2018-2019学年河北省衡水市安平中学高二上学期第四次月考实验部物理试题 Word版 15页

安平中学2018—2019学年上学期第四次月考 实验部高二物理试题 ‎(考试时间:90分钟 分值:110分)‎ 一、选择题：本题共15个小题，有的小题只有一项符合题目要求，有的小题有多项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.满分共60分.‎ ‎1.图甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示。已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r＝2 Ω，外电路的小灯泡电阻恒为R＝6 Ω，电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)‎ A．电压表的读数为4 V B．电流表的读数为0.5 A C．1秒内流过小灯泡的电流方向改变25次 D．线圈在转动过程中，磁通量最大为 Wb ‎2.（多选）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图像如图线b所示。 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(　　)‎ A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2‎ C．交流电a的瞬时值为u＝10sin 5πt(V)‎ D．交流电b电压的最大值为 V ‎3.（多选）图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则(　　)‎ A．磁铁的转速为10 r/s B．线圈两端电压的有效值为6 V C．交流的电压表达式为u＝12sin 5πt V D．该交流电可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上 ‎4.（多选）如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数N＝100匝，电阻为r＝1 Ω的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻，，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T＝0.2 s。从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2 V。下列说法中正确的是(　　)‎ A．电阻R1上的电功率为 W B．t＝0.4 s时，电阻R2两端的电压瞬时值为零 C．从开始计时到 s通过电阻R2的电荷量为 C D．若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e＝6cos 20πt(V)‎ ‎5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt(V)，则(　　)‎ A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V B．当t＝ s时，c、d间的电压瞬时值为110 V C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 ‎6.为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压u＝311sin 100πt(V)，变压器原、副线圈匝数比为5∶1，已知照明灯额定功率为66 W，排气扇电动机内阻为1 Ω，电流表示数为3 A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则(　　)‎ A．电压表示数为62 V B．变压器的输入功率为186 W C．排气扇输出功率为63.75 W D．保险丝熔断电流不得低于3 A ‎7.（多选）理想变压器原线圈a匝数，副线圈b匝数，线圈a接在u＝44sin 314t V的交流电源上，“12 V　6 W”的灯泡恰好正常发光，电阻，电压表V为理想电表。下列推断正确的是(　　)‎ A．交变电流的频率为100 Hz B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/s C．电压表V的示数为22 V D．消耗的功率是1 W ‎8.（多选）如图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，其输入电压变化规律如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω。降压变压器副线圈电路部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的有(　　)‎ A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz B．远距离输电线路损耗的功率为180 kW C．当传感器所在处出现火警时，电压表V的示数变大 D．当传感器所在处出现火警时，输电线上的电流变大 ‎9.如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻，D为理想二极管，原线圈接u＝220sin 100πt(V)的交流电，则(　　)‎ A．交流电的频率为100 Hz B．通过的电流为1 A C．通过的电流为 A D．变压器的输入功率为200 W ‎10.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料(　　)‎ 材料 钠 铜 铂 极限波长(nm)‎ ‎541‎ ‎268‎ ‎196‎ A．仅钠能产生光电子 B．仅钠、铜能产生光电子 C．仅铜、铂能产生光电子 D．都能产生光电子 ‎11.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是(　　)‎ A．普朗克常量为h＝ B．断开开关S后，电流表G的示数不为零 C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大 D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变 ‎12.（多选）利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．该实验说明了电子具有波动性 B．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝ C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显 D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 ‎13.（多选）以下说法中正确的是（ ）‎ A.氢原子光谱是由一条一条亮线组成的 B.按照玻尔理论，核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上 C.核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的 D.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱 ‎14.如图所示为氢原子的四个能级，其中为基态，若氢原子A处于激发态，氢原子B处于激发态，则下列说法正确的是(　　)‎ A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级 ‎15.如图为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是(　　)‎ A．最容易发生衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的 B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的 C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光去照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应 二.填空题（本题共有2题，共18分，把答案写在横线上）‎ ‎16.（6分）为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(‎ 照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为)。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：‎ 照度()‎ ‎0.2‎ ‎0.4‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.0‎ ‎1.2‎ 电阻(kΩ)‎ ‎75‎ ‎40‎ ‎28‎ ‎23‎ ‎20‎ ‎18‎ ‎(1)根据表中数据，请在如图甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点_________。‎ ‎(2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2 V 时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至 时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。(不考虑控制开关对所设计电路的影响)‎ 提供的器材：光敏电阻RP(符号，阻值见上表)；‎ 直流电源E(电动势3 V，内阻不计)；‎ 定值电阻：限选其中之一并在图中标出)；‎ 开关S及导线若干。‎ ‎17.（12分）实验室备有以下器材：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～20 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势适当的电源、小灯泡(4 V　2 W)、开关、导线若干。‎ ‎(1)要完整地描绘小灯泡的UI曲线，请在方框中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号。‎ ‎(2)实验中描绘出的小灯泡UI曲线如图所示，由图可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而____________。(填“增大”“减小”或“不变”)‎ ‎(3)如果用上述器材测量所给电源的电动势和内电阻，实验电路如图甲所示，图中是阻值为9.0 Ω的保护电阻，实验中测得多组数据记录在下表中，试在同一坐标系中画出等效电源的UI图像，由图像可求出电源自身内阻约为____________ Ω。‎ 序号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ U/V ‎4.00‎ ‎3.40‎ ‎2.80‎ ‎2.00‎ ‎1.50‎ ‎0.80‎ I/A ‎0.20‎ ‎0.26‎ ‎0.33‎ ‎0.40‎ ‎0.46‎ ‎0.52‎ ‎(4)若将上述小灯泡直接与电源和保护电阻组成串联电路，如图乙所示，此时小灯泡消耗的电功率约为________ W。‎ 三.计算题：（本题共3个小题，共32分.要求写出必要的答题过程.）‎ ‎18.（10分）图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u—t图象如图乙所示，若只在ce间接一只的电阻，或只在de间接一只的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80.‎ ‎(1)请写出原线圈输入电压瞬时值的表达式；‎ ‎(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流；‎ ‎(3)求ce和de间线圈的匝数比.‎ ‎19.（10分）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求：(结果保留两位有效数字)‎ ‎(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能。‎ ‎(2)该阴极材料的极限波长。‎ ‎20.（12分）如图甲为利用光敏电阻检测传送带上物品分布，从而了解生产线运行是否正常的仪器。其中A是发光仪器，B是一端留有小孔用绝缘材料封装的光敏电阻。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值R1＝50 Ω，当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻阻值R2＝150 Ω。定值电阻R3＝45 Ω。C为平行板电容器，虚线与两极板距离相等，极板长L1＝8.0×10－2 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m。D为屏，与极板垂直，D到极板的距离L2＝0.16 m，屏上贴有用特殊材料做成的记录纸，当电子打在记录纸上时会留下黑点，工作时屏沿图示方向匀速运动。有一细电子束沿图中虚线以速度v0＝8.0×106 m/s连续不断地射入电容器C，虚线与屏交点为O。图乙为一段记录纸。已知电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量m＝9×10－31 kg。忽略细电子束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。求：电源的电动势E和内阻r。‎ 高二物理答案（实验部）‎ 选择题：每题4分，部分2分，共60分 ‎1.B 2.BCD 3.BC 4.AD 5.A 6.C 7.BD 8.AD 9.C ‎10.D 11.B 12.AB 13.AC 14.B 15.D ‎16.（6分）(1)图像如图(a)所示　由图可知阻值随照度变化的特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 ‎(2)电路如图(b)所示 ‎17.（12分）(1)‎ ‎(2)增大 ‎(3)根据表中数据作出电源UI图像如图所示，由图示图像可知，电源内阻r＝－R0＝ Ω－9 Ω＝1 Ω。‎ ‎(4)由图示图像可知，灯泡两端电压为2.2 V，电流为0.38 A，灯泡的电功率为P＝UI＝‎ ‎2.2×0.38 W≈0.84 W。‎ ‎18.（10分）（1） (2) (3)‎ ‎(1)由题图乙知，‎ 电压瞬时值；‎ ‎19.（10分）(1)4.0×1012个　9.6×10－20 J(2)0.66 μm ‎(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数 n＝＝(个)＝4.0×1012(个)‎ 光电子的最大初动能为：‎ Ekm＝eU0＝1.6×10－19 C×0.6 V＝9.6×10－20 J。‎ ‎(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝h－h，代入数据得λ0＝0.66 μm。‎ ‎20.（12分）‎ 当没有物品挡光时，设电容器两端电压为U1，此时电子在屏上的偏转Y1＝0.02 m。‎ 电子在平行板间运动时，加速度a＝，L1＝v0t1‎ 侧移量y1＝at12‎ 解得y1＝ 电子射出平行板后做匀速直线运动，‎ vy＝at1，tan θ＝＝ 所以Y1＝y1＋L2tan θ 解得U1＝4.5 V 同理可得，当有物品挡光时，电容器两端电压 U2＝2.25 V 在闭合电路中，U1＝R3‎ U2＝R3‎ 解得E＝10 V，r＝5 Ω。‎