甘肃省民乐县第一中学2020学年高二物理4月月考试题（含解析）

甘肃省民乐县第一中学2020学年高二物理4月月考试题（含解析）

民乐一中2020学年第二学期高二年级四月考试 ‎ 物理试卷 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，选错得0分。）‎ ‎1.下列说法不正确是（ ）‎ A. 卢瑟福α粒子散射实验说明了原子核内部具有复杂结构 B. 普朗克的能量子假说是对经典思想与观念的一次突破 C. 汤姆孙发现电子使人们认识到原子本身也具有结构 D. 贝可勒尔对天然放射现象的发现开启了人类研究原子核结构的序幕 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A说法错误；普朗克的能量子假说是对经典思想与观念的一次突破，故B说法正确；汤姆逊发现电子使人们认识到原子本身也具有结构，故说法C正确；贝克勒尔对天然放射现象的发现开启了人类研究原子核结构的序幕，故D说法正确。所以选A。‎ ‎2.新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F2发生化学反应2X2O＋‎2F2===4XF＋O2之后，XF的半衰期为(　　)‎ A. 2天 B. 4天 C. 8天 D. 16天 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，因此放射性元素X无论以什么样的状态存在，其半衰期不发生变化，即XF的半衰期仍为8天，故选C；‎ ‎3.如图所示为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是 A. 最多可辐射出3种不同频率的光 B. 由n=2跃迁到n=1能级产生的光的频率最小 C. 由n=4跃迁到n=1能级产生的光的波长最短 D. 用n=3跃迁到n=2能级辐射的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、处于n=4能级的氢原子能发射种频率的光，故A错误；‎ BC、核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量，能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据可知频率越大，波长越小；由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小；由n=4跃迁到n=1能级时，能级差最大，所以放出光子的能量最大，频率最大，波长最短，故C正确，B错误；‎ D、由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量为，小于6.34eV，不能使该金属发生光电效应，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎4.一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示的位置时( )‎ A. 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B. 穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C. 穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D. 穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当线圈处于图中所示位置时，线框与磁场方向平行，磁通量为最小；该位置为感应电动势最大，根据法拉第电磁感应定律公式，磁通量的变化率最大，故C正确，A、B、D错误；‎ 故选C。‎ ‎5.理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝4：1，当导体棒在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时，图中电流表A1的示数12mA，则电流表A2的示数（ ）‎ A. 3mA B. 0‎ C. 48mA D. 与负载R的值有关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由于导体棒l在匀强磁场中匀速运动，产生恒定的感应电流，而变压器对于直流电在次级线圈中不产生感应电流，B正确。‎ ‎6.将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如图所示，它的有效值是(　　)‎ A. ‎2 A B. A C. A D. ‎‎1 A ‎【答案】D ‎【解析】‎ 该交变电流通过定值电阻R后，在一个周期内产生的热量为。解得I=‎1 A，选项D正确。‎ ‎7.如图,一水平放置的矩形闭合线框,在细长磁铁的极附近竖直下落,保持边在纸外, 边在纸内,如图中的位置经过位置到位置,位置和都很靠近,在这个过程中,线圈中感应电流(   )‎ A. 沿流动 B. 沿流动 C. 由到是沿流动,由到是沿流动 D. 由到是沿流动,由到是沿流动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈从位置到位置的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abcd方向；线圈从位置到位置的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上，由右手定则知感应电流方向沿abcd方向。‎ ‎8.置于匀强磁场中的金属圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，如图所示。导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是( )‎ A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B. 圆盘顺时针匀速转动时，ab棒将向右运动 C. 圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向左运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动．同理，若圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动；故A D错误；当圆盘顺时针匀速转动时，线圈A中产生恒定的电流，那么线圈B的磁通量不变，则ab棒没有感应电流，则将不会运动，故B错误；若圆盘顺时针减速转动时，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场减弱．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向下，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由b→a．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向右，ab棒将向右运动，故C正确；故选C.‎ 点睛：金属圆盘转动时，类似于导体棒切割磁感线，可以用安培定则判定感应电流的方向．B中感应电流的磁场方向使用楞次定律进行判定．‎ ‎9.核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中(　　)‎ A. x可能是，y可能是 B. x 可能是3，y可能是 C. 释放的核能为(m1＋m2－m3－m4－m5－m6)c2‎ D. 释放的核能为(m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2)c2‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“x可能是，y可能是”、“释放的核能为”可知，本题考查核反应方程和质能方程，根据核反应过程质量数与核电荷数守恒判断x和y，根据质量亏损，然后应用质能方程可以求出核反应释放的能量．‎ ‎【详解】A. 如果x是，y是，则核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒，故A正确；‎ B. 如果x是3，y是，则核反应过程质量数不守恒,则不可能是“x 可能是3，y可能是”，故B错误；‎ C. 质量亏损：△m=m1+m2−m3−m4−m5−m6，由质能方程可知,释放的能量为：E=△mc2=(m1+m2−m3−m4−m5−m6)c2，故C正确，D错误；‎ 故选：AC.‎ ‎10.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器，已知通过R1的正弦式电流如图乙所示，则 (　　)‎ A. 交变电流的频率为0.02 Hz B. 原线圈输入电压的最大值为200 V C. 电阻R2的电功率约为6.67 W D. 通过R3的电流始终为零 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：由图乙知交流电的周期为0.02s，根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫兹，故选项A错误；由图乙可知通过的电流最大值为A，根据欧姆定律可知其最大电压为V，即副线圈的输出电压最大值V，根据得V，故选项B正确；由知W，故选项C正确；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过和电容器，故选项D错误．‎ 考点：本题考查对交流电的图象的理解和应用，明确交流电的最大值，有效值之间的关系；掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系，同时对于电容器的作用要了解．‎ ‎11.如图所示的电路中, 、、三灯泡亮度相同,电源为220,50的交流电源,以下叙述中正确的是(   )‎ A. 改接220,100的交流电源时, 灯变亮, 灯变暗, 灯亮度不变 B. 改接220,100的交流电源时, 灯变暗, 灯变亮, 灯变亮 C. 改接220的直流电源时, 灯熄灭, 灯变亮, 灯亮度不变 D. 改接220的直流电源时, 灯熄灭, 灯变亮, 灯变暗 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过A灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变。所以灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变，故A正确，B错误；改接220 V的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈通低频，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，C正确，D错误。‎ ‎12.矩形导线框abcd放在匀强磁场中处于静止状态,如图甲所示。磁场的磁感线方向与导线框所在平面垂直,磁感应强度的大小B随时间t变化的图象如图乙所示。t=0时刻,磁感应强度的方向垂直导线框平面向里,在0~4 s时间内,导线框ad边所受安培力F安随时间t变化的图象(规定向左为安培力的正方向)及导线框中的感应电流I随时间t变化的图象(规定顺时针方向为电流的正方向)可能是图中的(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】t=0时刻，磁感应强度的方向垂直线框平面向里，在0到1s内，穿过线框的磁通量变小，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，即为正方向，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向左。当在1s到2s内，磁感应强度的方向垂直线框平面向外，穿过线框的磁通量变大，由楞次定律可得，感应电流方向是顺时针，再由左手定则可得线框的ad边的安培力水平向右。同理，在下一个周期内，重复出现安培力先向左后向右，而感应电流方向为负，故AD正确，BC错误。‎ 二、实验题（2小题，共15分）‎ ‎13.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是 A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表示数可能不变 B. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 C. 如果改用紫光照射该金属时，电流表一定有示数 D. 将K极换成逸出功小金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A正确，B错误；如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故C正确；将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则逸出光电子的最大初动能变大，但单位时间里射到金属表面的光子数没有变化，若达到饱和电流时电流不会再变化，则电流表的示数不一定增大，故D错误；故选AC。‎ ‎14.在“探究感应电流的产生”的实验中,小明同学的四次实验情况分别如图所示.‎ ‎（1）.有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流你认为他的说法对吗?__________,图__________可支持你的结论.‎ ‎（2）.探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系.‎ A. 根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论:______________________________________‎ B. 根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论:_____________________________________.‎ ‎（3）.从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是__________能转化为电能.‎ ‎【答案】 (1). 不对 (2). 丙 (3). 当磁场方向不变时，感应电流的方向与导体的运动方向有关 (4). 当导体的运动方向不变时，感应电流的方向与磁场的方向有关 (5). 机械 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）该说法不对，当导体平行磁场方向运动时，不会产生感应电流，如图丙所示。‎ ‎（2）图甲导体向右运动，电流计指针向左偏转；图乙磁场方向不变，导体向左运动，电流计的指针向右偏转，所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。图乙N极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；图丁导体运动方向不变，改变了磁场的方向，使S极在上，电流计的指针向左偏转，所以可以看出电流的方向与磁场（或磁感线）的方向有关。‎ ‎（3）导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在此过程中，机械能转化为电能。‎ 三、计算题：（4小题，共47分）‎ ‎15.风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如果风车阵中某发电机输出功率为P1=120kW，输出电压是U1=250V。发电站通过原副线圈的匝数之比为n1：n2=1：12的升压变压器、总电阻为r=10Ω的输电线和降压变压器把电能输送给用户。已知用户需要的电压是U4=220V，求：‎ ‎（1）升压变压器的输出电压U2；‎ ‎（2）输电线上损失的电功率P损；‎ ‎【答案】（1）3000V （2）16kW ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）升压变压器的原副线圈电压之比等于匝数之比，故.‎ ‎（2）输电线上的电流为：‎ 损失功率为：.‎ ‎16.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=2000,横截面积S=‎50cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω,R2= 5.0Ω,C=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。‎ ‎（1）.闭合S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率;‎ ‎（2）.电路中的电流稳定后,断开S,求流经R2的电荷量。‎ ‎【答案】（1）. 0.64W; （2）. 6×10‎‎-5C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据法拉第电磁感应律：‎ 根据全电路欧姆定律：‎ 根据P=I2R1‎ 解得：P=0.42×4W=0.64W ‎（2）S断开后，流经R2的电量即为S闭合时C板上所带的电量Q电容器两端的电压为：U=IR2=2V 流经R2的电量为：Q=CU=6×10‎‎-5C ‎17.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框,每边长为,总电阻为,总质量为。将其置于磁感应强度为的水平匀强磁场上方处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且边始终与水平的磁场边界面平行。当边刚进入磁场时:‎ ‎（1）.求两点间的电势差大小;‎ ‎（2）.若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度所应满足的条件。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）cd边刚进入磁场时，根据动能定理：‎ 解得：‎ 根据法拉第电磁感应定律：‎ 此时线框中电流为：‎ cd两点间的电势差为：‎ ‎（2）线框受到的安培力为：‎ 根据牛顿第二定律：mg-F=ma 由a=0得下落高度满足：‎ ‎18.如图所示,固定且足够长的平行光滑金属导轨EF、PQ所在平面的倾角θ=53°,导轨的下端E、P之间接有R=1 Ω的定值电阻,导轨间距l=‎1 m,导轨的电阻不计。在导轨的虚线上方有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=1 T,在虚线下方的导轨上放一垂直于导轨的金属棒ab,金属棒ab的质量m=‎1 kg,有效电阻r=0.5 Ω,长度也为l=‎1 m。将金属棒ab与绕过导轨上端的定滑轮的细线连接,定滑轮与金属棒ab间的细线与导轨平行,细线的另一端吊着一个重物,重物的质量也为m=‎1 kg。释放重物,细线带着金属棒ab向上运动,金属棒ab始终与导轨垂直,‎ 且与导轨接触良好,开始时金属棒ab到虚线的距离s=‎0.5 m,重力加速度g取‎10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:‎ ‎(1)金属棒ab刚进入磁场时的速度大小;‎ ‎(2)金属棒ab刚进入磁场时的加速度大小;‎ ‎(3)若金属棒ab在磁场中发生了x=‎5.5m时开始做匀速运动，则在达到匀速运动前R上产生的焦耳热是多少。‎ ‎【答案】（1）‎1m/s（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据机械能守恒，有 解得：v1=‎1m/s ‎（2）刚进入磁场时，对于重物根据牛顿第二定律有：mg-T=ma，‎ 对于金属棒根据牛顿第二定律可得：T-mgsinθ-F安=ma 根据安培力的计算公式可得：‎ 代入数据解得：‎ ‎（3）金属棒匀速的运动时有：‎ 根据安培力的计算公式可得：‎ 解得：v2=‎3m/s．‎ 金属棒ab磁场中发生了x=‎5.5m过程中，根据能量守恒：‎ 解得：‎ R上产生的焦耳热为：‎