山东省烟台市2019-2020高二物理下学期期中考试试题（Word版附解析） 18页

2019—2020 学年度第二学期期中学业水平诊断高二物理 一、单项选择题 1.下列说法正确的是（ ） A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 C. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的 D. 分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动， 是液体分子无规则热运动的反映，故 A 错误； B．水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，分子的热运动只与温度有关，与水流速 度无关，故 B 错误； C．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故 C 正确； D．分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而减小，且斥力减小得更快，故 D 错误。 故选 C。 2.下列说法正确的是（ ） A. 液体表面张力是由于液体分子间斥力的作用产生的 B. 液体表面张力是由于气体分子对表面层液体分子的吸引产生的 C. 在液体的表面层里，分子间距大，分子间斥力消失，只有引力 D. 由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液 体表面具有收缩的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】ABCD．液体表面层分子较稀疏，分子间距离大于平衡距离，液体表面层分子间作用 力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故 ABC 错误，D 正确。 故选 D。 3.某密闭钢瓶中有一定质量的理想气体，在温度 T1、T2 时，各速率区间的分子数占总分子数的 百分比随气体分子速率的变化图像分别如图中两条曲线所示。则下列说法正确的是（ ） A. 温度 T1 大于温度 T2 B. 图中两条曲线下面积不相等 C. 同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 D. 钢瓶中的理想气体的温度从 T1 变化到 T2 过程中，气体压强变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，T2 中速率大的分子占据的比例较大，则说明 T2 对应的平均动能较大， 所以 T2 对应的温度较高，即 T1 < T2，故 A 错误； B．根据定义，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线下的面 积为 1，所以两条曲线下面积相等，故 B 错误； C．同一温度下，气体分子的速率呈现“中间多、两头少”的分布规律，故 C 正确； D．密闭在钢瓶中的理想气体体积不变，温度从 T1 变化到 T2 过程中，即温度升高，则分子平 均动能增大，气体压强增大，故 D 错误。 故选 C。 4.下列说法正确的是（ ） A. 干簧管是一种简易的力电传感器 B. 交警所使用的酒精检测仪安装了“乙醇传感器”，能够感知乙醇的浓度 C. 一些宾馆安装了“自动门”，当人靠近时自动打开，是因为门上安装了温度传感器 D. 电熨斗能自动控制温度主要因为装有双金属片温度传感器，两片金属的热膨胀系数相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．干簧管是一种磁敏感元件，能够将磁信号转化为电信号，A 错误； B．酒精检测仪主要元件是一种氧化物半导体传感器，酒精的浓度与传感器的电阻成反比，所 以能够感知乙醇的浓度，B 正确； C．一些宾馆安装了“自动门”，当人靠近时自动打开，是因为门上安装了红外线传感器，C 错误； D．电熨斗能自动控制温度主要因为装有双金属片温度传感器，两片金属的热膨胀系数不同， 所以才能控制电路的通断，D 错误。 故选 B。 5.关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ） A. 雷达是利用微波容易发生衍射的特性工作的 B. 小型验钞器能显示纸币上的防伪标志，是因为它能发出红外线 C. 额温枪是利用紫外线具有较高的能量的特性来对人体进行测温的 D. 波长最短的电磁波是 γ 射线，它的穿透能力很强，可用来探测金属部件内部的缺陷 【答案】D 【解析】 【详解】A．雷达是利用微波波长短，遇到障碍物容易发生反射，以此来定位物体的位置，A 错误； B．小型验钞器能显示纸币上的防伪标志，是因为它能发出紫外线，能使荧光物质发光，B 错 误； C．额温枪能测温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，C 错误； D．波长最短的电磁波是 γ 射线，它的穿透能力很强，可用来探测金属部件内部的缺陷，D 正 确。 故选 D。 6.如图所示，电阻均匀的正方形导线框 ad 边的中点和bc 边的中点连线OO恰好位于某磁场 右边界上，磁场方向与线框平面垂直，已知该磁场的磁感应强度的变化 200 2 sin100 (T/s)B tt   ，线框的边长 20cmL  。则线框 、c d 两点间的电压有效值为 （ ） A. 1V B. 2V C. 2V D. 2 2V 【答案】A 【解析】 【详解】线框中的感应电动势为 2 20.2200 2 sin100 V 4 2 sin100 (V)22 B LE t tt t        电动势的有效值为 4 2 V 4V 2 2 EU    线框四根导体棒串联，所以 c 、 d 两点间电压有效值为 1 1V4U U   A 正确，BCD 错误。 故选 A。 7.将线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关连成如图所示的电路。先把开关置于 1 位置， 为电容器充电。已知线圈的自感系数为 L ，电容器的电容为C 。把开关置于 2 位置并开始计 时，下列说法正确的是（ ） A. 1 2 LCt  时刻，回路中电流为零，磁场能全部转化为电场能 B. 2t LC 时刻，回路中电流最大，电场能全部转化为磁场能 C. 从 0 时刻到 1 2 LCt  时刻，电流由 a 向b 流过电流表，电场能正向磁场能转化 D. 从 1 2 LCt  时刻到 2t LC 时刻，电流由b 到 a 流过电流表，磁场能正向电场能转 化 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电路图可知 1 1 2 4 LCt T  时刻，回路中电流最大，电场能全部转化为磁 场能，A 错误； B． 2 2 Tt LC  时刻，回路中电流为零，磁场能全部转化为电场能，B 错误； C．从 0 时刻到 1 2 LCt  时刻，电容器放电，上极板的电子从b a 移动，所以电流从从 a b 流过电流表，电场能正向磁场能转化，C 正确； D．从 1 2 LCt  时刻到 2t LC 时刻，电容器充电，电流从 a b 流过电流表，磁场能 正向电场能转化，D 错误。 故选 C。 8.如图所示，一理想变压器原线圈串联电流表后与正弦式交流电源相连，副线圈与定值电阻 1R 、 2R 及光敏电阻 GR 相连。已知当光照强度增加时， GR 的电阻值减小，电表均为理想电表。 现保持电源输出电压U 不变，增加光照强度，则下列说法正确的是（ ） A. 电流表示数不变 B. 电压表示数增大 C. 定值电阻 1R 消耗的功率增大 D. 定值电阻 2R 消耗的功率增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据理想变压器输入电压不变，根据理想变压器的电压规律 1 1 2 2 U n U n  可知，副 线圈电压不变，电压表示数不变，增加光照， GR 减小，副线圈回路电阻减小，副线圈电流增 大，根据 1 2 2 1 I n I n  可知原线圈电流增大，即电流表示数增大，故 AB 错误； C．副线圈电压不变， GR 减小，流过 1R 的电流增大，根据 2P I R 可知， 1R 消耗的电功率增 大，C 正确； D．副线圈电压不变，根据 2UP R 可知， 2R 上消耗的功率不变，D 错误。 故选 C。 二、多项选择题 9.关于热力学定律，下列说法正确的是（ ） A. 气体向真空的自由膨胀是不可逆的 B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C. 一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的 D. 不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据热力学第二定律可知气体向真空的自由膨胀是不可逆的，A 正确； B．根据热力学第一定律可知，对某物体做功，吸放热未知，所以内能不一定增加，B 错误； C．根据热力学第二定律可知一切自发地与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，C 正确； D．热力学第二定律的开尔文表述为不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为功，而不产生 其他影响，D 错误。 故选 AC。 10.如图所示，一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历过程①、②、③、④到达状态 e 。则下 列说法正确的是（ ） A. 状态 a 的压强比状态 d 的压强小 B. 整个过程中状态 e 的压强最大 C. 过程③中气体从外界吸收热量，内能不变 D. 过程④中外界对气体做正功，同时气体向外界放出热量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据盖—吕萨克定律 V CT  可知 a dp p ，A 错误； B．根据 pV CT 变形 CV Tp  可知状态 e 与原点连线斜率最小，压强最大，B 正确； C．过程③气体体积不变，所以做功 0W  ，温度升高， U 增大，内能增大，根据热力学第 一定律 U Q W   可知Q 增大，气体从外界吸收热量，C 错误； D．过程④气体体积减小，外界对气体做功， 0W  ，温度不变， 0U  ，根据热力学第一 定律 U Q W   可知 0Q  ，气体向外界放出热量，D 正确。 故选 BD。 11.如图所示，一台小型发电机经变压器 1T 升压后向远方的学校供电，到达目的地再经变压器 2T 降压，负载为 110 盏规格为“ 220V 60W ”的灯泡。已知发电机的输出电压 380VU  ， 变压器 2T 原、副线圈的匝数比 3 4 30 1 n n  ，输电线路总电阻为 0 1kΩR  。变压器 1T 和 2T 的能 量耗损可忽略。则当学校灯泡均正常发光时（ ） A. 通过输电线的电流为30A B. 输电线上消耗的功率为1kW C. 变压器 1T 原、副线圈的匝数比 1 2 1 20 n n  D. 发电机的输出功率为 6700W 【答案】BC 【解析】 【详解】A．每个灯泡正常发光时的电流 0 60W 3 A220V 11I   则 2T 副线圈电流为 4 3110 A 30A11I    则输电线上的电流为 4 3 4 3 1 30A 1A30 nI In     A 错误； B．输电线上消耗的功率为 2 3 0 1kWP I R  B 正确； C．变压器 2T 原线圈电压为 3 3 4 4 30 220V 6600VnU Un     则变压器 1T 副线圈的电压 2 3 3 0 6600V 1 1000Ω 7600VU U I R      已知 1 380VU U  ，则 1T 原、副线圈的匝数之比 1 1 2 2 380 1 7600 20 n U n U    C 正确； D．发电机的输出功率为 3 2 =7600WP I U输 D 错误。 故选 BC。 12.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断电梯运动状 态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体 m ，电梯 静止时电压表示数为 0U ，电源内阻不能忽略。若在某个运动过程中，电压表的示数变化如图 乙所示，则下列说法正确的是（ ） A. 10~t 时间内电梯内的物体处于超重状态 B. 2 3~t t 时间内电梯内的物体处于失重状态 C. 21 ~t t 时间内电梯可能处于匀加速直线运动状态 D. 2 3~t t 时间内电梯可能处于匀减速直线运动状态 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在 0~t1 时间内，电压表的示数从 U0 开始逐渐变大，则电路中的电流减小，总电 阻变大，压敏电阻的阻值增大，则所受压力减小，则电梯内的物体处于失重状态，选项 A 错 误； BD．在 t2~t3 时间内，电压表的示数逐渐变小，则电流变大，总电阻变小，压敏电阻的阻值增 减小，则所受压力变大，则电梯内的物体处于超重状态；由于电压表读数是变化的，则外电 阻是变化的，压敏电阻阻值是变化的，所受压力是变化的，则电梯不可能做匀变速运动，选 项 B 正确，D 错误； C．在 t1~t2 时间内，电压表的示数大于静止时的读数且保持不变，说明外电路电阻变大且保持 不变，压敏电阻受压力减小，电梯内的物体处于失重状态，电梯的加速度向下且保持不变， 则电梯可能处于向下的匀加速直线运动状态，选项 C 正确； 故选 BC。 三、非选择题 13.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①往边长约为 50cm 的浅盘里倒入约 2cm 深的水。待水面稳定后，将适量的痱子粉均匀地撒在 水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定，膜的边缘 有痱子粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ②将 0.1mL 的油酸溶于酒精，制成 200mL 的油酸酒精溶液。用注射器将配好的油酸酒精溶液 一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加 1mL 的油酸酒精溶液时的滴数为 100 滴，由此计 算出一滴油酸酒精溶液的体积； ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计 算出油酸分子直径的大小； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； (1)上述步骤中，正确排列顺序是_______（填写步骤前面的数字序号）； (2)由题目中所给数据可以计算出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为_______ mL ，油膜 面积如图所示，已知坐标纸中每一个小格的边长为 1cm，由此估算出油酸分子的直径为 _____m。（结果保留 1 位有效数字） 【答案】 (1). ②①④③ (2). 5×10-6 (3). 4×10-10 【解析】 【详解】(1)[1] ．“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 0 VV N  （题 中的②）→浅水盘中形成油膜（①）→→描绘油膜边缘（④）→测量油膜面积，计算分子直 径（③），即操作步骤正确的顺序为：②①④③； (2)[2][3]．先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油酸溶液的体积×配制比例，即 60.1 mL=5 10 mL100 200V   由图可知，油膜的格子数约为 125 个，则油膜的面积约为 4 2 2 2125 1 10 m 1.25 10 mS       根据实验原理可知油酸分子直径为 66 10 2 5 10 m 4 10 m1.25 10 10Vd S       ＝ 14.在“探究气体等温变化的规律”的实验中，如图所示，导热性能良好的注射器下端的开口 有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。以这段空气柱为研究对象，实验过 程中它的质量不会变化。空气柱的压强 p 可以从上方的压力表中读出，空气柱的体积V 可以 从注射器的标度上读出。用手把柱塞向下或向上拉，读出体积与压强的几组数据： (1)关于本实验的实际操作及数据处理，以下说法正确的是_____； A.为减小实验误差，应缓慢移动柱塞 B.气体的压强和体积必须用国际单位 C.推、拉柱塞时，为了稳定，手应握住注射器筒上的空气柱部分 D.注射器下端橡胶套脱落后，应立即重新封上，继续实验并记录数据 (2)以压强 p 为纵坐标，以体积的倒数 1 V 为横坐标，把实验得到的各组数据在坐标系中描点。 如果图像中的各点位于过原点的同一条倾斜直线上，则说明____________。若某实验小组对 同一被封闭气体在两次不同温度下进行了实验，分别得到了两条过原点的倾斜直线，则其中 直线斜率大的，表示被封闭气体的温度__________（选填“高”或“低”）； (3)某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，其它操作均规范，则该小组最后得到的 1p V  关系图像可能是________。 A. B. C. D. 【答案】 (1). A (2). 压强与体积的倒数成正比（或压强与体积成反比） (3). 高 (4). C 【解析】 【详解】(1)[1]A.为减小实验误差，应缓慢移动柱塞，以防止柱塞移动过快时气体的温度发生 变化，选项 A 正确； B.气体的压强和体积没必要必须用国际单位，只要单位相同即可，选项 B 错误； C.推、拉柱塞时，不能用手握住注射器筒上的空气柱部分，以防止气体温度发生变化，选项 C 错误； D. 橡皮帽与注射器脱落后，气体质量变化，需重新做实验，故 D 错误； 故选 A。 (2)[2][3]以压强 p 为纵坐标，以体积的倒数 1 V 为横坐标，把实验得到的各组数据在坐标系中描 点。如果图像中的各点位于过原点的同一条倾斜直线上，则说明压强与体积的倒数成正比， 即压强与体积成反比； 由 pV CT  可得 1p CT V   其中 1p V  图像的斜率为 k=CT，则质量相同时，温度越大，则图像的斜率越大，可知直线斜 率大的，表示被封闭气体的温度高； (3)[4]根据 1p CT V   可知，某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，则 1p V  图像的 斜率将减小，则得到的图像如 C 所示。 15.如图所示，一横截面积为 S 的固定圆柱形气缸开口向上竖直放置在地面上。开始时，质量 为 2m 的活塞通过细绳连接质量为 m 的重物，处于静止状态，气缸内封闭了一定高度、温度 为 0T 的理想气体。不计一切摩擦，大气压强为 0p ，重力加速度为 g ： (1)求被封闭气体压强； (2)现在在重物上加挂质量为 0.5m的小物体，改变被封闭气体温度，系统重新稳定后，被封闭 气体的高度变为原来的 4 3 倍。求被封闭气体温度的变化量。 【答案】(1) 0 mgp S  ；(2) 0 0 03( ) p S mg Tp S mg   【解析】 【详解】(1)对活塞受力分析 0 12p S mg p S mg   得 1 0 mgp p S   (2)系统重新稳定后，对活塞受力分析 0 22 1.5p S mg p S mg   得 2 0 2 mgp p S   设被封闭气体原来的高度为 L ，由理想气体状态方程可得 2 1 0 4 3p LSp LS T T    被封闭气体温度的变化量 0T T T   得 0 0 03( ) p S mgT Tp S mg    16.热敏电阻的阻值会随温度的变化而发生明显的改变，可以用来监控周围温度的变化。如图 甲所示是某金属热敏电阻的阻值 tR 随温度 t 变化的图像。将热敏电阻 tR 接入如图乙所示电路， 用于监控一线圈电阻 5r   的小型电动机 M 的温度，定值电阻 0 20R   ，电源电动势 40VE  ，内阻不计。当 S 断开，稳定后理想电流表的示数 1 0.5AI  ；当 S 闭合，稳定后 理想电流表的示数 2 1.5AI  ，电动机输出的机械功率为 5W 。求： (1)当 S 断开，热敏电阻的温度； (2)当 S 闭合，热敏电阻的温度。 【答案】(1)10 C ；(2)50 C 【解析】 【详解】(1)当 S 断开，由图像可知 t1 70R t  由 1 0 t1 EI R R   得 1 10 Ct   (2)当 S 闭合，电动机两端的电压 2 0U E I R  电动机输出的机械功率 2P UI I r 电动机 电动机 通过金属热敏电阻的电流 t 2I I I  电动机 金属热敏的电阻 t2 t UR I  由以上各式得，当 S 闭合，热敏电阻的温度 2 50 Ct   17.如图所示，有一单匝矩形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 OO以角速度 匀速转动，边 ab 、 bc 的长度分别为 1L 和 2L ，轴 OO分别通过 ad 和bc 的 中点，线圈的总电阻为 r ，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 e f、 （集流环）焊接 在一起，并通过电刷与阻值为 R 的定值电阻连接： (1)线圈平面由如图所示位置开始计时，写出 t 时刻穿过线圈的磁通量  的表达式； (2)线圈每转动一周，电阻 R 上产生的焦耳热为多大？ (3)由如图所示位置转过90 的过程中，通过 R 的电荷量是多少？ (4)由如图所示位置转过30 时， ab 边所受安培力大小？ 【答案】(1) 1 2cosBL L t  ；(2) 2 2 2 1 2 2( ) R B L L R r    ；(3) 1 2BL L R r ；(4) 2 2 1 2 2( ) B L L R r   【解析】 【详解】(1) t 时刻穿过线圈的磁通量  的表达式 1 2cos cosBS t BL L t    (2)由题意可知，线圈感应电动势最大值 1 2mE BL L  通过电阻 R 电流有效值 2 2 mE I R r   线圈每转动一周所用时间 2T   线圈每转动一周，电阻 R 上产生的焦耳热 2 2 2 2 1 2 2( ) R B L LQ I RT R r    热 (3)由如图所示位置转过 90°的过程中，线圈中感应电动势平均值 1 2BL LE t   通过 R 的平均电流 EI R r   通过 R 的电荷量 1 2BL Lq I t R r     ⑷由题意可知，由如图所示位置转过 30°时 1 1 2 sin30e BL L   瞬时电流 1 1 ei R r   ab 边所受安培力 2 2 1 2 1 1 2( )ab B L LF Bi L R r    18.如图所示，一端开口的薄壁玻璃管水平放置，其长度为 80cmL  ，管内长度为 1 25cmL  的 水银柱封闭长度为 0 44cmL  的一段空气柱。现将玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置， 然后竖直插入足够深的水银槽中（图中未画出），稳定后玻璃管内外液面高度差为15cm 。已 知大气压强 0 75cmHgp  。求： (1)玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置时，管内气体压强； (2)玻璃管竖直插入水银槽后，玻璃管内空气柱的长度； (3)玻璃管竖直插入水银槽后，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差。 【答案】(1)55cmHg ；(2)36.7cm ；(3)10cm 或58.3cm 【解析】 【详解】(1)若玻璃管足够长，将玻璃管缓慢地转到开口向下时，设空气柱长为 L 由玻意耳定律可知 0 0 0 1( )p L S p L L S   66cmL  1 80cmL L  有水银流出； 设流出水银后，水银柱长为 h0，由玻意耳定律可知 0 0 0 0 0( )( )p L S p h L h S   玻璃管缓慢地转到开口向下的竖直位置时，管内气体压强 1 0 0 55cmHgp p h   (2)玻璃管竖直插入水银槽后，若玻璃管内液面比水银槽液面高Δh=15cm，设玻璃管内空气柱 的长度为 0L ，由玻意耳定律定律可知 0 0 0 0 0( )( ) ( )p h L h S p h L S     得 0 55cmL  若水银槽液面比玻璃管内液面高Δh=15cm，设玻璃管内空气柱的长度为 0L ，由玻意耳定律可 知 0 0 0 0 0( )( ) ( )p h L h S p h L S     得 0 36.7cmL  (3)若玻璃管内液面比水银槽液面高Δh=15cm，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差 0 10cmH L L h      若水银槽液面比玻璃管内液面高Δh=15cm，玻璃管开口处与槽内水银面之间的高度差 0 58.3H L L h     cm