解析广东省揭阳市普宁市华美实验学校2020┄2021学年高二下学期期中物理试卷
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2020┄2021学年广东省揭阳市普宁市华美实验学校高二(下)期中物理试卷一、单项选择题:(共4个小题,每题4分,共16分)1.(4分)(2013•福建)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()A.B.C.D.2.(4分)(2014•日照二模)如图所示,直角坐标系Oxy的2、4象限有垂直坐标系向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B,在第3象限有垂直坐标系向外的匀强磁场磁感应强度大小为2B,现将半径为R,圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.t=0时线框在图示位置,设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中的电流随时间变化关系正确的是()A .B.C.D.3.(4分)(2015春•普宁市校级期中)金属棒和三根电阻线按右图所示连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒电阻不计.当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中的感应电流为I,当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中的感应电流为9I,当S1、S2闭合,S2断开时,闭合回路中的感应电流是()A.12IB.10IC.8I D.04.(4分)(2012秋•沈阳期末)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()A.B.C. D.二、双项选择题:(共5小题,每题6分,共30分)5.(6分)(2014•深圳二模)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法正确的有()A.t1时刻线圈位于中性面B.t2时刻通过线圈的磁通量最大C.电动势的有效值为D.一个周期内交变电流的方向改变一次6.(6分)(2015春•普宁市校级期中)在日光灯电路中,关于启动器、镇流器、灯管的作用,下列说法正确的是()A.日光灯点燃后,启动器不再起作用B.镇流器在点燃灯管的过程中,产生一个瞬时高压,点燃后起到降压限流的作用C.日光灯点燃后,镇流器、启动器不起作用D.日光灯点燃后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光7.(6分)(2015春•普宁市校级期中)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有()A.增加线圈的匝数B.将金属杯换为瓷杯C.取走线圈中的铁芯D.提高交流电源的频率8.(6分)(2015春•普宁市校级期中)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的C.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的9.(6分)(2014•南昌模拟)如图所示,a、b间接入电压u=311sin314t(V)的正弦交流电,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(当温度升高时,其阻值将减小),所有电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数增大B.V1的示数不变,V2的示数减小C.A1的示数增大,A2的示数减小D.V1的示数减小,V2的示数减小三、非选择题:(共54分)10.(6分)(2011秋•黄州区校级期末)关于传感器的应用,下列说法中正确的是()A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻C.用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验,所用的测力装置是力传感器D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态11.(2分)(2015春•普宁市校级期中)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,已经准备的器材有:油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔,要完成本实验,还欠缺的器材有.12.(6分)(2015春•普宁市校级期中)在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面作了理想化的假设;实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸,且只能滴一滴,这是因为;在将油酸酒精溶液滴向水面前,要先在水面上均匀撒些痱子粉,这样做是为了.13.(2分)(2015春•普宁市校级期中)如图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是(用符号表示).14.(2分)(2015春•普宁市校级期中)在做用油膜法估测分子大小的实验中,已知实验室中使用的油酸酒精溶液的体积浓度为A,又用滴管测得N滴这种油酸酒精的总体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上,如图所示,测得油膜占有的小正方形个数为X.用以上字母表示油酸分子直径的大小d=.15.(18分)(2015•惠州模拟)如图甲所示,两根间距=1.0m、电阻不计的足够长平行金属导轨ab、cd水平放置,一端与阻值R=2.0Ω的电阻相连.质量m=0.2kg的导体棒ef在恒定外力F作用下由静止开始运动,已知导体棒与两根导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为f=1.0N,导体棒电阻为r=10Ω,整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场B 中,导体棒运动过程中加速度a与速度v的关系如图乙所示(取g=10m/s2).求:(1)当导体棒速度为v时,棒所受安培力F安的大小(用题中字母表示).(2)磁场的磁感应强度B.(3)若ef棒由静止开始运动距离为S=6.9m时,速度已达v′=3m/s.求此过程中产生的焦耳热Q.16.(18分)(2012•安徽)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OO′轴转动,由线圈引起的导线ae 和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接,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e1的表达式;(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;(3)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.(其它电阻均不计)2020┄2021学年广东省揭阳市普宁市华美实验学校高二(下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题:(共4个小题,每题4分,共16分)1.(4分)(2013•福建)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()A.B.C.D.考点:分子势能;分子间的相互作用力.专题:压轴题;内能及其变化专题.分析:分子力与分子距离r,分子势能与分子距离r的关系图象很类似,特别注意的是当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,同时注意分子力为矢量,分子势能为标量.解答:解:根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知,当r=r0时,分子力为零,分子势能最小,由此可知B正确.故选:B.点评:正确区分和理解分子力与分子距离r,分子势能与分子距离r的关系图象是理解分子力、分子势能的关键.2.(4分)(2014•日照二模)如图所示,直角坐标系Oxy的2、4象限有垂直坐标系向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B,在第3象限有垂直坐标系向外的匀强磁场磁感应强度大小为2B,现将半径为R,圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动.t=0时线框在图示位置,设电流逆时针方向为正方向.则下列关于导线框中的电流随时间变化关系正确的是()C.D.A.B.考点:导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律.专题:电磁感应与图像结合.分析:根据转动切割磁感线感应电动势公式E =ω求出每条半径切割磁感线时产生的感应电动势,分段由闭合电路欧姆定律求出感应电流,由楞次定律判断感应电流的方向,即可选择图象.解答:解:在0﹣t时间内,线框从图示位置开始(t=0)转过90°的过程中,产生的感应电动势为:E1=ω•R2;由闭合电路欧姆定律得,回路电流为:I1==.根据楞次定律判断可知,线框中感应电流方向沿逆时针.在t﹣2t时间内,线框进入第3象限的过程中,回路电流方向为顺时针.回路中产生的感应电动势为:E2=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1;感应电流为:I2=3I1;在2t﹣3t时间内,线框进入第4象限的过程中,回路电流方向为逆时针.回路中产生的感应电动势为:E3=ω•R2+ω•R2=Bω•R2=3E1;感应电流为:I2=3I1;在3t﹣4t时间内,线框出第4象限的过程中,回路电流方向为顺时针.回路中产生的感应电动势为:E4=ω•R2;由闭合电路欧姆定律得,回路电流为:I4=I1;故B正确.故选:B点评:本题考查了法拉第电磁感应定律E=E=ω在转动切割类型中的应用,掌握楞次定律,会判断感应电流的方向.中等难度.3.(4分)(2015春•普宁市校级期中)金属棒和三根电阻线按右图所示连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场,三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1:2:3,金属棒电阻不计.当S1、S2闭合,S3断开时,闭合回路中的感应电流为I,当S2、S3闭合,S1断开时,闭合回路中的感应电流为9I,当S1、S2闭合,S2断开时,闭合回路中的感应电流是()A.12I B.10I C.8I D.0考点:法拉第电磁感应定律;闭合电路的欧姆定律.专题:电磁感应与电路结合.分析:根据开关的闭合与断开情况,明确电路结构;根据电路连接情况确定感应电动势,由欧姆定律求出电路电流;然后解方程组答题.解答:解:因为R1:R2:R3=1:2:3,可以设R1=R,R2=2R,R3=3R;由电路图可知,当S1、S2闭合,S3断开时,电阻R1与R2组成闭合回路,设此时感应电动势是E1,由欧姆定律可得:E1=3IR;当S2、S3闭合,S1断开时,电阻R2与R3组成闭合回路,设感应电动势为E2,由欧姆定律可得:E2=9I×5R=45IR;当S1、S3闭合,S2断开时,电阻R1与R3组成闭合回路,此时感应电动势E=E1+E2=48IR,则此时的电流I′==12I.故A正确,BCD 错误.故选:A.点评:分析清楚电路结构、熟练应用欧姆定律是正确解题的关键;要注意在三种电路情况下,产生的感应电动势不同,这是容易出错的地方.4.(4分)(2012秋•沈阳期末)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()A.B. C.D.考点:导体切割磁感线时的感应电动势.专题:电磁感应与电路结合.分析:正方形的一条边在磁场中,改边切割磁感线,相当于电源,然后根据闭合电路的有关知识进行求解.解答:解:磁场中切割磁感线的边相当于电源,外电路由三个相同电阻串联形成,ACD中a、b两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压为:U==,B图中a、b两点间电势差为路端电压为:U==,所以a、b两点间电势差绝对值最大的是B图所示;故选:B.点评:本题属于电磁感应与电路的结合,注意弄清电源和外电路的构造,明确a、b两点间的电势差是路端电压还是某一阻值电压.二、双项选择题:(共5小题,每题6分,共30分)5.(6分)(2014•深圳二模)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法正确的有()A.t1时刻线圈位于中性面B.t2时刻通过线圈的磁通量最大C.电动势的有效值为D.一个周期内交变电流的方向改变一次考点:正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.专题:交流电专题.分析:矩形线圈中产生正弦式电流,当线圈通过中性面时,磁通量最大,感应电动势为零,电动势方向发生改变.而当线圈与磁场平行时,磁通量为零,感应电动势最大,磁通量的变化率最大.一个周期内交变电流的方向改变两次.解答:解:A、t1时刻感应电动势为零,线圈通过中性面,磁通量最大,线圈位于中性面,故A 正确;B、由图t2时刻,感应电动势为最大值,通过线圈的磁通量为零,故B错误;C、电动势的有效值为.故C正确;D、一个周期内交变电流的方向改变两次.故D错误;[来源:学,科,网]故选:AC.点评:本题考查交变电流产生过程中,感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系,关键抓住两个特殊位置:线圈与磁场垂直位置,及线圈与磁场平行位置.6.(6分)(2015春•普宁市校级期中)在日光灯电路中,关于启动器、镇流器、灯管的作用,下列说法正确的是()A.日光灯点燃后,启动器不再起作用B.镇流器在点燃灯管的过程中,产生一个瞬时高压,点燃后起到降压限流的作用C.日光灯点燃后,镇流器、启动器不起作用D.日光灯点燃后,使镇流器短路,日光灯仍能正常发光考点:日光灯镇流器的作用和原理.分析:日光灯原理:当开关接通220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离,产生辉光放电.辉光放电的热量使双金属片受热膨胀,两极接触.电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路.灯丝很快被电流加热,发射出大量电子.双金属片自动复位,两极断开.在两极断开的瞬间,电路电流突然切断,镇流器产生很大的自感电动势,与电源电压叠加后作用于管两端.灯丝受热时发射出来的大量电子,在灯管两端高电压作用下,以极大的速度由低电势端向高电势端运动.在加速运动的过程中,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离.在紫外线的激发下,管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光.解答:解:日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段,它们的工作电流通路如下图所示:在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压.工作后,电流由灯管经镇流器,不再流过启动器,故启动后启动器不再工作,而镇流器还要起降压限流作用,不能去掉,综上可知,故AB正确,CD错误;故选:AB.点评:明确工作原理是解题的关键,注意日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不同的阶段,基础题..7.(6分)(2015春•普宁市校级期中)如图所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行的有()A.增加线圈的匝数B.将金属杯换为瓷杯C.取走线圈中的铁芯D.提高交流电源的频率考点:法拉第电磁感应定律;焦耳定律.专题:电磁感应与电路结合.分析:由题意可知电器的工作原理,则根据原理进行分析可得出缩短加热时间的方法.解答:解:A、由题意可知,本题中是涡流现象的应用;即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流;从而进行加热的,则由法拉第电磁感应定律可知,增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率;则可以缩短加热时间;故AD正确;B、将杯子换作瓷杯不会产生涡流;则无法加热水,故B错误;C、取走铁芯磁场减弱,则加热时间变长;故C错误;故选:AD.点评:本题考查涡流的应用,要注意明确涡流现象其实就是电磁感应的,由法拉第电磁感应定律可知涡流现象的强弱.8.(6分)(2015春•普宁市校级期中)下列关于布朗运动的说法,正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的C.液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的考点:布朗运动.专题:布朗运动专题.分析:布朗运动是小微粒受到的分子的撞击的不平衡产生的,是小微粒的运动.受温度的影响.解答:解:A、布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,故A错误;B、D、布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用不平衡引起的,故B错误,D正确;C、液体的温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越剧烈.故C正确故选:CD.点评:该题考查布朗运动,明确布朗运动不是分子的运动,是固体微粒的运动,其剧烈程度与温度有关.9.(6分)(2014•南昌模拟)如图所示,a、b间接入电压u=311sin314t(V)的正弦交流电,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(当温度升高时,其阻值将减小),所有电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火情时,以下说法中正确的是()A.A1的示数增大,A2的示数增大B.V1的示数不变,V2的示数减小C.A1的示数增大,A2的示数减小D.V1的示数减小,V2的示数减小考点:变压器的构造和原理;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.专题:交流电专题.分析:和闭合电路中的动态分析类似,可以根据R2的变化,确定出总电路的电阻的变化,进而可以确定总电路的电流的变化的情况,再根据电压不变,来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.解答:解:当传感器R2所在处出现火情时,R2的电阻减小,导致电路的总的电阻减小,所以电路中的总电流将会增加,A1测量的是原线圈中的总的电流,由于副线圈的电流增大了,所以原线圈的电流A1示数也要增加;由于电源的电压不变,原副线圈的电压也不变,所以V1的示数不变,由于副线圈中电流增大,R3的电压变压变大,所以V2的示数要减小,即R1的电压也要减小,所以A2的示数要减小,所以D正确.故选:BC.点评:电路的动态变化的分析,总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况,再确定其他的电路的变化的情况,即先部分后整体再部分的方法.三、非选择题:(共54分)10.(6分)(2011秋•黄州区校级期末)关于传感器的应用,下列说法中正确的是()A.电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B.测温仪中测温元件可以是热敏电阻C.用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验,所用的测力装置是力传感器D.火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态考点:传感器在生产、生活中的应用.分析:传感器是将温度、力、光等非电学量转化为电学量.结合传感器的特点解答即可.解答:解:A、电饭锅中的敏感元件将热学量转换为电学量,是热敏电阻.故A错误;B、测温仪中测温元件将热学量转换为电学量,是热敏电阻.故B正确;C、用传感器探究作用力和反作用力的关系的实验,需要将联系量转换为电学量,所以所用的测力装置是力传感器.故C正确.D、火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态,有烟雾时呈现低电阻状态,使电路中的电流增大,从而报警.故D正确.故选:BCD点评:本题考查了自动控制原理,对此类题目要知道其工作原理.基础题目.11.(2分)(2015春•普宁市校级期中)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,已经准备的器材有:油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔,要完成本实验,还欠缺的器材有量筒、痱子粉、坐标纸.考点:用油膜法估测分子的大小.专题:实验题.分析:根据油膜法测分子的大小的实验原理及方法可得出需要的器材,从而即可求解.解答:解:在本实验中,要用量筒量取酒精和油酸,从而配制酒精油酸溶液,先在水槽中洒上痱子粉,再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上,将玻璃板盖在水槽上,在玻璃板上铺上坐标纸,用彩笔画出油膜的边界,则用数格子的方法得出形成的面积;则可根据体积公式求得分子直径,故实验中还需要:量筒、痱子粉,及描绘图形的坐标纸.故答案为:量筒、痱子粉、坐标纸.点评:对于实验,关键要理解实验的原理和方法,再在理解的基础上去记忆相应的实验器材及实验步骤,要学会估算油膜的方法,类似于数学上“四舍五入”.12.(6分)(2015春•普宁市校级期中)在用油膜法粗测分子直径的实验中,在哪些方面作了理想化的假设将油膜看成单分子膜,将油酸分子看做球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的;实验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸,且只能滴一滴,这是因为纯油酸粘滞力较大,直接测量体积时误差太大;在将油酸酒精溶液滴向水面前,要先在水面上均匀撒些痱子粉,这样做是为了界定油膜大小的边界.考点:用油膜法估测分子的大小.专题:实验题.分析:解答本题应抓住:(1)“用油膜法估测分子大小”时要建立物理模型:油酸分子视为球形;油膜为单分子层;油酸分子是紧挨在一起的.(2)为了测量油膜的面积,必须使油膜边界清晰,便于描绘油膜形状,可先在水面上均匀撒上痱子粉.解答:解:(1)本实验中做了三点理想化假设,其中两点是油酸分子视为球形;油酸分子是紧挨在一起的.(2)验中滴在水面的是油酸酒精溶液而不是纯油酸,且只能滴一滴,这是因为纯油酸粘滞力较大,直接测量体积时误差太大;(3)在滴入油滴之前,要先在水面上均匀撒上痱子粉,这样做的目的是使油膜边界清晰,便于描绘油膜形状.故答案为:将油膜看成单分子膜,将油酸分子看做球形,认为油酸分子是一个紧挨一个的;纯油酸粘滞力较大,直接测量体积时误差太大;界定油膜大小的边界.点评:本题是以油酸分子呈球型分布在水面上,且一个靠着一个,从而可以由体积与面积相除求出油膜的厚度.13.(2分)(2015春•普宁市校级期中)如图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤,将它们按操作先后顺序排列应是dacb(用符号表示).考点:用油膜法估测分子的大小.专题:实验题.分析:将配制好的油酸酒精溶液,通过量筒测出1滴此溶液的体积.然后将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上,等待形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油酸膜的形状,将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,按不足半个舍去,多于半个的算一个,统计出油酸薄膜的面积.则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶液的面积,恰好就是油酸分子的直径.解答:解:“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→。