山东省日照市五莲县2020-2021学年高二物理下学期期中试题.doc

山东省日照市五莲县2020-2021学年高二物理下学期期中试题

山东省日照市五莲县2020-2021学年高二物理下学期期中试题

年级：
姓名：

16

山东省日照市五莲县2020-2021学年高二物理下学期期中试题
1．下列关于电磁波谱的说法，下列说法正确的
A．验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应
B．相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
C．利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中最强的
2．下列说法正确的是
A．随着国家对环境的日益重视，2019年雾霾天数较以往大幅减少，雾霾现象发生时，空气中的固体微粒分子的无规则运动是布朗运动，反映空气分子热运动的无规则性
B．南方的冬天冷而潮湿，是因为南方空气湿度大，而冬季温度低，水蒸气的饱和汽压较低导致的
C．汽车尾气排放是导致城市空气污染的重要原因，随着科技发展，能够使发动机的效率达到100%
D．北方冬季特别冷，是由于环境中热量少，人体热量多，人体热量传至环境导致的
3．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。则红灯亮时

A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流
B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电
C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大
D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照
4．如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中

A．Oa段 B．ab段 C．bc段 D．cd段
5．2020年初，新冠病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图，在输液的过程中，下列说法正确的是

A．A瓶与B瓶中的药液一起用完
B．B瓶中的药液先用完
C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大
D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变
6．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态、和后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。在该循环过程中，下列说法正确的是

A．过程中，气体从外界吸热并全部用来对外做功，所以违反了热力学第二定律
B．过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
C．过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
D．气体在完成一次循环过程中（）对外做功
7．一个理想的自耦变压器左端接交变电流，电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，两个灯泡的额定电压均为，两个电表均为理想交流电表，为定值电阻，不计导线的电阻。当开关断开时灯泡正常工作。则下列说法正确的是

A．此时变压器原、副线圈电流之比为
B．当自耦变压器的可动端顺时针转动时，定值电阻消耗的功率增大
C．闭合开关后，电压表示数变小，电流表示数变大
D．闭合开关后，将自耦变压器的可动端沿顺时针方向转动可使灯泡正常工作
8．一只两用活塞气筒的原理如图所示(打气时如图甲，抽气时如图乙)，其筒内体积为V0，现将它与另一只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的空气压强为p0，已知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述两种情况下，容器内的气体压强分别为

A．，
B．，
C．，
D．，
9．科学家在“哥伦比亚”号航天飞机上进行了一次在微重力条件(即失重状态)下制造泡沫金属的实验。把锂、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内，用太阳能将这些金属熔化成液体，然后在熔化的金属中充进氢气，使金属内产生大量气泡，金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属。下列说法中错误的是
A．失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间只存在引力作用
B．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束
C．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，气体内能增大
D．泡沫金属物理性质各向同性，说明它是非晶体
10．海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置的线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计，匝数，线圈所在处的磁感应强度T，线圈直径m，线圈电阻，重力加速度取10m/s2，。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为(m/s)。则下列说法正确的是

A．波浪发电产生电动势的瞬时值表达式为(V)
B．灯泡中电流的瞬时值表达式为(A)
C．灯泡的电功率为120W
D．1分钟内线圈消耗的电能为960J
11．如图，一两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，与水平面间的夹角为θ，一段水银柱将管内一定质量气体分割成两部分。在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是

A．降低环境温度
B．在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管
C．保持θ角不变，使玻璃管减速上升
D．以过b端的竖直轴为转动轴转动玻璃管
R
L3
L2
L1
V
a
b
12.一个含有理想变压器的电路如图所示，灯泡、、的规格均为“ ”，R为定值电阻，V为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源，端输入电压随时间的变化关系为（V）。当开关S闭合时，各灯泡均正常发光，则

A．电压表的示数为 B．变压器原、副线圈匝数比为1∶2
C．定值电阻的阻值为 D．变压器的输入功率约为
13. （6分）下图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高，在B管上标记好此时水银面的位置K。

(1)若气体温度降低，为使瓶内气体的压强不变，应将C管______（填“向上”或“向下”）移动，直至B、C内的水银面_____；
(2)实验中多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是______。
14．（8分）某同学用热敏电阻制作了一个简易自动报警器，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图甲所示，简易自动报警器的电路图如图丙所示，请回答以下问题：
（1）用多用电表欧姆档测继电器线圈（图乙所示）的电阻时，将选择开关旋至“”位置，欧姆调零，测线圈电阻发现指针偏转角度过大，则应把选择开关旋至_______（填“”或“”）进行测量，经正确操作，多用表示数如图丁所示，则所测继电器的阻值为______；

（2）为使温度在达到报警温度时，简易报警器响起，单刀双掷开关应该接________（选填“”或“”）；
（3）流过继电器线圈的电流才会报警，若直流电源电动势为（内阻不计），欲实现温度达到或超过报警器响起，则滑动变阻器规格应该选择______。
A． B． C．
15.（9分）很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，利用三氮化钠（NaN3）产生气体（假设都是N2）充入导温效果良好的气囊。若已知爆炸瞬间气囊容量为V=70 L。已知大气压强p0=1.0×105Pa，气囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m3，一个氮气分子的质量约为4.65×10-23g，氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数NA≈6×1023 mol-1 ，在标准气压下，氮气的摩尔体积为22.4L/mol。求：
(1)该气囊中氮气分子的总个数N；
(2)该气囊中氮气分子间的平均距离；
(3) 氮气充入后安全气囊的压强。（结果均保留一位有效数字）

16．（9分）如图所示是一个交流发电机的示意图。线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=20cm，B=T，线圈匝数n=50，线圈电阻r=2Ω，外电路负载电阻R=8Ω，线圈以1200r/min的转速匀速转动。
求：（1）若从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式；
（2）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势及通过小灯泡的电荷量；
（3）由图示位置转过90°角的过程中线圈上产生的热量。

17．（13分）如图所示，一固定水平汽缸，由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中由一细管（容积及长度可忽略）连通，两筒中各有一个活塞，大活塞横截面积S1=60cm2，小活塞横截面积S2=20cm2；两活塞用细绳连接。绳长L=20cm，汽缸外大气的压强为p0=1.00×105Pa，温度T=350K，初始时两活塞均静止在与汽缸底部等距离处，绳刚好伸直。两活塞间封装气体温度为T=200K，忽略两活塞与汽缸间摩擦，不漏气。现使汽缸内气体温度缓慢升高，求：
①当温度上升至280K时，缸内气体体积V；
②当与外界达到热平衡时，绳拉力T的大小

18．（15分）有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220V 40 W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求：
(1)发电机输出功率多大？
(2)发电机电动势多大？
(3)输电效率是多少？
(4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半（通过计算说明）？

高二答案
一、本题包括12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9～12小题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。
1．C 2．B 3．D 4．D 5．C 6．D 7．C 8．D
9．ACD 10．BC 11．CD 12. CD
二、本题包括2小题，共14分。
13．向上 再次等高 A （每空2分）
14． 220 C （每空2分）
三、本题包括4小题，共46分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．【详解】(1)设氮气物质的量为n，则 …………………（1分）
该气囊中氮气分子的总个数
个个 …………（2分）
(2)每个分子所占的空间…………（1分）
设分子间的平均距离为d，每个氮气分子占有的空间可以看成是棱长为d的立方体，则有
………………………………………（1分）
该气囊中氮气分子间的平均距离 …（1分）
(3) 在标准气压下，采用收集法，充入前“气囊”中氮气的体积
……………………………（1分）
根据玻意尔定律有………………………………………（1分）
其中P1= p0=1.0×105Pa，=140 L，V2=70 L，代入数据解得氮气充入后安全气囊的压强为
2×105Pa………………………………………（1分）
16．【详解】
(1)线圈转动产生的是正弦交流电，最大值为……………（1分）
由题意可知……………………………………（1分）
联立代入数据可得，由于从垂直中性面位置开始计时，故电动势的瞬时表达式为……………………………………（1分）

(2)由图示位置转过30°角的过程中磁通量的变化量为………………（1分）

产生的平均感应电动势为
其中，联立可解得……………………（1分）
……………………………………（1分）
(3)由图示位置转过90°角的过程中，电动势有效值为
回路中电流为……………………………………（1分）

故线圈上产生的热量为……………………………………（1分）
其中，联立可解得。……………………………………（1分）
17．【详解】
（1）对两活塞和细绳构成的整体受力分析，有………（2分）
解得Pa
并可知升温过程中，活塞整体左移，且只要小活塞不碰气缸底部，则一直为等压变化 ………（1分）
设温度280K时活塞左移了x，
气体等压变化……………………（2分）
解得 x=8cm<10cm……………………………………（1分）
所以假设成立
所以缸内气体体积为
解得 V=1120cm3……………………………………（1分）
（2）设温度为T0时活塞恰左移了，气体等压变化 ……（2分）
解得T0=300K<350K
故尚未达到热平衡 …………………（1分）
温度从T0到热平衡温度T，经历等容变化，设末态气体压强为p，有 ………（1分）
平衡条件可知 ……………………………………（1分）
解得FT=100N……………………………………（1分）

18．【详解】

(1) 对降压变压器： U2′I2=U3I3=nP灯=22×6×40 W=5 280 W………（1分）
而 ……………………………………（1分）
所以……………………………………（1分）
对升压变压器： P出=U1I1=U2I2=I22R+U2′I2=（62×4+5 280） W=5424 W…（2分）
(2) 因为 U2=U2′+I2R=（880+6×4）V=904 V…………………………（1分）
所以 ……………………………………（1分）
又因为 U1I1=U2I2
所以 ……………………………………（1分）
……………………………………（1分）
(3) ……………………………………………（1分）
(4) 电灯减少一半时n′P灯=2 640 W，……………………………………（1分）
……………………………………（1分）
所以P出′=n′P灯+I22R=（2 640+32×4） W=2 676 W<………………………（2分）
由计算可看出发电机的输出功率减少一半还要多. ……………………………………（1分）