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江西省宜春市宜丰中学2019-2020学年高二物理下学期第一次月考试题(含解析).doc

1、江西省宜春市宜丰中学2019-2020学年高二物理下学期第一次月考试题(含解析)一、选择题(每小题4分,共48分;19单选,1012多选)1.若用x代表一个中性原子中核外电子数,y代表此原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子数,则对的原子来说()A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】在中,左下标为质子数,左上标为质量数,则;中性原子的核外电子数等于质子数,所以;中子数等于质量数减去质子数,故B正确,ACD错误。故选B。2.图甲为小型发电机结构简图,线圈在两磁极间的勻强磁场中匀速转动给小灯泡供电,己知小灯泡获得 的交变电压如图乙所示则下列说法正确的是A. 甲图中电压表的

2、示数为6VB. 乙图中的0时刻,线圈在甲图所示位置C. 乙图中0.510-2时刻,穿过甲图中线圈的磁通量为0D. 乙图中1.010-2时刻,穿过甲图中线圈的磁通量为0【答案】C【解析】【详解】由题图乙可知交流电电压的最大值是Um=6V,所以甲图中电压表的示数为6V,故A错误;乙图中的0时刻,感应电动势为零,甲图所示时刻穿过甲图中线圈的磁通量为零,感应电动势最大,故B错误;乙图中0.510-2s时刻,感应电动势最大,穿过甲图中线圈的磁通量最小,故C正确;乙图中1.010-2s时刻,感应电动势为零,穿过甲图中线圈的磁通量最大,故D错误3.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射

3、实验规律的是()A. B. C. D. 【答案】A【解析】黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射越强越大,故B、D错误黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,如温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射即温度越高,辐射的电磁波的波长越短,故C错误,A正确故选A点睛:要理解黑体辐射的规律:温度越高,辐射越强越大,温度越高,辐射的电磁波的波长越短4.如图所示,L1和L2是高压输电线,甲、乙是两只互感器,若已知n1n21 0001,n3n41100,图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A,则高压输电线的送电功率为()A. 2.

4、2103WB. 2.2102WC. 2.2108WD. 2.2104W【答案】C【解析】由图可知,甲并联在电路中是电压互感器,电路中是强电压,通过变压器变成弱电压,用电压表测量,因为电压之比等于线圈匝数比,故U=2201000=220000V;乙串联在电路中是电流互感器,电路中是强电流,通过变压器变成弱电流,用电流表测量,因为电流之比等于线圈匝数的倒数比,故电流I=10100=1000A;则输电功率P=UI=2.21051000=2.2108W,故C正确,ABD错误5.某次光电效应实验中发现,入射光频率为v时,刚好发生光电效应现象,将入射光频率变为3v,此时光电流的遏止电压为()A. B. C

5、. D. 【答案】B【解析】【详解】根据题意可知入射光频率为时,刚好发生光电效应现象,则有将入射光频率变为时解得故ACD错误, B正确。故选B6.氢原子的能级如图所示,下列说法不正确的是 ( )A. 一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时,有可能辐射出6种不同频率的光子,这时电子动能减少,原子势能减少B. 已知可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV,处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离C. 有一群处于n=4能级的氢原子,如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应,则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D. 有一群处于n

6、=4能级的氢原子,如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应,从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料,所产生的光电子的最大初动能为2.55eV【答案】A【解析】【详解】A一群氢原子从激发态跃迁到基态时,任意两个能级间跃迁一次,共能辐射种不同频率的光子动能增加,原子势能减小,故A错误,符合题意;B因为紫外线的光子能量大于3.11eV,氢原子处于n=3能级吸收能量大于等于1.51eV,即可发生电离,知最低处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离,B正确,不符合题意;C一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时,因为n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属

7、材料产生光电效应,所以只有n=4跃迁到n=1,n=3跃迁到n=1,n=2跃迁到n=1的光子能够使金属发生光电效应,即3条,C正确,不符合题意;D逸出功等于,从而n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大,为,根据光电效应方程知,光电子的最大初动能,D正确,不符合题意。故选A。7.如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C. 线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U1=Umsin1t,三个电流表读数相同现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U2=Umsin2t,2=21.改换电源后,三个电流表的读数将( )A. A1将减小,A2将增大,A3将不变B. A1将增大,A2将减小,

8、A3将不变C. A1将不变,A2将减小,A3将增大D. A1将减小,A2将减小,A3将不变【答案】B【解析】【分析】当交变电流的频率变大时,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小,因此A变亮,B变暗又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用,故C灯亮度不变【详解】由公式2f=知,后来交流电的频率变大,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小,对电阻没影响,所以A1示数将增大,A2数将减小,A3示数不变,所以选项B正确,ACD错误故选B【点睛】此题考查电容、电感对交变电流影响,也就是容抗、感抗与交变电流的关系当交变电流的频率变大时,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小8.小宇为了研究自感现象,利用实验室提供的实验器

9、材设计了如图所示的电路,其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡,L为自感系数很大的线圈,且稳定时的电阻与电路中定值电阻R的阻值相同则下列说法正确的是()A. 开关闭合的瞬间,甲、乙两灯同时变亮B. 断开开关的瞬间,甲灯立即熄灭,乙灯过一会儿后熄灭C. 闭合开关,当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同D. 断开开关的瞬间,m点的电势高于n点的电势【答案】C【解析】【分析】本题考查了自感现象,意在考查考生的推理能力【详解】A:开关闭合的瞬间,由于线圈中自感电动势的阻碍,甲灯先亮,乙灯后亮故A项错误B:断开开关的瞬间,线圈中产生自感电动势,甲、乙两灯串联在一起构成闭合回路,两灯同时逐渐熄灭故B项错误C:闭合开关

10、,当电路稳定后,自感作用消失,又由于稳定时线圈的电阻与电路中的定值电阻R的阻值相同,则稳定时通过甲、乙两灯的电流相等,两灯亮度相同故C项正确D:断开开关的瞬间,线圈中产生自感电动势,线圈中的电流方向与断开开关前相同,线圈的右端相当于电源的正极,与甲、乙两灯泡和定值电阻构成回路,n点的电势高于m点的电势故D项错误【点睛】自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,线圈中自感电动势的方向总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化9.如图甲圆环a和b均由相同的均匀导线制成,a环半径是b环的两倍,两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接若仅将a环置于图乙所示变化的磁场中,则导线上M、N两点的电势

11、差UMN=0.4V.下列说法正正确的是A. 图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向里B. 图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向外C. 若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两端的电势差UMN=-0.4VD. 若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两端的电势差UMN=-0.2V【答案】AD【解析】【详解】AB.a环置于磁场中,则导线M、N两点的电势差大于零,则M点电势高,感应电流方向为逆时针,原磁场的方向垂直纸面向里,故A正确,B错误CD.a环与b环的半径之比为2:1,故周长之比为2:1,根据电阻定律,电阻之比为2:1;M、N两点间电势差大小为路端电压,磁感应强度变化率恒定的变化磁场,故根据法

12、拉第电磁感应定律公式E=S,得到两次电动势的大小之比为4:1,故两次的路段电压之比为U1:U2=2:1根据楞次定律可知,将b环置于磁场中,N点的电势高,故电势差UMN=-0.2V,故C错误,D正确10.如图甲所示,一正方形导线框置于匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度随时间的变化如图乙所示,则线框中的电流和导线受到的安培力随时间变化的图象分别是(规定垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向,逆时针方向为线框中电流的正方向,向右为安培力的正方向)A. AB. BC. CD. D【答案】AC【解析】由右图所示B-t图象可知,0-T/2内,线圈中向里的磁通量增大,由楞次定律可知,电路中电流方向为逆时针,沿

13、ABCDA方向,即电流为正方向;T/2-T内,线圈中向里的磁通量减小,由楞次定律可知,电路中电流方向为顺时针方向,即电流为负方向;由法拉第电磁感应定律:,由于磁感应强度均匀变化,所以产生的感应电流大小保持不变故A正确,B错误;0-T/2内,电路中电流方向为逆时针,根据左手定则可知,AB边受到的安培力的方向向右,为正值;T/2-T内,电路中的电流为顺时针,AB边受到的安培力的方向向左,为负值;根据安培力的公式:F=BIL,电流大小不变,安培力的大小与磁感应强度成正比故C正确,D错误故选AC点睛:本题考查了判断感应电流随时间变化关系,关键是分析清楚B-t图象,其斜率反应感应电流的大小和方向,应用楞

14、次定律即可正确解题,要注意排除法的应用11.如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为1:2,正弦交流电源电压为U=12V,电阻R1= l,R2=2,滑动变阻器R3最大阻值为20,滑片P处于中间位置,则A. R1与R2消耗的电功率相等B. 通过R1的电流为3AC. 若向上移动P,电源输出功率将变大D. 若向上移动P,电压表读数将变大【答案】BC【解析】【分析】对理想变压器原副线圈的匝数比等于原副线圈的电压之比,等于电流的倒数之比,据此进行分析.【详解】理想变压器原副线圈匝数之比为1:2,可知原副线圈的电流之比为2:1,根据P=I2R可知R1与R2消耗的电功率之比为2:1,选项A错误;设通过R1的电

15、流为I,则副线圈电流为0.5I,初级电压:U-IR1=12-I;根据匝数比可知次级电压为2(12-I),则,解得I=3A,选项B正确;若向上移动P,则R3电阻减小,次级电流变大,初级电流也变大,根据P=IU可知电源输出功率将变大,电阻R1的电压变大,变压器输入电压变小,次级电压变小,电压表读数将变小,则选项C正确,D错误;故选BC.二、实验题(3*7=21分)12.如图甲所示是使用光电管的原理图,当频率为的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过。(1)当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则阴极K的逸出功为_(已知电子电荷量为e,普朗克常量h)。(2)如果不改变入射光的强度,而增大入

16、射光的频率,则光电子的最大初动能将_(填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)用不同频率的光照射某金属产生光电效应,测量金属的遏止电压Uc与入射光频率,得到Uc图象如图乙所示,根据图象求出该金属的截止频率c=_Hz,普朗克常量h=_Js(已知电子电荷量e=1.61019C)。【答案】 (1). (2). 变大 (3). (4). 【解析】【详解】(1)1当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,根据动能定理得则阴极K的逸出功为(2)2根据光电效应方程知入射光的频率变大,则光电子的最大初动能变大。(3)3根据得图象横轴截距的绝对值等于金属的截止频率为4图线的斜率所以13.在传感器的应用实验的光

17、控电路中,用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻所示当光敏电阻RG受到光照时,斯密特触发器的输出端Y出现电平_(填“高”或“低”);当把光遮住时,输入端A出现电平_(填“高”或“低”);如果试验中发现天很暗时路灯还没点亮,应将可变电阻R1的阻值调_一些(填“大”或“小”)【答案】 (1). 高; (2). 高; (3). 小;【解析】【详解】用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻所示当光敏电阻受到光照时,其电阻值较小,输入端A电势低,故斯密特触发器的输出端Y出现高电平;当把光遮住时,电阻比较大,光敏电阻两端的电势差比较大,输入端A出现高电平;如果试验中发现天很暗时路灯还没点亮,说明A点

18、的电势仍然比较低,所以应将可变电阻R1的阻值调小一些【点睛】解决本题的关键掌握门的特点:输入高电势输出低电势,反之输入低电势输出高电势三、解答题(6+8+8+9=31分)14.如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,磁场的磁感应强度为。线圈匝数为,总电阻为。长为,宽为,转动周期为。线圈两端外接一个阻值为的电阻和一个理想交流电流表。求:(1)从图示位置开始计时感应电动势的瞬时表达式;(2)电阻消耗的热功率。 【答案】(1)(V);(2)19W【解析】【详解】(1)因为线圈转动的角速度从图中可以看出,线圈从中性面位置开始的,所以感应电动势的瞬时表达式为(V)(2)根据闭合

19、电路欧姆定律可知,电流的最大值为由于线圈是匀速转动的,所以线圈中产生的是正弦交变电流,电流表的读数就是该交变电流的有效值因此,电阻R消耗的电功率为15.一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户,已知发电机的输出功率为500 kW,路端电压为500 V,升压变压器原、副线圈的匝数比为15,两变压器间输电线的总电阻为1.5 ,降压变压器的输出电压为220 V,不计变压器能量损耗,求:(1)升压变压器的副线圈两端电压;(2)输电导线上的功率损失;(3)降压变压器原、副线圈的匝数比;(4)用户得到的功率【答案】(1)2500V (2)60kW (3)10:1 (4)440kW【解析】(1)升压变

20、压器的副线圈两端电压U2=U1=5500V=2500V(2)输电导线上的电流: 输电导线上的功率损失:P=I2R=20021.5=60000W(3)输电线上的电压损耗:U=IR=2001.5=300V降压变压器原线圈的电压:U3=U2-U=2500-300=2200V降压变压器原、副线圈的匝数比:(4)用户得到的功率:P4=P1-P=500103W-60000W=440000W=440KW点睛:对于输电问题,要搞清电路中电压、功率分配关系,注意理想变压器不改变功率,只改变电压和电流16.已知原子核质量为209.98287u,原子核的质量为205.9746u原子核的质量为4.00260u,静止的

21、核在衰变中放出粒子后变成(计算结果均保留三位有效数字)求:(1)请写出核反应方程;(2)在衰变过程中释放的能量;(3)粒子从Po核中射出的动能(已知u相当于931.5MeV,且核反应释放的能量只转化为动能)【答案】(1)+(2)5.41MeV(3)5.31MeV【解析】【分析】核反应方程满足质量数守恒和核电荷数守恒;求出质量亏损m,根据爱因斯坦质能方程求解释放的能量;衰变前后系统的动量守恒,根据动量守恒定律分析粒子和铅核关系,根据动能与动量的关系及能量守恒列式求解【详解】(1)根据质量数与质子数守恒规律,则有,衰变方程:(2)衰变过程中质量亏损为:m209.982 87 u205.974 46

22、 u4.002 60 u0.00581 u反应过程中释放的能量为:E0.005 81931.5 MeV5.41 MeV;(3)因衰变前后动量守恒,则衰变后粒子和铅核的动量大小相等,方向相反,则有:即:mEkmPbEkPb,则:4Ek206Ekpb又因核反应释放的能量只能转化为两者的动能,故有:Ek+EkpbE5.41 Mev所以粒子从钋核中射出的动能为:Ek5.31 MeV【点睛】该题基于衰变考查动量守恒定律、质能方程和能量守恒等,要注意质能方程对应的质量为亏损的质量.17.如图所示装置由水平轨道、倾角= 37的倾角轨道连接而成,轨道所在空间存在磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场

23、。质量m=0.035kg、长度L= 0.1m、电阻R= 0.025的导体棒ab置于倾斜轨道上,刚好不下滑;质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上,用恒力F= 2.0N拉棒cd,使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd 与导轨垂直,且两端与导轨保持良好接触,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37=0.6,cos37=0.8,取g =10m/s2.(1)求棒ab与导轨间的动摩擦因数; (2)求当棒ab刚要向上滑动时cd棒速度v的大小; (3)若从cd棒刚开始运动到ab棒刚要上滑的过程中,cd棒在水平轨道上移动的距离x= 0.55m,求此过程中ab棒上产生的热量Q和此过程中cd棒的

24、运动时间。【答案】(1)0.75;(2)6m/s;(3)0.235J,0.16s。【解析】【详解】(1) 当ab刚好不下滑,静摩擦力沿导轨向上达到最大,由平衡条件得:mgsin37=mgcos37则=tan37=0.75(2) 设ab刚好要上滑时,cd棒的感应电动势为E,由法拉第电磁感应定律有:E=BLv,设电路中的感应电流为I,由闭合电路欧姆定律有设ab所受安培力为F安,有F安=BIL,此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,由平衡条件有F安cos37=mgsin37+(mgcos37+F安sin37)又代入数据解得v=6.0m/s(3) 设ab棒的运动过程中电路中产生的总热量为Q总:Q总=2Q由能量守恒有解得:代入数据得:Q=0.235J根据动量定理可知且联立解得

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