2017-2018学年黑龙江大庆铁人中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年黑龙江大庆铁人中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版

‎2017-2018学年黑龙江大庆铁人中学高二下学期第一次月考物理试题 解析版 一、选择题 ‎1. 如图所示，在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，这时（ ）‎ A. 锌板带正电，指针带负电 B. 锌板带正电，指针带正电 C. 锌板带负电，指针带正电 D. 锌板带负电，指针带负电 ‎【答案】B ‎【解析】锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，导致指针带正电。故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎2. 若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列方法可能使该金属发生光电效应的是（ ）‎ A. 增大入射光的强度 B. 增加光的照射时间 C. 改用黄光照射 D. 改用紫光照射 ‎【答案】D ‎...............‎ ‎3. 三种不同的入射光线甲、乙、丙分别照射在三种不同的金属a、b、c上，均恰能使金属中逸出光电子。已知三种光线的波长λ甲>λ乙>λ丙， 则（ ）‎ A. 用三种入射光照射金属a，均可发生光电效应 B. 用三种入射光照射金属b，均可发生光电效应 C. 用三种入射光照射金属c，均可发生光电效应 D. 用入射光甲和乙同时照射金属c，可能发生光电效应 ‎【答案】A ‎【解析】三种光线的波长λ甲＞λ乙＞λ丙，知γ甲＜γ乙＜γ丙，因为甲光照射到金属a恰能发生光电效应，可知用三种入射光照射金属a，均可发生光电效应，选项A正确；因为乙光照射到金属b恰能发生光电效应，可知用三种入射光照射金属b，乙和丙均可发生光电效应，甲不能发生光电效应，选项B错误；因为丙光照射到金属c恰能发生光电效应，可知用三种入射光照射金属b，甲和乙都不能发生光电效应，用入射光甲和乙同时照射金属c，也不能发生光电效应，选项CD错误；故选A.‎ 点睛：此题关键是知道光电效应的条件，当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应．‎ ‎4. 如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器。值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ） ‎ A. I变大，U变大 B. I变大，U变小 C. I变小，U变小 D. I变小，U变大 ‎【答案】C 点睛：本题是电路动态变化分析问题，要了解半导体材料的特性：电阻随着温度升高而减小；二要处理局部与整体的关系，按“局部→整体→局部”顺序进行分析．‎ ‎5. 如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sint，设t=0时刻为a“+”、b“-”，则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（ ）‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】B ‎【解析】在前T/4的时间内，原线圈的电压为正，且在增大，所以有电流通过二极管，并且在增大，在副线圈中，由于电磁感应副线圈会产生感应电动势阻碍磁通量的增加，再有右手螺旋定则可得此时c端电势高于d端电势，感应电动势为正；在T/4-T时间内，原线圈的电压为正，且在减小，所以有电流通过二极管，并且在减小，在副线圈中，由于电磁感应副线圈会产生感应电动势阻碍磁通量的减小，再有右手螺旋定则可得此时c端电势低于于d端电势，感应电动势为负；所以B正确。故选B。‎ 点睛：二极管的作用是只允许正向的电流通过，这样的话在每个周期中都会有半个周期没有电流通过线圈，此时副线圈中也没有感应电流．‎ ‎6. 互感器是一种特殊的变压器，借助它，交流电压表（或电流表）可以间接测量高电压和大电流。如下图所示为电压互感器或电流互感器的接线图，其中正确的是（ ）‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】A ‎【解析】由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比。则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上。同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中，故A正确，B错误。由理想变压器的原副线圈的电压之比可知，电压与匝数成正比。则电压互感器应并联接入匝数较多的线圈上。故CD错误故选A。‎ 点睛：电流互感器的接线应遵守串联原则；按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大．电压互感器的接线应遵守并联原则；按被测电压大小，选择合适的匝数比．‎ ‎7. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生e＝220sin 100πt (V)的正弦交变电流，线圈电阻不计。理想变压器的原、副线圈匝数之比为20∶1，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，R1、R2均为定值电阻，其中R1＝R2＝10 Ω，开关S开始是断开的，则以下说法中错误的是（ ）‎ A. 线圈的转速为50 r/s B. 交流电压表的示数为11 V C. 电阻R1的功率小于12.1 W D. 闭合开关S后，变压器副线圈中的电流没有发生变化 ‎【答案】D ‎【解析】根据交流电的表达式可知ω=100πrad/s，根据ω=2πn可知转速n=＝50r/s，故A正确；由瞬时值表达式知原线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比，副线圈电压即电压表的示数为11V，所以B正确；若没有线圈，则灯泡的功率P=U2/R=12.1W，由于线圈的阻碍，则功率小于12.1W，所以C正确；闭合开关S后，交流电能够通过电容器，变压器副线圈中的电流发生变化，故D错误。本题选错误的，故选D。‎ 点睛：本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．‎ ‎8. 在如图甲所示的电路中，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。R1＝30 Ω，R2＝60 Ω，R3＝10 Ω。在MN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端电压表的读数大约是（ ）‎ A. 5V B. 4V C. 3.5 V D. 3 V ‎【答案】C ‎【解析】由题意可知，0-0.01s时间内D处于导通状态，则电路总电阻R=R3+=30Ω；根据欧姆定律得出电压表读数U1=4V；0.01-0.02s时间内电压反向，D处于截止状态，则电路总电阻R′=R3+R1=40Ω；根据欧姆定律得出电压表读数U2=3V；根据交流电的有效值定义得解得：U≈3.5V，故选C。‎ 点睛：本题考查了二极管的特性、电路结构分析、欧姆定律、串并联电路的特点；认真审题，充分理解题意，知道理想二极管，正向电阻为零，反向电阻为无穷大，分析清楚电路结构是解题的关键．‎ ‎9. 玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有（ ）‎ A. 原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量 B. 原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C. 电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子 D. 电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 ‎【答案】ABC ‎【解析】玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有：即原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量；原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的；电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子；故选ABC.‎ ‎10. 下列叙述不符合物理学史的是（　 　）‎ A. 汤姆逊通过研究阴极射线实验，首次发现了质子的存在 B. 玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 C. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型 D. 爱因斯坦因对光电效应的解释做出贡献获得诺贝尔物理学奖 ‎【答案】AB ‎【解析】汤姆逊通过研究阴极射线实验，首次发现了电子的存在，选项A错误；玻尔的原子模型是在卢瑟福理论的基础上引入了量子理论，并没有彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说，故B错误．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子核式结构模型，选项C正确；爱因斯坦因对光电效应的解释做出贡献获得诺贝尔物理学奖，选项D正确；此题选择不符合物理学史的，故选AB.‎ ‎11. 如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是（ ）‎ A. 这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光 B. 由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光频率最小 C. 由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光波长最小 D. 用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 ‎【答案】AD ‎【解析】根据=6，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光。故A正确；由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故BC错误；n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量E=13.6-3.40eV=10.2eV，大于逸出功6.34eV，能发生光电效应。故D正确。故选AD。‎ ‎12. 如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，电容器两极板水平放置。在两极板间，不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放，若两板间距足够宽，则下列运动可能的是（ ）‎ A. 若t=0时线圈平面与磁场垂直，粒子在两极间往复运动 B. 若t=0时线圈平面与磁场平行，粒子在两极间往复运动 C. 若t=0时线圈平面与磁场垂直，粒子一定能到达极板 D. 若t=0时线圈平面与磁场平行，粒子一定能到达极板 ‎【答案】BC ‎【解析】若t=0时，线圈平面与磁场垂直，线圈中产生正弦形电流；在前半个周期内粒子向一极板先做加速直线运动，后做减速直线运动；后半个周期内，沿原方向继续先做加速直线运动，后做减速直线运动。周而复始，粒子做单向直线运动，粒子一定能到达极板。故C正确，A错误。若t=0时，线圈平面与磁场平行，线圈中产生余弦形电流，前半个周期内，向一极板先做加速直线运动，后做减速直线运动，半个周期时刻速度减为零；后半个周期内，沿反方向返回，先做加速直线运动，后做减速直线运动，一个周期时刻速度为零。周而复始，粒子做往复运动。故B正确，D错误。故选BC。‎ 点睛：此题关键要分析一个周期内粒子的运动情况：若t=0时，线圈平面与磁场垂直，线圈中产生正弦形电流；若t=0时，线圈平面与磁场平行，线圈中产生余弦形电流，根据牛顿定律分析求解．‎ 二、实验题 ‎13. 如图所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k。电源的电动势为E，内阻可忽略不计，滑动变阻器全长为L，重力加速度为g。为理想电压表。当木板(不计重力)上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零。在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移。由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k。‎ ‎(1)写出m、U与k之间所满足的关系式：________________。‎ ‎(2)已知E＝1.50 V，L＝12.0 cm，g取9.80 m/s2。测量结果如下表：‎ m/kg ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎3.00‎ ‎4.50‎ ‎6.00‎ ‎7.50‎ U/V ‎0.108‎ ‎0.154‎ ‎0.290‎ ‎0.446‎ ‎0.608‎ ‎0.740‎ ‎①在图中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线。‎ ‎②m－U直线的斜率为________kg/V(结果保留三位有效数字)。‎ ‎③弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留三位有效数字)。‎ ‎【答案】 (1). (1)m＝　 (2). (2)①见解析图　 (3). ②10.0；　‎ ‎【解析】（1）由平衡可知：mg=kx     ‎ ‎   所以 ‎（2）①根据m-U的关系，知m-U成正比，图线如图所示；‎ ‎     ②通过图线求出斜率为：10.0      ③已知，所以k==1.23×103 N/m。‎ 三、计算题 ‎14. 传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表(实质是理想电流表)组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s2。请作答：‎ 压力F/N ‎0‎ ‎250‎ ‎500‎ ‎750‎ ‎1 000‎ ‎1 250‎ ‎1 500‎ ‎…‎ 电压R/Ω ‎300‎ ‎270‎ ‎240‎ ‎210‎ ‎180‎ ‎150‎ ‎120‎ ‎…‎ ‎(1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘何处？‎ ‎(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则这个人的质量是多少？‎ ‎【答案】(1) 应标在电流表刻度盘1.6×10－2A处；　(2)50 kg； ‎ ‎【解析】（1）由压力传感器R的电阻与所受压力的关系如中表所示，可得：F=0，R=300Ω，由闭合电路欧姆定律：‎ 即该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘 1.6×10-2A处 ‎（2）由闭合电路欧姆定律：     ‎ 由表中数据得，F=500N，由G=mg，得m=50kg 如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20mA，则此人的体重是50kg ‎15. 如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P1＝50kW，输出电压U1＝500V，升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2＝1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻R＝15Ω，降压变压器的输出电压U4＝220V，变压器本身的损耗忽略不计，求 (1)升压变压器副线圈两端的电压U2；‎ ‎(2)输电线上损耗的电功率P损；‎ ‎(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3：n4。‎ ‎【答案】(1)2500V；　(2)6000W；　(3)10：1； ‎ ‎【解析】（1）升压变压器的输出电压： ‎ ‎（2）传输电流： ‎ 损失的功率：P损=I2R=202×15=6000W （3）降压变压器的输入电压为： U3=U2-I2R=2500V-20×15V=2200V 降压变压器的匝数比： ‎ ‎16. 如图所示，匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈，处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中。当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A。电动机的内阻r为1Ω，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.2kg的导体棒MN沿轨道上升。导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2‎ 为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑1.6m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2。求：‎ ‎(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；‎ ‎(2)导体棒MN的稳定速度；‎ ‎(3)导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。‎ ‎【答案】(1)e＝10sin10πtV；　(2)v＝2m/s；　(3)t＝1.0s；‎ ‎【解析】试题分析：（1）线圈转动过程中电动势的最大值为：‎ 则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时值表达式为：‎ ‎（2）电动机的电流：‎ 电动机的输出功率：‎ 又 而棒产生的感应电流：‎ 稳定时棒处于平衡状态，故有：‎ 由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度：，（舍去）‎ ‎（3）由能量守恒定律得：‎ 其中 解得：‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化、交流电。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时表达式以及峰值，棒达到稳定速度时，处于平衡状态，根据平衡条件列式求解。‎ ‎ ‎