福建省三明市三地三校2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）

福建省三明市三地三校2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）

福建省三明市三地三校2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析） ‎ 一、单选题 ‎1. 1831年发现电磁感应现象的物理学家是（ ）‎ A. 牛顿 B. 伽利略 C. 法拉第 D. 焦耳 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：发现电磁感应现象的物理学家是法拉第，选项C正确。‎ 考点：物理学史。‎ ‎2.传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是　　‎ A. 火警报警器使用了压力传感器 B. 冰箱控温系统使用了温度传感器 C. 商场里的自动门使用了光传感器 D. 夜间自动打开的路灯使用了温度传感器 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、火警报警器使用了温度传感器，故A错误。‎ B、冰箱控温系统使用了温度传感器，故B正确。‎ C、一般人体都有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的人走向门口时，门会自动打开，是因为安装了红外线传感器从而能感知红外线，导致门被打开，故C错误。‎ D、灯要求夜晚亮、白天熄 则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎【点睛】本题考查各种传感器的特点、工作原理，以及在仪器设备中的应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可．‎ ‎3.下面关于电磁感应现象的说法中，正确的是 A. 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流产生 B. 穿过闭合电路中的磁通量减少，则闭合电路中感应电流减小 C. 穿过闭合电路中的磁通量变化越快，则闭合电路中感应电动势越大 D. 穿过闭合电路中的磁通量越大，则闭合电路中的感应电动势越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】穿过闭合电路中的磁通量不为零时，若磁通量不发生变化，闭合电路中没有感应电流产生，故A错误；‎ 穿过闭合电路中的磁通量减少，磁通量的变化率不一定减少，根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势不一定减少，感应电流就不一定减少，故B错误；‎ 根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与磁通量没有直接关系，所以磁通量越大，感应电动势不一定越大；而磁通量变化越快，磁通量变化率就越大，则闭合电路中感应电动势越大，故D错误，C正确 。‎ ‎4.如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是　　‎ A. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 B. 闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S，滑动变阻器滑片向左滑的过程中，电流表G中有的感应电流 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.因为左端线圈产生恒定的磁场，所以右侧线圈中的磁通量不发生变化，闭合开关瞬间不会产生感应电流，AB错误。‎ CD.闭合开关S，滑动变阻器的滑片向左滑的过程中，回路电阻变大，电流变小，产生磁场强度变小，根据右手定则可以判断，B线圈感应电流产生的磁场向下，根据右手定则判断流经电流表的电流为，C错误D正确。‎ ‎5.供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的4倍，以下判断中正确的是　　‎ A. 输电电流为原来的4倍 B. 输电导线上损失的电压为原来的4倍 C. 输电导线上损失的电功率为原来的 D. 输电导线上损失的电功率为原来的 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为输电功率不变，输电电压提高4倍，电流变为原来的，A错误。‎ B.根据可知，损失电压变为原来的，B错误。‎ CD.根据可得，损失功率变为原来的，C错误D正确。‎ ‎6.如图所示是日光灯的电路图，日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成．关于日光灯的原理，下列说法不正确的是（ ）‎ A. 日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象 B. 日光灯正常发光时，镇流器起着降压限流的作用 C. 日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作 D. 日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 镇流器在启动时, 利用线圈的自感现象产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内．由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了,故日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作，故ABC正确．，D错误；此题选择不正确的选项，故选D．‎ 点睛：日光灯正常发光后．由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍线圈中的电流变化，这时镇流器起降压限流的作用，使电流稳定在灯管的额定电流范围内，灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内．由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了.‎ ‎7.如图所示为一交变电流的图象(t轴上方为正弦函数图象),则该交变电流的有效值为多大()‎ A. I0 B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则 解得：，故应选C。‎ 点晴：根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值。‎ ‎8.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是　　‎ A. 该交流电压瞬时值的表达式 B. 该交流电频率为50Hz C. 该交流电的电压的有效值为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、由图象可知交变电流的周期，角速度，‎ 频率，故该交流电压瞬时值的表达式，故AB错误；‎ C、该交流电的电压的有效值为，故C错误；‎ D、若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为：，故D正确。‎ 点睛：从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解。‎ ‎9.如图所示，电路中A，B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器。当S刚闭合与闭合之后，A，B灯泡的发光情况是   ‎ A. S刚闭合后，B亮一下又逐渐变暗 B. S刚闭合后，A亮一下又逐渐熄灭 C. S闭合足够长时间后，A和B一样亮 D. S闭合足够长时间后，A，B都熄灭 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】开关刚闭合时，由于线圈自感系数很大，对电流阻碍作用很强，相当于断路，两灯泡瞬间都亮，但由于线圈电阻可忽略，S闭合足够长时间后，相当于导线，灯泡A被短路熄灭，所以A灯亮一下又逐渐熄灭，对B灯无影响，B灯一直亮，ACD错误B正确。‎ ‎10.如图所示，甲、乙两人各站在静止小车的左右两端，当他俩同时相向行走时，发现小车向右运动．下列说法不正确的是（车与地面之间无摩擦）（　　）‎ A. 乙的速度必定大于甲的速度 B. 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量 C. 乙的动量必定大于甲的动量 D. 甲、乙动量总和必定不为零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 甲乙两人及小车组成的系统不受外力，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：；‎ A、小车向右运动，则说明甲与乙两人的总动量向左，说明乙的动量大于甲的动量，即两人的总动量不为零，但是由于不知两人的质量关系，故无法确定两人的速度大小关系，故A不正确，CD正确；‎ B、因小车的动量向右，说明小车受到的总冲量向右，而乙对小车的冲量向右，甲对小车的冲量向左，故乙对小车的冲量一定大于甲对小车的冲量，故B正确。‎ 点睛：本题主要考察了动量守恒定律的直接应用，注意速度的矢量性及动量定理的应用。‎ 二、多选题 ‎11.如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有　　‎ A. 不变，变小 B. 减小，变大 C. 变大，变大 D. 不变，变小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当用户消耗的电功率变大时，变大，根据变压器原理可知，变大，而输入电压一定，则不变，所以变大，变大，，输电线上电流变大，导线上损失电压变大，，所以变小，则变小，AC正确BD错误。‎ ‎12.如图所示，水平放置两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )‎ A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】MN向右运动，所以MN受安培力向右，根据左手定则可判断电流为M到N，线圈感应电流的磁场向上，根据楞次定律可知，线圈的磁场向上减弱或向下增强，当的磁场向上减弱，根据右手定则可判断PQ中电流为Q到P，根据右手定则，PQ在向右减速；当线圈的磁场向下增强，根据右手定则可判断PQ中电流为P到Q，根据右手定则，PQ在向左加速，AD错误BC正确 ‎13.如图所示，质量为m的物体，沿倾角为θ的固定粗糙斜面由静止开始下滑，经过时间t，滑至底端，且此时速度为v，则物体下滑过程中（ ）‎ A. 重力的冲量为mgsinθt B. 重力冲量为mgt C. 斜面支持力冲量的大小为mgcosθt D. 合力的冲量为mv ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ 物体所受重力的冲量大小为：IG=mg∙t，故A错误，B正确；物体下滑过程所受支持力的冲量大小：I=Nt=mgcosθ∙t，故C正确；根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化量，则合力的冲量为I合=mv，故D正确；故选BCD.‎ 点睛：此题考查了冲量的概念和动量定理的应用，要记住动量的变化等于合力的冲量；同时明确动量的矢量性.‎ ‎14.如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，角速度为，线圈的匝数为n、电阻为r，外接电阻为R，交流电流表线圈从图示位置线圈平面平行于电场方向开始转过时的感应电流为I，下列说法中正确的是　　‎ A. 电流表的读数为2I B. 转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 C. 从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D. 线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据题意得：，解得，电流表测量的是有效值：，A错误。‎ B.感应电动势最大值，，又因为：，磁通量最大值：，联立得： ，B正确。‎ C.从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为：，C正确。‎ D.线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为：，D错误。‎ 三、实验题探究题 ‎15.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置 ‎（1）将图中所缺导线连接完整______．‎ ‎（2）电路连接正确后线圈A在线圈B中，闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，若将滑动变阻器滑片迅速向右移动，电流计指针______ “向右偏”或“向左偏”将线圈A迅速拨出线圈B时，电流计指针______ “向右偏”或“向左偏”．‎ ‎【答案】 (1). （1）如图：‎ ‎； (2). （2）向右偏； (3). 向左偏 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据实验原理，验证感应线圈产生的感应电流，所以补充图像如下：‎ ‎（2）闭合开关，回路磁通量变大，指针向右偏转，将滑动变阻器滑片迅速向右移动，回路电流变大，产生的磁场变强，感应回路磁通量变大，电流计指针向右偏转；将线圈A迅速拨出线圈B时，回路磁通量减小，电流指针向左偏转。‎ ‎16.某同学用下图所示装置探究A、B 两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下，图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次，并画出实验中A、B两小球落点的平均位置。图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，E、F、J是实验中小球落点的平均位置。①为了使两球碰撞为一维碰撞，所选两球的直径关系为：A球的直径____________B球的直径（“大于”、“等于”或“小于”）；为减小实验误差，在两球碰撞后使A球不反弹，所选用的两小球质量关系应为mA ______________mB（选填“大于”、“等于”或“小于”）；‎ ‎②在以下选项中，本次实验必须进行的测量是_____________；‎ A．水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离 B．A球与B球碰撞后， A球、B球落点位置分别到O点的距离 C．A球和B球在空中飞行的时间 D．测量G点相对于水平槽面的高 ‎③已知两小球质量mA和mB，该同学通过实验数据证实A、B两球在碰撞过程中动量守恒，请你用图中的字母写出该同学判断动量守恒的表达式是__________________________。‎ ‎【答案】①等于； 大于 ；‎ ‎② AB；③ mA·OF=mA·OE+mB·OJ ‎【解析】‎ ‎【详解】①为了使两球碰撞为一维碰撞，在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律，两球碰后都做平抛运动，即实现对心碰撞，则A球的直径等于B球的直径。‎ 为了使碰撞后不反弹，故mA＞mB．‎ ‎②根据动量守恒有：mAv0=mAv1+mBv2，因为，，．代入得：mAx1=mAx2+mBx3，所以需要测量水平槽上未放B球时，A球落点位置到O点的距离x1，A球与B球碰撞后x2，A球与B球落点位置到O点的距离x3．故AB正确．因为时间相同，可以用水平位移代替速度，不用测时间，也不用测量测量G点相对于水平槽面的高，故选：AB．‎ ‎③A球与B球碰后，A球的速度减小，可知A球没有碰撞B球时的落点是F点，A球与B球碰撞后A球的落点是E点．用水平位移代替速度，动量守恒的表达式为：mAOF=mAOE+mBOJ．‎ ‎【点睛】本题关键明确验证动量守恒定律实验的实验原理，注意等效替代在实验中的运用；注意器材选择的原则：为了实现对心碰撞，两球的直径需相同，为零使碰撞后A球不反弹，则A球的质量大于B球的质量．‎ 四、计算题 ‎17.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L=0.4m，一端连接R=1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s。求：‎ ‎（1）感应电动势E和感应电流I；‎ ‎（2）拉力F的大小；‎ ‎（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其他条件不变，求导体棒两端的电压U。‎ ‎【答案】（1）2.0V ；2A；（2）0.8N；（3）1V ‎【解析】‎ ‎（1）根据动生电动势公式得： V，‎ 故感应电流为：．‎ ‎（2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为：‎ ‎．‎ 因为是匀速直线运动，所以导体棒所受拉力为：‎ ‎（3）导体棒两端电压为：．‎ ‎18.如图甲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OO匀速转动，线圈的匝数n、电阻r。线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻R，与R并联的电压表为理想电压表。在t时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。取计算。求：‎ ‎（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；‎ ‎（2）从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎（3）电路中电压表的示数。‎ ‎【答案】(1) 200V；(2) e=200cos100t(V)；(3) 90V。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由磁通量随时间t图象得出周期，线圈转动的角速度 ‎，感应电动势最大值，由图可知，所以感应电动势的最大值是 线圈处于峰值面，则交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式：‎ 根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数：‎ ‎19.利用太阳电池这个能量转换器件将辐射能转变为电能的系统称光伏发电系统．光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式．将直流电变为交流电的装置称为逆变器，有一台内阻为r=1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有““220V 40W”“灯6盏，若全部电灯正常发光，求：‎ ‎（1）输电线上损失的电功率；‎ ‎（2）远距离输电的输电效率；‎ ‎（3）太阳能发电机的电动势．‎ ‎【答案】（1）144W；（2）97.4%；（3）250V．‎ ‎【解析】‎ ‎（1）P损＝R 而I2＝，所以P损＝R＝144W 3分 ‎（2）P出＝P损＋ P有用＝144＋5280＝5420W3分 ‎（3）E＝U1＋I1r，r为发电机内阻，U1＝U2U2＝4U3＋I2R＝4×220＋6×4＝904V；I1＝4I2‎ 所以，E＝＋4×6×1＝250V 3分 ‎20.如图，质量为的长木板静止在光滑的水平地面上，现有一质量也为的滑块以的速度滑上长木板的左端，小滑块与长木板间的动摩擦因数，小滑块刚好没有滑离长木板，求： ‎ ‎（1）小滑块的最终速度 ‎（2）在整个过程中，系统产生的热量 ‎（3）以地面为参照物，小滑块滑行的距离为多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）0.135m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小滑块与长木板系统动量守恒，规定向右为正方向 由动量守恒定律得：，解得最终速度：；‎ ‎（2）由能量守恒定律得，代入数据解得热量为Q=0.072J；‎ ‎（3）对小滑块，应用动能定理：‎ 代入数据解得距离为S=0.135m