【物理】江西省南昌县莲塘第一中学2019-2020学年高二下学期4月线上测试试题（解析版）

【物理】江西省南昌县莲塘第一中学2019-2020学年高二下学期4月线上测试试题（解析版）

莲塘一中2019-2020 络考试物理试卷 一、选择题 ‎1.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（　　）‎ A. ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B. ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd C. ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D. ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd ‎【答案】B ‎【解析】高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且Iab>Icd，选项B正确．‎ ‎2. 在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原来的( )‎ A. 10倍 B. 1/10 C. 100倍 D. 1/100‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据公式P=UI，输送功率一定，将输送电压提高10倍，故输送电流减小为原来的，所以根据公式，输电线电阻一定，故输电线上消耗的功率减小为原来的，所以D正确．‎ ‎3.阻值为R的电阻上通以如图所示的交变电流，则此交流电的有效值为(　　)‎ A. 1 A B. 2 A C. 3 A D. A ‎【答案】D ‎【解析】设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则：，解得：，故D正确，A、B、C错误；故选D．‎ ‎4.如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V　6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K闭合．以下说法正确的是 A. 电流表的示数为2 A B. ab输入端输入功率Pab＝18 W C. ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)‎ D. 四只灯泡中除L1外，其余均能正常发光 ‎【答案】A ‎【解析】由输入端交变电压u的图象，可知其最大值为，有效值是27V，副线圈电压为 所以副线圈三只灯泡均能正常发光．灯泡的额定电流 电流表的读数为 原线圈电流为 所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为 输入端电压的瞬时值表达式为 四个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率 故A正确，BCD错误；故选A．‎ ‎5.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则（ ）‎ A. 线框产生的交变电动势有效值为 B. 线框产生的交变电动势频率为 C. 时线框平面与中性面重合 D. 时线框的磁通量变化率为零 ‎【答案】C ‎【解析】由图乙可知T=0.02s， ，故该交变电流的有效值为，频率 ，故AB错误；0.01 s时电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面与中性面重合，故C正确；由图可知t=0.015 s时刻感应电动势最大，所以穿过线框回路的磁通量变化率为最大，故D错误．故选C.‎ ‎6.如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表。 由左向右顺序依次为 A1、A2、A3、V1、V2、V3、V4，设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用 R0 表示），则当进入用电高峰时 （　　）‎ A. 电压表 Vl、V2 的读数均不变，电流表A2 的读数增大，电流表 A1 的读数减小 B. 电压表 V2、V3 的读数之差与电流表 A2的读数的比值不变 C. 电压表 V3、V4 读数的比值减小，电流表 A2 的读数增大，电流表 A3 的读数增大 D. 线路损耗功率减小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ D．当进入用电高峰时，用户增加，相当于负载增加并联支路，所以总电阻减小，电流增大，即电流表A3的读数增大，而降压变压器匝数比不变，所以输电线上电流增大，即电流表A2的读数增大，故线路损耗功率增大，故D错误；‎ A．升压变压器原线圈输入的电压和变压器匝数比均不变，所以电压表V1、V2的读数均不变；电流表A2的读数增大，而升压变压器匝数比不变，可知电流表A1的读数增大，故A错误； ‎ B．电压表V2、V3的读数之差等于输电线电阻R0的电压，所以其与电流表A2读数的比值等于电阻R0，保持不变，故B正确；‎ C．电压表V3、V4读数的比值等于降压变压器匝数比，所以是不变的；由D分析可知，电流表A2的读数和电流表A3的读数都增大，故C错误。故选B。‎ ‎7.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图像如图2所示，则 A. =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B. =0.01s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为100Hz ‎【答案】B ‎【解析】由图2可知 T=0.02s，Em=311V，根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为E==V=220V，故C错误，根据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为，f==Hz=50Hz，故D错误；由图2可知t=0.01时，e=0所以该交流电从中性面开始计时，故B正确；t=0.005s时，e=311V，由法拉第电磁感应定律可得磁通量的变化率最大为311V，故A错误。故选B．‎ ‎8.如图所示，矩形金属线圈面积为,匝数为，线圈总电阻为,在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为, 图中电表均为理想电表，当线圈由图示位置转过60°的过程时,下列判断中正确的是（）‎ A. 电压表的读数为 B. 通过电阻的电荷量为 C. 电阻所产生的焦耳热为 D. 当线圈由图示位置转过60°时的电流为 ‎【答案】B ‎【解析】线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为,电动势的有效值为,电压表测量外电路的电压，所以电压表的读数为，A错误；由， 得电荷量，B正确；电阻上产生的焦耳热，C错误；当线圈由图示位置转过60°时电动势的瞬时值为，电流为，故D错误.‎ ‎9.关于下列四幅图说法中错误的是 A. 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B. 光电效应实验说明了光具有粒子性 C. 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大 ‎【答案】A ‎【解析】原子中的电子绕原子核高速运转时，在自己固定的轨道运转，只有当吸收一定的能量会向高能级跃迁，向外辐射一定的能量会向低能级跃迁，因此Ａ错误 光电效应说明光具有粒子性，Ｂ正确 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，Ｃ正确 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，D正确 ‎10.研究光电效应时,已经知道金属钠的逸出功为2.29eV,现有大量处于n=4能级的氢原子,用它在跃迁过程中发出的光照射金属钠,氢原子的能级结构图如图所示,则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 跃迁过程中将释放5种频率的光子 B. 跃迁过程中释放光子的最小能量为1.89eV C. 跃迁过程中释放光子的最大能量为13.6eV D. 跃迁过程中释放的光子有4种能引起光电效应 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放种不同能量的光子，故A错误；‎ 从跃迁到，辐射的光子能量为，‎ 从跃迁到，辐射的光子能量为，‎ 由跃迁到，辐射的光子能量为．‎ 从跃迁到，辐射的光子能量为，‎ 从跃迁到，辐射的光子能量为，‎ 由跃迁到，辐射的光子能量为．‎ 可以看到跃迁过程中释放光子的最小能量为，跃迁过程中释放光子的最大能量为 ‎，故B错误，C错误；可见有四种光子能量大于金属的逸出功，所以有4种频率的光能使金属钠发生光电效应，所以选项D正确．‎ 考点：氢原子的能级和跃迁 ‎11.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是(　　)‎ A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了 B. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C. γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强 D. 发生α衰变时，生成核与原来原子核相比，中子数减少了4‎ ‎【答案】B ‎【解析】A.原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；‎ B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；‎ C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；‎ D.发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误．所以B正确，ACD错误．‎ ‎12.如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器．当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警．下列说法正确的是( )‎ A. 电压表V的示数为20V B. R0处出现火警时，电流表A的示数减小 C. R0处出现火警时，变压器的输入功率增大 D. 要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向下移动 ‎【答案】C ‎【解析】设此电压的最大值为Um，电压的有效值为U．，代入数据得图乙中电压的有效值为110 V．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：l，所以电压表的示数为11V，故A错误．R0处出现火警时，电阻减小，则次级电流变大，变压器输出功率变大，则变压器的输入功率增大，电流表示数变大，选项C正确，B错误；R1的滑片P适当向下移动，R1电阻变大，则次级电流变大，R0上电压变大，则报警器两端电压减小，则报警器的临界温度就降低了，故选项D错误；故选C.‎ ‎13.如图所示线圈匝数为n的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO＇匀速转动．矩形线圈电阻为r，矩形线圈通过两刷环接电阻R，伏特表接在R两端．当线圈以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是 A. 从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势为e=nBSωsinωt B. 当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零 C. 线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R的电荷量为 D. 线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 ‎【答案】D ‎【解析】A．交流发电机产生电动势的最大值为 : 从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势为e=nBSωsinωt ，故A错误；‎ B．交流电压表测量的是电阻R两端的电压,电动势的有效值为 ,电流为 ,交流电压表的示数为 故B错误；‎ C．线圈从时刻开始转过 的过程中,线圈转动,,平均电流,电量 故C错误；‎ D．线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为 ，故D正确．‎ ‎14.2011年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量泄露在大气中，是一种放射性物质，会发生β衰变而变成元素．下列说法中正确的是 A. 福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电 B. 发生β衰变方程式为 C. 原子核内53个质子，78个中子 D. 如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度 ‎【答案】BC ‎【解析】福岛第一核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的，故A错误；根据衰变过程中质量数和电荷数守恒得发生β衰变的方程式为 ，故B正确；53131I中有53个质子，131表示质量数，所以有78个中子，故C正确；衰变速度与外界因素无关，只与原子核内部因素有关，故D错误；故选BC．‎ 点睛：知道半衰期的意义．知道zxI中，x为质量数，z为核电荷数．半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．‎ ‎15.如图所示，甲图是录音机录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法正确的是（　　）‎ A. 甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 B. 乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花 C. 丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化 D. 丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流 ‎【答案】ACD ‎【解析】A．磁带录音机的录音原理是：录音时，话筒将声音先转变成强弱变化的电流，即声信号转换为电信号（这是利用了电磁感应现象），送到录音磁头；由图可知：录音磁头是一个蹄形电磁铁，它的磁性强弱会随电信号变化，将电信号转换为磁信号（利用了电流的磁效应），故A正确；‎ B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，故B错误；‎ C．光电三极管也是一种晶体管，它有三个电极。当光照强弱变化时，电极之间的电阻会随之变化。当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故C正确；‎ D．电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号，振膜与固定的平面电极之间形成一个电容，两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化。在电容两端施加固定频率及大小的电压，通过电容的电流就会变化，故D正确。故选ACD。‎ ‎16.如图是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量，由图可知　　‎ A. 该金属的截止频率为 B. 该金属的截止频率为 C. 该图线斜率表示普朗克常量 D. 该金属的逸出功为 ‎【答案】AC ‎【解析】当最大初动能为零时，入射光的光子能量与逸出功相等，即入射光的频率等于金属的截止频率，可知金属的截止频率为4.３×1014Hz，故A正确B错误；根据知，图线的斜率表示普朗克常量，故C正确；金属的逸出功为，故D错误．‎ ‎17.如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（　　）‎ A. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长 B. 从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量 C. 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 D. 处于n=5能级的一群氢原子跃迁时，最多可以发出6种不同频率的光子 ‎【答案】AB ‎【解析】A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长，故A正确；‎ B．从高能级向低能级跃迁过程中，氢原子要向外放出能量，故B正确；‎ C．处于不同能级时，核外电子以不同的电子云呈现，核外电子在各处出现的概率不同，故C错误；‎ D．根据 可知一群处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可以放出10种不同频率的光子，故D错误。故选AB。‎ 二、计算题 ‎18.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为n1:n2=2:1，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压．求：‎ ‎（1）交流电压的函数表达式；‎ ‎（2）电流表的示数I．‎ ‎【答案】（1）（2）I=2A ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由交流电规律可知，①②‎ 联立①②代入图中数据可得，③‎ ‎（2）根据理想变压器特点和欧姆定律有：…④…⑤‎ 联解④⑤代入图乙中数据得：I="2A" …⑥‎ ‎19.一个静止的镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核.已知镭核226质量为226.025 4 u，氡核222质量为222.016 3 u，放出粒子的质量为4.002 6 u,1 u相当于931.5 MeV的能量．(计算结果保留小数点后两位)‎ ‎(1)写出核反应方程；‎ ‎(2)求镭核衰变放出的能量；‎ ‎(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能．‎ ‎【答案】（1） （2）6.055MeV（3）5.95MeV．‎ ‎【解析】（1）由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个粒子；‎ 核衰变反应方程为： ‎ ‎（2）该核衰变反应中质量亏损为：‎ ‎ 根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能；‎ ‎（3）衰变的过程中动量守恒，若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，选择粒子运动的方向为正方向，则：‎ 联立方程，代入数据得：‎ ‎20.图中线圈以P为轴，从图示位置开始匀速转动．已知B为1.5T，AB为10cm，BC为4cm，角速度=2πrad/s，线圈电阻R=0.12．‎ ‎（1）求其感应电动势的最大值；‎ ‎（2）求线圈转过90过程中，流过线圈的电量；‎ ‎（3）求线圈转过90的过程中，线圈的发热量．‎ ‎【答案】（1）0.012πV；（2）0.05C；（3）1.510-42J ‎【解析】（1）感应电动势的最大值Em=BS=1.50.10.042V=0.012V．‎ ‎（2）线圈转过90的过程中产生的平均电动势E==，平均电流I=，流过线圈的电量Q=It==C=0.05C．‎ ‎（3）线圈转过90的过程中产生的热量Q热=Rt=R=0.12J=1.510-42J．‎