高二物理学年高二上学期期中物理试题新疆班.docx
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高二物理学年高二上学期期中物理试题新疆班
2015-2016学年高二（上）期中物理试卷（新疆班）
一、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，并将答案填入后面的表格中）
1．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将（ ）
A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．无法判断
2．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是220V
C．相同时间通过同一个电阻，图甲所示比图乙所示发热多
D．图甲的频率是50Hz，图乙的频率是100Hz
3．如图所示电路中，u是有效值为220V的交流电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零
4．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息正确的是（ ）
A．同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
5．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）
A．RM变大，且R越大，U增大越明显
B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显
D．RM变小，且R越小，U增大越明显
二．多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分，并将答案填入后面的表格中）
6．关于理想变压器原、副线圈上的交变电流，它们一定具有相同的（ ）
A．频率B．功率
C．磁通量的变化率D．交变电流的最大值
7．电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则（ ）
A．A为电流互感器，且n1＜n2，a是电流表
B．A为电压互感器，且n1＞n2，a是电压表
C．B为电流互感器，且n3＜n4，b是电流表
D．B为电压互感器，且n3＞n4，b是电压表
8．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R．变压器为理想变压器，则下列关系式中不正确的是（ ）
A．
B．I2=
C．I1U1=I22RD．I1U1=I2U2
9．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0．相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减小
C．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变
10．如图是气敏传感器的工作原理图，RCO是对一氧化碳（CO）敏感的二氧化锡半导体元件，其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小，R是一可变电阻．在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器．当环境中一氧化碳浓度增加到一定值时报警器发出警告．则（ ）
A．当一氧化碳的浓度升高时，b点的电势降低
B．减小R的阻值，可以提高气敏传感器的灵敏度
C．适当增大ac间的电压，可以提高气敏传感器的灵敏度
D．若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作
三．填空题（共26分）
11．（12分）（2015秋•新疆校级期中）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：
1，电阻R=22Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．试求：
（1）该输入电压的频率为 Hz
（2）该输入电压的最大值为 V
（3）该输入电压的瞬时表达式是 V
（4）电压表的示数为 V
（5）电流表的示数是 A
（6）电阻R消耗的电功率是 W．
12．（14分）（2015秋•新疆校级期中）在用油膜法估算分子大小的实验中：
（1）下面是一些实验步骤及注意事项：
A．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；
B．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；
C．用注射器（或滴管）将体积为V的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0= ；
D．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉（或石膏粉）从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器（或滴管）从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；
E．等待油酸薄膜的形状稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，用数格子法测算出面积S= cm2；
F．根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L=
；
G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径．
其中错误的是：
；不必要的是：
（只填前面的字母）．
（2）这个实验中产生误差的主要原因有：
（写出两条） ， ．
四．计算题（计59分，按题目要求作答，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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．）
13．（18分）（2015秋•新疆校级期中）如图所示，矩形线圈abcd的ab=0.1m，bc=0.2m，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=
T，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
（1）从图示位置计时，电动势的瞬时表达式
（2）磁通量变化率的最大值
（3）从图示位置计时，磁通量的瞬时表达式
（4）线圈从图示位置转过60°的过程中通过电阻R的电量
（5）电路中交流电压表和电流表的示数
（6）线圈转动一周，电阻R上产生的焦耳热．
14．（12分）（2015秋•新疆校级期中）如图所示，2mol的理想气体由状态A经状态B、状态C、状态D再回到状态A．BC、DA线段与横轴平行，BA、CD的延长线过原点．
（1）气体从B变化到C的过程中，下列说法中正确的是 ．
A．分子势能增大B．分子平均动能不变
C．气体的压强增大D．分子的密集程度增大
（2）气体在状态B的体积VB=40L，在状态A的体积VA=20L，状态A的温度tA=0℃．求：
①气体在状态B的温度；
②状态B时气体分子间的平均距离．（阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，计算结果保留一位有效数字）
15．如图1所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图2所示．求此时接在电热丝两端的交流电压表的读数．
16．（14分）（2015秋•新疆校级期中）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：
1，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u=220
sin100πt（V），当用电器电阻R0=11Ω时，试求：
（1）通过用电器R0的电流有效值是多少；
（2）升压变压器的输入功率为多少；
（3）发电机的输出电压310V，则升压变压器T1的原、副线圈匝数之比是多少．
17．一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h，外界的温度为T0，现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了
，若此后外界的温度变为T，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变、重力加速度大小为g．
2015-2016学年高二（上）期中物理试卷（新疆班）
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，并将答案填入后面的表格中）
1．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将（ ）
A．变亮B．变暗C．对灯没影响D．无法判断
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】自感系数由线圈自身决定，与其它因素无关．线圈越长、单位长度上匝数越多自感系数越大，有铁芯比没有铁芯大得多．
【解答】解：
线圈的自感系数与线圈的长度、匝数以及是否有铁芯等都有关，与电流的大小、电流变化的快慢无关，同一线圈，插有铁芯时线圈的自感系数会变大，因此当铁插进线圈之后，对交流的阻碍变大，则导致灯泡变暗，故B正确，ACD错误；
故选：
B．
【点评】解答本题的关键是掌握影响线圈的自感系数因素，知道自感系数只与线圈本身的特性有关，注意掌握线圈对交流电的阻碍特性是解题的关键．
2．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是220V
C．相同时间通过同一个电阻，图甲所示比图乙所示发热多
D．图甲的频率是50Hz，图乙的频率是100Hz
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】解本题时应该掌握：
交流电和直流电的定义，直流电是指电流方向不发生变化的电流；
理解并会求交流电的有效值，
，只适用于正余弦交流电；
根据图象书写交流电的表达；变压器的原理等
【解答】解：
A、由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；
B、由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图1有效值要比图2有效值大，图甲是正弦式交流电，所以有效值
，乙小于220V，故B错误；
C、根据功率公式P=
可知，因甲的有效值大于乙的有效值；故甲的发热量要大于乙的发热量；故C正确；
D、甲乙的周期均为0.02s，故频率相同，均为50Hz；故D错误；
故选：
C．
【点评】本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解，难度不大，属于基础题．
3．如图所示电路中，u是有效值为220V的交流电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零
【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．
【分析】电容器在电路中具有“通交流阻直流”的作用，并具有一定的容抗，也分压，由闭合电路欧姆定律可判断R两端的电压．
【解答】解：
电容器在电路中具有一定的容抗，也分压，有闭合电路欧姆定律得：
u=uc+uR
uR＜u=220v，故C正确
故选C
【点评】考查了电容器在电路中的作用，闭合电路欧姆定律的电压关系．
4．如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，由图可得信息正确的是（ ）
A．同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例高
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
【考点】温度是分子平均动能的标志．
【分析】温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同．
【解答】解：
A、同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，出现“中间多、两头少”的分布规律，故A正确．
B、温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不一定每个分子的速率都增大，故B错误．
C、温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，故C错误．
D、温度升高使得氧气分子的平均速率增大，故D错误．
故选：
A
【点评】本题考查了分子运动速率的统计分布规律，记住图象的特点．
5．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时（ ）
A．RM变大，且R越大，U增大越明显
B．RM变大，且R越小，U增大越明显
C．RM变小，且R越大，U增大越明显
D．RM变小，且R越小，U增大越明显
【考点】闭合电路的欧姆定律．
【专题】压轴题；恒定电流专题．
【分析】M与R并联后与S串联，由S两端电压U增大可知电流增大，则RM减小；再利用极限法判断可知，R越大，U变化越明显．
【解答】解：
由S两端电压U增大可知干路电流增大，由欧姆定律I=
可知总电阻减小，所以传感器的电阻RM变小；
极限法：
假设R很小，甚至为零，则传感器部分的电路被短路，故传感器RM的大小变化对S的电压就无影响，则RR越大，U增大越明显，故ABD错误，C正确．
故选：
C．
【点评】本题是电路的动态分析问题，考查了学生分析、推理能力，注意极限思想法在物理中经常用到．
二．多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分，并将答案填入后面的表格中）
6．关于理想变压器原、副线圈上的交变电流，它们一定具有相同的（ ）
A．频率B．功率
C．磁通量的变化率D．交变电流的最大值
【考点】变压器的构造和原理．
【专题】交流电专题．
【分析】变压器的电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，磁通量的变化率相同，频率不变．
【解答】解：
交流电电流的最大值与匝数成反比，变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同，输入功率等于输出功率，变压器只改变电压和电流，不改变电流的频率．
故选：
ABC．
【点评】本题考查了变压器的变压特点，知道电压、电流与匝数的关系，输入功率等于输出功率等．
7．电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则（ ）
A．A为电流互感器，且n1＜n2，a是电流表
B．A为电压互感器，且n1＞n2，a是电压表
C．B为电流互感器，且n3＜n4，b是电流表
D．B为电压互感器，且n3＞n4，b是电压表
【考点】自感现象的应用．
【分析】变器的匝数与电压成正比，与电流成反比，安全起见，要求电压表和电流表都不能超过最大量程．
【解答】解：
串联在火线上的是电流互感器，因为电流与匝数成反比，为了安全，要求n1＜n2，a是电流表，A正确C错误；
并联在输电线上的是电压互感器，因为电压与匝数成正比，为了安全，要求n3＞n4，b是电压表，B错误D正确．
故选AD
【点评】本题考查了变压器的特点，要知道电流表需要串联在电路中，电压表要并联在电路中．
8．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R．变压器为理想变压器，则下列关系式中不正确的是（ ）
A．
B．I2=
C．I1U1=I22RD．I1U1=I2U2
【考点】变压器的构造和原理．
【专题】交流电专题．
【分析】变压器电压之比等于匝数之比；电流之比等于匝数的反比；在远距离输电中，输电导线上功率有损耗
【解答】解：
A、升压变压器电流之比等于匝数的反比；故有：
；故A错误；
B、U2是输电导线及降压变压器两端的电压，不能只对导线由欧姆定律求电流；故B错误；
C、升压变压器输出的功率等于导线上消耗的功率及降压变压器消耗的功率之和；故C错误；
D、理想变压器输入功率等于输出功率；故I1U1=I2U2，故D正确．
选不正确，故选：
ABC．
【点评】理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象．远距离输电，由于导线通电发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损
9．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0．相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能减小
C．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变
【考点】分子势能．
【专题】内能及其变化专题．
【分析】当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；根据图象分析答题．
【解答】解：
r0为分子间的平衡距离；大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；则有：
A、r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；
B、当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故B错误；
C、由以上分析可知，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故C正确；
D、由于没有外力做功，故分子动能和势能之和在整个过程中不变，故D正确；
故选：
ACD
【点评】分子间的势能及分子力虽然属于微观世界的关系，但是我们所学过的功能关系均可使用．
10．如图是气敏传感器的工作原理图，RCO是对一氧化碳（CO）敏感的二氧化锡半导体元件，其电阻随一氧化碳浓度的增加而减小，R是一可变电阻．在ac间接12V的恒定电压，bc间接报警器．当环境中一氧化碳浓度增加到一定值时报警器发出警告．则（ ）
A．当一氧化碳的浓度升高时，b点的电势降低
B．减小R的阻值，可以提高气敏传感器的灵敏度
C．适当增大ac间的电压，可以提高气敏传感器的灵敏度
D．若ac间的电压减小可减小R的阻值使气敏传感器正常工作
【考点】传感器在生产、生活中的应用；电势差．
【分析】由电路图可知，定值电阻与传感器电阻串联，电压表测定值电阻两端的电压；如果测试时电压表示数越大，根据欧姆定律可知电路中的电流越大，说明酒精气体传感器的电阻越小，而酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小，据此判断测试到的酒精气体浓度大小．
【解答】解：
A、由电路图可知，定值电阻与传感器电阻串联，当一氧化碳的浓度升高时，RCO减小，bc之间的电压等于变阻器两端的电压；
①增大．故b点的电势升高．故A错误；
B、C、由公式①得：
②，要提高气敏传感器的灵敏度，可以采用的方法有：
增大电源的电动势（ac之间的电压）、或增大变阻器R的电阻值．故B错误，C正确；
D、由②可得，若ac间的电压减小需要增大R的阻值使气敏传感器正常工作．故D错误．
故选：
C．
【点评】对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系．
三．填空题（共26分）
11．（12分）（2015秋•新疆校级期中）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：
1，电阻R=22Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．试求：
（1）该输入电压的频率为 50 Hz
（2）该输入电压的最大值为 220
V
（3）该输入电压的瞬时表达式是 u=220
sin100πt V
（4）电压表的示数为 22 V
（5）电流表的示数是 1 A
（6）电阻R消耗的电功率是 22 W．
【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率．
【专题】交流电专题．
【分析】根据图象可明确最大值及周期；再根据周期和频率的关系可求得频率；根据图象明确瞬时表达式；根据变压器原理可明确输出电压；注意明确电压表所测量为有效值；再由欧姆定律可求得电流；根据功率公式可求得功率．
【解答】解：
（1）由图可知，交流电的周期为0.02s，则其频率f=
=
=50Hz；
（2）最大值Um=220
V；
（3）交流电的角速度ω=
=100π；由图可知，交流电的表达式为正弦规律，故表达式为：
u=220
sin100πt；
（4）输入电压的有效值为220V；电压之比等于匝数之比，则U2=
=22V；
（5）根据欧姆定律可知，I=
=1A；
（6）由P=I2R可得，R消耗的电功率为：
P=I2R=1×22=22W；
故答案为：
（1）50；
（2）220
；（3）u=220
sin100πt；（4）22；（5）1；（6）22．
【点评】本题考查变压器原理以及交流电的图象的认识；只要掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题
12．（14分）（2015秋•新疆校级期中）在用油膜法估算分子大小的实验中：
（1）下面是一些实验步骤及注意事项：
A．在准备实验时，油酸酒精溶液要提前一天配制，以免因溶液不均匀产生误差；
B．一定要仔细清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，以免给实验带来误差；
C．用注射器（或滴管）将体积为V的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0=
；
D．向浅盘里注入适量的水，并将痱子粉（或石膏粉）从盘的中央加入，使粉扩散至均匀，再用注射器（或滴管）从适当高处将一滴油酸酒精溶液滴在水面上；
E．等待油酸薄膜的形状稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，用数格子法测算出面积S= 40 cm2；
F．根据一滴油酸酒精溶液的体积V0和膜的面积S计算出油酸薄膜的厚度L=
；
G．重复实验测几次油酸薄膜的厚度并求出平均值，即可认为就是油酸分子的直径．
其中错误的是：
F ；不必要的是：
A （只填前面的字母）．
（2）这个实验中产生误差的主要原因有：
（写出两条） 计算一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积时，由于一滴油酸酒精溶液的体积和浓度测不准产生误差 ， 用数格子法求油酸薄膜的面积本身就是一种估算方法 ．
【考点】用油膜法估测分子的大小．
【专题】实验题．
【分析】通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积，然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用此溶液的体积除以其的面积，恰好就是油酸分子的直径．
【解答】解：
（1）用注射器（或滴管）将V=1mL油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒中，并记下滴数n，计算出每滴油酸酒精溶液的平均体积V0=
；
图中正方形小方格的边长为1cm，用数格子法可知，功40个小格子，所以测算出面积S=40cm2；
一滴油酸酒精溶液的体积并非为油酸体积，要根据油酸酒精溶液中所含油酸的比例，求出所含油酸体积，油酸的体积与油膜面积之比是油酸分子直径，故错误实验步骤为F；
在准备实验时，油酸酒精溶液临时配制即可，没有必要要提前一天配制，故不必要的实验步骤是：
A；
（2）测油酸的体积、油膜的面积都会产生实验误差
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