湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析） 15页

湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析） ‎ 一、选择题 ‎1.关于磁通量，下列叙述正确的是(　　)‎ A. 在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积 B. 在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大 C. 同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大 D. 把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M处的磁感应强度一定比N处大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积。故A项错误。‎ B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，但两线圈与磁场方向夹角未知，则穿过两线圈中磁通量的大小关系不确定。故B项错误。‎ C．线圈与磁场方向的夹角不确定，同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大。故C项正确。‎ D．一个线圈放在M、N两处，放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，由于线圈与磁场方向的夹角不确定，所以两处的磁感应强度关系不确定。故D项错误。‎ ‎2.如图所示，一金属弯杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，已知ab=bc=L，当它以速度v向右平动时，a、c两点间的电压为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒切割磁感线的有效长度，是导体棒垂直于速度方向上的投影长度。本题中ab边不切割磁感线，bc边切割的有效长度为，所以ac两点间的电压为bc边切割磁感线产生的感应电动势，即。故D项正确，ABC三项错误。‎ ‎3.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 B. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 C. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次 D. 线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】感应电动势方向即为感应电流的方向。当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次；线圈转动一周，线圈两次过中性面，感应电流和感应电动势方向都要改变两次。故C项正确，ABD三项错误。‎ ‎4.如图所示是一交变电流的i-t图象，则该交流电电流的有效值为(　　)‎ A. A B. C. 4A D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，交流电的周期，设交流电电流的有效值为，据有效值的规定可得，，代入数据为：，解得：。故A项正确，BCD三项错误。‎ ‎5.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一个交流电源上，三个电流表示数相同，若保持电源电压大小不变，而将电源频率增大，则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是 (　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 三个电流表的示数相同时，可看成三个电学原件电阻相等，根据公式，交流电的频率增大，则线圈的感抗增大，即可当做电阻增大，根据公式 ‎，交流电频率增大，容抗减小所以可当做电阻减小，故通过电阻的电流不变，通过线圈的电流减小，通过电容的电流增大，所以选B.‎ ‎6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL=6 Ω，AB端电压.下列说法正确的是(　　)‎ A. 电流频率为100 Hz B. V读数为24 V C. A的读数为0.5 A D. 变压器输入功率为6 W ‎【答案】D ‎【解析】‎ 分析】‎ 从表达式知电压的有效值，周期和频率，根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．‎ ‎【详解】由ω＝2πf＝100π rad/s得：f＝50 Hz，A错．有效值U1＝=12 V，又得：U2＝6 V，I2＝＝1 A，BC项错．由能量守恒得P1＝P2＝U2I2＝6 W，D对．故选D.‎ ‎7.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW。现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 输电线上由电阻造成的损失电压为15 kV B. 若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kW C. 输电线上输送的电流大小为2.0×105A D. 输电线上损失的功率为，U为输电电压，r为输电线的电阻 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由可得，输电线上输送的电流；由可得，输电线上由电阻造成的损失电压。故A项正确，C项错误。‎ B．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率。所以不可能用5 kV电压输电，故B项错误。‎ D．输电线上损失的功率，为输电线上的电压降、不是输电电压，r为输电线的电阻。故D项错误。‎ ‎8.如图所示，会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是(　　)‎ A. 进入罩内的烟雾遮挡住了光线，使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报 B. 进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报 C. 光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报 D. 以上说法均不正确 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】挡板不透明，平时光电三极管接收不到LED发出的光，现高阻状态。发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，光电三极管电阻变小，检测电路检测出变化发出警报。该传感器是用光传感器实现报警的，故B项正确，ACD三项错误。‎ ‎9.在验证光的波粒二象性实验中,下列说法正确的是( )‎ A. 使光子一个一个地通过狭缝,如果时间足够长,底片上将出现衍射条纹 B. 单个光子通过狭缝后,底片上会出现完整的衍射图样 C. 光的波动性是大量光子运动规律 D. 光子通过狭缝的路线是直线 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性。使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，通过狭缝的光子数足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样。故AC两项正确。‎ BD．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上不会出现完整的衍射图样。故BD两项错误。‎ ‎10.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不仅与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆。开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图像可能是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ACD。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：当将开关S断开时，ab由静止开始自由下落，则其加速度不变，速度逐渐变大；当闭合开关时，导体会受到一个安培力，与重力的方向相反，如果此时安培力与重力正好相等，则将会沿这个速度匀速动动下去，故A是可能的；如果安培力比重力小，则导体受到的合力仍是向下的，导体的速度会增加，直到安培力与重力的大小相等时，导体处于匀速运动，由于安培力是随速度的变化而变化的，故此时导体的加速度也是变化的，故B是不对的，C是可能的；如果安培力比重力大，则导体会做减速运动，直到安培力与重力相等时，速度才会变为匀速，故D也是可能的，所以该题选ACD。‎ 考点：本题考查了安培力的有关知识。‎ ‎11.矩形线圈abcd，长ab=20 cm，宽bc=10 cm，匝数n=200，线圈回路总电阻R=5 Ω. 整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的磁场穿过. 若磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则(　　)‎ A. 线圈回路中感应电动势随时间均匀变化 B. 线圈回路中产生的感应电流为0.4 A C. 当t=0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N D. 在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由法拉第电磁感应定律可得：‎ ‎，‎ 由闭合电路殴姆定律可得：，A错误；B正确；‎ 当时，通电导线受到的安培力为，C错误；在1min内线圈回路产生的焦耳热：‎ ‎，D正确；故选BD。‎ 考点：法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、焦耳定律、安培力。‎ ‎12.如图所示甲、乙电路，电阻R和自感线圈L的电阻都很小.接通S,使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　)‎ A. 在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 B. 在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C. 在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 D. 在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．甲图中，稳定时，灯泡A与线圈L在同一支路中，通过它们的电流相同，；断开开关时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由逐渐减小，灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗。故A项正确，B项错误。‎ CD．乙图中，稳定时，通过上支路的电流(因L的电阻很小)；断开开关时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由逐渐减小，电流反向通过灯泡A瞬间，灯泡A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡A闪亮一下，然后逐渐变暗。故C项正确，D项错误。‎ 二､实验题 ‎13.如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一弧光灯照锌板，关灯后，指针保持一定偏角。‎ ‎(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将________.(填“增大”､“减小”或“不变”)‎ ‎(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照射锌板，可观察到静电计指针________(填“有”或“无”)偏转.‎ ‎【答案】 (1). 减少 (2). 无 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 弧光灯照锌板，锌板发生光电效应，光电子逸出，锌板带正电，用一带负电的金属小球与锌板接触，锌板所带正电减少，静电计指针偏角减小。‎ ‎(2)使静电计指针回到零，改用黄光照射锌板，静电计不发生偏转，则黄光频率低于截止频率；红外线的频率低于黄光频率，也低于锌板发生光电效应的截止频率，红外线照射锌板，锌板不发生光电效应，静电计指针不偏转。‎ ‎14.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路.‎ ‎(1)当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是_______.‎ A.电流表的正、负极接反 B.线圈B的接头3、4接反 C.开关位置接错 D.蓄电池的正、负极接反 ‎(2)在开始实验之前，需要先确定电流表指针偏转方向与电流方向之间的关系，为此还需要的器材是___________________.具体方法是____________________________.‎ ‎【答案】 (1). C (2). 一节电池、保护电阻 (3). 用一节电池与电流表、开关、保护电阻连接成闭合回路 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)‎ 由图可知，电键接在电流表所在电路，开关位置接错，闭合与断开开关时，通过螺线管A的电流不变，穿过螺线管B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转。故C项正确，ABD三项错误。‎ ‎(2)通过干电池、保护电阻、电流表串联，判断电流的流向与指针偏转方向的关系，还需要的器材是一节干电池、保护电阻。‎ 三．计算题 ‎15.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P=1.0×105W，所发射的光脉冲持续时间△t=1.0×10-11s，波长为693.4nm(1nm=10-9m).求：‎ ‎(1)每个光脉冲的长度。‎ ‎(2)每个光脉冲含有的光子数。（h=6.63×10-34J·s）‎ ‎【答案】(1) 3×10-3m (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)每个光脉冲的长度 ‎(2)每个光脉冲能量 每个光子的能量 每个光脉冲含有的光子数 代入数据得 ‎16.如图所示,线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1 Ω，与外电阻R=9 Ω相连。当线圈在B=的匀强磁场中绕OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动时，求：‎ ‎(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式。‎ ‎(2)线圈转过时，电动势的瞬时值。‎ ‎(3)电流表和电压表示数。‎ ‎【答案】(1) e=Emsinωt=100sin 10πt V (2) 50 V (3) 5 A 45 V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)感应电动势的最大值 从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为 ‎(2)当线圈转过时，电动势的瞬时值 ‎(3)感应电动势的有效值 电路中电流的有效值 电流表示数为 电压表示数 ‎17.如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1为3300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U为2 V。求:‎ ‎(1)原线圈n1等于多少匝?‎ ‎(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2=5 A。则电流表A1的示数I1为多少?‎ ‎(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少?‎ ‎【答案】（1）1650匝（2）A（3）A ‎【解析】‎ 试题分析：（1）把电压表看做一匝线圈，应用匝数之比等于电压之比求原线圈匝数；（2）电流根据输入功率等于输出功率；（3）应用欧姆定律和输入功率等于输出功率求副线圈电流，在根据输入功率等于输出功率求原线圈电流．‎ ‎（1）由电压与变压器匝数的关系可得：匝 ‎（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率：‎ 可得 ‎（3）当开关S断开时，有：‎ 当开关S闭合时，设副线圈总电阻为，则有：‎ 副线圈中的总电流为，则 由 得：‎ ‎【点睛】本题考查变压器原理；只要知道变压器的特点：匝数之比等于电压之比，输入功率等于输出功率．‎ ‎18.如图，足够长的光滑的平行金属导轨与水平面间的夹角是37°，导轨间距L=0.3m，电阻不计，导轨两端各接一个阻值均为2Ω的电阻R1、R2，导轨上放一根金属棒，其质量m=1kg，电阻r=2Ω.整个装置处在磁感强度B=1T，方向垂直导轨平面的匀强磁场中，今给金属棒一方向平行于导轨平面向上，大小为v0=12m/s的初速度，使其上滑，在棒上升到最高点的过程中，R2产生的热量是10J，(g=10m/s2 ，sin37°=0.6). 求：‎ ‎(1)R1及金属棒上产生的热量。‎ ‎(2)棒在导轨上上滑行的距离。‎ ‎(3)在上升过程中通过R2的电量。‎ ‎【答案】(1) 40J (2) 2 m (3) 0.1C ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)等效电路如图所示.‎ 设电阻上R1、R2产生的热量分别为Q1、 Q2，由于且并联 则有：‎ 由于金属棒上的电流是R2的电流的两倍，金属棒电阻与R2相等 则棒上产生热量为：‎ ‎(2) 电路中产生的总热量：‎ 设棒在导轨上上滑行的距离为，由能量守恒得：‎ 解得：‎ ‎(3)通过金属棒的电量：‎ 金属棒中的平均电动势：‎ 金属棒中的平均电流：‎ 金属棒在导轨上上滑行过程中，回路磁通量的变化量：‎ 联立解得：通过金属棒的电量：‎ 通过R2的电量：‎