贵州省六盘水市第二十三中学2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）

贵州省六盘水市第二十三中学2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析）

贵州省六盘水市第二十三中学2020学年高二物理上学期期末考试试题（含解析） ‎ 一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一个选项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎1.发电的基本原理是电磁感应，发现“磁生电”现象的科学家是( )‎ A. 法拉第 B. 赫兹 C. 安培 D. 奥斯特 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】发电的基本原理是电磁感应，发现电磁感应现象的科学家是法拉第；安培发现了磁现象的电本质，赫兹发现了光电效应现象，奥斯特发现了电流的磁效应；故选A.‎ ‎2.对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述哪些是正确的( )‎ A. 电流的大小变化，方向也变化，是交流电 B. 电流的大小不变，方向不变，是直流电 C. 电流的大小变化，方向不变，不是交流电 D. 以上说法都不正确 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流；故选C.‎ ‎3.如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示，从线框完全进入直到右边开始离开磁场区域，线框中的磁通量就不再发生变化，故线圈中没有感应电流的距离为d-l；因导线框做匀速运动，故不产生感应电流的时间；故选B.‎ ‎4.如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )‎ A. p、q将互相靠拢 B. p、q将互相远离 C. 磁铁的加速度小于g D. 磁铁的加速度仍为g ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B ‎、当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用；故A正确，B错误.‎ C、D、由于磁铁受到向上的磁场力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g；故C正确，D错误.‎ 故选AC.‎ ‎5. 某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律可用右图表示，则（ ）‎ A. t1和t2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大 B. t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零 C. t3时刻，线圈中的感应电动势为零 D. t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ t1时刻磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大，t3时刻，线圈中的感应电动势最大，t4时刻，线圈中的感应电动势为零，所以选CD ‎6.如图所示，灯泡A、B与固定电阻的阻值均为R，L是自感系数较大的线圈.当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是( )‎ A. B灯立即熄灭 B. A灯将比原来更亮一下后再熄灭 C. 有电流通过B灯，方向为c→d D. 有电流通过A灯，方向为b→a ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C、D、S1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明L的直流电阻亦为R．闭合S2后，L与A灯并联，R与B灯并联，它们的电流均相等。当断开后，L将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因S2闭合，电流不可能经过B灯和R，只能通过A灯形成b→A→a→L→c→b的电流，所以A正确，D正确，C错误；‎ B、由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮，故B错误.‎ 故选AD.‎ ‎7.家用日光灯电路如图所示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理下列说法正确的是( )‎ A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电 B. 在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作 C. 日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是分离的 D. 日光灯发出柔和的白光是由汞电子受到激发后直接辐射的 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，仍是交流电，故A错误，B正确.‎ C、电路接通后，启辉器中的氖气停止放电（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U型片冷却收缩，两个触片分离，故C正确；‎ D、由A分析可知，正常发光时，灯管两端的电压低于220V；故D错误.‎ 故选BC.‎ ‎8.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则( )‎ A. 用户端的电压为 B. 输电线上的电压降为U－U1‎ C. 理想变压器的输入功率为I12r D. 输电线路上损失的电功率为I1U ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U2，则U1I1=U2I2，得：；故A正确；‎ B、输电线上的电压降为△U=U-U1，故B正确；‎ C、输入功率P=U1I1，故C错误；‎ D、损失的功率，故D错误；‎ 故选AB.‎ 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9题至第12题为必考题，每个试题考试必须作答。第13题和第14题为选考题，考生选择一道根据要求作答。‎ ‎9.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )‎ A. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C. 线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线 AB 转动 D. 线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线 CD 转动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：产生感应电流的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化，ABD中线圈中的磁通量都不发生变化，只有C中闭合线圈的磁通量发生变化，所以C正确 考点：考查了感应电流产生条件 ‎10.为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按图所示连接。经乙同学检查后发现甲同学的接线有错误，改正的方法是________(用导线两端的字母符号表示)。乙同学认为在实验开始前必须先判断电流计指针的偏转方向与流入电流计的电流方向的关系。甲同学认为没有必要进行此项实验操作。________同学的观点是正确的，理由是____。‎ ‎【答案】gh导线、乙、该实验之需要判断有没有产生感应电流，不必判断感应电流的方向 ‎【解析】‎ 甲同学接线有错误，应该导线是gh，这根导线多余了，否则开关就失去作用了．‎ 该实验研究的是感应电流的条件，因为当大线圈中磁通量发生变化，即会产生感应电流，不需要考虑电流的方向．所以甲同学说法是正确的，因为在探究感应电流产生条件时，不涉及电流的方向 ‎11.一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/s.‎ ‎(1)写出感应电动势的瞬时值表达式．‎ ‎(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流的瞬时表达式．在t＝s时电流的瞬时值为多少？‎ ‎【答案】(1) e＝311sin 100πtV　 (2) 1.55 A ‎【解析】‎ ‎（1）由交流电的变化规律可推知，从中性面开始计算时，线圈中电动势的瞬时表达式为：‎ e=311sinl00πt（V）．‎ ‎（2）根据闭合电路欧姆定律可知，‎ 电流的瞬时表达式i=Imsinωt=3.11sinl00πt（A）‎ 在t=1/120s时线圈中感应电动势的瞬时值为：i=3.11×sinπ=3.11×=1.555A ‎12.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g.求：‎ ‎(1)磁感应强度的大小；‎ ‎(2)灯泡正常发光时金属棒的运动速率．‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动，根据平衡条件：mg=BIL①‎ 两灯泡保持正常发光 I=2Im②‎ P=Im2R ③‎ 连立①②③化简得 磁感应强度的大小 ④‎ ‎（2）两灯泡保持正常发光时的电压等于感应电动势U2=PR ⑤‎ 根据法拉第电磁感应定律 E=BLv ⑥‎ 连立⑤⑥化简得 灯泡正常发光时导体棒的运动速率．‎ ‎13.下列说法中正确的是( )‎ A. 无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%‎ B. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 C. 能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性 D. 已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子体积的大小 E. “油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据热力学第二定律，无论技术怎样改进，热机的效率都不能达到100%，故A正确；‎ B、露珠呈球状是由于液体表面张力的作用，故B正确；‎ C、能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，说明能量虽然守恒，但是仍然要节约能源，故C正确；‎ D、已知阿伏加德罗常数、某种气体的摩尔质量和密度，可以估算该种气体分子平均占据空间体积的大小，由于分子距离很大，故不能确定 分子的大小，故D错误；‎ E、“油膜法估测分子的大小”实验中，用一滴油酸酒精溶液中油酸的体积与浅盘中油膜面积的比值可估测油酸分子的直径，不是油酸酒精溶液的体积与浅盘中油膜面积的比值，故E错误；‎ 故选ABC.‎ ‎14.如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，T1 和T2均为热力学温度，不计活塞与气缸的摩擦。求：‎ ‎（1）活塞上升的高度；‎ ‎（2）加热过程中气体的内能增加量．‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设温度为T2时活塞与容器底部相距2h．因为气体做等压变化，由盖吕萨克定律：‎ 得：‎ 解得T2=2T1‎ ‎（2）气体对外做功为：W=pS•△h=（p0+）Sh=（p0S+mg）h 由热力学第一定律可知：△U=Q-W=Q-（p0S+mg）h ‎【点睛】求封闭气体的压强，常常以与气体接触的活塞或水银柱为研究对象，根据力学知识求。对于气体，确定状态发生体积变化是关键。‎ ‎15.19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( )‎ A. 光电效应实验中，入射光足够强就可以有光电流 B. 若某金属的逸出功为W0，该金属的截止频率为 C. 保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小 D. 一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子 E. 氢原子由低能级向高能级跃迁时，吸收光子的能量可以稍大于两能级间能量差 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当入射光的频率大于极限频率时，才会发生光电效应，与入射光强弱无关，故A错误；‎ B、某金属的逸出功为W0，根据W0=hv0，则有该金属的截止频率为，故B正确；‎ C、保持入射光强度不变，增大入射光频率，那么光子的数目减小，则在单位时间内逸出的光电子数将减小，故C正确；‎ D、一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，根据数学组合，故D正确；‎ E、由低能级向高能级跃迁时，需满足吸收光子的能量正好等于两能级间能量差，故E错误；‎ 故选BCD.‎ ‎16.如图所示，光滑水平轨道上放置长坂A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0‎ ‎=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。‎ ‎【答案】A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小是2m/s ‎【解析】‎ 试题分析：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC，‎ 以向右为正方向，由动量守恒定律得，①‎ A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得 ‎②‎ A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足： ③，联立①②③式解得：vA=2m/s．‎ 考点：考查了动量守恒定律的应用 ‎【名师点睛】A与C 碰撞过程中动量守恒，然后列式求解，A和B在摩擦力作用下达到共同速度，由同理守恒定律列出式子，A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足速度相等