2017-2018学年辽宁省辽河油田第二高级中学高二上学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年辽宁省辽河油田第二高级中学高二上学期期末考试物理试题 解析版

辽宁省辽河油田第二高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试物理试题 一、选择题 ‎1. 关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是（　　）‎ A. 导体在磁场中运动，导体中就一定有感应电流 B. 导体做切割磁感线运动，导体 中就一定有感应电流 C. 穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中就一定产生感应电流 D. 无论什么方法，只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就一定产生感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】导体在磁场中运动时，不一定有闭合回路，同时回路中磁通量不一定发生变化，故导体中不一定有感应电流，故A错误；导体中就一定有感应电流闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，磁通量不一定发生变化，不一定产生感应电流，故B错误；根据感应电流产生的条件，不管用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流，闭合回路放在磁场中，或在磁场中运动，磁通量不一定发生变化，不一定会产生感应电流，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎2. 下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是（　　）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】A、ab棒顺时针转动，运用右手定则：磁感线穿过手心，拇指指向顺时针方向，则导体ab上的感应电流方向为a→b．故A正确．B、ab向纸外运动，运用右手定则时，磁感线穿过手心，拇指指向纸外，则知导体ab上的感应电流方向为b→a，故B错误．C、穿过回路的磁通量减小，由楞次定律知，回路中感应电流方向由b→a→c，则导体ab上的感应电流方向为b→a．故C错误．D、ab棒沿导轨向下运动，由右手定则判断知导体ab上的感应电流方向为b→a，故D错误．故选A．‎ ‎【点睛】本题的关键要掌握右手定则和楞次定律，要知道它们在判断切割产生的感应电流方向上结果是相同的，不过研究的对象不同．‎ ‎3. 如图所示的电路中，电感线圈 L 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA，LB是两个相同 的灯泡，下列说法正确的是（　　）‎ A. S闭合后，LA，LB同时发光且亮度不变 B. S闭合后，LA慢慢亮起来 C. S断开的瞬间，LA，LB同时熄灭 D. S断开的瞬间，LA再次发光，然后又逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】闭合S时，A、B同时亮，且亮度相同；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，A逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮，故AB错误；断开S，B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后逐渐熄灭，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎4. 某小型发电机产生的交变电动势为e=10sin10πt（V），对此电动势，下列表述正确的有（　　）‎ A. 最大值是 V B. 频率是10Hz C. 有效值是10V D. 周期是0.2s ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：交变电动势e=10sin10πt（V），最大值是10V，有效值是，选项AC错误；角速度为10πrad/s，频率为，周期是0.2s，选项B错误；选项D正确；故选D 考点：考查交流电的产生 点评：本题难度较小，理解交流电的四个值：最大值、有效值、峰值和平均值 ‎5. 如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=22：1，原线圈接u1=220 sin100πt（V）的交流电，电阻R=10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则（　　）‎ A. 电压表的读数为10 V B. 电流表的读数为22A C. 电阻R消耗的功率为10 W D. 变压器的输出功率为10W ‎【答案】D ‎【解析】输入电压的有效值为：，根据理想变压器变压比，可得：，所以电压表的读数为10V，故A错误；电流表的示数为：，故B错误；电阻R消耗的功率为：P2=U2I2=10×1W=10W，故C错误；理想变压器的输入电功率等于负载消耗功率，所以有P1=P2=10W，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎6. 质量为m1=1kg和m2（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短，其x-t图象如图所示，则（　　）‎ A. 此碰撞一定为弹性碰撞 B. 被碰物体质量为2kg C. 碰后两物体速度相同 D. 此过程有机械能损失 ‎【答案】A ‎【解析】由图象可知，碰撞前m2是静止的，m1的速度为： ，碰后m1的速度为：，m2的速度为： ，两物体碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律得：m1v1=m1v1′+m2v2′，即：1×4=1×（-2）+m2×2，解得：m2=3kg；碰撞前总动能：Ek=Ek1+Ek2=m1v12+m2v22=×1×42+×3×02=8J，碰撞后总动能：Ek′=Ek1′+Ek2′=m1v1′2+m2v2′2=×1×（-2）2+×3×22=8J，碰撞前后系统动能不变，故碰撞是弹性碰撞，故AB正确，CD错误；故选AB．‎ 点睛：本题主要考查了动量守恒定律得应用，要知道判断是否为弹性碰撞的方法是看机械能是否守恒，若守恒，则是弹性碰撞，若不守恒，则不是弹性碰撞.‎ ‎7. 如图所示为光电管工作原理图，当有波长（均指真空中的波长，下同）为λ的光照射阴极板K时，电路中有光电流，则（　　）‎ A. 换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 B. 换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流 C. 增加电路中电源的端电压，电路中的光电流可能增大 D. 将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流 ‎【答案】C ‎【解析】用波长为λ的光照射阴极K时，电路中有光电流，换用波长为λ1（λ1＞λ）的光照射阴极K时，由于频率变小，不一定发生光电效应，电路中不一定有光电流，故A错误；换用波长为λ2（λ2＜λ）的光照射阴极K时，频率变大，一定能发生光电效应，电路中一定有光电流，故B错误；增加电路中电源的路端电压，电流在增大，当达到饱和电流，才不再增大，故C正确；将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，还可能到达阳极，所以还可能有光电流，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎8. 如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁 B. 这群氢原子能够发出4种不同频率的光 C. 从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长 D. 如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=2能级发出的 ‎【答案】C ‎【解析】氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故A错误；根据，可知，这群氢原子能够发出6种不同频率的光子，故B错误；从n=4跃迁到n=3，辐射的光子频率最小，波长最长，故C正确；如果发出的光子有两种能使某金属产生光电效应，知两种光子为能量最大的两种，分别为由n=4跃迁到n=1，和n=3跃迁到n=1能级发出的，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎9. 关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是（　　）‎ A. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 B. 任何两个原子核都可以发生核聚变 C. U衰变成Pb要经过8次β衰变和6次α衰变 D. 发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2‎ ‎【答案】D ‎【解析】比结合能越大原子核越稳定，原子核的结合能越大，原子核不一定越稳定，故A错误；只有较小的原子核才会发生聚变，故B错误；衰变成的过程中，α衰变一次质量数减少4个，次数，β衰变的次数为n=88×2+82-92=6要经过8次α衰变和6次β衰变，故C错误；α粒子为氦核，由两个质子和两种中子组成，所以发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎10. 两个圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕环心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（　　）‎ A. A可能带正电且转速增大 B. A可能带正电且转速减小 C. A可能带负电且转速减小 D. A可能带负电且转速增大 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：由图可知，B中电流为逆时针，由右手螺旋定则可知，感应电流的磁场向外，由楞次定律可知，引起感应电流的磁场可能为：向外减小或向里增大；若原磁场向里，则A中电流应为顺时针，故A应带正电，因磁场变强，故A中电流应增大，即A的转速应增大，故A正确；若原磁场向外，则A中电流应为逆时针，即A应带负电，且电流应减小，即A的转速应减小，故C正确。‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】本题为楞次定律应用的逆过程，要明确B中感应电流是因为B中的磁通量发生变化引起的，同时还应知道由于A的转动而形成的等效电流的强弱与转速有关。‎ ‎11. 如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定（　　）‎ A. 此交变电流的频率为5Hz B. 此交变电流的周期为0.1s C. 将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D. 图象上对应的0.1s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 ‎【答案】AD ‎12. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M 的小车，其左侧有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B 与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m 的物块（可视为质点）从A 点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．设重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．关于物块从A 位置运动至 C位置的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 小车和物块构成的系统动量不守恒 B. 摩擦力对物块和轨道BC所做的功的代数和为零 C. 物块运动过程中的最大速度为 D. 小车运动过程中的最大速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力为零，竖直方有加速度，合力不为零，系统在水平方向动量守恒．摩擦力大小相等方向相反，但物块与车位移不等（有相对位移），代数和不为0．在脱离圆弧轨道后，小车和物块都会做匀减速运动，所以最大速度出现在物块运动到B点时，此时物块在A点时的重力势能转化为了小车和物块的总动能，而且小车和物块的动量和为0，根据动量守恒和能量守恒列出等式求解．‎ 小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力为零，竖直方向有加速度，合力不为零，所以小车和物块构成的系统动量不守恒，在水平方向动量守恒，A正确；摩擦力大小相等方向相反，但物块与车位移不等（有相对位移），代数和不为0，故B错误；在脱离圆弧轨道后，小车和物块由于摩擦力都会做匀减速运动，所以最大速度出现在物块运动到B点时，规定向右为正方向，小车和物块构成的系统在水平方向受到的合力为零，系统在水平方向动量守恒．设物块运动到B点时，物块的速度大小是，小车的速度大小是，根据动量守恒得：，根据能量守恒得，解得，故C错误D正确．‎ 二．实验题 ‎13. 根据核反应方程 N+α→x+ H，x粒子中含有______ 个质子．‎ ‎【答案】12;‎ ‎【解析】设X粒子的质量数为m，电荷数为n；根据质量数守恒和电荷数守恒知：23+4=m+1，11+2=n+1，解得：x=26，y=12，故说明X粒子中质量数为26，电荷数为12；因只有质子具有电荷数，因此其包括的质子数为12。‎ ‎14. 甲、乙两船自身质量均为120kg，静止在静水中．当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s的水平速度从甲船跳到乙船后，若不计水的阻力，甲船的速度为______ m/s，乙船速度为______ m/s．‎ ‎【答案】 (1). -1.5; (2). 1.2;‎ ‎...............‎ ‎15. 有一面积为150cm2的金属环，电阻为0.1Ω，在环中100cm2的同心圆面上存在如图（b）所示的变化的磁场，在0.1s到0.2s的时间内环中感应电流为______ ，流过的电荷量为______ ．‎ ‎【答案】 (1). 0.1A; (2). 0.01C;‎ ‎【解析】解：由b图得：=T/s=1T/s 由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势：‎ E==S=1×100×10﹣4V=0.01V；‎ 感应电流：I==A=0.1A，‎ 通过圆环横截面的电荷量：q=It=0.1×（0.2﹣0.1）C=0.01C；‎ 故答案为：0.1A，0.01C ‎【点评】本题是电磁感应与电路相结合的综合题，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题．‎ ‎16. 如图所示，矩形线圈从匀强磁场中，第一次以速度v匀速拉出，第二次以速度2v匀速拉出，则第一、二两次外力做功之比为______ ，功率之比为______ ．‎ ‎【答案】 (1). 1:2; (2). 1:4;‎ ‎【解析】线框匀速运动，外力与安培力大小，公式为 ，外力做功为，则知W∝v，所以第一、二次外力做功之比为1：2． 外力的功率 ，P∝v2，则知功率之比为1：4．‎ ‎17. 用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为EK，已知普朗克常量为h，则该金属的逸出功为______ ；若改用频率为2ν的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为______ ．‎ ‎【答案】 (1). ； (2). ；‎ ‎【解析】用频率为ν 的单色光照射某种金属时，由光电效应方程得：EK=hν-W0，则该金属的逸出功为W0=hν-EK；若改用频率为2ν的单色光照射此种金属时，则有：E′K=2hν-W0=hν+Ek。‎ ‎18. 在远距离输电中，输送电压为220伏，输送的电功率为44千瓦，输电线的总电阻为0.2欧，在使用原副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压，再用10：1的降压变压器降压方式送电时．输电线上损失的电压为______ V，损失的电功率为______ W．‎ ‎【答案】 (1). 4； (2). 80；‎ ‎【解析】根据电压与匝数成正比，有，可得升压变压器的输出电压为U2=2200V，根据P=UI，输出电流为：，故电压损失为：△U=Ir ‎=20A×0.2Ω=4V，电功率损失为：△P=I2r=202×0.2=80W。‎ 三．计算题 ‎19. 图中MN和PQ为竖直方向的两个无限长的平行直金属导轨，间距为L，电阻不计．导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直．质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触，导轨一端接有阻值为R的电阻．由静止释放导体棒ab，重力加速度为g．‎ ‎（1）通过计算分析导体棒下滑过程中做什么运动？‎ ‎（2）导体棒能够达到的最大速度为多大？‎ ‎（3）设ab下降的高度为h，求此过程中通过电阻R的电量是多少？‎ ‎【答案】（1） （2） (3) ‎ ‎【解析】试题分析：根据安培力公式求出安培力，应用牛顿第二定律分析答题；当导体棒匀速运动时速度最大，由平衡条件可以求出最大速度；由法拉第电磁感应定律求出电动势，由欧姆定律求出电流，由电流定义式求出电荷量。‎ ‎（1）导体棒受到的安培力：‎ 由牛顿第二定律得：‎ 解得： ‎ 可知，导体棒向下加速运动，速度v增大，加速度a减小，导体棒做加速度减小的加速运动，当安培力与重力相等时，导体棒做匀速直线运动。‎ ‎（2）当导体棒做匀速运动时，速度最大，‎ 由平衡条件得：，解得：‎ ‎（3）由法拉第电磁感应定律得：‎ 感应电流：，电荷量：q=I△t， ‎ 联立解得：‎ 点睛：本题主要考查了电磁感应与力学、电学相结合的一道综合题，分析清楚导体棒的运动过程、应用安培力公式、牛顿第二定律、平衡条件、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，熟练掌握并灵活应用基础知识即可正确解题。‎ ‎20. 如图所示为一理想变压器，副线圈上接了一个标有“220V，44W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电压表示数为1100V．求：‎ ‎（1）原、副线圈的匝数比；       ‎ ‎（2）电流表的示数．‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】试题分析：根据电压与匝数成正比求原、副线圈的匝数比；根据输入功率等于输出功率求电流表示数。‎ ‎（1）根据电压与匝数成正比，有 代入数据解得：‎ ‎（2）根据输入功率等于输出功率，有P1=P2=44w ‎ 可得：‎ 点睛：本题主要考查了变压器的基本原理，要注意明确理想变压器线圈匝数之比等于电压之比，同时明确灯泡正常发光时，电压为灯泡的额定电压。‎ ‎21. 质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为mA=2kg的物体A（可视为质点），如图所示，一颗质量为mB=20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A仍静止在车上，若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求 ‎（1）平板车最后的速度是多大？‎ ‎（2）小车长度至少是多少．‎ ‎【答案】(1) （2） ‎ ‎【解析】子弹击中物体过程中，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： mBv0=mBv′+mAvA， 0.02×600=0.02×100+2vA， 解得：vA=5m/s， 平板车与物体A组成的系统自子弹穿出后直至相对静止过程中系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA=（M+mA）v车，代入数据解得，平板车最后速度为：v车==2.5m/s；‎ 物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行距离为s，由能量守恒定律得：μmAgs=mAvA2-（M+mA）v车2， 即：0.5×2×10s=×2×52-×（2+2）×2.52， 解得：s=1.25m，‎ 则平板车的长度至少为1.25m； 点睛：本题考查了求速度、A的滑行距离问题，分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题．‎ ‎ ‎