【物理】北京市十四中2019-2020学年高二下学期诊断性检测试题（解析版）

【物理】北京市十四中2019-2020学年高二下学期诊断性检测试题（解析版）

北京十四中 2019—2020 学年度第二学期 诊断性检测 高二物理 测试卷 一、单选题（20´3=60，每题只有一个正确选项，多选、错选不得分）‎ ‎1.关于感应电流，下对说法正确的是（　　）‎ A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B. 只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C. 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 D. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据法拉第电磁感应定律，线圈产生感应电流的条件是线圈要闭合，并且穿过线圈的磁通量发生改变，故A错误；‎ B．闭合导线切割磁感线，如果磁通量未发生改变则不会有感应电流产生；闭合电路部分导体做切割磁感线有感应电流产生，所以闭合导线做切割磁感线运动不是一定产生感应电流，故B错误；‎ C．即使闭合电路的一部分导体如果不做切割磁感线的运动，但如果闭合电路在磁场中面积改变，磁通量也改变，就会有感应电流产生，故C错误；‎ D．根据法拉第电磁感应定律，闭合电路产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生改变，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.矩形线圈 abcd 位于足够长的通电直导线附近，且线圈平面与导线在同一平面内，如图所示， 线圈的两条边 ad 和 bc 导线平行，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 导线向右平动时，线圈中电流方向为 abcda B. 导线向左平动时，线圈中电流方向为 adcba C. 线圈向右平动时，电流方向为 abcda D. 减小导线中的电流， 线圈中电流方向 adcba ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据安培定则可知线圈所在平面磁场方向垂直纸面向里，当导线向右平动时，线圈处磁场增强，穿过线圈的磁通量增加，根据右手定则可判断线圈中电流方向为adcba，选项A错误；‎ B．当导线向左平动时，线圈处磁场垂直纸面向里减弱，穿过线圈的磁通量减少，根据右手定则可判断线圈中电流方向为abcda，选项B错误；‎ C．线圈向右平动时，穿过线圈的垂直纸面向里减弱，根据右手定则可判断线圈中电流方向为abcda，选项C正确；‎ D．减小导线中的电流，穿过线圈的垂直纸面向里减弱，根据右手定则可判断线圈中电流方向为abcda，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.关于电磁感应，下列说法中正确是 A. 穿过线圈磁通量越大，感应电动势越大 B. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零 C. 穿过线圈的磁通量的变化越大，感应电动势越大 D. 通过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由公式可知，穿过线圈的磁通量越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故A错误；‎ B．由公式可知，穿过线圈的磁通量为零，若线圈的磁通量变化率不为零，则感应电动势就不为零，故B错误；‎ C．由公式可知，穿过线圈的磁通量变化越大，线圈的磁通量变化率不一定大，感应电动势不一定越大，故C错误；‎ D．穿过线圈的磁通量变化越快，磁通量的变化率越大，由法拉第电磁感应定律得知，感应电动势越大，故D正确。‎ ‎4.如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，轨道间距为l，其电阻可忽略不计．ac之间连接一阻值为R的电阻．ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ab和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动，其电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度为B．当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当杆ef以速度v向右匀速运动时，产生的感应电动势为，感应电流为，杆ef受到的安培力，联立解得，B正确．‎ ‎5.理想变压器原副线圈匝数比为 10：1，当原线圈两端接电压有效值为 100V，电流有效值为‎1A 的正弦交流电时，则（　　）‎ A. 副线圈两端电压为 1000V ，副线圈中电流为 ‎‎10A B. 副线圈两端电压为 1000V ，副线圈中电流为 ‎‎0.1A C. 副线圈两端电压为 10V ，副线圈中电流为 ‎‎0.1A D. 副线圈两端电压为 10V ，副线圈中电流为 ‎‎10A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据理想变压器原副线圈电压与匝数的关系有 解得 理想变压器原副线圈电流与匝数关系有 解得 选项D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎6.如图所示为交流发电机的示意图，相关说法正确的是（　　）‎ A. 线圈处于甲图时，电流有最大值 B. 线圈处于乙图时，电流有最小值 C. 线圈处于丙图时，电流方向改变 D. 线圈处于丁图时，电流方向改变 ‎【答案】C ‎【解析】A．线圈处于甲图时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率最小，因此感应电流最小，选项A错误；‎ B．线圈处于乙图时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大，因此感应电流最大，选项B错误；‎ CD．线圈处于中性面位置时，电流方向发生改变，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.线圈对流经自身电流的变化有阻碍作用，且电流变化越快阻碍越强。图1 和图 2是把带铁芯的线圈 L 与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，如图1所示，再把它们接到交流电源上，如图2所示。取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，观察比较两种情况下电路稳定时灯泡的亮度。下列叙述正确的是（　　）‎ A. 两灯泡灯泡一样亮 B. 接交流电时灯泡更亮些 C. 图 1 中闭合开关瞬间，灯泡相较于没接线圈时较慢亮起来 D. 如果将交流电的频率降低些，图 2 中的灯泡会变暗 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．线圈对交流电有阻碍作用，所以两灯泡亮度不同，接直流电时灯泡更亮些，选项AB错误；‎ C．图1中闭合开关瞬间，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以灯泡会相较于没接线圈时较慢亮起来，选项C正确；‎ D．如果将交流电的频率降低些，线圈的自感电动势减小，图2中的灯泡会变亮，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎8.如图所示，一个物体在与水平方向成 θ 角的拉力 F 的作用下匀速前进了时间 t，则（　　） ‎ A. 拉力对物体的冲量为 Ft sinθ B. 拉力对物体的冲量为 Ftcosθ C. 支持力对物体的冲量大小为 mgt D. 重力对物体的冲量为mgt ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．根据冲量的定义I=Ft知拉力对物体的冲量为Ft，重力对物体的冲量为mgt，选项AB错误，D正确；‎ C．根据平衡条件可知物体受到的支持力不等于重力，因此支持力对物体的冲量大小不等于mgt，选项C错误。‎ 故选D。‎ ‎9.蹦极跳是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段，从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段。下列说法中正确的 是（　　）‎ A. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段弹力对运动员的冲量大小相等 B. 第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段合力对运动员的冲量相等 C. 第一、第二阶段重力对运动员的总冲量和第二阶段弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等 D. 第一阶段运动员受到的合力方向始终向下，第二阶段运动员受到的合力方向始终向上 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．整个下落过程中，只有重力和弹力有冲量；由于初末速度都为零，动量变化量为零，根据动量定理，总冲量为零，则得整个过程中，第一、第二阶段重力对运动员的总冲量大小等于第二阶段弹力的冲量大小，则第一阶段重力的冲量应小于第二阶段弹力的冲量大小，选项A错误，C正确；‎ B．第一阶段重力对运动员的冲量和第二阶段合力对运动员的冲量大小相等，方向相反，所以冲量不相等，选项B错误；‎ D．第二阶段运动员受到的合力方向先向下后向上，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎10.下列说法中违反动量守恒定律的是 （　　）‎ A. 甲、乙两个运动的物体，碰后合为一体，甲减少的动量等于乙增加的动量 B. 质量相等的两个物体，以相同的速率相向运动，正碰后，各以原有的速率分开 C. 质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，正碰后，以某一相同的速率向同一方向运动 D. 质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，正碰后，各以原有的速率分开 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两个运动物体相碰后合为一体，是完全非弹性碰撞，不违背动量守恒定律，甲减少的动量等于乙增加的动量，选项A不符合题意；‎ B．质量相等的两个物体，以同一速率相向运动，作正碰后又以各自原有速率反向分开，系统总动量均为0，不违背动量守恒定律，选项B不符合题意；‎ C．质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，碰撞后以某一相同速率向同一方向运动，是完全非弹性碰撞，系统动量守恒，不违背动量守恒定律，只是机械能不守恒，选项C不符合题意；‎ D．质量不等的两个物体，以同一速率相向运动，作正碰后又以各自原有速率反向分开，则碰撞前后两个物体的动量均反向了，故系统总动量反向了，违背了动量守恒定律，选项D符合题意。‎ 故选D。‎ ‎11.作简谐运动的物体,回复力和位移的关系图是下图所给四个图像中的( ).‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】回复力和位移的关系式F=-kx，图象为一次函数，且F与x 方向相反，故选D．‎ ‎12.如图所示为某一简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（　　） ‎ A. 振动质点的振幅为 ‎‎2cm B. 振动质点在一个周期中的路程为 ‎‎4cm C. t =1s 时振动质点所受加速度为正的最大 D. t =2s 时振动质点的速度为 0 ，加速度最大 ‎【答案】B ‎【解析】A．从图中可知振动质点的振幅A为‎1cm，选项A错误；‎ B．振动质点在一个周期中的路程为‎4A，等于‎4cm，选项B正确；‎ C．t=1s时质点在正向最大位移处，加速度负向最大，选项C错误；‎ D．t =2s时质点在平衡位置，回复力为零，加速度为零，速度最大，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎13.关于单摆，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 单摆的回复力是重力的分力 B. 单摆的摆角小于 5°，可看作简谐振动 C. 单摆的振幅不论多大，其周期均为 D. 单摆的振动是变加速运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．单摆的回复力是重力的切向分力，选项A正确；‎ B．单摆做简谐运动的条件是摆角很小，不超过5°，选项B正确；‎ C．单摆做简谐运动时周期，要求摆角很小不超过5°，选项C错误；‎ D．单摆振动中加速度不断变化，是变加速运动，选项D正确。‎ 本题选不正确的，故选C。‎ ‎14.如图所示，在张紧的绳上挂了 a、b、c、d 四个单摆，四个单摆的摆长关系为 lc＞lb=ld＞la， 先让 d 摆小幅度摆动起来，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. b 摆发生振动，其余摆均不动 B. 所有摆均以相同频率振动 C. 所有摆均以相同摆角振动 D. c 摆的振幅最大，a 摆的振幅最小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．d摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、c三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、c三摆做受迫振动，选项A错误；‎ B．a、b、c三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则a、b、c三摆均以相同频率振动，选项B正确；‎ CD．由于b的摆长与d的摆长相等，所以b摆发生共振，振幅最大，摆角最大，选项CD错误。‎ 故选B。‎ ‎15.下列关于波长的说法正确的是 （ ）‎ A. 在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离 B. 波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离 C. 一个周期内振动传播的距离 D. 一个正弦波形的曲线长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．应是相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离等于波长，选项A错误；‎ B．相邻的波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离等于波长，选项B错误；‎ C．振动在一个周期内传播的距离等于一个波长，选项C正确；‎ D．一个正弦波形的曲线长度大于波长，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎16.下列关于波的图像和振动图像说法正确的是（　　）‎ A. 波的图像表示某一时刻某质点的位移 B. 振动图像表示某一质点在各个时刻的位移 C. 波的图像表示各个时刻各个质点的位移 D. 振动图像表示某一质点在某一时刻的位移 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．波的图象的物理意义是表示某一时刻各个质点的位移，即表示的是某一时刻各个质点在空间的分布，选项AC错误；‎ BD．振动图像的物理意义是表示某一质点在各个时刻的位移，选项B正确，D错误。‎ 故选B。‎ ‎17.一列沿 x正方向传播的横波零时刻波的图像如图所示，其振幅为 ‎2cm，波长为 ‎16m。下列说法正确的是（　　）‎ A. 该波的周期为 16s B. 经过二分之一周期质点A的坐标为（16 ， 0）‎ C. 经过二分之一周期质点A的速度正向最大 D. 经过二分之一周期质点A的路程为 ‎‎4cm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知该波的波长是‎16m，由于不知波速，无法求出周期，选项A错误；‎ B．质点A仅在平衡位置上下振动，不会随波迁移，因此其横坐标仍为8，选项B错误；‎ C．波沿x正方向，图示时刻质点A在平衡位置向上运动，再经过二分之一周期质点A到达平衡位置向下运动，速度为负向最大，选项C错误；‎ D．二分之一周期质点A的路程为‎2A=‎‎4cm 选项D正确 故选D。‎ ‎18.如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在 x=‎6m 处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波 （　　）‎ A. 沿 x 轴的正方向传播，波速为‎2.5m/s B. 沿 x 轴的负方向传播，波速为‎2.5m/s C. 沿 x 轴的正方向传播，波速为‎100m/s D. 沿 x 轴的负方向传播，波速为‎100m/s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由右图可知该时刻x=‎6m处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿x轴负方向传播；‎ 由左图得到波长为λ=‎8cm，右图得到周期为T=0.08s，故波速 选项D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎19.如图所示，接有灯泡L的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同.图中O位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、Q两位置对应于弹簧振子的最大位移处.若两导轨的电阻不计，则（ ）‎ A. 杆由O到P的过程中，电路中电流变大 B. 杆由P到Q的过程中，电路中电流一直变大 C. 杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D. 杆通过O处时，电路中电流最大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．杆从O到P的过程中，速度逐渐减小，由公式 E=BLv 知，导体杆产生的感应电动势逐渐减小，因此电路中电流逐渐减小，故A错误； B．杆由P到Q的过程中，杆的速度先增大后减小，感应电动势先增大后减小，因此电路中电流先增大后减小，故B错误； C．速度方向变化时电流的方向才发生变化，在O点速度的方向并不发生变化，电路中电流方向不变，故C错误； D．简谐运动在平衡位置时，速度最大，因此杆在O点速度最大，感应电动势最大，电路中电流最大，故D正确。 故选D。‎ ‎20.某电站向某地输送一定功率的电能，若将输送电压提高到原来的 10 倍，其他不变， 则输电线电能损失为（　　）‎ A. 减为原来的 B. 增为原来的 10 倍 C. 减为原来的 D. 增为原来的 100 倍 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】输电线输送功率为 P=UI 功率损耗为 联立解得 现在电压增加为10倍，其他不变，故输电线上损失的电功率变化为原来的。‎ 选项C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ 二、本题包括四小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎21.如图，垂直于纸面的磁感应强度为B，边长为 L、电阻为 R 的单匝方形线圈 ABCD 在外力 F 的作用下向右匀速进入匀强磁场，在线圈进入磁场过程中，求：‎ ‎(1)线圈进入磁场时的速度 v。‎ ‎(2)线圈中的电流大小。‎ ‎(3)AB 边产生的焦耳热。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)线圈向右匀速进入匀强磁场，则有 又电路中的电动势为 所以线圈中电流大小为 联立解得 ‎(2)根据有得线圈中的电流大小 ‎(3)AB边产生的焦耳热 将代入得 ‎22.动量定理是物理学中有着非常重要的地位，是人们解决相关问题的一重要工具。‎ ‎(1)简述动量定理并根据牛顿运动定律推导出动量定理。‎ ‎(2)一质量为‎1kg的小球以初速度‎10m/s从距地面‎5米高处水平抛出，不计空气阻力。则：小球在空中运动过程中，小球的动量变化量大小及方向？（g=‎10m/s2）‎ ‎(3)一质量为 ‎1kg 的小球绕半径 r＝‎1m 做速率为 ‎1m/s 的匀速圆周运动，经过一圈回到出发点，则该过程向心力的冲量？‎ ‎【答案】(1)见解析；(2)，方向竖直向下；(3)0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化，即 推导：根据牛顿第二定律有 F=ma 根据匀变速直线运动规律有 联立两式得 ‎(2)小球竖直方向做自由落体运动，根据得 小球在空中运动过程中只受重力作用，根据动量定理得 解得动量的变化量 方向与重力冲量方向相同，竖直向下。‎ ‎(3)物体做匀速圆周运动，运动一圈回到出发点的过程中速度的变化量为零，动量的变化量为零，由动量定理得合外力的冲量 I=mv-mv=0‎ 则向心力的冲量为0。‎ ‎23.如图所示，一质量为 M、厚度为 L的木块，静止在光滑的水平地面上，一颗质量 m 的子弹， 以 v0的速度射向木块。如果将子弹与木块相互作用力大小f视为恒力。试问：‎ ‎(1)如果子弹没有打穿木块，则木块最终速度多少？‎ ‎(2)如果子弹没有打穿木块，系统产生的热是多少？‎ ‎(3)要使得子弹能打穿木块，则子弹的初速度至少多大？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在光滑的水平地面上，系统所受合外力为零，动量守恒。如果子弹没有打穿木块，则最终木块与子弹具有共同速度，设共同速度为v，有 解得 ‎(2)如果子弹没有打穿木块，系统产生的热即为系统机械能的损失，根据能量守恒有 ‎(3)要使得子弹能打穿木块，则子弹恰好到达木块右端与木块具有共同速度时子弹的初速度最小，根据能量守恒有 解得 ‎24.图中装置在水平面内且处于竖直向下的匀强磁场中，足够长的光滑导轨固定不动。电源电动势为E（不计内阻），导体棒ab 初始静止不动，导体棒 ab 在运动过程中始终与导轨垂直， 且接触良好。已知导体棒的质量为m，磁感应强度为B，导轨间距为L，导体棒及导轨电阻均不计，电阻R已知。闭合电键，导体棒在安培力的作用下开始运动，则：‎ ‎(1)导体棒的最终速度？‎ ‎(2)在整个过程中电源释放了多少电能？‎ ‎(3)在导体棒运动过程中，电路中的电流是否等于，试判断并分析说明原因。‎ ‎【答案】(1)；(2) ；(3)见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 闭合电键，导体棒在安培力的作用下开始运动做加速运动，导体棒运动后切割磁感线产生感应电流，使得通过导体棒的电流减小，安培力减小，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，之后做匀速运动，此时感应电动势与电源电动势相等。设导体棒的最终速度v，则有 解得 ‎(2)在整个过程中电源释放的电能转化为导体棒的动能，导体棒获得的动能为 所以在整个过程中电源释放的电能为 ‎(3)在导体棒运动过程中，闭合电键瞬间，电路中的电流等于，导体棒在安培力的作用下开始运动做加速运动。之后导体棒运动后切割磁感线产生感应电流，使得通过导体棒的电流减小，当感应电动势与电源电动势相等时，电路中电流为0，因此在导体棒运动过程中，电路中的电流只有在闭合电键瞬间等于，之后逐渐减小到0。‎