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?1，左方机翼末端处的电势为?2.则以下说法正确的是（ D ）

A. 若飞机从东往西飞，则?1比?2高 B. 若飞机从西往东飞，则?1比?2高 C. 若飞机从南往北飞，则?1比?2高 D. 若飞机从北往南飞，则?2比?1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．85 V 4.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Ep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R1、R2和R3的阻值分别为3?、1?和4?。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. 2 B. 3 C. 4 D. 5

9.（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NA．下面选项正确的是（ AC ） A．油酸分子的直径d?m ?SB．油酸分子的直径d?M ?SC．油滴所含的分子数n?mm NA D．油滴所含的分子数n?MNAM10.（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 L1 和 L2 ，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）1.990

14.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

(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－”)图象；

I

(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“＝”)。

1

【答案】 (1)R－ ，(2)作图 (3)6.0 ；2.0 （4） = ， >

I

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l1，bc长度为l2，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v1＝ωr1，cd边v2＝ωr2，切割速度为vcd＝ωr2sinθ，vab＝ωr1sinθ，两条边切割时产生感应电动势e1＝Bl1r1ωsinωt，e2＝Bl1r2ωsinωt，两边产生的感应电动势在闭合电路中环形同向，e＝e1＋e2，r1＋r2＝l2，所以e＝Bl1l2ωsinωt

(2)线圈转动一周，此为正(余)弦交流电Em＝Bl1l2ω，E有效＝

2

Bl1l2ω 2

2

2

2

E有效2ππBl1l2ωR2

闭合电路的有效电流I＝，R上的功率P＝IR，T＝，转动一周电流在R上做功W＝2

R总ω（R＋r）πBl1l2ωR

【答案】 (1)e＝Bl1l2ωsinωt (2)2 （R＋r）

16.（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

mgsinθ＝μmgcosθ，解得μ＝tanθ (2)导体棒在光滑导轨上滑动时 感应电动势E＝BLv E

感应电流I＝

R安培力F安＝BIL BLv

联立得F安＝ R受力平衡F安＝mgsinθ mgRsinθ

解得v＝ 22

BL(3)q?22

2

2

2

??BLd? RR322

2

(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

12mgRsinθ3mgdsinθ－μmgdcosθ－Q＝mv－0 解得Q＝2mgdsinθ－ 44

22BL

BLdmgRsinθmgRsinθ

【答案】 (1)tanθ (2) (3)q? (4)2mgdsinθ－ 2244

BL2BLR322

2

17.（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p0＝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p1＝(76－16) cmHg＝60 cmHg，初态的体积V1＝22S cm；末态的体积V2＝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，p1V1＝p2V2，代入数据60×22S＝p2×20S，解得p2＝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 cm

18.（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p0，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1

距离是汽缸高度的，活塞b在汽缸的正中央．

4

(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；

1

(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时，求氧气的压强．

16【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．

1

设汽缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，汽缸B的容积为V0，

4则得

3117V1＝V0＋·V0＝V0

424831

V2＝V0＋V0＝V0

44

V1V2

根据盖－吕萨克定律，得＝ T1T2

由①②③式和题给数据，得T2＝320 K

① ② ③ ④

1

(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时，活

16塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为p1′，末态体积为V2′，压强为p2′，由题给数据有，

13V1′＝V0，p1′＝p0，V2′＝V0

416由玻意耳定律，得p1′V1′＝p2′V2′ 4由⑤⑥式，得p2′＝p0

3

⑤ ⑥ ⑦

4

【答案】(1)氮气的温度为320 K(2)氧气的压强为p0设置目的 考查玻意耳定律、物理过程性质的判断

3

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