陜西省西安市第三十三中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試題含解析

陜西省西安市第三十三中學(xué)2021年高二物理上學(xué)期期末試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A依次經(jīng)過狀態(tài)B、C和D后再回到狀態(tài)A.其中，A→B和C→D為等溫過程，B→C和D→A為絕熱過程(氣體與外界無熱量交換)．這就是著名的“卡諾循環(huán)”．(1)該循環(huán)過程中，下列說法正確的是________．A．A→B過程中，外界對氣體做功B．B→C過程中，氣體分子的平均動能增大C．C→D過程中，單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多D．D→A過程中，氣體分子的速率分布曲線不發(fā)生變化(2)該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是__(選填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”)．若氣體在A→B過程中吸收63kJ的熱量，在C→D過程中放出38kJ的熱量，則氣體完成一次循環(huán)對外做的功是多少？參考答案：

(1).C;

(2).;【分析】氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，根據(jù)熱力學(xué)第一定律有△U=W+Q判斷氣體吸熱還是發(fā)熱；根據(jù)圖象利用理想氣體狀態(tài)方程對每一個過程進行分析即可?！驹斀狻?1)A項：A→B

過程中，為等溫變化，則內(nèi)能不變，體積增大，氣體對外界做功，故A錯誤；B項：由于B→C為絕熱過程，由于體積增大，即氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能減小，所以氣體溫度降低，即氣體分子平均動能減小，故B錯誤；C項：由于C→D為等溫過程，分子平均動能不變，體積減小，分子密度增大，所以單位時間內(nèi)碰撞單位面積器壁的分子數(shù)增多，故C正確；D項：D→A為絕熱過程，體積減小，外界對氣體做功，由熱力學(xué)第一定律可知，內(nèi)能增大，氣體溫度升高，所以氣體分子的速率分布曲線會發(fā)生變化，故D錯誤。(2)該循環(huán)過程中，A→B溫度不變則內(nèi)能不變；B→C

過程中，溫度降低則內(nèi)能減??；C→D

過程中，為等溫變化，內(nèi)能不變；D→A

過程中，溫度升高，則內(nèi)能增加；故該循環(huán)過程中，內(nèi)能減小的過程是B→C；氣體完成一次循環(huán)時，內(nèi)能變化ΔU＝0，熱傳遞的熱量Q＝Q1－Q2＝(63－38)kJ＝25kJ，根據(jù)ΔU＝Q＋W，得W＝－Q＝－25kJ，即氣體對外做功25KJ2.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的關(guān)系圖象分別如圖中的I、II所示。下列判斷正確的是A.I與II不一定平行B.甲金屬的極限頻率大C.圖象縱軸截距由入射光強度決定D.I、II的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系

參考答案：D3.如圖所示，閉合電鍵S，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，現(xiàn)向左調(diào)節(jié)滑動變阻器R的觸頭P，電壓表V的示數(shù)改變量的大小為ΔU，電流表的示數(shù)改變量大小為ΔI，則下列說法正確的是（

）

A．變大B．變大C．電阻R1的功率變大D．電源的總功率變大參考答案：AC4.在同一地點，質(zhì)量不同的兩個物體從同一高度同時做自由落體運動，則A．質(zhì)量大的物體下落的加速度大

B．兩個物體同時落地C．質(zhì)量小的物體先落地

D．質(zhì)量大的物體先落地參考答案：B5.如圖甲所示，水平面上有A、B兩物體，已知A的質(zhì)量為2kg，A以一定的初速度向右運動，與B發(fā)生正碰后粘在一起向右運動，它們位移一時間圖象如圖乙所示，不計A、B兩物體與地面間的摩擦，則A.A、B碰撞過程中動量守恒，物體B的質(zhì)量為6kgB.A、B碰撞過程中，兩物體動量的變化相同C.A、B碰撞過程中，兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒D.A、B碰撞過程中，兩物體組成的系統(tǒng)機械能不守恒參考答案：AD【詳解】AB碰撞過程中系統(tǒng)的合外力為零，系統(tǒng)的動量守恒。由圖知：碰前A的速度，B的速度vB=0；碰后兩者的共同速度。以A的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：mAvA=（mA+mB）v，代入數(shù)據(jù)解得：mB=6kg；故A正確。A、B碰撞過程中，兩物體動量的變化大小相同，方向相反，選項B錯誤；由能量守恒定律得：mAvA2=（mA+mB）vA2+△E，解得AB碰撞過程中損失機械能：△E=12J；可知系統(tǒng)機械能不守恒，故C錯誤，D正確。故選AD。二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場方向的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，已知磁感應(yīng)強度大小為B，線圈的匝數(shù)為n,線圈轉(zhuǎn)動的角速度為，正方形線圈的邊長為L，線圈的內(nèi)阻為r,外電阻為R，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e的表達式為：

；線圈從開始轉(zhuǎn)過300過程中，通過電阻R的電量為：

；線圈從開始轉(zhuǎn)過900過程中，外力對線圈所做的功為：

；參考答案：；,7.在探究磁場產(chǎn)生電流的條件時，做了下面實驗（下左圖）：由線圈，電流表構(gòu)成的閉合回路。磁場提供：條形磁鐵。請?zhí)顚懹^察到現(xiàn)象:實驗過程電流表的指針（填偏轉(zhuǎn)或不偏轉(zhuǎn)）條形磁鐵插入線圈過程

條形磁鐵靜止在線圈中

條形磁鐵從線圈中抽出過程

由這個實驗可以得出磁場產(chǎn)生電流的條件是：

。參考答案：偏轉(zhuǎn)

不偏轉(zhuǎn)

偏轉(zhuǎn)

閉合回路中的磁通量發(fā)生變化8.點電荷A和B之間的距離為r，A帶電量為Q，B帶電量為-3Q，設(shè)靜電力常量為k，則A、B之間的庫侖力大小為

；若將A、B接觸后再分開，然后放回原來的位置，則它們之間的庫侖力大小變?yōu)?/p>

。參考答案：3kQ2/r2；kQ2/r29.如圖所示的電路中，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為10V和0.1A，那么，待測量電阻RX的測量值是_____Ω,測量值比真實值__（大或?。?，其真實值為____Ω。（已知電流表的內(nèi)阻為0.2Ω）參考答案：100、大、99.810.（5分）如圖所示，直線A是電源的路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象，直線B是電阻R兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖象，把該電源與電阻R組成閉合電路，則電源的輸出功率_____W，電源的內(nèi)電阻______Ω。

參考答案：6；0.7511.如圖所示，帶電液滴從h高處自由落下，進入一個勻強電場與勻強磁場互相垂直的區(qū)域，磁場方向垂直紙面，電場強度為E，磁場強度為B。已知液滴在此區(qū)域中作運速圓周運動，則圓周運動的半徑R=___________。參考答案：12.目前有一種磁強計，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強度．磁強計的原理如圖所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強磁場中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流．已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動．兩電極M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U.則磁感應(yīng)強度的大小為__________和電極__________(填M或N)的電勢高。參考答案： 13.(4分)一個電容器的電容是1.5×10-2F，要是兩極板間電勢差為90V，需要給兩極板的電量為

。參考答案：1.35C三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時，利用如圖6－10甲所示的分壓電路測得其電壓與電流的關(guān)系如下表所示：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料？______________________.(2)把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開關(guān)，電流表的讀數(shù)為1.8A，電池的電動勢為3V，內(nèi)阻不計，電阻R的電功率為______．參考答案：(1)半導(dǎo)體(2)3.24W15.（1）利用氣墊導(dǎo)軌通過閃光照相進行“探究碰撞中的不變量”這一實驗。實驗要求研究兩滑塊碰撞時動能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時動能損失最大應(yīng)選下圖中的_______（填“甲”或“乙”）、若要求碰撞動能損失最小則應(yīng)選下圖中的_______。（填“甲”或“乙”）（甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）（2）某次實驗時碰撞前B滑塊靜止，A滑塊勻速向B滑塊運動并發(fā)生碰撞，利用閃光照相的方法連續(xù)4次拍攝得到的閃光照片如圖所示。已知相鄰兩次閃光的時間間隔為T，在這4次閃光的過程中，A、B兩滑塊均在0~80cm范圍內(nèi)，且第1次閃光時，滑塊A恰好位于x=10cm處。若A、B兩滑塊的碰撞時間及閃光持續(xù)的時間極短，均可忽略不計，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的___________時刻，A、B兩滑塊質(zhì)量比_______。參考答案：

(1).（1）乙

(2).甲

(3).（2）2.5T

(4).2:3試題分析：（1）若要求碰撞時動能損失最大，則需兩物體碰撞后結(jié)合在一起，故應(yīng)選圖中的乙；若要求碰撞動能損失最小則應(yīng)使兩物體發(fā)生完全彈性碰撞，即選圖中的甲；（2）由圖可知，第1次閃光時，滑塊A恰好位于x=10cm處；第二次A在x=30cm處；第三次A在x=50cm處；碰撞在x=60cm處，從第三次閃光到碰撞的時間為，則可知碰撞發(fā)生在第1次閃光后的2.5T時刻;若設(shè)碰前A的速度為v，則碰后A的速度為，B的速度為v，根據(jù)動量守恒定律可得：，解得：考點：探究碰撞中的不變量.四、計算題：本題共3小題，共計47分16.如圖所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h，此時封閉氣體的溫度為T1．現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱量Q時，氣體溫度上升到T2．已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，T1和T2均為熱力學(xué)溫度，不計活塞與氣缸的摩擦。求：（1）活塞上升高度；（2）加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量．參考答案：（1）（2）【詳解】（1）設(shè)溫度為T2時活塞與容器底部相距2h．因為氣體做等壓變化，由蓋呂薩克定律：

得：解得T2=2T1（2）氣體對外做功為：W=pS?△h=（p0+）Sh=（p0S+mg）h由熱力學(xué)第一定律可知：△U=Q-W=Q-（p0S+mg）h【點睛】求封閉氣體的壓強，常常以與氣體接觸的活塞或水銀柱為研究對象，根據(jù)力學(xué)知識求。對于氣體，確定狀態(tài)發(fā)生體積變化是關(guān)鍵。17.如圖所示，兩個相同極板正對平行放置，板長為l，相距d，極板間電壓為U，電子以初速度v0沿平行于板面方向射入電場中。試推導(dǎo)電子射出電場時（電子電量e,質(zhì)量m）速度變化量△v的表達式垂直于板方向偏移的位移y的表達式速度與初速度方向夾角θ的正切值表達式位移方向與初速度方向夾角α的正切值表達式參考答案：（1）因為速度只在加速度方向發(fā)生變化，則有△v=at=(2)根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有：y=at2=(3)tanθ==(4)tanα==18.如圖所示，一質(zhì)量M=50kg、長L=3m的平板車靜止在光滑的水平地面上，平板車上表面距地面的高度