1′＝p 0，V 2′＝316V 0⑤ 由玻意耳定律，得p 1′V 1′＝p 2′V 2′⑥ 由⑤⑥式，得p 2′＝43p 0⑦【答案】(1)氮气的温度为320 K(2)氧气的压强为43p 0设置目的 考查玻意耳定律、物理过程性质的判断。