【物理】江西省南昌市进贤一中2019-2020学年高二下学期线上测试试题（解析版） 11页

南昌市进贤一中2019-2020学年高二下学期线上测试 物理试卷 一、选择题（每小题4分，共48分。其中1--8题为单选，9--12为多选。）‎ ‎1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是（　　）‎ A. 奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系 B. 安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 C. 法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D. 楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 ‎【答案】C ‎【解析】A．1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A符合史实；‎ B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，故B符合史实；‎ C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故C不符合史实；‎ D．楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D符合史实；不符合史实的故选C。‎ ‎2.如图，一无限长通电直导线固定在光滑水平面上，金属环质量为0.2 kg，在该平面上以v0＝4 m/s、与导线成60°角的初速度运动,最后达到稳定状态,这一过程中环中产生的电能为(　)‎ A. 1.6 J B. 1.2 J C. 0.8 J D. 0.4 J ‎【答案】B ‎【解析】金属环远离通电直导线过程中，金属环中有感应电流，受到垂直通电直导线方向的安培力，最终金属环垂直通电直导线方向的速度变为零，沿通电直导线方向的速度不变，将金属环的速度v0分解为沿通电直导线方向的vx和垂直通电直导线方向的vy，则vx＝v0cos 60°，所以这一过程中环中产生的电能为，选项B正确．故选B。‎ ‎3.如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好．从某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是 (　　)．‎ A. 摩擦力大小不变，方向向右 B. 摩擦力变大，方向向右 C. 摩擦力变大，方向向左 D. 摩擦力变小，方向向左 ‎【答案】B ‎【解析】本题考查电磁感应规律和平衡条件．由法拉第电磁感应定律，ab中产生的电流的大小恒定，方向由b到a，由左手定则，ab受到的安培力方向向左下方，F＝BIL，由于B均匀变大，F变大，F的水平分量Fx变大，静摩擦力Ff＝Fx变大，方向向右，B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎4.某同学用粗细均匀的同一种导线制成“9”字形线框，放在有理想边界的匀强磁场旁，磁感应强度为B，如图甲所示已知磁场的宽度为2d，，导线框从紧靠磁场的左边界以速度v向x轴的正方向匀速运动，设在图乙中最能体现be两点间的电压随坐标x变化关系的图象是　　‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】x在过程：线框进入磁场，bc、ce产生的感应电动势都是根据右手定则判断可知，b点的电势高于c点的电势．bc间的电势差为：，则be两点间的电压；在过程：线框完全进入磁场，磁通量不变，没有感应电流产生，ad、bc、ce产生的感应电动势都是根据右手定则判断可知，b点的电势高于e点的电势．be两点间的电压．在过程：线框穿出磁场，ad边产生的感应电动势是根据右手定则判断可知，a点的电势高于d点的电势，则得b点的电势高于e点的电势．be两点间的电压故A正确．故选A．‎ ‎5.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（　　）‎ A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 ‎【答案】D ‎【解析】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；‎ B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误；‎ C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；‎ D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确．‎ ‎6.关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（　　）‎ A. 阴极射线本质是氢原子 B. 阴极射线本质是电磁波 C. 阴极射线本质是电子  D. 阴极射线本质是X射线 ‎【答案】C ‎【解析】阴极射线是由于电子动能变大，原子核束缚不住电子，电子逃逸出来，形成的粒子流．所以答案选C．‎ 思路分析：一般分为热阴极、场发射阴极，光发射阴极，二次发射阴极都不一样．粗糙地说，都是想办法让电子动能变大，原子核拉住电子力变小，这样电子就飞出去了．热阴极的手段是加热，电子动能就大了；光发射阴极是用光子照射阴极表面（光电效应就是）；二次发射阴极是用别的阴极产生的电子轰击阴极，把电子“崩飞出来”；场发射阴极是利用外加电场把电子“拉”出来．‎ ‎7.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中(    )‎ A. 原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B. 原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C. 原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小 D. 原子要吸收光子,电子动能减小,原子的电势能增大 ‎【答案】D ‎【解析】从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，能级增大，总能量增大，根据知，电子的动能减小，则电势能增大．‎ A. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，与结论不相符，选项A错误；‎ B. 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，与结论不相符，选项B错误；‎ C. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，与结论不相符，选项C错误；‎ D. 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，与结论相符，选项D正确．‎ ‎8.以下几个核反应方程中，粒子X代表中子的方程是(　 　)‎ A. B. ‎ C. D ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据反应前后质量数和电荷数守恒可知：A反应中，X的质量数为1，电荷数为1，X为质子；选项A错误；B反应中，X的质量数为1，电荷数为0，X为中子；选项B正确；C反应中，X的质量数为0，电荷数为1，X为正电子；选项C错误；D反应中，X的质量数为0，电荷数为-1，X为电子；选项D错误；故选B.‎ ‎9.如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是（　　）‎ A. 原子核发生了α衰变 B. 原子核发生了β衰变 C 原子核放出了一个正电子 D. 原子核放出了一个中子 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 原子核发生衰变，粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动的轨迹在两侧，根据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相同，所以释放的粒子应该是氦核，所以原子核发生的可能是衰变或者放出一个正电子，故A、C正确，B、D错误；故选AC。‎ ‎10.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若va＞vb，则一定有Ua＜Ub B. 若va＞vb，则一定有Eka＜Ekb C. 若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D. 若va>vb，则一定有hva-Eka=hvb-Ekb ‎【答案】CD ‎【解析】AB．根据光电效应方程知，由于，逸出功相同，则有 又由于，则有 故A、B错误；‎ C．根据和则有 故C正确；‎ D．逸出功为 由于金属的逸出功相同，则有 与频率大小无关，故D正确；故选CD。‎ ‎11.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化设线圈总电阻为，则 A. 时，线圈平面平行于磁感线 B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 时，线圈中的感应电动势最大 D. 一个周期内，线圈产生的热量为 ‎【答案】AD ‎【解析】A．根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，A正确；‎ B．Φ-t图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s～1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，B错误；‎ C．所以在t=1.5s时，通过线圈的磁 量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，故C错误；‎ D．感应电动势的最大值为，有效值，根据焦耳定律可得一个周期产生的热为，故D正确．‎ ‎12.等离子气流（由高温高压等电量的正负离子组成）由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接。线圈A内部有随图乙所示的变化磁场且规定磁场B正方向水平向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（ ）‎ A. 0～1s内ab、cd导线互相排斥 B. 1～2s内ab、cd导线互相吸 C. 2～3s内ab、cd导线互相吸引 D. 3～4s内ab、cd导线互相排斥 ‎【答案】BD ‎【解析】左侧实际上为等离子体发电机，将在ab中形成从a到b的电流，由图乙可知，0～2s内磁场均匀变化，根据楞次定律可知将形成从c到d的电流，同理2～4s形成从d到c的电流，且电流大小不变，故0～2s秒内电流同向，相互吸引，2～4s电流反向，相互排斥，故AC错误，BD正确。故选BD。‎ 二、填空题（把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答，共12分。）‎ ‎13.一线圈匝数为n=10匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值R = 2.0Ω的电阻，如图甲所示．线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量φ随时间t变化的规律如图乙所示．线圈中产生的感应电动势为______，通过R的电流方向为_____ ，通过R的电流大小为___．‎ ‎【答案】 (1). 5V (2). b→a (3). 2.5A ‎【解析】[1]．根据法拉第电磁感应定律可得：线圈产生的感应电动势 ‎[2]．根据楞次定律得，通过R的电流方向为b→R→a．‎ ‎[3]．闭合电路中的电流大小 ‎14.某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：‎ ‎（1）先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕O。‎ ‎（2）将木板向右平移适当距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下压痕B。‎ ‎（3）把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球a仍从原固定点由静止开始滚下，与b球相碰后，两球撞在木板上，并在记录纸上留下压痕A和C。‎ ‎①本实验中小球a、b的质量大小关系是ma______mb．（选填“大于”、“小于”或“等于”）‎ ‎②放上被碰小球，两球相碰后，小球a在图中的压痕点为______点。‎ ‎③记录纸上O点到A、B、C的距离y1、y2、y3，若两球碰撞动量守恒，且为弹性碰撞，则y1、y2和y3之间关系式应为______。‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). C (3). ‎ ‎【解析】①[1]．本实验必须测量的物理量是小球a、b的质量ma、mb，a为入射小球，为避免出现入射小球被弹回，必须满足ma＞mb。‎ ‎②[2]．放上被碰小球，两球相碰后，小球a平抛运动的速度减小，运动时间变长，根据y=‎ gt2知，竖直下降的高度增大，所以在图中的压痕点为 C。‎ ‎③[3]．根据x=v0t，，即可得到小球的速度：‎ 两球碰撞动量守恒，选取向右为正方向，则应满足的表达式为：‎ 机械能守恒：‎ 联立可得：。‎ 三、解答题（共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）‎ ‎15.如图所示，两根间距L=1m、电阻不计的平行光滑金属导轨ab、cd水平放置，一端与阻值R＝2Ω的电阻相连．质量m=1kg的导体棒ef在外力作用下沿导轨以v=5m/s的速度向右匀速运动．整个装置处于磁感应强度B=0.2T的竖直向下的匀强磁场中．求：‎ ‎（1）感应电动势大小；‎ ‎（2）回路中感应电流大小；‎ ‎（3）导体棒所受安培力大小．‎ ‎【答案】（1）1V（2）0.5A（3）0.1N ‎【解析】（1）导体棒向右运动，切割磁感线产生感应电动势E=BLv 代入数据解得E=1V ‎（2）感应电流 代入数据解得I=0.5A ‎（3）导体棒所受安培力F安=BIL 代入数据解得F安=0.1N ‎16.如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量均为的相同小球、、，现让球以的速度向着球运动，、两球碰撞后黏合在一起，两球继续向右运动并跟球碰撞，碰后球的速度.‎ ‎(1)、两球跟球相碰前共同速度多大？‎ ‎(2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？‎ ‎【答案】(1)1m/s (2)1.25J ‎【解析】(1)A、B相碰满足动量守恒 得两球跟C球相碰前的速度v1=1m/s ‎(2)两球与C碰撞同样满足动量守恒 得两球碰后的速度v2=0.5m/s 两次碰撞损失的动能 ‎17.如图所示，空间分布着水平方向的匀强磁场，磁场区域的水平宽度d＝0.4 m，竖直方向足够长，磁感应强度B＝0.5T．正方形导线框PQMN边长L＝0.4m，质量m＝0.2kg，电阻R＝0.1Ω，开始时放在光滑绝缘水平板上I位置，现用一水平向右的恒力F＝0.8N拉线框，使其向右穿过磁场区，最后到达II位置(MN边恰好出磁场)．设线框平面在运动中始终保持在竖直平面内，PQ边刚进入磁场后线框恰好做匀速运动，g取10m/s2．求：‎ ‎（1）线框进入磁场前运动的距离D；‎ ‎（2）上述整个过程中线框内产生的焦耳热；‎ ‎（3）线框进入磁场过程中通过的电量．‎ ‎【答案】(1)0.5m　(2)0.64J　(3)0.8C ‎【解析】（1）线框在磁场中匀速运动，则 由公式得：，，‎ 由以上四式联立解得：‎ 由动能定理得：‎ 解得：‎ ‎（2）由能量守恒定律可知 ‎（3）根据可得 ‎18.如图所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一用导线弯成45°角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向，一相同导线MN以速度v从导轨的O点处开始无摩擦地匀速滑动，速率v的方向如图所示，导线单位长度的电阻为r，则：‎ ‎(1)经过时间t导线离开O点的长度是多少？此时，MN切割磁感线的有效长度是多少？‎ ‎(2)感应电流的大小如何？‎ ‎(3)写出经历时间t，作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式。‎ ‎【答案】(1)vt，vt；(2)；(3)‎ ‎【解析】(1)因导线匀速运动，则经过时间导线离开点的长度是 切割磁感线的有效长度是 ‎(2)时刻回路中导线产生的感应电动势为 回路的总电阻为 则感应电流的大小为 ‎(3)由上式分析可知，回路中产生的感应电流不变；金属棒匀速运动时，外力的功率等于回路总的电功率，则外力瞬时功率的表达式为