2020年山东省高二物理下册期中模拟试题(含答案) 13页

2020 年山东省高二物理下册期中模拟试题 含答案 一、选择题（本题共 12 小题每题 4 分共 48 分， 1—8 题为单选题目， 9—12 题为多选题目， 少选得 2 分） 1. 下列关于热现象的描述正确的一项是 ( ) A.根据热力学定律 , 热机的效率可以达到 100% B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的 C.温度是描述热运动的物理量 , 一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同 D.物体由大量分子组成 , 其单个分子的运动是无规则的 , 大量分子的运动也是无规律的 2. 关于光现象及其应用 , 下列说法中不正确的是 ( ) A.玻璃内的气泡看起来特別明亮是光的全反射现象 B.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细 , 主要应用的是光的衍射现象 C.水面上油膜、肥皂泡的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象 D.光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹 3. 如图所示 , 一束复色光从空气射入水中 , 进入水中分成 a、b 两 束。已知它们与水面间的夹角分别时 α、β , 则 a、b 两束光在 水中的传播速度之比 a b v v 为( ) A. sin sin B. sin sin C. cos cos D. cos cos 4．图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风 叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与 电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图 乙所示，则 ( ) A．磁铁的转速为 10 r/s B．线圈两端电压的有效值为 6 V C．交变电流的电压表达式为 u＝12sin 5 πt V D．该交变电流可以直接加在击穿电压为 9 V 的电容器上 5 如图所示，一个内壁光滑、绝热的气缸固定在地面上，绝热的活塞下方封闭着空气，若用 竖直向上的力 F 将活塞缓慢向上拉一些距离 . 则缸内封闭着的气体（ ） A. 分子平均动能不变 B. 单位时间内缸壁单位面积上受到的气体分子碰撞的次数减少 C. 每个分子对缸壁的冲力都会减小 D. 若活塞重力不计，拉力 F 对活塞做的功等于缸内气体内能的改变量 6. 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤 , 图甲所示的是“吊斗 式”电子秤的结构图 , 其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路 如图所示 , 1R 、 2R 、 3R 是定值电阻 , 1 20R k , 2 10R k , 0R 是对拉力敏感的应变片 电阻 , 其电阻值随拉力变化的图象如图乙所示 , 已知料斗重 31 10 N , 没装料时 0baU , g 取 210 /m s 。下列说法中正确的是 ( ) A.拉力越大应变片电阻阻值也变大 , baU 传感器的示数也变小 B. 3R 阻值为 40 k C.装料时 , 0R 的阻值逐渐变大 , baU 的值逐渐变小 D.应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量 7. 如图所示 , 气缸竖直放置在水平地面上 , 质量为 m的活塞将其缸筒分成甲、乙两气室 , 两气 室中均充有气体。气缸和活塞都是不导热的材料 , 且不漏气 , 原先活塞被销钉固 定 , 现拔掉销钉 , 活塞最终静止在原位置下方距离 h处( 虚线位置 ), 设活塞移动前 后乙气室中气体内能的变化量为 E , 不计气体重心改变的影响及一切摩擦力 , 则下列说法中正确的是 ( ) A.mgh = E B.mgh< E C.mgh> E D. E =0 8 如图所示，正弦式交变电源的输出电压和电流分别为 U和 I 1，理想变压器原线圈的输入电压为 U1，两个副线圈的输出 电压和电流分别为 U2 和 I 2、U3 和 I 3，接在原副线圈中的五个 完全相同的灯泡均正常发光。则下列表述不正确的是（） A ． I 1 ∶ I 2 ∶ I 3=1 ∶ 2 ∶ 1 B ．U1∶ U2∶ U3=4∶1∶2 C．线圈匝数之比 n1∶n2∶n3=2∶1∶2 D ． U∶U1=5∶4 9 下列说法正确的是（ ） A． 晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征 B．悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 C．若两分子间距离减小，分子间引力和斥力都增大 D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵增大 10. 下列说法中正确的是 ( ) A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中 a 束光在水珠中传播的速度一定大于 b 束光在水珠中传播的速度 B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角 i 逐渐增大到某一值后不 会再有光线从 bb′面射出 C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离 L，两相邻亮条纹间距离将减小。 图戊中的 M、N是偏振片， P是光屏，当 M固定不动缓慢转动 N 时，光屏 P 上的光亮度将会 发生变化，此现象表明光波是横波 D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测 的平面在此处是凸起的 11. 如图所示 ,L 1、L2 为水平面上足够长的金属导轨 , 左端连接定值电阻 R=0.5Ω, 其间有足够 多等间隔反向分布的磁场区域 I 和 II, 磁感应强度大小均为 B=0. 5 T, 方向垂直于导轨所在 平面 , 每个磁场Ⅰ或Ⅱ的两个直边界的间距为 L =0. 4 m, 长直边界在 Ox 上 , 左右曲边界恰好 可以组合成相同的 1/2 周期的正弦曲线 , 其他边界均为直线段。 导体棒 MN与两导轨接触良好 且始终与导轨垂直 , 不计导体棒及导轨的电阻 : 当导体棒从 x=0 处沿导轨以速度 v = 10 rn/s 匀速向右滑动时 , 下列说法正确的是 ( ) A.电阻 R两端电压的最大值为 4 V B通过电阻 R的是交变电流 C.导体棒从 x =0 处运动到 x= 1. 2 m 处的过程中电阻 R上产生的热量为 72 J D.通过电阻 R的电流有效值为 2 3 A 12. 变压器除了有改变电压、 电流作用外 , 还有变换负载的阻抗作用 , 以实现阻抗匹配 . 如图所 示, 将阻值为 0R 的负载接在理想变压器副线圈两端 , 则图 ( a ) 中虚线部分可等效为图 ( b ) 中 阻值为 R 的电阻接在 A 、 B 两点上 , 即 R 的两端电压为 1u , 通过的电流为 1I . 已知变压器的 匝数比为 1 2:n n , 若图 ( a ) 的 AB 两端接在电动势为 , 内阻为 r 的交流电源上 , 要使此电源 的输出功率达到最大 , 下列说法正确的是 ( ) A. 0R R 时输出功率最大 B. 最大输出功率 2 4 P r C.输出功率最大时 1 2 22 nu n D. 2 2 0 1 nR r n 时输出功率最大 二、实验题（ 14 分） 13. 用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时 , 先在白纸上放好圆弧状玻璃砖 , 在玻璃砖的 一侧竖直插上两枚大头针 P1、P2, 然后在玻璃砖的另一侧观察 , 调整视线使 P1 的像被 P2 的像 挡住 , 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针 P3 和 P4, 使 P3 挡住 P1 和 P2 的像 P4 挡住 P3 以及 P1 和 P2 的像 , 在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓 , 如图甲所示 , 其中 O 为两圆弧圆心 , 图中已画出经 P1、 P2 点的入射光线。 （1）. 在图甲上补画出所需的光路。 （1 分） （2）. 为了测出玻璃的折射率 , 需要测量入射角和折射角 , 请在图甲中的 AB分界面上画出这 两个角。（1 分） （3）. 为了保证在弧面 CD 得到出射光线 , 实验过程中 , 光线在弧面 AB 的入射角应适当 __________( 选填“小一些”、“无所谓”或“大一些” ) 。 （1 分） （4）. 多次改变入射角 , 测得几组入射角和折射角 , 根据测得的入射角和折射角的正弦值 , 画 出了如图乙所示的图象 , 由图象可知该玻璃的折射率 n=__________。（2 分） 14. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中 , 请按照题目要求回答下列问题。 （1）. 如图 1 所示 , 其中干涉图样是 __________( 选填“甲”或“乙” ) 。 （1 分） （2）. 将下表中的光学元件放在图 2 所示的光具座上组装成“用双缝干涉测量光的波长”的 实验装置 , 并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 毛玻璃屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源 C放在光具座最左端 , 依次放置其他光学元件 , 由左至右 , 各光学元件的排列顺序 应为 __________。 (填写元件代号 ) （2 分） （3）. 本实验的步骤有 : ①取下遮光筒左侧的元件 , 调节光源高度 , 使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮 ; ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件 , 并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上 ; ③用米尺测量双缝到屏的距离 ; ④用测量头 ( 其读数方法同螺旋测微器 ) 测量数条纹间的距离 . 在操作步骤②时还应注意 __________和 __________。（2 分） （4）. 将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐 , 将该亮纹定为第 1 条亮纹 , 此时手轮 上的示数如图乙所示 . 然后同方向转动测量头 , 使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐 , 记 下 此 时 图 丙 中 手 轮 上 的 示 数 为 __________ mm , 求 得 相 邻 亮 条 纹 的 间 距 x 为 __________ mm 。（2 分） （ 5） . 已知双缝间距 d 为 42.0 10 m , 测得双缝到屏的距离 l 为 0.700 m , 由计算式 , 求得所测红光波长为 nm 。（2 分） 三计算题（本题解答要有必要的文字说明和解答步骤，没有解答过程只有结果的不得分） 15（ 6 分） . 已知氯化铯的摩尔质量为 168. 5g/mol, 其分子结构如图所示 , 氯原子 ( 白色 ) 位 于立方体的中心 , 铯原子 (黑色 ) 位于立方体的八个顶角上 , 这样的立方体紧密地排列成氯化 铯晶体 , 已知两个氯原子的最近距离为 4 x 10-10 m,则氯化铯的密度为多少 ? 16．（8 分）一定质量的理想气体，状态从 A→B→C→D→A 的变化过程可用如图所示的 p－V 图线描述，其中 D→A 为等温线，气体在状态 A时温度为 TA＝300 K ，试求： (1) 气体在状态 C时的温度 TC； (2) 若气体在 A→ B 过程中吸热 1000 J，则在 A→B 过程中气体内能如何变化？变化了多少？ 17（ 12 分）图（甲）为小型旋转 电枢式交流发电机的原理图，其 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的固定轴 OO′匀速转 动，线 圈的匝 数 n=100、电 阻 r=10Ω，线圈的两端经集流环与 电阻 R连接，电阻 R=90Ω，与 R 并联的交流电压表为理想电表．在 t=0 时刻，线圈平面与 磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 Φ 随时间 t 按图 17（乙）所示正弦规律变化．求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）写出感应电流随时间变化的函数表达式； （3）交流电压表的示数； （4）线圈从图示位置转动 90°过程中通过电阻 R的电量． （5）1min 时间内外力对线框所做的功． 18（ 12 分）．如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与 AB 成 θ 角射入后对射出的折射光线的强度进行记录， 发现它随着 θ 角的变化而变化， 变化关 系如图乙所示， 如图丙所示是这种材料制成的玻璃砖， 左侧是半径为 R的半圆， 右侧是长为 4R，宽为 2R的长方形，一束单色光从左侧 A′点沿半径方向与长边成 45°角射入玻璃砖， 求： (1) 该透明材料的折射率； (2) 光线在玻璃砖中传播的总时间 ( 光在空气中的传播速度为 c) 。 物理试题答案 1. 答案： C 2 答案： D 3 答案： C 解 析 ： 设 入 射 角 为 θ, 由 折 射 定 律 可 得 b b sin sin sin 90 cos cn v , a a sin sin sin 90 cos cn v , 两式相比可得 a b cos cos v v , 故 C 4．【解析】电流的周期为 T=0.4s ，故磁体的转速为 ，故 A 错误；通过乙 图可知电压的最大值为 12V，故有效值 ，故 B 错误；周期 T=0.4s ，故 ，故电压的表达式为 ，故 C 正确电容器的击 穿电压为交流电的最大值，而交流电的最大值大于电容器的击穿电压，故不能，故 D错误； 【答案】 C 5 答案及解析： .B 6. 答案： B 解析：装料时 , 由于 1R 所在支路电流恒定 , 所以 a 点的电势恒定 , 而 3R 所在支路中 0R 逐渐增 大, 该支路电流减小 , 3R 两端的电压减小 , 即 b 的电势减小 , 所以 baU 逐渐增大 ,A 错误 ,C 不 正确 . 没装料时 , 根据串并联电路规律可得 1R 两端的电压为 : 1 1 1 2 12 8VR RU R R ; 从 R F 图中可得 , 没装料时 , 料斗重 31 10 N , 此时 0 20R k , 所以 3R 两端的电压为 3 3 3 3 0 3 1212 20R R RU R R R , 因为此时 0baU , 说明 1R 两端的电压和 3R 两端的电压相等 , 即 3 3 12 8V 20 R R , 解得 3 40R k ,B 正确 ;; 应变片作用是把拉力这个力学量转换为电压这 个电学量 ,D 错误 ; 7. 答案： B 解析：甲中气体对外做功 , 内能减小 ; 外界对乙中气体做功 , 乙中气体内能增加 ; 对甲中气体、 乙中气体、 活塞组成的系统而言 , 总能量守恒 , 故甲中气体内能的减少量加上活塞重力势能的 减少量等于乙中气体内能的增加量 , 故乙中气体内能的增加量大于活塞重力势能的减少量 , 即 mgh< E , 故选项 B 正确 8 答案 .C 9 答案 BCD 10 ．【解析】甲图中 a 束光折射角大，折射率小，根据 ，a 束光在水珠中的传播速度 大，选项 A 正确；乙图中， 光束在 aa′面的折射角等于在 bb′面的入射角，只要入射角 i <90°， bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，选项 B 错误；丙图中，根 据光的干涉条纹公式 ，减小屏到挡板间的距离 L 时两相邻亮条纹间距离将减小， 只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波。选项 C正确；丁图 中的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹陷的，选项 D错误； 【答案】 AC 11. 答案： BD 解析： 感应电动势的最大值 2m mE Bl v V , 故电阻 R两端电压的最大值为 2V, 选项 A错误 ; 当导体 棒运动时 , 根据 E= Blv 可知随有效长度 l 及磁场方向的变化会产生交变电流 , 选项 B 正确 ;; 导体棒从 x 1=0 处运动到 x 2=1.2m 处的过程中电阻 R上产生的热量 2 2 1x xUQ R v =0.72J, 选 项 C错误根据有效值的定义可知 2 2 21 12 2 2 m m U U U R R R , 解得 3U V , 通过电阻 R的电 流有效值为 2 3 A, 选项 D正确 12. 答案： BD 解析：可等效为带有内阻的电源的电路 , 即当内电阻和外电阻大小相等时 , 输出功率最大 , 即 r R时输出功率最大 , 最大为 ,A 错误 ,B 正确 ; 根据闭合回路欧姆定律可得 1u R R r 当输出功率最大时 , r R , 故 1 2 u , 代入 1 1 2 2 u n u n 可得 2 2 12 nu n ,C 错误 ; 当输出最大时有 1 2 I r , 根据 1 2 2 1 I n I n , 结合 2 0 1 uR u , 联 立可得 2 2 0 1 nR r n ,D 正确 . 13 解析： 1. 连接 P3、P4 与 CD交于一点 , 此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置 , 由于 P1、 P2 的连线与 AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置 , 连接两交点即可作为玻璃砖中的光路 , 如图 所示。 2. 连接 O点与光线在 AB上的入射点即为法线 , 作出入射角和折射角 , 如图中 i 、 r 所示。 3. 为了保证能在弧面 CD上有出射光线 , 实验过程中 , 光线在弧面 AB上的入射角应适当小一些 , 才不会使光线在 CD面上发生全反射。 4. 图象的斜率 sin sin ik n r , 由题图乙可知斜率为 1.5, 即该玻璃的折射率为 1.5 。 14 答案： 1 甲 2. E 、D、 B、A; 3. 放置单缝、双缝时 , 必须是缝平行 ; 单缝、双缝间距离要适当 4. 13.870; 2.310; 5. d x l ,660 解析： 1. 滤光片 E 是从白光中选出单色红光 , 单缝 D获得线光源 , 双缝 B 获得相干光源 , 最后 成像在毛玻璃屏 A 上。所以排列顺序为 C、E、 D、B、A。 2. 在操作步骤②时应注意的事项有 : 放置单缝、双缝时 , 必须使缝平行 ; 单缝、双缝间距离要 适当 ; 要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上。 3. 螺旋测微器的读数应该先读整数刻度 , 然后看半刻度是否露出 , 最后看可动刻度 , 题图丙读 数 为 13.870mm, 题 图 乙 读 数 为 2.320mm, 所 以 相 邻 亮 条 纹 间 距 13.870 2.320 2.310 5 x mm mm 。 4. 由条纹间距公式 lx d 得 d x l , 代入数值解得 7 6.6 10 m 660nm 15 答案：由题意可知 , 相邻两个氯原子之间的距离 104 10d m, 氯化铯分子是立方体模型 , 故所占的体积 3 0V d . 方法一 :1mol 氯化铯的体积 0AV N V , 所以 1 33 10 23 1.685 10 4 10 6.02 10A M M V N d kg/m3 34.4 10 kg/m 3. 方法二 : 已知氯化铯分子的结构 , 可以求出一个分子的体积 0V , 再根据氯化铯的摩尔质量 M , 利用阿伏加德罗常数 AN 可求出一个氯化铯分子的质量 0m , 从而也可以求出密度 . 因为 1 个氯化铯分子的质量 0 A Mm N , 所以 30 3 0 4.4 10 A m M V N d kg/m 3. 解析：已知 M , 求密度 , 必须求出氯化铯的摩尔体积 . 知道氣化铯的分子结构 , 可以求出一 个氯化铯分子的体积 0V , 再通过阿伏加德罗常数 AN 就可以求出氯化铯的摩尔体积 , 从而求 出其密度 . 16．【解析】 (1) D→A 为等温线，则 C到 D过程由盖吕萨克定律得： 得： 。 (2) A 到 B过程压强不变，由 有热力学第一定律 则气体内能增加，增加 400 J 。 17. 解：（1）交流发电机产生电动势的最大值 Em=nBSω， 因为磁通量的最大值 Φm=BS=2×10﹣ 2Wb， ， 则电动势的最大值 V=200V； （2）开始时磁通量最小，则电动势最大；故表达式 e=Emcosωt=200cos100t ； （3）电动势的有效值： E= = =100 V， 电压表示数为： U=IR= ?R= ×90=90 ≈127V； （4）根据 得， q= ． （5）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功： W外=Q总 =I2 （R+r）t=1.42 ×（ 90+10）×60=11760J 18．【解析】 (1) 图乙可知， θ=45°时，折射光线开始出现，说明此时对应的入射角应是发 生全反射的临界角，即： C=90°- 45°=45° 根据全反射临界角公式： 解得： (2) 因为临界角是 45°，光线在玻璃砖中刚好发生 5 次全反射，光路图如图所示： 则总的光程为： 光在器具中的传播速度为： 光在器具中的传播时间： 。