山东省北镇中学2019-2020学年高二下学期5月月考物理试题 14页

‎2019-2020学年度北中高二5月月考卷 物理试卷 ‎（考试时间：100分钟）‎ 第I卷（选择题)‎ 一、单选题 ‎1.把“能量子”概念引入物理学的物理学家是（ ）‎ A. 普朗克 B. 麦克斯韦 C. 托马斯·杨 D. 赫兹 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．普朗克引入能量子概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合的非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故A正确；‎ BCD．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，托马斯·杨首次用实验观察到了光的干涉图样，故BCD不合题意．‎ 故选A。‎ ‎2.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接l、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的 A. 输入电压u的表达式是 B. 只断开S2后，L1、L1均正常发光 C. 只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：电压最大值为，周期是0.02s，则，所以输入电压u的表达式应为u=20sin（100πt）V，A错误；‎ 原先L1短路，只有L2工作，只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一，均无法正常发光，原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，BC错误；‎ 副线圈两端的电压有效值为，若S1换接到2后， R消耗的电功率为，D正确．‎ ‎3.是一种半衰期为5730年的放射性同位素，若考古工作者探测到某古木中的含量为原来的，则该古树死亡的时间距今大约(　　)‎ A. 22920年 B. 2856年 C. 5730年 D. 11460年 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据放射性元素的半衰期公式可知 ，解得年，故D项正确，ABC项错误．故选D ‎4.某学校科技活动小组设计了一个光电烟雾探测器（如图甲），当有烟雾进入探测器时（如图乙），来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C，当光射到光电管中的钠表面时会产生光电流，当光电流大于10‎-8A时，便会触发报警系统报警。已知钠的极限频率为6.0×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×‎108m/s，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10‎‎-7m B. 若光电管发生光电效应，那么光源的光变强时，并不能改变光电烟雾探测器的灵敏度 C. 光电管C中能发生光电效应是因为光发生了全反射现象 D. 当报警器报警时，钠表面每秒释放出的光电子最少数目是N=6.25×1010个 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据光电效应方程有 则光源S发出的光波最大波长 即要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能大于0.5μm，选项A错误；‎ B．光源S发出的光波能使光电管发生光电效应，那么光源越强，被烟雾散射进入光电管 C的光越多，越容易探测到烟雾，即光电烟雾探测器灵敏度越高，选项B错误；‎ C．光电管C中能发生光电效应是因为照射光电管的光束能量大于其逸出功而使其发射出电子，选项C错误；‎ D．光电流等于10‎-8 A时，每秒产生的光电子的个数 选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ad平于横轴,dc平行于纵轴,ab的延长线过原点，以下说法不正确的是 A. 从状态d到c,气体体积增大，气体对外做功 B. 从状态c到b，气体体积减小，外界对气体做功 C. 从状态a到d,内能增加，气体从外界吸热 D. 从状态b到a，内能增加，气体对外界放热 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：从状态d到c，气体温度不变，压强减小，由公式可知，体积增大，气体对外做功，故A正确；‎ B项：由图示图象可知，‎ a到b过程p与T成正比，是等容变化，则 ，从c到是等压变化，由等压变化可知，体积减小，即，则，从c到b过程体系积减小，外界对气体做功，故B正确；‎ C项：从状态a到d，压强不变，温度升高，内能增大，由公式可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C正确；‎ D项：从状态b到a为等容变化，温度升高，内能增大，由公式可知，体积增大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误．‎ ‎6.在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了重要贡献，下列叙述正确的是 A. 库仑发现了电子 B. 安培发明了电池 C. 法拉第最早提出了电场的概念 D. 奥斯特首先发现了电磁感应现象 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 汤姆孙发现了电子，故A错误；‎ B. 伏打发明了电池，故B错误；‎ C. 法拉第最早提出了电场概念，故C正确；‎ D. 法拉第首先发现了电磁感应现象，故D错误。‎ 故选：C 二、多选题 ‎7.图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，为滑动头．现令从均匀密绕的副线圈最低端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯两端的电压等于其额定电压为止．用表示流过原线圈的电流，表示流过灯泡的电流，表示灯泡两端的电压，表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值，电功率指平均值）．下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.副线圈匝数不断增加，输出电压U2不断增加，故电流I2不断增加，其功率不断增加，故输入功率也增加，输入电流I1也增加，故选项A不合题意； BC.副线圈匝数不断增加，输出电压不断增加，P沿副线圈匀速上滑，故输出电压U2与时间成正比，电流I2也随时间逐渐增大，由于副线圈接入白炽灯，其电阻会随电流的增大而增大，其伏安特性曲线为曲线，故选项BC符合题意；‎ D. P沿副线圈匀速上滑，输出电压U2与时间成正比，输出功率为I2U2 ，P2-t图线应为曲线，故选项D不合题意．‎ ‎8.单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，穿过线框中的最大磁通量是,最大感应电动势为，下列说法中正确的是( )‎ A. 线框转动角速度为 B. 当穿过线框的磁通量为0时，线框中的感应电动势也为0‎ C. 当穿过线框的磁通量减小时，线框中的感应电动势在增大 D. 当穿过线框有磁通量等于,线框中感应电动势为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】线圈产生的是正弦式交变电流，最大磁通量为φm=BS，最大感应电动势为Em=BSω．则有：ω=，故A正确．当穿过线框的磁通量为零时，线圈与磁场平行，线圈垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，故B错误．当穿过线框的磁通量减小时，线圈与磁场方向的夹角减小，线圈有效的切割速度增大，感应电动势增大，故C正确．设线圈与磁场方向的夹角为θ，则穿过线框的磁通量 φ=φmsinθ，感应电动势 E=Emcosθ；则当φ=0.5φm时，θ=30°，E=Emcosθ=Em，故D错误．故选AC.‎ ‎9.下列说法正确的是（　　）‎ A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体的分子平均动能增大 B. 布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动 C. 气体的温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关 D. 一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变 E. 当分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．温度是分子平均动能的标志，物体温度越高，则物体的分子平均动能越大，故A正确；‎ B．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误；‎ C．气体的温度升高1K，内能的变化是相同的，而内能的变化与吸收的热量以及外界对气体的做功两个因素有关，所以气体的温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关，故C正确；‎ D．一定质量的理想气体，若气体的压强和体积都不变，根据理想气体的状态方程可得气体的温度也不会变化，则气体的内能也一定不变，故D正确；‎ E．当分子间的距离大于平衡位置的间距r0时，分子之间的作用力表现为引力，分子间的距离越大，需要克服分子力做功所以分子势能增大，故E错误。‎ 故选ACD。‎ ‎10.如图所示，A、B两点表示一定质量的某种理想气体的两个状态，当气体从状态A变化到状态B时（　　）‎ A. 体积必然变大 B. 有可能经过体积减小的过程 C. 外界必然对气体做正功 D. 气体必然从外界吸热 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．连接OA、OB，得到两条等容线，根据，故有VB＞VA，即气体从状态A变化到状态B时体积变大，所以选项A正确。‎ B．由于没有限制自状态A变化到状态B的过程，所以可先从A状态减小气体的体积再增大气体的体积到B状态，故选项B正确。‎ C．因为气体体积增大，所以是气体对外界做功，选项C错误。‎ D．因为气体对外界做功，而气体的温度又升高，内能增大，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎11.关于液体的性质，下列说法正确的有 ．‎ A. 温度相同时，液体的扩散速度要比固体的扩散速度慢 B. 液体汽化时体积的增大要比凝固时体积的减小量大得多 C. 液体的表面层分子间表现为斥力 D. 压强增大时，液体的沸点也增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．液体分子的相互作用力比固体的相互作用力小，所以液体分子更易摆脱分子间的相互束缚，无规则运动越剧烈，所以故相同温度下液体扩散速度比固体要快一些，故A错误；‎ B．液体在汽化时，体积增大可达上千倍，而在凝固时，体积减小量一般不超过10%，故B正确；‎ C．面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间存在相互作用吸引力，从而产生表面张力，故C错误；‎ D．压强增大时，液体的沸点也增大，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12.一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加 B. 若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 C. 若改用红光照射，则一定会发生光电效应 D. 若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，根据光电效应方程 知光电子的最大初动能不变，故B正确，A错误；‎ C．因为红光的频率小于绿光的频率，则不一定发生光电效应，故C错误；‎ D．紫光的频率大于绿光，根据光电效应方程 知光电子的最大初动能增加，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道影响光电子最大初动能的因素，以及知道光的强度影响单位时间发出的光电子数目。‎ 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题 ‎13.用油膜法测定分子的大小实验中，体积为V的油滴，在水面上形成近似圆形的单分子油膜，油膜直径为d，则油分子直径大小约为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】单分子油膜层面积 则油酸分子的直径 ‎．‎ A．，与结论相符，选项A正确；‎ B．，与结论不相符，选项B错误；‎ C．，与结论不相符，选项C错误；‎ D．，与结论不相符，选项D错误；‎ 故选A．‎ ‎【点睛】本题关键明确油膜法测定分子直径实验的实验原理，即形成单分子油膜后，直径为d=V/S. ‎ ‎．‎ 四、解答题 ‎14.家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2kW，送风状态时的功率P2是0.22kW ‎，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示。‎ ‎（1）空调器在前5min内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？‎ ‎（2）在一个周期内，空调器消耗的电能是多少度？‎ ‎（3）在1h内，空调器消耗的电能是多少度？‎ ‎【答案】（1）‎1A ；（2）0.385度；（3）1.54度 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图可知：空调在前5min内，其功率为P2=0.22kW，因此此时空调处于送风状态；根据 P=UI 可得此时通过它电流 ‎（2）由图象可知，一个周期为15min，送风时间，制冷时间，则一个周期内，消耗的电能 ‎（3）1h内有四个周期，则在1h内空调器消耗的电能 W总=W0×4=0.385度×4=1.54度 ‎15.一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程，TA=300K，气体从C→A的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与温度成正比．求：‎ ‎（1）气体处于C状态时的温度TC；‎ ‎（2）气体处于C状态时内能EC．‎ ‎【答案】（1）TC=150K；（2）EC=150J．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对A−C的过程是等压过程，对气体的状态参量进行分析有 状态A:PA=P ，  VA=2V  ，TA=300K 状态C:PC=P  ，  VC=V  ， TC=?‎ 根据盖吕萨克定律得：VA/TA=VC/TC 解得：TC=TAVC/VA=150K ‎(2)由气体的内能与温度成正比．‎ tA=300K，tC=150K 可知EA=2EC①．‎ 又C到A过程，气体的体积增大，气体对外界做功，即有W=−100J 吸热250J，则有Q=250J 满足EC−100J+250J=EA ②‎ 联立求得EC=150J，EA=300J．‎ ‎16.如图所示，匝数n＝100的正方形线圈abcd固定在竖直平面内，与电阻R1、理想变压器连成电路．在线圈的中心水平放置一个条形磁铁，使磁铁绕竖直方向的轴OO′匀速转动，使线圈内的磁通量Φ＝sin(100πt) Wb.已知线圈的电阻r＝4 Ω，R1＝46 Ω，R2＝10 Ω，其余导线的电阻不计．变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1.求：‎ ‎(1)线圈产生电动势的最大值Em；‎ ‎(2)若断开S2，闭合S1，求磁铁从图示位置转过90°的过程中，通过R1的电荷量q；(3)断开S1，闭合S2，求R2消耗的功率P.‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ 本题考查交流电产生、描述交流电的物理量及变压器的原理．‎ ‎(1)‎ 代入数据可得：‎ ‎(2)‎ 联立解得：‎ ‎(3)‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得P≈238 W ‎17.在匀强磁场中，一矩形金属线圈，线圈电阻1欧，绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．求：（1）写出该交变电动势的瞬时值表达式（2）电动势瞬时值为V时，线框平面与中性面的夹角？（3）若线圈与一个10欧电阻串联，那么该电阻每分钟发热为多少焦耳？‎ ‎【答案】（1）；（2）θ＝30°；（3）2400J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图乙可知，周期，角速度，瞬时值表达式应为e＝22 sin 100πt(V)； ‎ ‎（2）当e＝V时，e＝Emsin θ＝ V，解得：θ＝30°．‎ ‎（3）回路电动势有效值，回路电流，根据焦耳定律：=2400J．‎ 五、填空题 ‎18.通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流的有效值为______.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 ‎42R×1+22R×1=I2R×2‎ 解得 I=A ‎19.铀核裂变的一种方式是，该反应的质量亏损是0.2u，1u相当于931.5MeK的能量。‎ ‎(1)核反应方程中的X是____________。‎ ‎(2)该反应放出的能量是_______J。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据质量数和电荷数守恒得：质量数为0，核电荷数为－1，故此粒子是电子即 ‎(2)[2]根据爱因斯坦质能方程可知，该反应放出的能量是