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文档介绍
【物理】北京首师大附中永定分校2019-2020学年高二下学期期中考试试题(解析版)
高二物理 第一部分 选择题(共54分) 一、单项选择题,共18小题,(每小题3分,共54分)。 1.下列说法正确的是( ) A. 线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B. 线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C. 线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D. 线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大 【答案】D 【解析】 【详解】AD.根据法拉第电磁感应定律得,感应电动势与磁通量的变化率成正比,所以线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势不一定越大;线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大,故D正确,A错误; BC.根据法拉第电磁感应定律得,感应电动势与磁通量的变化率成正比,与磁通量大小,磁场强弱无关,故BC错误。 故选D。 2.理想变压器的原、副线圈匝数为n1和n2,电流为I1和I2,电压为U1和U2,功率为P1和P2,下面关系正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】理想变压器中原副线圈的电压满足:;理想变压器中不考虑铜损和铁损,输出功率等于输入功率,即P1=P2,则U1I1=U2I2,即n1I1=n2I2,故选A. 3.根据分子动理论,下列关于分子热运动的说法中正确的是( ) A. 布朗运动就是液体分子的热运动 B. 如图所示,布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹 C. 当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大 D. 当物体的温度改变时,物体分子的平均动能不一定改变 【答案】C 【解析】 【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,是由大量液体分子撞击形成的,是液体分子无规则运动的反映,A错误; B.布朗运动图示中不规则折线表示其运动的无规则性(是微粒每隔一段时间位置的连线),并非运动轨迹,B错误; C.要判断分子力与分子之间距离变化关系,首先明确分子之间开始距离与的关系,如若分子之间距离由无穷远开始变小,分子力变化可能是先增大后减小再增大,C正确; D.温度是分子平均动能的标志,物体温度改变,分子平均动能一定改变,故D错误。 故选C。 4.在下列几种电流的波形图中,不能表示交变电流的是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A.图象中电流均为正值,说明电流的方向不随时间而变化,则此电流不是交变电流.故A正确. BCD.这三种电流的大小和方向都随时间做周期性变化,都是交变电流.故BCD错误. 5.关于简谐运动的周期,频率,振幅,下列说法中哪些是正确的( ) A. 振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处 B. 周期和频率的乘积是一个常数 C. 振幅增加,周期也必然增加,而频率减小 D. 频率与振幅有关 【答案】B 【解析】A.振幅是标量,故A项错误; B.周期和频率的乘积是常数1,故B项正确; CD.简谐运动的周期与振幅无关,简谐运动的频率与振幅无关,故CD两项错误。 故选B。 6.当远距离高压输送一定电功率时,输电线上损耗的功率与电路中的( ) A. 输送电压成正比 B. 输送电压的平方成正比 C. 输电线中的电流成正比 D. 输电线中电流的平方成正比 【答案】D 【解析】AB.根据电功率P=IU ① 输电线上损耗的功率∆P=I2R ② 由①②式解得 输电线上损耗的功率与输送电压的平方成反比,故AB错误; CD.根据输电线上损耗的功率∆P=I2R 可知输电线上损耗的功率与输电线中电流的平方成正比,故D正确,C错误。 故选D。 7.做简谐运动的物体,当物体的位移为负值时,下面说法正确的是( ) A. 速度一定为正值,加速度一定为负值 B. 速度一定为负值,加速度一定为正值 C. 速度不一定为正值,加速度一定为负值 D. 速度不一定为负值,加速度一定为正值 【答案】D 【解析】 【详解】振子的位移为负值时,可知加速度a一定为正,因为振子每次通过同一位置时,速度可能在两种不同的方向,所以速度可正可负。 A.A项与上述分析结论不符,故A错误;B.B项与上述分析结论不符,故B错误; C.C项与上述分析结论不符,故C错误;D.D项与上述分析结论相符,故D正确。 故选D。 8.在一根张紧的绳上挂着四个单摆,甲丙摆长相等,当甲摆摆动时( ) A. 乙摆振幅最大 B. 丙摆振幅最大 C. 丁摆频率最小 D. 乙摆周期最小 【答案】B 【解析】 【详解】CD.因为受迫振动的频率与驱动力的频率相等,与本身固有频率无关,由题可知,乙、丙、丁是受迫运动,所以乙、丙、丁的振动频率等于甲的振动频率,所以它们的周期相等,每个单摆按照甲的固有频率振动。故CD错误; AB.甲丙摆长相等,丙摆的固有频率与甲摆的振动频率相同,所以甲、丙会发生共振,因此丙的振幅最大,故B正确,A错误。故选B。 9.老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆克绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是( ) A. 磁铁插向左环,横杆发生转动 B. 磁铁插向右环,横杆发生转动 C. 无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动 D. 无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动 【答案】B 【解析】 【详解】左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.右环闭合,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动,故B正确,ACD错误. 10.如图所示,在e、f间接上交流电源,保持电压最大值不变,使其频率增大,发现各灯的亮度变化情况是:灯1变暗,灯2变亮,灯3不变.则黑箱a、b、c中所接元件可能是 A. a为电阻,b为电容器,c为电感线圈 B. a为电感线圈,b为电容器,c为电阻 C. a为电阻,b为电感线圈,c为电容器 D. a为电容器,b为电感线圈,c为电阻 【答案】B 【解析】交流电频率增大,灯1变暗,阻抗变大,说明a是电感线圈;灯2变亮,阻抗变小,说明b是电容器;灯3亮度不变,说明c为电阻.故B正确,ACD错误.故选B 11.如右图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力,a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处静止释放,则( ) A. 乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动 B. 乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大 C. 乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直增加 D. 乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加 【答案】B 【解析】从a到c分子间的作用力都表现为引力,所以从a运动到c分子做加速运动,到达c时速度最大,所以A错误B正确.从a到b分子间引力做正功所以势能减小,C错误.从b到c过程中,分子间的引力做正功,势能减小,从c到d分子间斥力做负功,势能增加,所以D错误. 12.根据楞次定律可知感应电流磁场一定是:( ) A. 阻碍引起感应电流的磁通量 B. 与引起感应电流的磁场反向 C. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 与引起感应电流的磁场方向相同 【答案】C 【解析】当磁通量增大时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同;即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化. A. 阻碍引起感应电流的磁通量,与分析不相符,故A项错误; B. 与引起感应电流的磁场反向,与分析不相符,故B项错误; C. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化,与分析相符,故C项正确; D. 与引起感应电流的磁场方向相同,与分析不相符,故D项错误. 13.一交流电流的图象如图所示,由图可知,下列错误的说法是( ) A. 用电流表测该电流其示数为10A B. 该交流电流的频率为100Hz C. 该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1000W D. 该交流电流瞬时值表达式为i=10sin628t(A) 【答案】D 【解析】D.由图可知,该交流电流瞬时值表达式 故D错误; A.用电流表测的是有效值,正弦交流电的有效值是 故A正确; B.该交流电流的频率为 故B正确; C.该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为 故C正确。 本题选择错误的,故选D。 14.一定质量的理想气体(不考虑气体分子势能),在温度升高的过程中( ) A. 气体分子的平均动能可能不变 B. 外界一定对气体做功 C. 气体一定从外界吸收热量 D. 气体的内能一定增加 【答案】D 【解析】 【详解】AD.理想气体不计分子势能,温度升高,分子平均动能增大,内能一定增加,故D正确,A错误; BC.内能增加,外界可能对气体做功,也可能气体从外界吸收热量,故BC错误。 故选D。 15.某交流发电机产生的感应电动势与时间的变化关系如图所示,则感应电动势的有效值和周期分别为( ) A. ,0.04s B. 100V,4s C. ,4s D. 100V,0.04s 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知,交流发电机产生的感应电动势的最大值Em=100V,周期T=0.04s,则有效值 A. ,0.04s 与上述计算结论相符,故A正确; B. 100V,4s 与上述计算结论不符,故B错误; C. ,4s 与上述计算结论不符,故C错误; D. 100V,0.04s 与上述计算结论不符,故D错误。 故选A。 16.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,其漂浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是 A. 气温越高,PM2.5运动越剧烈 B. PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C. PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动 D. 倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度 【答案】C 【解析】 【详解】A.气温越高,空气分子热运动越剧烈,布朗运动越剧烈,故PM2.5运动越剧烈,故A正确; B.布朗运动是固体颗粒的运动,PM2.5在空气中的运动是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,故B正确; C.PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的运动,热运动是指分子的运动,C错误; D.倡导低碳生活减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度,故D正确。 本题选错误的,故选:C。 17.如图所示,矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈电阻为R,转动的角速度为w,则当线圈转至图示位置时( ) A. 线圈中感应电流的方向为abcda B. 线圈中的感应电动势为2nBl2w C. 电流的功率为 D. 线圈ad边所受安培力的大小为 【答案】C 【解析】A.图示时刻,ad速度方向向里,bc速度方向向外,根据右手定则判断出,线圈中感应电流的方向为adcba,故A错误; B.当线圈转至图示位置时,线圈中的感应电动势为e=Em=nBSω=nBl1l2ω 故B错误; C.电流的功率为 故C正确; D.线圈ad边所受安培力的大小为 故D错误。故选C。 18.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示,由图可知( ) A. 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V B. 该交流电的频率为25Hz C. 该交流电的电压的有效值为100V D. 若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为100W 【答案】B 【解析】AB.由图可知,该交流电的频率为 所以其表达式为 故B正确,A错误; CD.由图像可知交流电的最大值为100V,因此其有效值为 所以R消耗的功率为 故CD错误。故选B。 第二部分非选择题(46分) 二、实验题(共16分) 19.如图所示是三个成功的演示实验,回答下列问题. (1)在实验中,电流表指针偏转的原因是_______________________. (2)电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成________关系. (3)第一个成功实验(如图a)中,将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置,快速插入和慢速插入有什么量是相同的?__________,什么量是不同的?__________. (4)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是:_________________________________. 【答案】(1).穿过线圈的磁通量发生变化 (2). 正比 (3). 磁通量的变化量 磁通量的变化率 (4). 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生 【解析】 (1).在实验中,电流表指针偏转的原因是穿过线圈的磁通量发生变化,在线圈中产生了感应电流; (2).感应电动势越大,则感应电流越大,电流表指针偏转角越大,故电流表指针偏转角跟感应电动势的大小成正比关系. (3).第一个成功实验(如图a)中,将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置,快速插入和慢速插入磁通量的变化量是相同的,但是由于快插入时间短,故磁通量的变化率较大,故两次磁通量的变化率不同. (4).从三个成功的演示实验可归纳出的结论是:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生. 三、计算题(写出必要的计算过程,共30分) 20.如图所示,电阻r=0.1Ω的导体棒ab在外力作用下沿光滑平行导轨以速度v=5m/s向右做匀速运动.导轨的左端c、d间接有定值电阻R=0.4Ω,导轨间距L=0.4m ,导轨电阻不计.整个装置处于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面.求: (1)判断a、b两点电流方向及电势的高低; (2)通过R的电流大小; (3)外力做功的功率. 【答案】(1)a点电势高于b点电势.(2)0.4A(3)0.08W 【解析】 【分析】 (1)由右手定则判断ab中产生的感应电流方向,即可确定a、b哪一端相当于电源的正极,从而判断电势的高低. (2)ab切割磁感线产生的感应电动势由公式E=BLv,再运用欧姆定律求出回路中的感应电流大小; (2)使导体ab向右匀速运动所需水平拉力必须与安培力平衡,根据安培力公式公式F=BIL求解出安培力大小,由平衡条件得到外力大小,由P=Fv救出外力的功率.或根据外力的功率等于电路中的电功率求解. 【详解】(1)由右手定则判断可知,ab中产生的感应电流方向b→a,a端相当于电源的正极,则a点电势高于b点的电势. (2)通过R的电流方向d→c.电流大小为: (3)根据功能关系可知:棒做匀速直线运动,外力的功率等于电路中的电功率,则有: P=I2(R+r)=0.42×(0.4+0.1)W=0.08W 【点睛】本题比较简单考查了电磁感应与电路的结合,解决这类问题的关键是正确分析外电路的结构,然后根据有关电学知识求解. 21.有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电,已知发电机的输出功率是20kW,端电压为400V,升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5,两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω,降压变压器输出电压U4=220V,求: (1)升压变压器的输出电压; (2)输送电能的效率多大; (3)降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4; (4)如果不用变压器,输电导线的热损耗是用变压器时的几倍。 【答案】(1)2000V;(2)99.5%;(3)199:22;(4)25 【解析】 【详解】(1)升压变压器的输出电压 (2)流过输电线的电流 损失的功率为 P损=I2R=100W 输电线路输送电能的效率 (3)降压变压器原线圈电压 降压变压器的原、副线圈的匝数比 n3﹕n4=U3:U4=199:22 (4)如果不用变压器,输电导线的热损耗 如果不用变压器,输电导线的热损耗是用变压器时的倍数 22.如图所示是一个单摆的共振曲线。 (1)若单摆所处的环境重力加速度g=,试求此摆的摆长; (2)若将此摆移到高山,共振曲线的峰将怎样移动。 【答案】(1)6.25m;(2)向左移动 【解析】 【详解】(1)由图可知,当驱动力的频率等于0.2Hz时,单摆的振幅最大,所以摆的固有频率为0.2Hz,固有周期T=5s;根据单摆的周期公式,此摆的摆长 (2)若将此摆移到高山,因重力加速度变小,故固有周期变大,固有频率变小,故共振曲线峰将向左移动。 23.如图所示,在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中,有一边长为L=10cm,匝数N=100匝,电阻r=1.0W的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动,转速。有一电阻R=9.0W通过电刷与两个导体环接触,R两端接有理想电压表,从线圈通过中性面开始计时,求: (1)感应电动势的瞬时值表达式; (2)电压表的读数及电流的有效值; (3)线圈平面从开始计时到转至与中性面成90°的过程中,通过电阻R的电量。 【答案】(1)e=40sin200t(V);(2)25.5V;;(3)0.02C 【解析】 【详解】(1)依题意角速度为 ω=2πn=200rad/s 电动势的最大值为 Em=NBSω=100×0.2×0.12×200V =40V 从线圈通过中性面开始计时,电动势的瞬时值表达式为 e=Emsinωt=40sin200t(V) (2)电流的有效值 电压表的读数 (3)从图中所示位置转过90°的过程中,磁通量的变化量为 =BS=0.2×0.12 Wb =0.002Wb 通过电阻R的电量查看更多