2018-2019学年江苏省大丰市新丰中学高二下学期期中考试物理试题 解析版 12页

‎2018—2019学年度第二学期期中考试高二年级物理试题 一、单项选择题（15分）‎ ‎1. 某磁场中的磁感线如图所示，有铜线圈自图示A位置落至B位置，在下落的过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向是（ ）‎ A. 始终顺时针 B. 始终逆时针 C. 先顺时针再逆时针 D. 先逆时针再顺时针 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：在下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，A处落到O处，穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流磁场方向向下，所以感应电流的方向为顺时针．O处落到B处，穿过线圈的磁通量减小，产生感应电流磁场方向向上，所以感应电流的方向为逆时针；综上所述，故C正确，ABD错误．故选C。‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化；熟练掌握用楞次定律来判断感应电流方向的步骤．‎ ‎2.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2 Wb，则（ ）‎ A. 线圈中感应电动势每秒钟增加2 V；‎ B. 线圈中感应电动势每秒钟减少2 V；‎ C. 线圈中无感应电动势；‎ D. 线圈中感应电动势保持不变；‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析: 由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势，感应电动势是一个定值，不随时间变化，故A、B、C错误，D正确。‎ 考点：法拉第电磁感应定律 ‎3.如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合。t＝0时线圈从图甲所示的位置开始匀速转动，规定电流方向沿a→d→c→b→a为正方向。则线圈内感应电流随时间变化的图象应是图中的（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】图示时刻后瞬间，由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为：a→b→c→d→a，为负方向。线圈中产生的感应电动势表达式为，S是线圈面积的一半，则感应电流的表达式为，其中．故线圈中感应电流按正弦规律变化，根据数学知识得知A正确， BCD错误。‎ ‎4.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线损耗的式子中，不正确的是 （ ）‎ A. B. C. I2R D. ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】输电线上损失的电压U=U1-U2，输电导线损失的电功率P=I2R=（U1-U2）I=故BCD正确，A错误；此题选择不正确的选项，故选A。‎ ‎5.如图所示为电热毯的电路图，电热丝接在的电源上，电热毯加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为如图所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数为（ ）‎ A. 110V B. 156V C. 220V D. 311V ‎【答案】B ‎【解析】‎ 交流电压表的读数是电压的有效值，由，B对。‎ 二、多项选择题（16分）‎ ‎6.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则O～D过程中（ ）‎ A. 线圈中O时刻感应电动势最大 B. 线圈中D时刻感应电动势为零 C. 线圈中D时刻感应电动势最大 D. 线圈中O至D时间内平均感应电动势为0.4 V ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈中O时刻切线斜率最大，即磁通量的变化率为最大，则感应电动势最大，线圈中D 时刻磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，故AB正确，C错误。根据法拉第电磁感应定律得：，故D正确。‎ ‎7.如图所示，闭合金属环从高为的同面左侧自由滚下，又滚上曲面的右侧．环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，环在运动中摩擦阻力不计（下部分磁场B大），（ ）‎ A. 环滚上高度小于；‎ B. 环滚上高度等于；‎ C. 运动中环内无电流；‎ D. 运动中安培力一定对环做负功 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】闭合金属圆环在非匀强磁场中运动时，磁通量在变化，环内感应电流产生，机械能一部分转化为电能，所以环滚上曲面右侧的高度小于h。故A正确，BC错误。在运动过程中，安培力阻碍导体相对磁场运动，总是阻力，一定做负功。故D正确。‎ ‎8.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生变流电压为V，则（ ）‎ A. 它的频率是100Hz B. 当t=0时，线圈平面与中性面重合 C. 电压的平均值是220V D. 当t=s时，电压达到最大值 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈的角速度为100πrad/s，故其频率为：，故A错误；当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，故B正确。交流电的有效值，平均值和有效值不同；故C错误；当t=s时，sin100πt=1，所以e有最大值，故D正确；‎ ‎9.如图所示，变压器的输入电压恒定，在下列措施中能使电流表示数变大的是（ ）‎ A. 保持变阻器的滑片不动，将K从2拨向1‎ B. 保持变阻器的滑片不动，将K从1拨向2‎ C. 保持K与1相连接，将变阻器的滑片向上移 D. 保持K与1相连接，将变阻器的滑片向下移 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】保持变阻器的滑片不动，将K从2拨向1时，副线圈的匝数增加，根据电压与匝数成正比可知，此时的输出电压将增加，电阻不变，所以次级电路的电流将增加，则初级电流增加，电流表的示数增加，所以A正确。由A的分析可知，保持变阻器的滑片不动，将K从1拨向2，此时的电流将减小，电流表的示数将减小，所以B错误。保持K与1相连接，此时的输出的电压不变，将变阻器的滑片向上移时，电路中的电阻变大，电流将减小，电流表的示数也将减小，所以C错误。由C的分析可知，D中的电流表读数增加，所以D正确。‎ 三、简答题 ‎10.如图所示，100匝的线框abcd在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，角速度为ω，其电动势的瞬时值为e=100cos100πtV，那么感应电动势的最大值为________，当从图示位置转过60°角时线圈中的感应电动势为________，此时穿过线圈的磁通量的变化率为________．‎ ‎【答案】 (1). 100V (2). 50V (3). 0.5Wb/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据感应电动势的瞬时值表达式分与法拉第电磁感应定律析答题．‎ ‎【详解】由可知，感应电动势的最大值为100V，当从图示位置转过60°角时，，线圈中的感应电动势为50V，由 可知，此时穿过线圈的磁通量的变化率为：‎ ‎【点睛】本题考查了求感应电动势最大值、瞬时值、磁通量变化率问题，记住并灵活应用交变电流的瞬时值表达式即可正确解题．‎ ‎11.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000ml溶液中有纯油酸0.6ml，用注射器测得1ml上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：‎ ‎（1）油酸薄膜的面积是_______cm2．‎ ‎（2）油酸分子的直径是_______m．（结果保留一位有效数字）‎ ‎（3）利用单分子油膜法可以粗测分子大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为_________(分子看作球体)‎ ‎【答案】 (1). 120 (2). 6×10-10 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当油酸溶液滴在水面后，尽可能散开，形成单分子膜，这样才能得出油酸分子直径由体积除面积；如图所示，是油酸薄膜．由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2 ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出120格．则油酸薄膜面积为120cm2‎ ‎ （2）1滴酒精油酸溶液的体积V1=mL，由纯油酸与溶液体积比为0.6：1000，可得1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积，而1滴酒精油酸溶液在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积S=120×10-4m2，所以油酸分子直径； （3）已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，则分子的直径 所以分子的体积（分子以球型分布）‎ 而这种油密度为ρ，摩尔质量为M，则摩尔体积为 因此阿伏加德罗常数的表达式为 ‎12.关于分子间的作用力下面说法正确的是（其中r0为分子间平衡位置之间的距离） ‎ A. 两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力 B. 两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力 C. 压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小 D. 拉伸物体时，分子斥力和引力都要减小.‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】分子间同时存在相互作用的引力与斥力，当r＜r0时分子间的斥力大于分子间的引力，分子间作用力表现为斥力，不是只有斥力。故A错误；分子间同时存在相互作用的引力与斥力，当r＞r0时分子间的引力大于斥力，分子间的作用力表现为引力，故B错误；压缩物体时，分子间距减小，则分子间斥力和引力都增大，选项C错误；拉伸物体时，分子间距变大，则分子斥力和引力都要减小，选项D正确。‎ ‎13.关于质量相同的0°C的水和0°C的水蒸气，下列说法中正确的应是 ‎ A. 分子数相同，分子平均动能不相同，分子势能相同，它们的内能相同 B. 分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不相同，内能相同 C. 分子数相同，分子平均动能相同，分子势能不相同，内能不相同 D. 分子数不同，分子平均动能不相同，分子势能相同，内能不相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】质量相同的0的水和0的水蒸气的分子数相同；温度是分子平均动能的标志，所以0的水的分子平均动能等于0的水蒸气的分子平均动能。相同质量的水和水蒸气的体积不同，故分子势能不相同。同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以0的水的内能小于0相同质量的水蒸气的内能。故ABD错误、C正确。‎ ‎14.质量m=0.1kg的氢气在某状态下的体积V=1.92×10-4m3，则此时氢气分子的平均间距为多少？______________（结果保留一位有效数字，已知氢气的摩尔质量M=2g/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．）‎ ‎【答案】4×10-9m ‎【解析】‎ ‎【详解】气体的摩尔数为：；该状态下气体的摩尔体积为： ； 氢气分子的平均间距为 四、计算题（53分）‎ ‎15.横截面积S=0.2m2、n=100匝的圆形线圈A处在如图所示的磁场内，磁感应强度变化率为0.02 T/s.开始时S未闭合，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，线圈内阻不计，求：‎ ‎（1）闭合S后，通过R2的电流的大小；‎ ‎（2）闭合S后一段时间又断开，问S断开后通过R2电荷量是多少?‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎（1）磁感应强度变化率的大小为="0.02" T/s，B逐渐减弱，‎ 所以E=n="100×0.02×0.2" V="0.4" V I=A="0.04" A，方向从上向下流过R2.‎ ‎（2）R2两端的电压为U2=×0.4 V="0.24" V 所以Q="CU2=30×10-6×0.04" C="7.2×10-6" C.‎ 思路分析：（1）先计算磁场的变化率，再根据感应电动势的计算公式计算电动势，最后利用欧姆定律求解电流。‎ ‎（2）根据闭合电路串联电流相等计算电阻的分压。根据电容器的电荷量的计算求出电量 试题点评：考查感应电动势的计算，欧姆定律的应用电容器电荷量的计算 ‎16.如图所示，宽度为L＝0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.50 T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导体棒的电阻r=1.0Ω，导轨的电阻均忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=10 m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：‎ ‎（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；‎ ‎（2）作用在导体棒上的拉力的大小；‎ ‎（3）当导体棒移动3m时撤去拉力，求整个过程中回路中产生的热量．‎ ‎【答案】（1）0.5A（2）0.05N（3）0.65J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）导体棒产生的感应电动势为 E=BLv=1.0V 感应电流为 ‎ ‎（2）导体棒匀速运动，安培力与拉力平衡 即有  F=F安=BIL=0.05N （3）导体棒移动3m的时间为 ‎ 根据焦耳定律，Q1=I2R t=0.15J 撤去F后，导体棒做减速运动，其动能转化为内能，则根据能量守恒，有  Q2=mv2=0.5J 故电阻R上产生的总热量为   Q=Q1+Q2=0.65J ‎17.某小型水电站发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比．‎ ‎（2）用户得到的电功率是多少．‎ ‎【答案】（1）1:20；240：11（2）96kW ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）输电线损耗功率：P线=100×4% kW=4kW 又P线=I22R线 输电线电流：I2=I3=20 A 原线圈中输入电流：‎ 所以 这样 ‎ U3=U2-U线=5000-20×10 V=4800 V 所以 ‎ ‎（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P用=P-P损=P（1-4%）=100×96% kW=96 kW ‎18.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，其摩尔质量M=1.8×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1．试求（结果保留一位有效数字）：‎ ‎（1）某人一口喝了20cm3的水，内含多少水分子？‎ ‎（2）估计一个水分子的线度多大？‎ ‎【答案】（1）7×1023（2）4×10-10m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）水分子数： ‎ ‎（2）将水分子看做正方体，则一个水分子的体积：，解得 ‎ ‎