【物理】江苏省宿迁市沭阳县修远中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

【物理】江苏省宿迁市沭阳县修远中学2019-2020学年高二下学期4月试题（解析版）

‎2019—2020学年度第二学期第一次阶段测试高二物理试题 一、单项选择题 ‎1.如图的各个图线中，表示交变电流的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】ABD．交流电是指方向随时间做周期性的变化，而这三个图中电流的方向始终为正，没变化，故不是交变电流，故ABD错误；‎ C．电流大小不变，但方向随时间呈周期性变化，故C是交变电流，故C正确。故选C。‎ ‎2.如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为（　　）‎ A. πBR2 B. πBr2 C. 2πRB D. 2πrB ‎【答案】B ‎【解析】由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为 半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为 所以 故选项B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎3.雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大 B. 雨滴内每个分子的动能都在不断增大 C. 雨滴内水分子的平均动能不断增大 D. 雨滴内水分子的势能在不断增大 ‎【答案】C ‎【解析】A．雨滴下落，雨滴内分子间的距离不变，则分子势能不变，雨滴的温度升高，动能在增大，故A错误；‎ BC．温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时雨滴内分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都在增大，故B错误，C正确；‎ D．雨滴内水分子的势能不变，故D错误。故选C。‎ ‎4.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是(　　)‎ A. 恒定直流、小铁锅 B. 恒定直流、玻璃杯 C. 变化的电流、小铁锅 D. 变化的电流、玻璃杯 ‎【答案】C ‎【解析】容器中水温升高，是电能转化成内能所致．因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流．导致电流发热．玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流．故C正确，ABD错误．‎ ‎5.如图所示，将电感线圈L与灯泡A串联，接在交流电源的两端，为使灯泡亮度变暗，下列方案可行的是（　　）‎ A. 增加交流的电压 B. 增加交流的频率 C. 减小交流的频率 D. 减小电感线圈的自感系数 ‎【答案】B ‎【解析】A．增加交流的电压，会使灯泡变亮，所以A错误；‎ BC．增加交流的频率，可以使电路中电流变化加快，即线圈中产生的感应电动势变大，阻碍电流的作用更大，所以会使灯泡变暗，所以B正确，C错误；‎ D．增大电感线圈的自感系数，也会使线圈产生的感应电动势变大，阻碍作用变大，是灯泡变暗，反之，如果减小电感线圈的自感系数，会使灯泡变亮，所以D错误。故选B。‎ ‎6.如图所示的理想变压器原线圈接有交流电源，此时灯泡正常发光，要使灯泡变暗，可以采取的方法有（　　）‎ A. 增大交流电源的电压 B. 增大交流电源的频率 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动 D. 保持Q的位置不动，将P向上滑动 ‎【答案】D ‎【解析】A．增大交流电源的电压，副线圈的输入电压也会增大，而副线圈的电阻不变，所以副线圈中的电流会增大，即灯泡会变亮，所以A错误；‎ B．增大交流电源的频率，交流电的电压会增大，同A选项一样，副线圈中的电流会增大，即灯泡会变亮，所以B错误；‎ C．保持P的位置不动，将Q向上滑动，即副线圈的匝数变大，根据变压器的原副线圈的电压与匝数成正比，可得副线圈中的电压会增大，即副线圈的电流会变大，灯泡变亮，所以C错误；‎ D．保持Q的位置不动，将P向上滑动，副线圈中的电阻增大，但是副线圈中的电压不变，所以电流会变小，即灯泡会变暗，所以D正确。故选D。‎ ‎7. 做布朗运动实验，得到某个观测记录如图.图中记录的是( )‎ A. 分子无规则运动的情况 B. 某个微粒做布朗运动的轨迹 C. 某个微粒做布朗运动的速度—时间图线 D. 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 ‎【答案】D ‎【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误．‎ B．布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误．‎ C．对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度﹣时间图线，故C项错误．‎ D．任意两点间的位置的连线，故D项正确．‎ ‎8.如图所示，一个质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，且环的半径相对于L可不计。离O点下方处有一宽度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域。现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】环每次摆过磁场都要克服安培力做功，将机械能转化为焦耳热。当环在磁场下方摆动，不再进入磁场时，摆动稳定，金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能，由能量守恒定律得,所以C正确，ABD错误。故选C。‎ 二、多项选择题 ‎9.某同学发现他居住楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮．后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是（）‎ A. 白天有光照时，光传感器自动闭合 B. 夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D. 无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合 ‎【答案】BC ‎【解析】天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合；有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件．‎ A. 白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误；‎ B. 夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；‎ C. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；‎ D. 无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误．‎ ‎10.如图所示,圆筒形铝管竖直置于水平桌面上,一磁块从铝管的正上方由静止开始下落,穿过铝管落到水平桌面上,下落过程中磁块不与管壁接触。忽略空气阻力,则在下落过程中（　　）‎ A. 磁块做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度 B. 磁块在整个下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量 C. 在磁块穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能 D. 若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，管对桌面的压力等于管的重力 ‎【答案】CD ‎【解析】A．磁块在穿铝管的过程中，铝管中会产生感应电流，阻碍磁块的下落，即磁块会受两个力，重力和向上的安培力，所以加速度小于重力，但是磁块速度在变，安培力也在改变，所以加速度不是恒定的，是变化的，所以磁块做的不是匀加速直线运动，所以A错误；‎ BC．磁块由于在下落过程中受向上的安培力，所以要克服安培力做功，将机械能转化为电能，所以磁块在整个下落过程中动能的增加量与电能的增加量等于重力势能的减少量，所以C正确，B错误；‎ D．若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，不会产生感应电流，磁块不会受到安培力，将会做自由落体运动，所以对与管来说，管对桌面的压力与其所受重力平衡，大小相等，方向相反，所以D正确。故选CD。‎ ‎11.如图所示，一足够长的通电直导线水平放置，在导线的正下方有一闭合矩形线圈abcd与导线在同一平面内，且ad边与导线平行，下列情形中能使线圈产生感应电流的是（　　）‎ A. 线圈沿平行于导线方向向右平移 B. 线圈以导线为轴转动 C. 线圈绕bc边转动 D. 线圈不动，逐渐增大直导线中的电流 ‎【答案】CD ‎【解析】A．在线圈中产生感应电流的条件是，闭合线圈的磁通量发生变化。如果线圈沿平行于导线的方向向右平移,线 圈中的磁通量不发生变化，所以不会产生感应电流，故A错误；‎ B．如果线圈以导线为轴转动，根据通电直导线在周围会产生环形的磁感线，所以线圈的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，故B错误；‎ C．如果线圈绕bc边转动，由于通电直导线周围的磁场分布不均匀，所以在转动的过程中，线圈中的磁通量会变化，会产生感应电流，故C正确；‎ D．如果线圈不动，逐渐增大直导线中的电流，导线周围的磁场会变强，线圈中的磁通量会增加，产生感应电流，故D正确。故选CD。‎ ‎12.如图所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流，则A环的转动情况为（　　）‎ A. 顺时针匀速转动 B. 逆时针加速转动 C. 逆时针减速转动 D. 顺时针减速转动 ‎【答案】BD ‎【解析】B环中感应电流为逆时针，根据安培定则判断可知，感应电流的磁场为垂直纸面向外，根据楞次定律能产生这样的磁场，可能是A环旋转时A环上负电荷定向运动产生一个垂直纸面向外减弱的磁场或者产生一个垂直纸面向里增强的磁场的结果，又知负电荷的运动方向与电流方向相反，则A环可能是顺时针减速转动，可能是逆时针加速转动。故选BD。‎ ‎13.为了减少电能损失，某小型水电站用变压比 的升压变压器向距离较远的用户供电，如图所示，已知发电机的输出功率为46kW，输电线路导线电阻为，最后用户得到220V、44kW的电力，则下列数据正确的是（　　）‎ A. 发电机的输出电压是2300V B. 输送的电流是100A C. 输电线上损失的电压是100V D. 用户降压变压器原、副线圈匝数比 ‎【答案】CD ‎【解析】ABC．对于升压变压器，输入功率等于输出功率，所以升压变压器的输出功率为 同理降压变压器的输入功率为 所以输电线损耗的功率为 则输电线损失的电压为 输电线电流 对于理想变压器，电流与匝数成反比，则升压变压器中原线圈的电流为 则发电机的输出电压为 其中 所以C正确，AB错误；‎ D．对于升压变压器的输出电压为 则降压变压器的输入电压为 由题意可知，降压变压器的输出电压为 则降压变压器的匝数比为 所以D正确。故选CD。‎ 三、简答题 ‎14.在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：‎ ‎①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；‎ ‎②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；‎ ‎③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；‎ ‎④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；‎ ‎⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。‎ ‎(1)这种估测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________；‎ ‎(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m3，油膜面积为__________m2，求得的油膜分子直径为____________m。（结果全部取两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 单分子油膜 直径 (2). 4.0×10-12 8.1×10-3 4.9×10-10‎ ‎【解析】(1)[1][2]这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。‎ ‎(2)[3]一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为 ‎[4]据题意，完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为 则油膜面积为 ‎[5]油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为 ‎15.小李同学分别利用甲、乙两图所示的实验电路来研究自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，A是一只灯泡：‎ ‎(1)按甲图连接好电路，S闭合后，小灯泡将________（选填“慢慢变亮”或“立即变亮”），S断开后，小灯泡将___________（选填“慢慢熄灭”或“立即熄灭”）；‎ ‎(2)按乙图连接好电路，S闭合后，电路稳定后小灯泡正常发光，S断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从____________（选填“”或“”）。‎ ‎【答案】 (1). 慢慢变亮 立即熄灭 (2). ‎ ‎【解析】(1)[1]S闭合瞬间，电路中的电流瞬间增大，线圈L中的磁通量瞬间增大，会产生感应电动势，阻碍电路中电流的增大，但是等到闭合以后，电路中电流达到稳定，线圈L中的磁通量也不变，所以灯泡将慢慢变亮。‎ ‎[2]S断开后，电路中的电流瞬间减小，线圈L中的磁通量瞬间减小，会产生感应电动势，但回路没有闭合，所以小灯泡将立即熄灭。‎ ‎(2)[3]断开S，线圈中产生的感应电动势要阻碍电流的减小，所以电动势方向为从b到a，当开关断开后，线圈与灯泡连成一条闭合回路，所以灯泡的电流方向为。‎ 四、计算题 ‎16.如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数匝、线圈所围面积，线圈电阻不计，线圈的两端经滑环和电刷与阻值的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度，测得电路中交流电流表的示数为5A。则：‎ ‎(1)交流发电机的线圈转动的角速度是多少？‎ ‎(2)从图示位置开始计时，写出电源电动势的瞬时表达式。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)由题可知，电路中的电流为 线圈电动势为 则电动势的最大值为 又 则 ‎(2)由图可知，此时线圈平面与磁场方向平行，所以电源电动势的瞬时表达式为 ‎17.如图所示，面积为0.2m2‎ 的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：‎ ‎(1)回路中的感应电动势大小；‎ ‎(2)回路中电流的大小和方向；‎ ‎(3)a、b两点间的电势差。‎ ‎【答案】(1)4V； (2)0.4A； 逆时针方向；(3)2.4V ‎【解析】(1)根据题意磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t）T，则 由法拉第电磁感应定律 ‎(2)因为磁感应强度均匀增大，磁通量均匀增大，根据楞次定律，回路感应电流逆时针方向，通过R1的电流方向由下向上，通过的电流大小 ‎(3)a、b两点间的电压即电源的路端电压 ‎18.如图所示，两根平行的导轨固定在水平地面上，导轨的电阻不计，导轨端点P、Q间接有电阻，两导轨间的距离。有磁感应强度大小为的匀强磁场竖直向下垂直于导轨平面。一质量、电阻的金属棒ab距离P、Q端也为，金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动，且在滑动过程中保持与导轨垂直。在时刻，金属棒ab以初速度向右运动，其速度v随位移x的变化满足。求：‎ ‎(1)在时刻，导体棒受到安培力F的大小；‎ ‎(2)导体棒运动过程中，通过电阻R的电量q；‎ ‎(3)为了让导体棒保持速度做匀速运动，需要让磁场磁感应强度B从开始随时间t发生变化，写出磁感应强度B随时间t变化的表达式。‎ ‎【答案】(1)0.8N；(2)1C；(3)‎ ‎【解析】(1)时，导体棒受到的安培力为 ‎(2)导体棒停止运动时 由 得 由 代入数据解得 ‎(3)若要保持导体棒在磁场中匀速运动，则闭合回路中的磁通量需保持不变，即 解得，磁场磁感应强度B随时间t变化的函数表达式为