2018-2019学年广东省佛山一中、珠海一中、金山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年广东省佛山一中、珠海一中、金山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

‎2018-2019学年高二下学期期中 佛山一中、珠海一中、汕头金中三校联考物理试题 一、单项选择题（每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，有且只有一个选项正确，选错或不答的得0分。）‎ ‎1.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是(　 　)‎ A. 电流表的示数为20 A B. 交流电的频率是100Hz C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 0.02 s时线框平面与中性面重合 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】电流表的示数为有效值：，故A错误；由图知周期 T=0.02s，根据，故B错误；0.01s时线圈产生的感应电动势最大，说明线框与磁场平行，磁通量为零，故C正确；由图知0.02s时线框中感应电流最大，说明线框与磁场平行，磁通量为零，故D错误。‎ ‎2.物理课上，老师做了一个“神奇”的实验：如图所示，将30cm长的铝管竖直放置，一磁性很强的磁铁从上管口由静止释放，观察到磁铁用较长时间才从下管口落出。对于这个实验现象同学们经分析讨论做出相关的判断，你认为正确的是（下落过程中不计空气阻力，磁铁与管壁没有接触）。则（ ）‎ A. 如果磁铁的磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远不落下来 B. 磁铁在铝管中运动的过程中，由于不计空气阻力，所以机械能守恒 C. 如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动时间更长，但一定会落下来 D. 如果将铝管换成塑料管，磁铁从塑料管中出来也会用较长时间 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】如果磁铁的磁性足够强，磁铁在铝管中运动受到阻力更大，原因：当磁铁运动时才会导致钢管的磁通量发生变化，才出现感应磁场阻碍原磁场的变化，所以运动时间变长，但一定会落下，故A错误，C正确；磁铁在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，产生了感应电流，机械能转化电能，所以机械能不守恒，故B错误；如果将铝管换成塑料管，磁铁不会受到安培力阻力，因此出来的时间将会变短，故D错误。‎ ‎3.如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力F与时间t的关系图线是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由可知，电动势保持不变，则电路中电流不变，则AB错误；由安培力F=BtIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力的方向为负，B为正值时，安培力为正值，故C错误，D正确；‎ ‎4.如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为22 :5，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，R1为光敏电阻（随光照强度增加电阻变小），R2为25Ω定值电阻，D为二极管。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，原线圈接的交流电，则下列说法中正确的是(　 ) ‎ A. 通过R2的电流为1A B. 单刀双掷开关由a扳到b，R2产生的热量是原来的两倍 C. 单刀双掷开关由a扳到b，电压表和电流表的示数都变大 D. 光照强度变强时，电压表示数不变，电流表的示数变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当单刀双掷开关与a连接时，匝数之比为22：5，原线圈两端有效值为220V，所以副线圈电压有效值为50V，因为二极管的存在，则R2两端的电压为：，可得通过R2的电流为：，故A错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，匝数之比为11：5，输出电压变为原来的2倍，则R2产生的热量是原来的4倍，故B错误；单刀双掷开关由a扳到b，匝数之比为11：5，电压表和电流表的示数都变大，故C正确；光照强度变强时，电阻变小，因为原副线圈匝数比不变，所以电压表示数不变，根据欧姆定律可得电流表的示数变大，故D错误。‎ ‎5.有一个负载电阻值为，当将它接在的直流电源上时，消耗的电功率为，若将接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是，已知变压器的输入电压 的最大值为100V,变压器的原、副线圈的匝数之比（ ）‎ A. B. C. 5:1 D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当电阻接在直流电路中的时候，由可得，此时的功率为，当功率为时电阻的电压的有效值为U2=，变压器的输入电压的有效值为，所以变压器原、副线圈的匝数比为：。‎ ‎6.如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。ac、bc两金属棒分别串有电压表、电流表，当金属框绕ab边以逆时针转动时，下列判断正确的是( )‎ A. 电压表有读数，电流表没有读数 B. 电压表有读数，电流表也有读数 C. 电压表无读数，电流表有读数 D. 电压表无读数，电流表也无读数 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒bc、ac做切割磁感线运动，产生感应电动势，但穿过直角三角形金属框abc回路的磁通量没有发生变化，恒为0，所以金属框中无电流，电压表和电流表都无读数。故D正确，ABC错误。‎ ‎7.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是 A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 B. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光 C. 用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；‎ B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，故B错误；‎ C、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV才能跃迁，故C错误；‎ D、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E大=-1.51+13.6=12.09eV，因锌的逸出功是3.34ev，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV，故D正确；‎ 故选D.‎ ‎8.如图1所示为研究光电效应的实验装置示意图，在电极K、A之间加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场。现用不同频率的光源照射阴极K，调节滑动变阻器改变反向电压的值，当电流表示数恰好为零时，记下所加反向电压U的值和对应照射光的频率，作出反向电压U随入射光频率变化的图线如图2所示，则下列说法正确的是 A. 该金属的截止频率为4.25×1014Hz B. 该金属的截止频率为5.5×1014Hz C. 该图线的斜率表示普朗克常量 D. 该金属的逸出功为0.52eV ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据，结合图像判断各个选项的对错。‎ ‎【详解】AB、从图像上可以看出，当遏制电压为零时，此时刚好发生光电效应，即该金属的截止频率为4.25×1014Hz，故A对B错 C、因为图像是关于 的图像，所以图像的斜率代表的是 ，故C错；‎ D、根据，当 时 再结合图像可知该金属逸出功1.76eV，故D错；‎ 故选A 二、多项选择题（每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，有两个或以上选项是正确的，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎9.如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻为R，电源电动势为E，内阻忽略不计，L1、L2、L3是三个完全相同的小灯泡，阻值均为R，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2、L3的亮度变化情况是（ ）‎ A. S闭合，L2、L3先亮后逐渐变暗，L1后亮且亮度逐渐变亮 B. S闭合，L2、L3先亮且亮度不变，L1后亮且亮度逐渐变亮 C. S断开，L2、L3逐渐熄灭 D. S断开，L2、L3闪亮一下逐渐熄灭 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当S闭合瞬时，灯L2、L3获得电压，立刻发光，且亮度不变，而灯L1 随着线圈L电流的增加，所以L1后亮且亮度逐渐变亮，故A错误，B正确；S断开瞬时，由于电感中产生一个与电流同向的自感电动势，故灯L1、L2、L3灯一起渐渐熄灭，由于通过L1的电流等于L2、L3正常工作时的电流，因此L2、L3不会亮一下逐渐熄灭，故D错误，C正确。‎ ‎10.如图所示为某发电站向某用户区供电的输电原理图，T1为匝数比为n1：n2的升压变压器，T2为匝数比为n3：n4的降压变压器．若发电站输出的电压有效值为U1​，输电导线总电阻为R，在某一时间段用户需求的电功率恒为Po，用户的用电器正常工作电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（　　）‎ A. T1原线圈中的电流有效值为 B. T2副线圈中的电流有效值为 C. 输电线上损耗的功率为 D. 输电线上损耗的功率为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】T1原线圈中的功率等于P0加上输电线上损失的功率，所以T1‎ 原线圈中的电流有效值大于，故A错误；T2副线圈功率为P0，T2副线圈电压为U2，根据P=UI，T2副线圈中电流有效值为，故B正确；输电线电流等于I3，，解得，所以输电线上损失的功率，故C正确，D错误；故选BC。‎ ‎11.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是(　　)‎ A. 密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值 B. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C. 卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 D. 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值，故A正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，发现了原子中存在原子核，故B错误；卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，并提出了原子的核式结构模式，故C错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故D正确。‎ ‎12.有关放射性同位素的下列说法中正确的是( )‎ A. 与互为同位素 B. 与其同位素具有相同的化学性质 C. 用制成化合物后它的半衰期变短 D. 含有的磷肥释放电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】同位素具有相同的质子数，化学性质相同，A错，B对；半衰期与化学状态无关，C错；选择半衰期短的放射性元素作为示踪原子，含有的磷肥放出正电子，可作为示踪原子，D对；故选BD．‎ ‎13.用中子轰击 原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则以下说法中正确的是（ ）‎ A. X原子核中含有86个中子 B. X原子核结合能比原子核的结合能大 C. X原子核中核子的比结合能比原子核中核子的比结合能大 D. X原子核中核子的平均质量比原子核中核子的平均质量大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有92-38=54个质子，235+1-94-2-54=86个中子，故A正确；裂变的过程中释放能量，则的比结合能小于X原子核的比结合能，故B错误，C正确；因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少，故D错误。‎ ‎14.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、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. 氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后就只剩下1kg氡原子核 B. 氡半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核 C. 放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生产生的高速电子 D. 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】氡的半衰期是3.8天，若有4 kg氡原子核，则经过7.6天，即两个半衰期，氡只剩下1kg，故A正确；放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态有关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，故B错误；放射性元素发生β 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转变为质子和电子，电子释放出来，故C错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故D正确。‎ 三、实验题（共2小题，共15分）‎ ‎15.如图所示为多量程多用电表的示意图．‎ ‎(1)当接通1时，为_________(选填“电流”“电阻”或“电压”)挡．‎ ‎(2)用多用电表测量某电阻时，用电阻挡“×10”挡时，发现指针偏转角度过小，他应该换用电阻挡 ____________(选填“×1”或“×100”)挡，换挡后，在重新测量前要先进行____________．‎ ‎【答案】 (1). 电流 (2). ×100 (3). 欧姆调零 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）改装成电流表时要并联电阻分流，所以接通1时为电流档。‎ ‎（2）因偏转角度过小，则电阻大，要用大量程的，选择“×100”档，换档后电路改变，要重新欧姆调零。‎ ‎16.小华同学用电流表和电压表测定一节干电池(电动势约1.5V，内电阻小于1 Ω)的电动势和内电阻。除待测电池组、电键、导线外，还有以下器材供选用 A . 电流表：量程0.6A，内阻0.5Ω B．电压表：量程3 V，内阻约30 kΩ C．电压表：量程15 V，内阻约60 kΩ D．滑动变阻器：0～50 Ω，额定电流2 A E．滑动变阻器：0～500 Ω，额定电流0.5 A ‎(1)为了使测量结果尽量准确，电压表应选用 ______________（填仪器的字母代号），滑动变阻器应选用__________（填仪器的字母代号)．‎ ‎(2)实验应选取电路图____________（填“甲”或“乙”）‎ ‎(3)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U-I图线。‎ ‎(4)根据所画U-I图线可得干电池的电动势E= ______V ，r= _____Ω（结果保留两位小数）‎ ‎【答案】 (1). B (2). D (3). 甲 (4). (5). 1.49-1.51 0.81-0.85‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电动势约1.5V，所以电压表应选B；因电源内阻较小，故为了便于控制，滑动变阻器应选择总阻值较小D。‎ ‎（2）由于电流表内阻较小，与电源内阻相差不多，为了保证准确性，应采用相对电源的外接法，故应选择甲图。‎ ‎（3）根据描点作图法可得：‎ ‎（4）图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势E=1.50V；图象的斜率为电源的内阻：。‎ 四、计算题（共3小题，合计37分。解答应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎17.在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，其绕OO'轴以转速r/s匀速转动。AB=20cm，BC=25cm，线圈总电阻为r=1Ω，定值电阻阻值为R=9Ω，从图示位置开始计时，求：‎ ‎（1）写出线圈感应电动势的瞬时值表达式． ‎ ‎（2）当从图示位置转过60°时，通过R的电荷量？‎ ‎（3）当从图示位置转过90°过程中，R产生的热量(π取3，结果保留两位有效数字)？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）线圈在图示位置产生感应电动势最大，其大小为 代入数据解得：Em=50V 角速度：‎ 故瞬时值表达式：e=Em•sinωt=50sin100t（V）。‎ ‎（2）从图示位置转过60°时，根据 其中：‎ 有：‎ 代入数据可得：‎ ‎（3）转过900时，‎ 电流的有效值为：‎ 焦耳热为：‎ 联立并代入数据解得：‎ ‎18.如图所示，水平绝缘桌面上有一固定的矩形线圈和平行金属导轨，线圈匝数n=10、阻值r=1Ω、面积S=0.2m2，导轨之间的距离L=1m，电阻忽略不计；在线圈中存在垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁感应强度B1随时间发生变化，（T）；现垂直于导轨水平放置一质量m=0.1 kg、阻值R=4Ω金属棒。已知导轨平面存在磁感应强度B2＝5 T，与导轨平面的夹角θ＝37°的匀强磁场，方向垂直于ab棒，棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5；(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2)。‎ ‎（1）当ab静止时，流过ab的电流I方向及其随时间t变化的关系式 ‎（2）经过时间t1，ab棒开始运动，求t1的大小 ‎（3）ab棒保持静止的时间内，通过ab棒的电荷量 ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据安培右手定则可得电流的方向为由a-b.‎ 感应电动势为：‎ 感应电流为：‎ 联立以上可得：‎ ‎（2）棒受重力、支持力、安培力和摩擦力，‎ 根据平衡条件可得：‎ 其中：‎ 联立以上并代入数据解得：t1=0.5s ‎（3）ab棒保持静止的时间内电流的图象为：‎ I-t所围图象的面积为电荷量即：‎ ‎19.如图所示，无限长金属导轨EF、PQ固定在倾角为θ=37°的绝缘斜面上，轨道间距L=1 m，底部接入一阻值为R=0.06Ω的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量为m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量为M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与棒ab相连。由静止释放M，当t=1s时闭合开关S，ab棒减速。当M下落距离H=5m时，ab棒开始匀速运动。已知，运动中ab始终垂直导轨，并接触良好，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：‎ ‎（1）ab棒匀速运动速度v大小；‎ ‎（2）从ab开始运动至开始匀速的这段时间内，电阻R上产生的热量；‎ ‎（3）运动过程中ab棒最大加速度？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由题意知，由静止释放M后，ab棒在绳拉力T、重力mg、安培力F和轨道支持力N及摩擦力f共同作用下做沿轨道向上做加速度逐渐减小的加速运动直至匀速运动，由平衡条件有：T-mgsinθ-F-f=0  N-mgcosθ=0  T=Mg 又由摩擦力公式得：f=μN ab所受的安培力 ：F=BIL 回路中感应电流：‎ 联解并代入数据解得：v=1m/s ‎（2）由能量守恒定律知，系统的总能量守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能、焦耳热及摩擦而转化的内能之和，有：‎ 其中：‎ ‎ 联立并代入数据得：QR=117.6J ‎（3）未闭合开关时，对M有：‎ 对m有：‎ 解得：‎ 闭合开关后，ab棒减速，安培力逐渐减小，故ab棒做加速度逐渐减小的减速运动 ab棒：‎ 电流为：‎ 安培力为：‎ 根据牛顿第二定律：‎ 对M有：‎ 联立解得：‎ 所以最大加速度为 ‎ ‎ ‎ ‎