山东省泰安市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

山东省泰安市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．两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（ ）
E．分子间的斥力和引力随r增大而减小，在r>r0阶段，斥力比引力减小得快一些
A．在r=r0时，分子势能为零
B．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
C．在rD．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
2．如图所示，由不同频率的a、b两种单色光组成的复色光沿半圆形玻璃砖的半径MO方向以入射角θ1 = 37°射向玻璃砖的圆心O，其出射光束OP中只有a光，且出射光束的出射角θ2= 53°。则下列说法正确的是（　　）
A．玻璃砖对a光比对b光的折射率小
B．玻璃砖对a光的折射率为0.75
C．若a为蓝光，则b光可能为黄光
D．a光将比b光先从ON方向射出
E．将a、b两种光分别通过同一双缝装置时，a光的干涉条纹间距大
3．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，关于与光电效应有关的四个图像的说法正确的是（ ）
图1为光电效应实验，图2为光电流与电压的关系，图3为金属的遏止电压U与入射光频率的关系，图4为光电子最大初动能与入射光频率的关系．
A．如图甲装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小
B．根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关
C．由图丙可知2为该金属的截止频率
D．由图丁可知E等于该金属的逸出功
4．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向下滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向下滑动时，变压器的输出功率变大
5．下列说法正确的是
A．气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大
C．用活塞压缩气缸里的气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出0 .5×105J的热量，则气体内能增加了1 .5×105J
D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
6．下列说法中正确的是（　　）
A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动
B．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小
C．“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律
D．一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变
二、单选题
7．2019年4月23日，在中国海军建军70周年阅兵式上，中国海军的093改进型攻击核潜艇公开亮相。核潜艇以核反应堆作动力源。关于核反应，下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程属于衰变，而射线来自原子外层的电子
B．核反应方程属于裂变，是核潜艇的动力原理
C．核反应方程属于裂变，是原子弹裂变反应原理
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
8．如图1所示，理想变压器的原线圈接在交流电源上，副线圈接有R=10的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，交流电压表的示数是10V，电流表、电压表均可看作理想电表。图2是交流电源输出电压u随时间t变化的图像。则（　　）
A．电流表的读数为1.00A
B．电流表的读数为2.00A
C．电源输出电压u随时间t变化的规律是
D．电源输出电压u随时间t变化的规律是
9．下列说法正确的是
A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力
B．β衰变说明原子核内部存在自由电子
C．由爱因斯坦质能方程可知，质量与能量可以相互转化
D．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子
10．如图所示为理想变压器，接在原线圈上的交变电压有效值保持不变．灯泡和完全相同（阻值恒定不变），是一个定值电阻，电压表、表流表都为理想电表．开始时开关是闭合的．当断开后，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数变大 B．电流表的示数变大
C．电流表的示数变大 D．灯泡的亮度变亮
11．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．1s内线圈中电流方向改变50次
B．t=0时，线圈平面与中性面重合
C．t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40πWb/s
D．t=0.015s时，线圈中的感应电流最大
12．如图所示为一定质量的理想气体的体积V随热力学温度T变化的图象。由状态A到状态B的过程中，吸收的热量Q1=220J，气体在状态B时的压强pB=l.0×105Pa，已知BC与T轴平行，AB的延长线过原点。下列说法正确的是（　　）
A．从状态A变化到状态B的过程中，气体膨胀，对外做功，内能减少
B．与状态A相比，状态C单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多
C．从状态B变化到状态C的过程中，气体密度变大
D．气体在状态B时的温度为600K
13．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是（　　）
A．扩散现象说明分子做有规则运动 B．单晶体的物理性质都是各向异性的
C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
14．下列说法中不正确的是
A．第一类永动机无法制成是因为它违背了能量守恒定律
B．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动
C．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低
D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，但最终不能达到绝对零度
15．图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻R=5Ω，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是（　　）
A．电流表的示数为10A
B．线圈转动的角速度为100πrad/s
C．t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大
D．t＝0.02s时，电刷P的电势高于电刷Q的电势
三、解答题
16．如图所示，质量为2kg的“”形木板A静止放置在光滑的水平地面上，其左端挡板与放在A板上的质量为的小物块之间夹着一小块炸药，炸药爆炸时，有的化学能全部转化为A、B的动能。爆炸结束瞬间，一质量为的物块以水平向左，大小为的速度从A板右端滑上木板，最终物块、C恰好没有发生碰撞，且木板与两物块间的动摩擦因数均为，取，求
（1）炸药爆炸结束瞬间A、的速度大小及方向；
（2）木板的长度为多少；
（3）整个过程中摩擦力对做的功。
17．（2）如图所示，粗细相同的导热玻璃A、B由橡皮软管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A管内，气柱长L1=39cm．B管上方与大气相通，大气压强p0=76cmHg，环境温度T0=300K．初始时两管水银面相平，若A管不动，将B管竖直向上缓慢移动一定高度后固定，A管内水银面上升了h1=1cm．大气压强不变．求：①B管与A管的水银面高度差；②要使两管内水银面再次相平，环境温度变为多少（结果取整数）？
18．一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，发电机输出电压恒为500 V，现用总电阻为10Ω的输电线向远处的用电单位输电，在发电机以最大输出功率工作时，若输电线上的损失功率为发电机输出功率的4%，求：
(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
(3)在保持输电线的电阻以及升压、降压变压器各自匝数比不变的前提下，如果用电单位的电路中总电流为96A，求此时输电线上损失的电压．
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参考答案：
1．BDE
【解析】
【详解】
试题分析：由图象可知：分析间距离为r0时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；当r等于r0时，分子势能最小但不为零，故A错误；r0是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增加，势能减小，故B正确；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C错误；分子动能和势能之和在整个过程中不变，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故D正确；分子间同时存在斥力和引力，在r＞r0阶段，当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力表现为引力．故E正确；故选BDE．
考点：分子力；分子势能
【名师点睛】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；分子间的势能及分子力虽然属于微观世界的关系，但是可运用我们所学过的力学中功能关系进行分析．
2．ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A．b光发生全反射，说明入射角θ1满足∶ Cb<θ1na，所以b光的频率大于a光频率，故A正确；
B．a光的折射率
故B错误；
C．a光的折射率小，频率低，b光频率高，若a为蓝光，则b不可能为黄光，因为蓝光比黄光的频率大，故C错误；
D．因为nb> na，由光在介质中的传播速度，知a光传播速度大些，先从ON方向射出（路程相同），故D正确；
E．a光的折射率、频率小些，波长大些，由双缝干涉条纹间距公式，可知a光的干涉条纹间距大，故E正确。
故选ADE。
3．AD
【解析】
【详解】
A.如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板时，由于光电效应激发出电子，锌板带电量减小，验电器的张角会变小，等锌板电量为零时，验电器就无法张开；如果紫外线继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又会增大，故A正确；
B.由图乙可知，电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误；
C.对于某种金属材料，只有当入射光的频率大于某一频率时，电子才能从金属表面逸出，形成光电流，这一频率就称为截止频率．光电效应中截止频率由金属本身的材料决定，图丙中遏止电压为零时所对应的入射光的频率为截止频率，2对应的遏止电压不为零，故C错误；
D.根据光电效应方程，知道丁图图线的纵轴截距的绝对值表示逸出功，则逸出功为E，当最大初动能为零，入射光的频率等于金属的极限频率，则金属的逸出功等于，故D正确．
4．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L的亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，B正确。
CD．P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈负载总电阻R总变大，由I2＝知，通过副线圈的电流I2变小，输出功率P出＝U2I2变小，再由＝知输入电流I1也变小，故选项C正确，D错误。故选BC。
5．CD
【解析】
【详解】
气体压强是由分子频繁撞击所产生的，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度升高，则物体的平均动能会增大，但是并不是每一个分子的动能都增大，故B错误；用活塞压缩气缸里的气体做了2.0×105J的功，若气体向外界放出0 .5×105J的热量，根据热力学第一定律，则气体内能增加了1 .5×105J，故C正确；利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的，故D正确．故选CD．
6．AC
【解析】
【详解】
试题分析：悬浮在液体中的固体小颗粒无规则的运动，称为布朗运动，所以A正确；当分子间距离等于平衡距离时，分子势能随分子间距离的增大而增大，所以B错误；第一类永动机违反了能量守恒定律，所以不能制成，故C正确；根据热力学第一定律可知，一定量理想气体发生绝热膨胀时，其内能减少，所以D错误．
考点：本题考查布朗运动、分子势能、热力学第一定律、能量守恒定律
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，故A错误；
B．质量数较小的核转化为质量数较大的核，属于轻核聚变，故B错误；
C．质量数较大的核裂变为质量中等的核，属于重核裂变，是原子弹裂变反应原理，故C正确；
D．核反应前后核子数相等，核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
AB．交流电压表的示数是10V，则次级电流
则初级电流
电流表的读数为0.5A，选项AB错误；
CD．初级电压有效值
最大值
则电源输出电压u随时间t变化的规律是
选项C正确，D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
核力属于短程力，距离大到一定程度就变为零，因此并非核力总是大于库仑力，故A错误．β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，电子不是原子核的组成部分，故B错误．质能方程告诉了我们质量和能量之间的关系，但是并非指质量可以转化为能量，故C错误．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值 的整数倍，这个不可再分的最小能量值 叫做能量子，故D正确．故选D．
点睛：本题考查了原子物理中的基本概念，对于这些基本概念要熟练掌握并正确应用，同时注意平时的多加记忆，注意β衰变释放的电子来自原子核，不是核外电子，但是电子不是原子核的组成部分．
10．D
【解析】
【详解】
试题分析：断开开关，总电阻增大，电流减小，副线圈两端的电压由变压器的匝数之比和原线圈的输入电压有关，再结合闭合电路欧姆定律分析灯泡的亮度变化．
电压表测量输出电压，因原副线圈匝数不变且输入电压不变，故电压表的示数不变，A错误；断开后相当于负载减少，总电阻增大，副线圈中电流减小，根据可知原线圈中的电流也减小，两电流表示数均减小，BC错误；副线圈电流减小，但副线圈两端的电压不变，因此定值电阻的分压减小，所以灯泡的亮度变亮，D正确．
11．C
【解析】
【详解】
A．交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz，每个周期电流方向变化两次，1s内线圈中电流方向改变100次，A错误；
B．t=0时，磁通量等于零，线圈平面与磁感线平行，与中性面垂直，B错误；
C．根据法拉第电磁感应定律
又因为
解得
C正确；
D．t=0.015s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，线圈中的感应电流等于零，D错误。
故选C。
12．D
【解析】
【详解】
A.AB的延长线过原点，由理想气体状态方程
（C为常量）
分析可知，气体由A到B的过程中压强不变，体积增大，气体对外做功，温度升高，气体的内能增加，由热力学第一定律可知，气体需要吸热，故选项A错误；
B.与状态A相比，状态C温度不变，则分子的平均动能不变，体积增大，分析的密集程度减小，所以单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数减小，故选项B错误；
C.从状态B变化到状态C的过程中，气体体积不变，则气体密度不变，故选项C错误；
D.气体从状态A变化到状态B发生的是等压变化，根据盖吕萨克定律有
代入数据解得
故选项D正确。
故选D。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．扩散现象说明分子永不停息地做无规则运动，选项A错误；
B．多晶体的物理性质表现各向同性，而某个单晶体只有在某些物理性质上是各向异性的，选项B错误；
C．温度升高，分子平均动能增大，遵循统计规律，每个分子的动能不一定增大，选项C错误；
D．露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，选项D正确。
故选D。
14．B
【解析】
【详解】
试题分析：第一类永动机无法制成是因为它违背了能量守恒定律，故A正确．布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，所以空气中粉尘颗粒杂乱无章的运动是气体的流动引起的，不是布朗运动，故B错误．地面附近有一正在上升的空气团，压强降低时，体积增大，气体对外做功，由于热传递不计，根据热力学第一定律分析可知，内能减少，而一定质量的理想气体内能只跟温度有关，内能减少，温度降低；故C正确．根据热力学第二定律得知，绝对零度不可能达到．故D正确．本题选错误的，故选B．
考点：永动机；布朗运动；热力学第一定律；热力学第二定律
【名师点睛】解决本题关键要加强基础知识的学习，掌握热力学第一、第二定律和分子动理论知识；关键是加强记忆，多看书．
15．B
【解析】
【详解】
A．由图乙可知，电动势的有效值为
由欧姆定律可知，电流表的示数为
故A错误；
B．由图乙可知，周期为0.02s，由角速度为
故B正确；
C．由图乙可知，t=0.01s时，电动势为最大，此时穿过线圈平面的磁通量为0，故C错误；
D．从图示位置开始计时，AB边回到图示位置，由右手定则可知，A点电势高于B点电势，则电刷P的电势低于电刷Q的电势，故D错误。
故选B。
16．（1），方向向左；，方向向右；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）爆炸过程，以为研究对象：
得
方向向左；
方向向右；
（2）爆炸后一段时间对
得
方向向右；
对
得
方向向左；
对
得
设时刻、共速，则满足
解得
此时
此后、相对静止一起减速、整体的加速度
的加速度不变
得
作出如图
由图像可知板长
（3）由图像可知对，时间内
时间内
得总功
17．2cm；285K
【解析】
【详解】
①理想气体第1状态 p1=p0 V1=L1S T1=T0
第2状态 p2 V2=(L1-h1)S T2=T0
由理想气体状态方程p1 V1 =p2V2
解得p2=78cmHg
B管与A管的高度差为 h=p2-p0 .
解得 h=2cm .
②第3状态 p3=p0 V3=(L1-h1- h )S T3
由理想气体状态方程
解得T3=285K
点睛：本题考查气体实验定律和理想气体状态方程的应用，关键是确定气体的各个状态参量，确定状态的变化过程，同时运用一定的几何知识即可求解；
18．(1)(2) (3)44V
【解析】
【详解】
（1）原线圈的电流为 由于输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，所以副线圈上的电流为 ，所以升压变压器原副线圈的匝数之比为
（2）根据变压器原理可知 ，所以 ，输电线上损耗的电压为,降压线圈原线圈的电压为 所以
（3）如果用电单位的电路中总电流为96A，则输电线上的电流为 则输电线上损失的电压为
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