山东省淄博市第一中学2021-2022学年高二物理下学期期中考试试题（Word解析版）

高2020级淄博一中2021—2022学年第二学期期中检测物理试题第Ⅰ卷（共40分）一、选择题：在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一项是符合题目要求的，每小题3分；9-12题有多个选项符合要求，全选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分；共40分）。1.以下关于热运动有关的现象，说法错误的是（　　）A.悬浮在液体中的固体颗粒越小，温度越高，布朗运动就越明显B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.忽略空气流动影响，空气中做的是布朗运动D.扩散现象既能发生在气体和液体中，也能在固体之间发生【1题答案】【答案】B【解析】【详解】A．固体颗粒越小，在与液体分子的碰撞中越不容易平衡；温度越高，液体分子的无规则热运动越剧烈，故固体颗粒越小，温度越高，布朗运动就越明显，故A正确；B．当分子力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力先增大后减小，分子力做负功，分子势能一直增大，故B选项错误；C．在空气中的运动是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物的运动，符合布朗运动的定义，故C正确；D．扩散现象能发生在任何物体之间，故D正确。故选B。2.关于电磁场和电磁波，下列说法中不正确的是（　　）A.变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者相互联系，统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波C.电磁波是一种物质，可在真空中传播．所以平日说真空是没有实物粒子，但不等于什么都没有，有“场”这种特殊物质D.电磁波在真空中的传播速度总是 【2题答案】【答案】A【解析】【详解】A．只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，故A错误；B．非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，非均匀变化的磁场周围产生变化的电场且由近及远的传播出去就形成了电磁波，故B正确；C．电磁波是电场和磁场交替激发在真空中传播，所以电磁波是一种物质，即真空不空，有场这种物质，故C正确；D．电磁波在真空中的传播速度等于光速，即，故D正确。故选A。3.如图，边长为l的正方形abcd内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外．ab边中点有一电子发源O，可向磁场内沿垂直于ab边的方向发射电子．已知电子的比荷为k．则从a、d两点射出的电子的速度大小分别为A.，B.，C.，D.，【3题答案】【答案】B【解析】【详解】a点射出粒子半径Ra==，得：va==，d点射出粒子半径为，R= 故vd==，故B选项符合题意4.如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像，电流的正方向规定为顺时针方向，则在t1到t2时间内，电容器C的极板上所带电量及其变化情况是（　　）A.上极板带正电，且电量逐渐增加，电场能逐渐增加B.上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小C.下极板带正电，且电量逐渐增加，磁场能逐渐增加D.下极板带正电，且电量逐渐减小，磁场能逐渐减小【4题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】由于电流方向为逆时针并且电流逐渐增大，则电容器处于放电过程，上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大，所以B正确；ACD错误；故选B5.如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，和为等温过程，和为绝热（气体与外界没有热量交换）过程。该循环过程中，下列说法正确的是（　　） A.过程中，气体分子的平均动能减小B.过程中，气体分子的平均动能减小C.过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少D.过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化【5题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．过程为等温过程，气体温度不变，气体分子平均动能不变，故A错误；B．过程为绝热过程，气体不吸放热，又因为体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律，气体内能减小，气体温度下降，气体分子的平均动能减小，故B正确；C．过程为等温过程，气体分子平均动能保持不变，体积减小，单位体积内的气体分子数增多，所以单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；D．过程为等温过程，气体温度不变，所以气体分子的速率分布曲线不发生变化，故D正确。故选BD。6.如图所示，一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框。竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度为B的匀强磁场，垂直于线框所在的平面。线框以加速度a从磁场左边界由静止向右匀加速通过磁场，已知a点通过磁场右边界时速度为v，ab边始终与磁场边界垂直。则在这个过程中，下列说法不正确的是（　　） A.线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B.线框进入磁场和穿出磁场的过程中通过ab边的电荷量相同C.平均感应电动势为零D.线框中产生的焦耳热为【6题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】A．线框进入磁场时穿过线框的磁通量先向里增加，离开磁场时线框的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场先向外再向里，由右手螺旋定则可知，产生感应电流先逆时针方向后顺时针方向，故A正确，不符合题意；B．根据因线框进入磁场和穿出磁场的过程中磁通量的变化量相同，则通过ab边的电荷量相同，故B正确，不符合题意；C．整个过场中线圈的磁通量的变化量为零，则平均感应电动势为零，选项C正确，不符合题意；D．若线圈以速度v匀速穿过磁场，因为线框是“半正弦波”形闭合线框，故在穿过磁场过程中感应产生的电流为正弦式交变电流，由题意知该交变电流产生的最大值为 则其有效值为穿过磁场的时间线框产生的焦耳热但是因为线圈加速穿过磁场，且穿过磁场后的速度为v，则整个过程中产生的焦耳热不等于，故D错误，符合题意。故选D。7.如图是用电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为下图是某同学画出的在时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是（　　）A.图中甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况B.图中乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器2的电流随时间变化的情况C.图中丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况D.图中丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况【7题答案】【答案】C【解析】【详解】AB．当开关S由断开变到闭合时，传感器2所在支路立刻有电流且稳定，电感所在 支路电流由于线圈阻碍逐渐增大，故传感器1示数应为从某一值开始缓慢增加到另一个值，故AB错误；CD．当开关S由闭合到断开时，干路中电流瞬间变为零，故传感器1无示数，电感所在支路，由于电感阻碍电流的减小，所以会有减小的电流反向通过传感器2，故C正确，D错误。故选C。8.如图，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平．将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上下两部分气体的压强发生变化分别为和，体积变化分别为和．已知水银密度为，玻璃管截面积为S，则A.一定等于B.一定等于C.与之差为D.与之和为HS【8题答案】【答案】A【解析】【详解】当玻璃管缓慢向上提升H高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，也就是管中的水银面会比管外的水银面高，设高度差为，初状态上面气体的压强，末状态上面气体的压强，所以，同理可求出，故A正确，C错误；由玻意耳定律得，所以气体的变化，同理可求出，故B错误；因为有水银进入玻璃管内，所以与之和小于HS，故D错误．9.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，边长la=3lb，图 示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则（　　）A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流B.a、b线圈中感应电动势之比为9：1C.a、b线圈中感应电流之比为3：4D.a、b线圈中电功率之比为27：1【9题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．根据楞次定律“增反减同”两线圈内的感应磁场均垂直纸面向外，由安培定则可知，感应电流的方向均为逆时针，故A错误；B．感应电动势为所以感应电动势之比所以a、b线圈中的感应电动势之比为9：1，故B选项正确；C．线圈电阻之比为电流之比为所以a、b线圈的电流之比为3:1，故C错误； D．电功率之比所以a、b线圈的电功率之比为27：1，故D正确。故选BD。10.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）A.电流表的示数为10AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左【10题答案】【答案】AC【解析】【详解】由题图乙可知交流电电流的最大值是=A，交流电的周期T=0.02s，电流表的示数为交流电的有效值即=10A，选项A正确；线圈转动的角速度rad/s，选项B错误；0.01s时流过线圈的感应电流达到最大，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可知0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误．本题选AC．11.如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　） A.原、副线圈匝数比9:1B.原、副线圈匝数比为1:9C.此时a和b的电功率之比为9:1D.此时a和b的电功率之比为1:9【11题答案】【答案】AD【解析】【分析】考查了理想变压器，电功率的计算【详解】AB．设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；12.如图所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计．两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处．磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直．先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触．用ac表示c的加速度，Ekd表示d的动能，xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移．选项中正确的是（） A.B.C.D.【12题答案】【答案】BD【解析】【详解】试题分析：先释放c时，受重力加速度g是不变的，当c进入磁场时即做匀速运动，加速度为0，当d释放时，d的速度为0，然后d做匀加速，到它进入磁场时通过的距离为h，则c做一直匀速运动，c通过的距离为2h，二者一起又进入磁场，磁通量不变，回路中感应电流为0，安培力为0，故两棒做加速度为g的加速运动，故选项B正确，A错误；d棒的动能在d进入磁场前是均匀增加的，进入磁场后在c没有出磁场前也是均匀增加的，当c出磁场时，d棒切割磁感线，产生的安培力方向向上，阻碍d向下运动，但此时d的速度比刚进入磁场时的速度会大一些，所以棒不再像c刚开入那样做匀速运动，而是做减速运动，故选项C错误，D正确；待d棒完全出磁场后，它的加速度又是g，动能又能均匀增加了．考点：电磁感应，安培力，牛顿第二定律．第Ⅱ卷（共60分）13.某小组在做《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》的实验（1）实验过程中，下列哪些操作是正确的（）A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出B．推拉活塞时，手可以握住整个注射器C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，应立即重新接上，继续实验D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气（2）该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积，所测得的压强和注射器的容积（不包括连接管的容积）数据如下表所示： 实验次数压强（）体积()1101.5182112.8163126.9144145.0125169210①为了更精确的测量也可以利用图像的方法，若要求出连接管的容积也可以画______图．A．p-VB．V-pC．D．②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的____．A．斜率　B．纵坐标轴上的截距C．横坐标轴上截距D．图线下的“面积”【13题答案】【答案】①D②.D③.B【解析】【详解】(1)[1]题意要求探究一定质量的气体等温变化，温度不变：A．推拉活塞时，动作不能快，以免气体温度变化．故A错误．B．推拉活塞时，手不可以握住整个注射器，以免气体温度变化．故B错误．C．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验．故C错误．D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气．故D正确．(2)①[2]设连接管的容积为V0，注射器的容积为V，根据玻意耳定律，有：P（V+V0）=C，变形得到：故做图像．故ABC错误，D正确． ②[3]根据可知，图像的纵轴截距表示连接管的容积为V0．故ACD错误，B正确．14.霍尔效应是电磁基本现象之一，我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示，在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，在M、N间出现电压UH，这个现象称为霍尔效应，UH称为霍尔电压，且满足，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。(1)若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量UH时，应将电压表的“+”接线柱与_________（填“M”或“N”）端通过导线相连；(2)已知薄片厚度d=0.40mm，该同学保持磁感应强度B=0.10T不变，改变电流I的大小，测量相应的UH值，记录数据如下表所示；3.06.09.012.015.018.01.02.03.04.05.06.0根据表中数据，求出该材料的霍尔系数为___________（保留2位有效数字）；(3)该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路，S1、S2均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从Q端流入，P端流出，应将S1掷向_______（填“a”或“b”），S2掷向_______（填“c”或“d” ）。为了保证测量安全，该同学改进了测量电路，将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下，该定值电阻应串联在相邻器件______和______（填器件代号）之间。【14题答案】【答案】①.M②.1.3③.b④.c⑤.S1/S2⑥.E【解析】【详解】（1）如图甲所示，半导体中电流由P流向Q，根据左手定则，正电荷移向M端，负电荷移向N端，把半导体看成电源，M端为电源的正极，故电压表的“+”接线柱与M端导线相连；（2）根据公式得代入数据解得；（3）如图乙所示，为使电流从Q端流入，P端流出，即Q端接电源正极，P端接电源负极，所以，S1掷向b，S2掷向c；为保证定值电阻始终在电路中，则只能将定值电阻串联在电路中的公共部分，即S1/S2与电源E之间。15.一定质量的理想气体，在初始状态A时，体积为，压强为，温度为。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终返回到原来状态A，其变化过程的图，如图所示。其中CA延长线过坐标原点，B、A点在同一竖直线上。求：（1）该理想气体在状态B时的压强；（2）在P-V图像中画出整个A-B-C-A循环过程。【15题答案】 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）状态A到状态B为等温过程，由玻意耳定律可知解得（2）因为AC连线延长线过原点，所以状态C到状态A是一个等压过程，即由ABC三个状态的参量描点画图，如下16.如图一粗细均匀的U形管，当温度为31oC时，右侧封闭管与开口端的水银面在同一水平面，封闭管中空气柱长度为8cm，大气压强为76cmHg。（1）温度升高几度时，右侧管中空气柱长度将增加到9cm；（2）在此温度下，从开口端再倒入水银，使封闭管中气柱恢复原长，则这时开口端与封闭端水银面的高度差为多少？【16题答案】【答案】（1）（2）11.75cm 【解析】【详解】（1）根据题意，封闭端内的气体初状态末状态根据理想气体状态方程解得所以所以（2）注入水银后根据玻意耳定律解得 所以17.如图(a)所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1＝R0，R2＝3R0，一电量为＋q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力．(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小．(2)若撤去电场，如图(b)，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45°角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间．(3)在图(b)中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为v3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？【17题答案】【答案】(1)(2);(3)【解析】【详解】试题分析：（1）由动能定理：Uq=mv12-mv02①得：v0=②（2）如右图：粒子在磁场中作圆周运动的半径为r，则r2=2（）2③B1qv2=m④ 由②③得：⑤T=⑥t=⑦由④⑤⑧（3）由B2qv3=m可知，B越小，R越大．与磁场边界相切的圆的最大半径为R=⑨所以B2＜⑩考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动【名师点睛】解决粒子做匀速圆周运动的步骤：定圆心、画圆弧、求半径．同时若粒子从A点进入磁场，速度大小一定而方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出，求磁感应强度应最大值，则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最小内切圆半径18.对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．（1）一段横截面积为S、长为l的直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e．该导线通有电流时，假设自由电子定向移动的速率均为v．（a）求导线中的电流I；（b）将该导线放在匀强磁场中，电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为F安，导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F，推导F安=F．（2）正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量．为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变．利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力F与m、n和v的关系．（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）【18题答案】【答案】（1）；证明见答案；（2）【解析】 【详解】（1）（a）电流又因为代入则（b）F安=BIL，代入则F安=BnvSeL因为总的自由电子个数N=nSL每个自由电子受到洛伦兹力大小f=Be所以F=Nf=BnvSeL=F安，即F安=F．（2）气体压强公式的推导：设分子质量为m，平均速率为v，单位体积的分子数为；建立图示柱体模型，设柱体底面积为，长为，则柱体体积柱体内分子总数因分子向各个方向运动的几率相等，所以在时间内与柱体底面碰撞的分子总数为 设碰前速度方向垂直柱体底面且碰撞是弹性的，则分子碰撞器壁前后，总动量的变化量为依据动量定理有又压力由以上各式得单位面积上的压力