【物理】广东省佛山市三水中学2019-2020学年高二下学期第二次统考试题（解析版）

【物理】广东省佛山市三水中学2019-2020学年高二下学期第二次统考试题（解析版）

三水中学2019-2020学年下学期第二次统考高二物理试题 ‎(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 ‎【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