2017-2018学年吉林省榆树一中高二下学期期末考试物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省榆树一中高二下学期期末考试物理试题 解析版

吉林省榆树一中2017-2018学年下学期高二期末考试物理试卷 一、选择题：共12小题，总分48分。第1~8小题只有一个选项正确，第9~12小题有2个选项正确；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。‎ ‎1. 如图a，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，与副线圈相连的两个灯泡完全相同、电表都为理想电表．原线圈接上如图b所示的正弦交流电，电路正常工作．闭合开关K后（　　）‎ A. 电压表示数增大 B. 电流表示数增大 C. 变压器的输入功率增大 D. 经过灯泡的电流频率为25Hz ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：原线圈输入电压不变，线圈匝数不变，则副线圈电压不变，即电压表示数不变，灯泡电阻不变，则电流表示数不变，故AB错误；当K接通后，两个灯泡并联，增加一个负载，则副线圈功率增大，所以变压器的输入功率增大，故C正确；根据b图可知，周期T=0．02s，则频率，故D错误．‎ 考点：考查了理想变压器 ‎【名师点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定，变压器不改变频率 ‎2. 如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO′做角速度为ω的匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表．图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 从tl到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBS B. 从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 C. t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSω D. 电流表的示数为 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：由图可知，tl和t3这两时刻的磁通量大小为BS，方向相反；故穿过线圈磁通量的变化量为2BS；故A错误； 从t3到t4这段时间磁通量的变化为BS，则平均电动势；因此通过电阻R的电荷量为；故B错误； t3时刻电动势E=NBSω；则由法拉第电磁感应定律可知：；则穿过线圈的磁通量变化率为BSω；故C错误； 电流表的示数为有效值，则有：；故D正确；故选D．‎ 考点：法拉第电磁感应定律；交流电的有效值 ‎3. 如图所示为一交变电流的电流随时间而变化的图象．此交变 电流的有效值是（　　）‎ A. B. 5A C. D. 3.5A ‎【答案】B ‎【解析】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 ‎ ‎ 解得： ,故B正确 故选B 点睛：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 ‎4. 如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动．磁场的磁感应强度B=1.0×10-2T，线圈的边长ab=20cm、bc=10cm，匝数n=400，线圈总电阻r=2.0Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=18Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n0‎ ‎=50r/s．在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e=25cos50t(V)‎ B. 交流电压表的示数为17.8V C. 从t=0时刻开始转过30°的过程中，通过电阻的电量为 2.0×10-3C D. 电阻R上的热功率为3.24W ‎【答案】C ‎【解析】线圈的转速n0=50r/s，线圈转动的角速度，线圈面积，交流发电机产生电动势的最大值 A：在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，交流发电机产生电动势随时间的变化关系是。故A项错误。‎ B：交流发电机产生电动势的有效值，交流电压表的示数。故B项错误。‎ C：从t=0时刻开始转过30°的过程中，此过程中线圈磁通量的变化，通过电阻的电量。故C项正确。‎ D：电阻R上的热功率，故D项错误。‎ 点睛：有效值是根据电流热效应来规定的，让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻，如果在相同时间内产生的热量相等，那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。计算电功率使用有效值，交流电表的读数是有效值。‎ ‎5. 图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是（　　）  ‎ A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电 B. 两种电压的有效值相等 C. 图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100πtV D. 图甲所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；由于对应相同时刻，图1电压比图2电压大，根据有效值的定义可知，图1有效值要比图2有效值大，故B错误；从图1可知，,所以图1电压的瞬时值表达式为，故C正确；交流电的频率和变压器无关，D错误；‎ 故选C 考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系；变压器的构造和原理．‎ 点评：本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解．‎ 视频 ‎6. 酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否饮酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图所示的电路中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )‎ A. U越大，表示c越大，c与U成正比 B. U越大，表示c越大，但是c与U不成正比 C. U越大，表示c越小，c与U成反比 D. U越大，表示c越小，但是c与U不成反比 ‎【答案】B ‎【解析】由闭合电路欧姆定律可得：电压表示数；酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，即；整理得。则U越大，表示c越大，但是c与U不成正比。故B项正确，ACD三项错误。‎ ‎7. 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于(　　)‎ A. 光的干涉、色散和衍射现象 B. 光的干涉、衍射和色散现象 C. 光的衍射、色散和干涉现象 D. 光的衍射、干涉和色散现象 ‎【答案】A ‎【解析】在太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，是薄膜干涉现象；瀑布溅起的小雨滴相当于棱镜，在阳光下呈现的彩虹是光的色散现象；通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色是光的衍射现象，A正确．‎ ‎8. 关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述不正确的是（　　）‎ A. 对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应 B. 光电流强度与入射光的强度有关 C. 用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大 D. 光电效应几乎是瞬时发生的 ‎【答案】C ‎【解析】A：对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应。故A项正确。‎ B：光电流强度与入射光的强度有关，故B项正确。‎ C：用红外线照射金属比可见光照射金属产生的光电子的初动能要小，则用不可见光照射金属不一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能大。故C项错误。‎ D：光电效应几乎是瞬时发生的，故D项正确。‎ 本题选不正确的，答案是C。‎ ‎9. 目前，在居室装修中常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中正确的是（　　）‎ A. β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领比γ射线强 B. 氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就不一定只剩下1个氡原子核 C. U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变 D. 放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 ‎【答案】CD ‎【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领远比γ射线弱，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，选项B错误；因为β衰变的质量数不变，所以α衰变的次数n=＝8，在α衰变的过程中电荷数总共少16，则β衰变的次数m＝＝6．故C错误。β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子。故D正确。故选D。‎ ‎10. 用如图所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表G的读数为i．下列说法正确的是（　　）‎ A. 将电池正的极性反转，则光电流减小，甚至可能为零 B. 用较低频率的光来照射，依然有光电流，但电流较小 C. 将变阻器的触点c向b移动，光电流减小，但不为零 D. 只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点c向a端移动，电流表G的读数必将一直变大 ‎【答案】AC 考点：考查了光电效应 ‎11. 氢原子的能级如图所示．氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某金属产生光电效应，下列判断正确的是（　　）‎ A. 氢原子辐射出光子后，氢原子能量变大 B. 该金属的逸出功W0=12.75eV C. 用一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，该金属仍有光电子逸出 D. 氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动 ‎【答案】BD ‎【解析】A：氢原子辐射出光子后，氢原子能量变小。故A项错误。‎ B：氢原子从n=4能级直接向n=1能级跃迁所放出的光子能量，恰能使某金属产生光电效应，该金属的逸出功W0=12.75eV。故B项正确。‎ C：一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光的光子能量最大值为，比该金属的逸出功小；照射金属不会有光电子逸出。故C项错误。‎ D：据 ‎，氢原子处于n=1能级时，其核外电子在最靠近原子核的轨道上运动。故D项正确。‎ ‎12. 月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的含量十分丰富，科学家认为，是发生核聚变的极好原料，将来也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于，下列说法正确的是(　　)‎ A. 的原子核内有三个中子两个质子 B. 的原子核内有一个中子两个质子 C. 发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损 D. 原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起的 ‎【答案】BC ‎【解析】AB：的原子核中有两个质子一个中子。故A项错误，B项正确。‎ C：发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损。故C项正确。‎ D：原子核内的核子靠核力紧密结合在一起的，故D项错误。‎ 二、非选择题部分共7个小题，把答案填写在答题卡指定位置上。解答题应写出必要的文字说明、方程式，只写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。‎ ‎13. 振源以原点O为平衡位置，沿y轴方向做简谐运动，它激发的简谐波在x轴上沿正、负两个方向传播，在某一时刻沿x轴正向传播的波形如图所示．在原点的左方有一质点P，从图示时刻开始，经过1/8周期，质点P所在的位置以及振动方向为(　　)‎ A. x轴下方，向上运动 B. x轴下方，向下运动 C. x轴上方，向上运动 D. x轴上方，向下运动 ‎【答案】A ‎【解析】因为波源在O点，向左向右传播，距离波源距离相等的点振动情况一致，知此时P点处于波谷，经过1/8周期，质点处于x轴下方，向上运动。故A项正确，BCD三项错误。‎ 点睛：本题关键是抓住对称性分析，波源在O点，左右两侧相对于y轴距离相等的点，振动总是相同。‎ ‎14. 用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖平面垂直,如图所示四个图中P1、P2、P3、P4是四个学生实验插针的结果。‎ ‎(1)如图所示四个图中肯定把针插错了位置的是____。 ‎ ‎(2)这四个图中可以比较准确地测定折射率的是____。‎ ‎【答案】 (1). A (2). C ‎【解析】分别连接P1、P2和P3、P4用以确定入射光线和出射光线的入射点与折射点，并连接该两点，可确定出射光线和玻璃砖内部折射光线，如图所示。‎ 由图可知，图A把针插错了；图B是r=i=0的特殊情况，不能测定n；图D入射角太大接近临界角，使出射光线弱、观察误差大；而图C的入射角适中，所以C比较准确。‎ ‎15. 如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．‎ ‎(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．‎ ‎【答案】 (1). 减小 (2). 无 ‎【解析】试题分析：‎ ‎（1）在A处用一紫外线灯照射锌板，锌板产生光电效应，光电子射出后，锌板带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小．‎ 故答案为：（1）减小；（2）无 ‎16. 一台发电机，输出功率为1000kW，所用输电线的电阻为10Ω，当发电机接到输电线路的电压分别是10kV，100kV时，分别计算：‎ ‎(1)导线上的电流强度；‎ ‎(2)在导线上损失的热功率．‎ ‎【答案】(1)100A，10A (2)105J，103J ‎【解析】试题分析：（1）由可知：导线上的电流强度分别为：，‎ ‎（2）由可知：‎ 在导线上损失的热功率，电压为10KV时导线上消耗的功率：；‎ 电压为100KV时的导线上消耗的功率：；‎ 考点：考查了远距离输电，‎ ‎【名师点睛】由可分别求得不同电压值时的电流强度；由功率公式可求得导线上损失的热功率 ‎17. 如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计．线圈绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B．求：‎ ‎ ‎ ‎(1)电阻R两端的电压．‎ ‎(2)在线圈由图示位置转过30°过程中，通过R的电量．‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】(1) 感应电动势的最大值 电动势有效值 根据闭合电路欧姆定律，电阻R两端的电压 ‎(2) 线圈由如图位置转过30°的过程中 通过R的电量 点睛：感应电量，这个规律要能熟练推导并应用。‎ ‎18. 如图所示,半圆形玻璃砖的半径R=10cm,折射率为,直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点。激光a以入射角θ1=30°射入玻璃砖的圆心O,在屏幕MN上出现了两个光斑。求这两个光斑之间的距离L。‎ ‎【答案】L≈0.23m ‎【解析】试题分析：根据折射定律求出折射角的大小，通过几何关系求出由于折射和反射形成的两个光斑之间的距离L．‎ 做出光路如图所示 ‎ 据折射定律知①，所以，解得② 由图知 所以③‎ ‎19. 如图所示,①为某一列简谐波t=t0时的波形图象,②是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论:‎ ‎(1)波的传播方向及传播速度; ‎ ‎(2)画出经2.3s后波的图象,并求P质点的位移和P质点运动的路程。‎ ‎【答案】(1)5.0 m/s,沿x轴正方向传播 (2)10 cm　2.3 m ‎【解析】试题分析：（1）根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻的振动方向，从而判断波的传播方向，由图象得出周期和波长，从而求出波速；（2）根据求解波形平移的距离；一个周期内质点走过的路程为4A，位移为从平衡位置到末位置的有向线段．‎ ‎（1）根据振动图象可知判断P点在时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播；由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速：；‎ ‎（2）经过后，波形图如图所示 则路程 在2.3s时刻，P点的位移为：；‎ ‎ ‎