广东省佛山市三水中学2019-2020学年高二下学期统考物理试题

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广东省佛山市三水中学2019-2020学年高二下学期统考物理试题

三水中学2019-2020学年下学期第二次统考高二物理试题 命题人: 审题人: (时量:75分钟 总分:100分) 2020年5月 一、单选题(共8小题,每小题4分,共32分。每题的四个备选项中只有一个最符合题意。)‎ ‎1. 在物理学发展过程中,观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用.下列叙述不符合史实的是 A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应解释了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说 C. 法拉第实验中观察到,在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中产生感应电流 D. 楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎2.若氢原子中核外电子绕原子核做匀速圆周运动,则氢原子从基态跃迁到激发态时,下列结论正确的是( )‎ A. 动能变大,势能变小,总能量变小 B. 动能变小,势能变大,总能量变大 C. 动能变大,势能变大,总能量变大 D. 动能变小,势能变小,总能量变小 ‎3.如图甲所示,矩形导线框abcd固定在变化的磁场中,产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向).若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向,能够产生如图乙所示电流的磁场为(  )‎ 图甲        ‎ 图乙 ‎ ‎ A      B        C      D ‎4.对一定量的理想气体,下列说法正确的是(  )‎ A.气体体积是指所有气体分子的体积之和 B.气体分子的热运动越剧烈,气体的温度就越高 C.当气体膨胀时,气体的分子势能减小,因而气体的内能一定减少 D.气体的压强是由气体分子的重力产生的,在失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁没有压强 ‎5.一定质量的理想气体,在压强不变的情况下.温度由‎5 ℃‎升高到‎10 ℃‎,体积的增量为ΔV1;温度由‎10 ℃‎升高到‎15 ℃‎,体积的增量为ΔV2,则(  )‎ A.ΔV1=ΔV2    B.ΔV1>ΔV2‎ C.ΔV1<ΔV2 D.无法确定 ‎6.如图,在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域,磁场的边界 与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下。导线框以某一初 速度向右运动。t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重 合,随后导线框进入并通过磁场区域。下列v t图像中,‎ 可能正确描述上述过程的是(  )‎ ‎7.如图所示是一定质量的理想气体的状态变化过程的p-T图线,在AB、BC、CA三个阶段中,吸热过程有 (  ).‎ A. AB ‎ B.BC C.BC、CA ‎ D.AB、CA ‎8.如图甲所示,电阻不计且间距为L=‎1 m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=1 Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场.现将质量为m=‎0.3 kg、电阻Rab=1 Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速度释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平.在金属杆ab下落‎0.3 m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示.已知ab进入磁场时的速度V0=‎3.0 m/s,取g=‎10 m/s2.则下列说法正确的是(  )‎ 甲       乙 A.进入磁场后,金属杆ab中电流的方向由b到a B.匀强磁场的磁感应强度为1.0 T C.金属杆ab下落‎0.3 m的过程中,通过R的电荷量‎0.24 C D.金属杆ab下落‎0.3 m的过程中,R上产生的热量为0.45 J 二、多项选择题(共6小题,每小题4分,共24分。每小题至少有两个选项正确,全选对得4分,选不全得2分,错选不得分)‎ ‎9.无线电力传输目前取得重大突破,某展览会展出了一种非接触式电源供应系统.这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力.两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置,原理示意图如图所示.下列说法正确的是(   )‎ A.若A线圈中输入电流,B线圈中就会产生感应电动势 B.只有A线圈中输入变化的电流,B线圈中才会产生感应电动势 C.A中电流越大,B中感应电动势越大 D.A中电流变化越快,B中感应电动势越大 ‎10.对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )‎ A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 B.温度越高,布朗运动越显著 ‎ C.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小 D.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大 ‎11.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象,‎ 下列说法中正确的是(  )‎ A.若D和E能结合成F,结合过程一定要释放能量 B.若D和E能结合成F,结合过程一定要吸收能量 C.若A能分裂成B和C,分裂过程一定要释放能量 D.若A能分裂成B和C,分裂过程一定要吸收能量 ‎12.在做光电效应实验中,某金属被光照射发生了光电效应,实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示,电子电量为e,由实验图象可求出( )‎ A. 该金属的极限频率ν0‎ B. 该金属的逸出功W0=hv0‎ C. 遏止电压为E/e D. 普朗克常量h=E/ν0‎ ‎13.如图所示,先后以速度V1和V2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域,且V1=2V2,则在先后两种情况下 (  )‎ A.线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=2∶1‎ B.线圈中的感应电流之比为I1∶I2=1∶2‎ C.线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=1∶4‎ D.通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=1∶1‎ ‎14.如图所示,竖直放置的“”形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆(  )‎ A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 C.穿过两磁场产生的总热量为4mgd ‎ D.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于 三、计算题(14分+14分+16分)‎ ‎15.(14分)如图所示,有一垂直于纸面向里、磁感应强度B=0.1 T的水平匀强磁场,垂直于匀强磁场放置一足够长的U型金属框架,框架上有一导体ab保持与框架垂直接触,且由静止开始下滑.已知ab长‎1 m,质量为‎0.1 kg,电阻为0.1 Ω,框架光滑且电阻不计,取g=‎10 m/s2,求:(1)导体ab下落的最大加速度大小;‎ ‎(2)导体ab下落的最大速度大小;‎ ‎(3)导体ab达到最大速度时产生的电功率.‎ ‎16.(14分)如图,一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成,容器平放在水平地面上,汽缸内壁光滑.整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分,分别充有氢气、空气和氮气.平衡时,氮气的压强和体积分别为p0和V0,氢气的体积为2V0,空气的压强为p.现缓慢地将中部的空气全部抽出,抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变,活塞没有到达两汽缸的连接处,求:(1)抽气前氢气的压强;‎ ‎(2)抽气后氢气的压强和体积.‎ 17. ‎(16分)如图甲所示,固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨,间距d=‎0.5 m.右端接一阻值为4 Ω的小灯泡L,只在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B按如图乙规律变化.CF长为‎2 m.在t =0时,金属棒ab从图示位置由静止在恒力F作用下向右运动到EF位置,整个过程中小灯泡亮度始终不变.已知ab金属棒电阻为1 Ω,求:(1)通过小灯泡的电流;‎ ‎(2)恒力F的大小;‎ ‎(3)金属棒的质量.‎ 甲         乙 三水中学2019-2020学年下学期第二次统考高二物理参考答案 一、单选题(共8小题,每小题4分,共32分。每题的四个备选项中只有一个最符合题意。)‎ ‎1答案C 解析:奥斯特在实验中观察到电流的磁效应,该效应揭示了电和磁之间存在联系,选项A正确; 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性,提出了分子电流假说,选项B正确; 法拉第在实验中观察到,在通有变化电流的静止导线附近的固定导线圈中会出现感应电流,选项C错误; 楞次在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项D正确;故选C.‎ ‎2答案B 解析:氢原子从基态跃迁到激发态时,需要吸收能量,总能量变大;电子的轨道半径变大,根据k=m知,,电子的速度减小,动能减小;此过程电场力做负功,势能增大.故B正确,A、C、D错误.故选:B.‎ ‎3答案D 解析: 由题图乙可知,0~t1内,线框中的电流的大小与方向都不变,根据法拉第电磁感应定律可知,线框中的磁通量的变化率相同,故0~t1内磁感应强度与时间的关系是一条斜线,A、B错.又由于0~t1时间内电流的方向为正,即沿abcda方向,由楞次定律可知,电路中感应电流的磁场方向向里,故0~t1内原磁场方向向里减小或向外增大,因此D项符合题意.‎ ‎4答案:B 解析:由于气体分子间的距离较大,分子间距离不能忽略,所以气体体积要比所有气体分子的体积之和要大,A错误;气体分子的热运动越剧烈,分子的平均速率就越大,平均动能越大,温度就越高,B正确;理想气体的内能只与气体的温度有关,只要气体的温度不变,则内能不变,C错误;气体压强是由气体分子对容器壁频繁地撞击而产生的,与气体的重力没有关系,所以在失重的情况下,气体对器壁仍然有压强,D错误.‎ ‎5答案:A 解析:由盖·吕萨克定律=可得=,即ΔV=·V1,所以ΔV1=×V1,ΔV2=×V2(V1、V2分别是气体在‎5 ℃‎和‎10 ℃‎时的体积),而=,所以ΔV1=ΔV2,A正确.‎ ‎6答案:D 解析:由于导线框闭合,导线框以某一初速度向右运动,其右侧边开始进入磁场时,切割磁感线产生感应电动势和感应电流,右侧边受到安培力作用,做减速运动;导线框完全进入磁场中时,导线框中磁通量不变,不产生感应电流,导线框不受安培力作用,做匀速运动;导线框右侧边开始出磁场时,左侧边切割磁感线产生感应电动势和感应电流,左侧边受到安培力作用,导线框做减速运动;导线框进、出磁场区域时,受到的安培力不断减小,导线框的加速度不断减小,所以可能正确描述导线框运动过程的速度图像是D。‎ ‎7答案 B 解析 AB过程是等容降温过程,即气体内能减少,但是气体不做功,因此其内能的减少是气体放热的结果;BC过程是等压膨胀升温的过程,气体对外做功,但气体温度升高,说明一定大量吸热,这是吸热过程;CA过程是等温升压、气体体积减小的过程,虽然外界对气体做功,但气体的内能不变,说明这个过程气体放热。‎ ‎8答案 C 解析: 进入磁场后棒ab切割磁感线产生动生电动势,根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b,故A错误.由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小a0=‎10 m/s2,方向竖直向上,由牛顿第二定律得:BI‎0L-mg=ma0.设杆刚进入磁场时的速度为v0,则有I0==,联立得-mg=ma0.代入数据解得B=2.0 T,故B错误.由图象可知金属杆在磁场外下落的高度为‎0.06 m,则在磁场中下降的高度h′=h-h1=‎0.3 m-‎0.06 m=‎0.24 m,则通过R的电荷量q=== C=‎0.24 C,故C正确.由图线可知,下落‎0.3 m时做匀速运动,根据平衡条件有mg=,解得金属杆的速度v=‎1.5 m/s;根据能量守恒得mgh′=(mv2-mv)+Q,而两电阻串联,热量关系为QR= Q,联立解得QR=0.86625 J,故D错误.‎ 二、多项选择题(共6小题,每小题4分,共24分。每小题至少有两个选项正确,全选对得4分,选不全得2分,错选不得分)‎ ‎9答案 BD 解析: 根据产生电磁感应条件,只有处于变化的磁场中,B线圈才能产生感应电动势,A错,B对;感应电动势大小取决于磁通量变化率,所以C错,D对.‎ ‎10答案 ABD 解析: 温度高的物体分子平均动能一定大,内能不一定大,选项A正确;温度越高,布朗运动越显著,选项B正确;当分子间的距离增大时,分子间作用力可能先增大后减小,选项C错;当分子间力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大,选项D正确。‎ ‎11答案AC 解析:题目图样说明不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数的关系.从图中可以看出,Fe的核子的平均质量最小,D、E的核子的平均质量比F大,故D、E结合成F时,总质量会减少,应释放核能.同样的理由,A分裂成B和C时,总质量也会减少,一定会释放核能.‎ ‎12答案ABD 解析:A.频率大于ν0时,才能发生光电效应,所以该金属的极限频率为ν0,故A正确;‎ B.根据光电效应方程EKm=hv −W0=hv −hv0知,EKm= 0时,W0= -E =hv0,故B正确;‎ C.不同频率的入射光对应光电子的最大初动能不同,根据Ekm=Uce,遏止电压不同,故C错;‎ D.图线的斜率表示普朗克常量,根据图线斜率可得出普朗克常量h=E/ν0.故D正确.‎ 故选ABD.‎ ‎13答案 AD 解析: V1=2V2,根据E=BLV,知感应电动势之比2∶1,感应电流I=,则感应电流之比为2∶1,故A正确,B错误;v1=2v2,知时间比为1∶2,根据Q=I2Rt,知热量之比为2∶1,故C错误;根据q=It=n,知通过某截面的电荷量之比为1∶1,故D正确。‎ ‎14答案 BC 解析: 金属杆在磁场Ⅰ、Ⅱ之间运动时,做加速运动,‎ 因此金属杆在磁场Ⅰ中要做减速运动,才能保证进入 磁场Ⅱ时和进入磁场Ⅰ时速度相等,选项A错误;画出 穿过磁场Ⅰ和在两磁场之间的Vt图象,能够直观反映出穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间,选项B正确;进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等,表明金属杆穿过磁场Ⅰ到进入磁场Ⅱ之前动能没有变化,减少的重力势能2mgd变成了焦耳热,再穿过磁场Ⅱ过程跟穿过磁场Ⅰ情况完全相同,产生的焦耳热还等于2mgd,总的热量为4mgd,选项C正确;由于在进入磁场Ⅰ前,金属杆做自由落体运动,末速度为,在刚进入磁场Ⅰ时,安培力·>mg才能保证金属杆做减速运动,化简得h>,选项D错误.‎ 三、计算题(14分+14分+16分)‎ ‎15解: (1)对导体ab受力分析可知,其开始运动时所受的合力最大,即为重力.由牛顿第二定律可知,mg=ma,最大加速度为a=g=‎10 m/s2. (3分)‎ ‎(2)导体ab下落的速度最大时,加速度为零,‎ 此时有mg =F安 (2分) F安=BIL (1分)‎ I= (1分) E=BLvmax (1分)‎ 联立以上各式得:vmax== m/s=‎10 m/s. (2分)‎ ‎(3)导体ab达到最大速度时其电功率为P=IE (2分)‎ 由以上各式得P== W=10 W. (2分)‎ 答案: (1)‎10 m/s2 (2)‎10 m/s (3)10 W ‎16(14分)解: (1)设抽气前氢气的压强为p10,两活塞和杆整体平衡:‎ ‎(p10-p)·2S=(p0-p)·S ① (2分)‎ 得p10= (p0+p). ② (2分)‎ ‎(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为p1和V2,氮气的压强和体积分别为p2和V2。两活塞和杆整体平衡: p2·S=p1·2S ③ (2分)‎ 由玻意耳定律得p1V1=p10·2V0 ④ (2分)‎ p2V2=p0V0 ⑤ (2分)‎ 由于两活塞用刚性杆连接,故V1-2V0=2(V0-V2) ⑥ (2分)‎ 联立得p1= p0 + p (1分) V1= (1分)‎ ‎17(16分)解: (1)金属棒未进入磁场时,电路总电阻R总=RL+Rab=5 Ω (2分)‎ 回路中感应电动势为E1 = = S =0.5 V (2分)‎ 灯泡中的电流为 IL = = ‎0.1 A. (2分)‎ ‎(2)因灯泡亮度不变,故在t=4 s末金属棒刚好进入磁场,且做匀速运动,此时金属棒中的电流I=IL=‎0.1 A (2分)‎ 恒力大小F = F安 = BId =0.1 N. (2分)‎ ‎(3)因灯泡亮度不变,金属棒在磁场中运动时,产生的感应电动势为E2=E1=0.5 V 金属棒在磁场中的速度V = = ‎0.5 m/s (2分)‎ 金属棒未进入磁场时的加速度为a = =‎0.125 m/s2 (2分)‎ 故金属棒的质量为m = = ‎0.8 kg. (2分)‎ 答案 (1)‎0.1 A (2)0.1 N (3)‎‎0.8 kg
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