2017-2018学年吉林省辽源五中高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省辽源五中高二下学期第一次月考物理试题 解析版

吉林省辽源五中2017-2018学年高二下学期第一次月考物理试卷 一、选择题 ‎1. 穿过某线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示,在下列几段时间内,线圈中感应电动势最小的是( ) ‎ A. 0~2‎ B. 2~4‎ C. 4~5‎ D. 5~10‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：根据得，感应电动势与磁通量的变化率成正比．Φ-t图线的斜率表示磁通量的变化率，5 s～10 s内磁通量的变化率最小，则产生的感应电动势最小．故D正确，ABC错误．故选D．‎ 考点：法拉第电磁感应定律 ‎【名师点睛】此题是对法拉第电磁感应定律的考查；要知道感应电动势大小与磁通量的变化率成正比，而磁通量的变化率在Φ-t图线中是直线的斜率值，故只要理解图线的物理意义即可解答此题.‎ ‎2. 如图,在光滑水平桌面上有一边长为 、电阻为 的正方形导线框;在导线框右侧有一宽度为 的条形匀强磁场区域,磁场的边界与导线框的一边平行,磁场方向竖直向下.导线框以某一初速度向右运动. 时导线框的右边恰好与磁场的左边界重合,随后导线框进入并通过磁场区域.下列v-t图像中,可能正确描述上述过程的是(   )‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】线框进入磁场时，由右手定则判断感应电流的方向再由左手定则可知线框受到向左的安培力，线框做减速运动；由于，则安培力减小，线框做加速度减小的减速运动。‎ 同理线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动。‎ 线框完全在磁场中时，线框中没有感应电流，不受安培力作用，线框做匀速运动。‎ 故D项正确。‎ ‎3. 如图所示为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为的光照射阴极 时,电路总有光电流,则(   )‎ A. 换用波长为 的光照阴极 时,电路中一定没有光电流 B. 换用波长为 的光照射阴极 时,电路中一定有光电流 C. 增大电路中电源的端电压,电路中的光电流一定增大 D. 将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流 ‎【答案】B ‎【解析】A：用波长为的光照射阴极时，电路中有光电流，知波长为为的光照射阴极时，发生了光电效应，换用波长为光照射阴极时，由于频率变小，不一定发生光电效应，电路中不一定有光电流。故A项错误。‎ B：换用波长为光照射阴极时，由于频率变大，一定发生光电效应，电路中一定有光电流。故B项正确。‎ C：增加电路中电源两端的电压，当电流达到饱和电流后，不再增大。故C项错误。‎ D：将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，只要反向电压小于遏止电压，光电子还可能到达阳极，所以还可能有光电流。故D项错误。‎ 点睛：在光电效应中，电子吸收能量变成光电子在没有电压的情况下会在光电管中自由扩散从而形成光电流。当加速电压U增加到一定值时，阴极K射出的光电子全部到达阳极，光电流达到饱和值；随着反向电压越来越大，单位时间内到达阳极A的光电子数就越来越少，光电流也就越来越小，加到光电流为零时的电压就叫遏制电压，它使具有最大初速度的光电子也不能到达阳极。‎ ‎4. 下列说法正确的是(    )‎ A. 在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分能量转移给电子,因此,光子散射后波长变小 B. 玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引入了量子理论 C. 光电效应现象说明光具有波动性 D. 在黑体辐射中随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都会增加;另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，由动量守恒定律得知，光子的动量P变小，根据物质波波长公式 ‎，分析得到光子散射后波长变长．故A错误．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福的核式结构学说基础上引进了量子理论，提出量子化模型，故B正确; 光电效应揭示了光的粒子性，C错误；随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向波长较短的方向移动；D错误；‎ 考点：考查了原子物理基础知识 点评：该块的知识比较碎，在学习过程中应加强记忆 ‎5. 如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为 ,其右端接有阻值为 的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为 的匀强磁场中。一质量为(质量分布均匀)的导体杆 垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 作用下从静止开始沿导轨运动距离 时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为,导轨电阻不计,重力加速度大小为 。则此过程( )‎ A. 杆的速度最大值为 B. 流过电阻的电量为 C. 恒力 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量 D. 恒力 做的功与安倍力做的功之和小于杆动能的变化量 ‎【答案】B 考点：安培力；物体的平衡 视频 ‎6. 如图所示,由某种粗细均匀的总电阻为6的金属条制成的矩形线框 ,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动,滑动过程PQ始终与 垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ab处向cd滑动的过程中(   )‎ A. PQ中电流先增大后减小 B. PQ 上拉力的功率先减小后增大 C. PQ两端电压先减小后增大 D. 线框消耗的电功率先减小后增大 ‎【答案】B ‎【解析】设PQ左侧电阻为，则右侧电路的电阻为，所以外电路的总电阻为，在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电路电阻先增大后减小。‎ A：PQ中电流先减小后增大。故A项错误。‎ B：PQ做匀速运动，拉力等于安培力，即，拉力的功率先减小后增大。故B项正确。‎ C：PQ中电流先减小后增大，内电压先减小后增大，PQ两端电压(电源的路端电压)先增大后减小。故C项错误。‎ ‎...............‎ 则线框消耗的电功率(电源输出功率)变化情况不确定。故D项错误。‎ 点睛：电源的输出功率，当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大。‎ ‎7. 如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中(   )‎ A. 始终有自a向b的感应电流流过电流表G B. 先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流 C. 先有b→G→a方向的感应电流,后有a→G→b方向的感应电流 D. 将不会产生感应电流 ‎【答案】B ‎【解析】条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向左，由安培定则，知感应电流的方向a→G→b．条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向右，由安培定则，知感应电流的方向b→G→a．故ACD错误，B正确；故选B．‎ 点睛：解决本题的关键掌握用楞次定律判断感应电流方向的步骤，先判断原磁场的方向以及磁通量是增加还是减小，再根据楞次定律判断出感应电流的磁场方向，最后根据安培定则，判断出感应电流的方向．‎ ‎8. 如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时（   ）‎ A. 交流电压表V1和V2的示数一定都变小 B. 交流电压表只有V2的示数变小 C. 交流电流表A1、A2和A3的示数都变大 D. 交流电流表A1、A2和A3的示数都变小 ‎【答案】B ‎【解析】AB：交流电压表V1测副线圈两端电压，副线圈两端电压由原线圈两端电压与原副线圈匝数比决定，则副线圈两端电压不变，交流电压表V1不变。开关S闭合，副线圈回路总电阻减小，总电流增大，输电线ab和cd上损失的电压增大，电阻R1两端电压减小，交流电压表V2的示数变小。故A项错误，B项正确。‎ CD：开关S闭合，副线圈回路总电阻减小，总电流增大，交流电流表A2示数变大；根据副线圈电流增大和原副线圈匝数比不变，可得流过原线圈的电流增大，交流电流表A1的示数变大；副线圈回路总电流增大，输电线ab和cd上损失的电压增大，电阻R1两端电压减小，流过R1的电流减小，电流表A3的示数变小。故CD两项错误。‎ ‎9. 如图所示的电路中,A、B、C三灯泡亮度相同,电源为220V,50Hz的交流电源,以下叙述中正确的是(   )‎ A. 改接220V,100Hz的交流电源时,A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变 B. 改接220V,100Hz的交流电源时,A灯变暗,B灯变亮,C灯变亮 C. 改接220V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯亮度不变 D. 改接220V的直流电源时,A灯熄灭,B灯变亮,C灯变暗 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过A灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变，故灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变；故A正确，B错误；改接的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈通低频，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，C正确D错误；‎ 考点：自感现象和自感系数 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道电感和电容对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关．记住感抗和容抗的两个公式可以帮助定性分析。‎ ‎10.‎ ‎ 如图所示,相距为d的两条水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的上下边界,磁场的磁感应强度大小为B,正方形线框abcd的边长为L(L>d)、质量为m.将线框从磁场上方高h处由静止开始释放,当ab边进入磁场时线框的速度为v0,cd边刚穿出磁场时线框的速度也为v0.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中( )‎ ‎ ‎ A. 线框中一直都有感应电流 B. 线框在某一阶段的加速度为g C. 做过一段减速运动 D. 线框产生的热量为mg(d+h+L)‎ ‎【答案】BC ‎【解析】A：线框进入磁场过程，磁通量增加，有感应电流产生；穿出磁场的过程中，磁通量减小，也有感应电流产生；在ab边穿出磁场且cd边未进入磁场的过程中，线框中磁通量不变，没有感应电流产生。故A项错误。‎ B：在ab边穿出磁场且cd边未进入磁场的过程中，线框中磁通量不变，没有感应电流产生，线框只受重力，所以加速度为g。故B项正确。‎ C：由于在ab边穿出磁场且cd边未进入磁场的过程中线框做匀加速运动；ab边进入磁场时线框的速度为v0，cd边刚穿出磁场时线框的速度也为v0。则线框做过一段减速运动。故C项正确。‎ D：ab边进入磁场到cd边刚穿出磁场的过程中，动能不变，重力势能的减小转化为内能，由能量守恒定律可得线框产生的热量。故D项错误。‎ 综上答案为BC。‎ ‎11. 如图所示,甲中bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示,PQ始终静止,则0~ts内,PQ受到的摩擦力的变化情况是(   )‎ ‎ ‎ A. f一直增大 B. f一直减小 C. f先减小后增大 D. f先增大后减小 ‎【答案】AC ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律可知在线圈中产生恒定的感应电流，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，若开始安培力小于导体棒重力沿导轨向下的分力mgsinθ，则摩擦力为：f=mgsinθ-F安，随着安培力的减小，摩擦力f逐渐逐渐增大，当安培力反向时，f=mgsinθ+F安，安培力逐渐增大，故摩擦力也是逐渐增大；若安培力大于mgsinθ，则摩擦力为：f=F安-mgsinθ，由于安培力逐渐减故，摩擦力逐渐减小，当F安=mgsinθ时，摩擦力为零并开始反向变为：f=mgsinθ-F安，随着安培力的变化将逐渐增大，故选AC．‎ ‎【点睛】正确分析清楚过程中安培力的变化是解题关键，本题也可用排除法，因为后来安培力沿导轨向下且逐渐增大，因此摩擦力最后一定逐渐增大．‎ ‎12. 如图所示,金属杆a从离地高为0.8m处从静止开始沿弧形轨道下滑,轨道的水平部分有竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场,水平轨道足够长,其上原来放一个金属杆b。已知杆a的质量为1kg,杆b的质量为3kg,不计一切摩擦,杆a、b的电阻之比为Ra:Rb =1:2,其余电阻不计,g取10m/s2,以下说法正确的是(   )‎ A. a和b的最终速度都为零 B. b杆的最终速度为1m/s C. 整个过程b杆产生的热量为4J D. 整个过程产生的总热量为8J ‎【答案】BC ‎【解析】a下滑h过程中机械能守恒： ，解得v0=4m/s；a进入磁场后，回路中产生感应电流，a、b都受安培力作用，a作减速运动，b作加速运动，经一段时间，a、b速度达到相同，之后回路的磁通量不发生变化，感应电流为零，安培力为零，二者匀速运动，匀速运动的速度即为a、b的最终速度，设为v，由过程中a、b系统所受合外力为零，动量守恒得：mav0＝(ma+mb) v, 解得最终速度：v＝1m/s，选项A错误，B正确；‎ 由能量守恒知，回路中产生的电能等于a、b系统机械能的损失，所以有： ，其中b杆中产生的热量为： ，选项C正确，D错误；故选BC. 点睛：本题是双杆在轨道滑动类型，分析两杆的运动情况，找到最终的运动状态是关键，其次要把握物理规律，系统的合外力为零，动量是守恒的．‎ 二、计算题 ‎13. 如图(a)所示是旋转电枢式交流发电机的示意图，电枢的电阻r=5Ω，灯泡电阻R=95Ω，图(b)所示是电枢匀速转动时产生正弦式电流的电动势随时时间变化的图像。‎ ‎（1）线圈产生的电动势在什么位置为零？在什么位置最大？‎ ‎（2）电动势的峰值、周期和频率各多少？‎ ‎（3）写出电流的瞬时值的表达式？‎ ‎（4）电压表和电流表的读数各是多少？‎ ‎【答案】（1）线圈平面与中性面重合位置电动势为零，与中性面垂直位置电动势最大。（2）电动势峰值311V,周期0.02s,频率50HZ。(3) (4) , ‎ ‎【解析】（1）线圈平面与中性面重合位置电动势为零，与中性面垂直位置电动势最大。‎ ‎（2）电动势峰值311V,周期0.02s,频率50HZ。‎ ‎（3）i=3.11sin100πt A。‎ ‎（4）209V 2.2A。‎ 本题考查交变电流的产生和瞬时值表达式、有效值的公式应用，在中性面时感应电动势最大，由图像直接读出峰值、周期 ‎14. 在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,C=30μF。在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求:‎ ‎ ‎ ‎(1)求螺线管中产生的感应电动势?‎ ‎(2)闭合S,电路中的电流稳定后,求此时全电路电流的方向(俯视方向看顺时针还是逆时针)?‎ ‎(3)闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率?‎ ‎(4)闭合S,电路中的电流稳定后,求电容器的电量?‎ ‎【答案】(1) (2)逆时针（3） (4) ‎ ‎【解析】试题分析：根据法拉第地磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势，根据闭合回路欧姆定律求出电流的大小，通过楞次定律判断电流的方向，根据P=I2R求出电阻R1的电功率，电容器与R2并联，两端电压等于R2两端的电压，根据Q=CU求出电容器的电量。‎ ‎（1）根据法拉第电磁感应定律：‎ 代入数据解得：E=1.2V ‎（2）（3）根据闭合电路欧姆定律可得电流为：，‎ 根据P=I2R1 可得：P=5.76×10-2W 根据楞次定律知，电流方向为逆时针。 （4）S断开后，电容器两端的电压U=IR2=0.6V，可得经R2的电量为： Q=CU=1.8×10-5C 点睛：本题主要考查了电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，运用闭合电路欧姆定律进行求解。‎ ‎15. 如图所示,竖直放置、宽度 的框架上,放有一质量 、电阻 的导体棒MN,它们处于磁感应强度 ‎ 的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直。用电动机无初速牵引导体棒上升,当上升到h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量Q=2.0J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为U=7.0V、I=1.0A,电动机内阻r=1.0。不计其它电阻及一切摩擦,导体棒与框架始终接触良好,取重力加速度 。求:‎ ‎(1)棒能达到的稳定速度的大小;‎ ‎(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。‎ ‎【答案】(1) （2） ‎ ‎【解析】本题考查电磁感应中的能量问题，需运用电动机的机械功率、动生电动势、平衡、能量守恒等知识求解。‎ ‎(1)电动机的输出功率 电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率 当棒达稳定速度时 感应电流 联立解得：‎ ‎(2) 棒从静止至达到稳定速度的过程，由能量守恒定律得 解得： ‎ ‎16. 如图,竖直平面内放着两根间距L=1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N,两板间接一阻值 的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度 的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为 和 。有一质量M=0.3kg、电阻 的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达到最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷 的正离子,经电场加速后,以v=200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取 。求:‎ ‎(1)金属棒达到最大速度时,电阻R两端电压U;‎ ‎(2)电动机的输出功率P;‎ ‎(3)离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到板,Q点距分界线高h等于多少。‎ ‎【答案】（1） (2) (3) ‎ ‎【解析】试题分析：粒子从P到Q是直线加速，根据动能定理求解板间电压，即为R两端电压；根据欧姆定律求解电流，根据安培力公式求解安培力，根据平衡条件求解拉力，最后结合切割公式和功率公式列式，联立求解即可；粒子在y轴右侧做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求解轨道半径；轨迹恰好与y轴相切，根据几何关系求解Q点距离分界线高h．‎ ‎（1）离子从P运动到Q，由动能定理：①，解得R两端电压U=2V② （2）电路的电流：③，安培力：④，受力平衡⑤‎ 由闭合电路欧姆定律：⑥‎ 感应电动势：⑦，功率：⑧ 联立②-⑧式解得：电动机功率⑨‎ ‎（3）如图所示，设离子恰好不会回到N板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为和，圆心的连线与N板的夹角为．‎ 在磁场B1中，由⑩‎ 解得运动半径为⑪‎ 在磁场中，由⑫，解得运动半径为⑬‎ 由几何关系得：⑭，⑮‎ 联立解得：⑯‎ ‎ ‎ ‎ ‎