【物理】甘肃省张掖市第二中学2019-2020学年高二4月线上测试试卷（解析版） 13页

物理测试卷 ‎（考试时间：19：20-21：00 满分：100分）‎ 一、单选题（每题3分，共36分）‎ ‎1．关于电磁感应现象，下列说法错误的是（　　 ）‎ A．变压器铁芯做成片状是为了减小涡流 B．灵敏电流表在运输时总要把两接线柱用导体连接起来，是利用了电磁驱动 C．真空冶炼炉的炉外线圈应通入高频交流电 D．车站和重要场所的安检门可以探测人身携带的金属物品 ‎2．关于传感器，下列说法正确的是（ ）‎ A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量 B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器 C．干簧管是能够感知电场的传感器 ‎ ‎ D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 ‎3．关于光电效应，下列说法正确的是(　 　)‎ A．只要光照射时间足够长，任何金属都能产生光电效应 ‎ B．极限频率越大的金属材料逸出功越小 C．入射光频率越大，光电子最大初动能越大 ‎ D．光电流的强度与入射光的强度无关 ‎4．关于卢瑟福的粒子散射实验，下列叙述中与得到的实验结果相符的是（ ）‎ A．所有粒子穿过金箔后偏转角度都很小 ‎ B．大多数粒子发生较大角度的偏转 C．向各个方向运动的粒子数目基本相等 ‎ D．极少数粒子产生超过90°的大角度偏转 ‎5．下列说法不符合事实的是（ ）‎ A．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子提出假设：实物粒子也具有波动性 B．汤姆孙通过对阴极射线的观察，发现了阴极射线是由带负电的微粒组成，并测出了该种微粒的比荷 C．卢瑟福通过对粒子散射实验的研究证实了原子核内部有质子和中子 D．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说 ‎6．如图所示的电路中，、是两个规格相同的小灯泡，为定值电阻，自感线圈的直流电阻可以忽略．现闭合开关，待电流稳定后，再断开开关，则（ ）‎ A．闭合瞬间，、均立刻变亮 ‎ B．闭合瞬间，、均逐渐变亮 C．断开瞬间，逐渐熄灭，立刻熄灭 ‎ D．断开瞬间，逐渐熄灭，将闪亮一下再逐渐熄灭 ‎7．通过闭合线圈平面的图象如图所示,下列说法正确的是（ ）‎ A．时刻线圈中感应电动势最大 B．时刻线圈中磁通量为零 C．时刻线圈平面与中性面重合 D．、时刻线圈中感应电流方向相同 ‎8．在变电所里，需要用交流电流表去监测电路上的强电流，由于电网中的电流通常会超出一般电流表的量程，因此常使用电流互感器。下列能正确反映电流互感器工作原理的是（ ）‎ A．B．C．D．‎ ‎9．如图所示，当交流电源的电压为220 V，频率为50 Hz时，三只灯泡，L1、L2、L3亮度相同．若保持交流电源的电压不变，只将其频率变为100 Hz，则 （ ）‎ A．L1、L2、L3的亮度都比原来亮 B．只有L1的亮度比原来亮 C．只有L2的亮度比原来亮 D．只有L3的亮度比原来亮 ‎10．一个圆形闭合线圈固定在垂直纸面的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，如图甲所示．设垂直于纸面向内的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正．已知圆形线圈中感应电流I随时间变化的图象如图乙所示，则线圈所在处的磁场的磁感应强度随时间变化的图象可能是图中的( )‎ A．B．C． D．‎ ‎11．用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）‎ A．单色光A和B是颜色相同、强度不同的光 B．单色光A的频率大于单色光C的频率 C．单色光A的遏止电压大于单色光C的遏止电压 D．A光对应的光电子最大初动能大于C光对应的光电子最大初动能 ‎12．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个多匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向均匀变化的磁场，其磁通量的变化率为k，电阻R与金属板连接，如图所示．两板间有一个质量为m，电荷量为+q的油滴恰好处于静止状态，重力加速度为g，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和线圈的匝数n分别为（ ）‎ A．磁感应强度B竖直向上且正在增强，‎ B．磁感应强度B竖直向下且正在增强，‎ C．磁感应强度B竖直向上且正在减弱，‎ D．磁感应强度B竖直向下且正在减弱，‎ 二、多选题（每题4分，共16分，全选对4分，错选0分，少选且正确2分）‎ ‎13．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（ ）‎ A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有所增加 B．随着温度降低，各种波长的辐射强度都有所增加 C．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 ‎14．某同学在研究某金属的光电效应现象时,发现该金属逸出光电子的最大初动能EK与入射光频率的关系如右图所示.若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和-b,已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到( )‎ A．该金属的逸出功为零 B．普朗克常量为 ‎ C．当入射光的频率为2时，逸出光电子的最大初动能为b D．当入射光的频率为3时，遏止电压为 ‎15．金属圆盘置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圏A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是（ ）‎ A．圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B．圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 C．圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动 D．圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动 ‎16．空间存在一方向与直面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN 所示，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．t=0时磁感应强度的方向如图（a）所示：磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在t=0到t=t1的时间间隔内（ ）‎ A．圆环所受安培力的方向始终不变 B．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C．圆环中的感应电流大小为 D．圆环中的感应电动势大小为 三、计算题（每题12分，共48分）‎ ‎17．如图所示，水平放置的平行金属导轨abdc，相距l＝0.50m，bd间连有一固定电阻R＝0.20Ω，导轨电阻可忽略不计．磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒MN垂直放在导轨上，其电阻也为R，导体棒能无摩擦地沿导轨滑动，当MN以v＝4.0m/s的速度水平向右匀速运动时，求：‎ ‎（1）导体棒MN中感应电动势的大小；‎ ‎（2）回路中感应电流的大小，流过R的电流方向；‎ ‎（3）导体棒MN两端电压的大小．‎ ‎ ‎ ‎18．如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t＝0时刻线圈平面如图所示．‎ ‎（1）写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎（2）求线圈从t＝0位置开始到转过90°的过程中的流过电阻R的电量；‎ ‎（3）求图中电压表的读数．‎ ‎19．一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户，发电机的输出功率P=320kW，输出电压U1=500V，两变压器间输电导线的总电阻R=1.6Ω，输电导线上因发热而损失的功率为输电功率的5%，已知用户端的电压U4=220V。求：‎ ‎（1）输电导线上的电流大小；‎ ‎（2）升压变压器B1原、副线圈的匝数之比n1:n2；‎ ‎（3）降压变压器B2原、副线圈的匝数之比n3:n4．‎ ‎20．如图甲所示，两根平行光滑金属导轨相距，导轨平面与水平面的夹角，导轨的下端间接有电阻．相距的和间存在磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场．磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示．将阻值的导体棒垂直放在导轨上，使导体棒从时由静止释放，‎ 时导体棒恰好运动到，开始匀速下滑，．求：‎ ‎（1）～1s内回路中的感应电动势；‎ ‎（2）导体棒的质量；‎ ‎（3）～2s时间内导体棒所产生的热 ‎【参考答案】‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ B A C D C D A B ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ B C A C AD CD BD BC ‎1．B 变压器的铁芯用硅钢片代替整块铁芯，是为了减小涡流损失，故A说法正确；将两个接线柱连接起来，从而形成闭合电路，当因晃动，导致线圈切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培阻力，进而阻碍其运动，是利用电磁阻尼原理减弱表针的摆动，进而保护表针不被损坏，故B说法错误；真空冶炼炉的炉外线圈通过的电流是高频交流电，故C说法正确；安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，故D说法正确。所以选B。‎ ‎2．A 传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量，选项A正确；金属热电阻是一种可以将热学量转换为电学量的传感器，选项B错误；干簧管是能够感知磁场的传感器，选项C错误；热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故D错误；故选A．‎ ‎3．C 根据光电效应的规律可知，能否发生光电效应与光照射时间无关，选项A错误；根据W逸出功=hν，则极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项B错误；根据可知，入射光频率越大，光电子最大初动能越大，选项C正确； 光电流的强度随入射光的强度增大而增大，选项D错误；故选C.‎ ‎4．D 当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，实验结果是：离金原子核远的粒子偏转角度小，离金原子核近的粒子偏转角度大，正对金原子核的粒子被返回，故ABC错误，D正确。‎ ‎5．C A. 德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故A符合；‎ B. 汤姆孙通过对阴极射线的观察，发现了阴极射线是由带负电的微粒组成，并测出了该种微粒的比荷 ，B符合．‎ C. 卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故C错误；‎ D. 爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说，故D符合；‎ ‎6．D AB. 闭合开关S时，滑动变阻器R不产生感应电动势，灯泡A2立刻正常发光，线圈的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律得知，感应电动势阻碍电流的增大，使得电流逐渐增大，Al灯逐渐亮起来．故A错误，B错误；‎ C.断开开关S瞬间，Al和A2与L、R构成一个闭合回路，由于自感，Al和A2都要过一会儿才熄灭．故C错误；‎ D．电流稳定时，由于自感线圈的直流电阻可以忽略，L支路的电流大于A2支路的电流，所以，断开开关S瞬间，流过A2的电流增大，将闪亮一下再逐渐熄灭，故D正确．‎ ‎7．A A．图像的斜率表示磁通量变化率，由图像可知，时刻斜率最大，由法拉第电磁感应定律可知，此时感应电动势最大，故A正确；‎ B．由图像可知，时刻斜率为零，即此时电动势为零，则此时线圈的磁通量最大，故B错误；‎ C．由图像可知，时刻磁通量为零，则此时线圈平面与中性面垂直，故C错误；‎ D．图像斜率的正负可示电动势的正负(即方向)，由图像可知，、时刻线圈中感应电流方向相反，故D错误。‎ ‎8．B 由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比。则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上。同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中。故B正确；故选B。‎ ‎9．B 三个三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，流过L2的电流变小，流过L3的电流不变．故A、C、D错误，B正确．‎ ‎10．【答案】C 设垂直纸面向里的磁感应强度方向为正，线圈中顺时针方向的感应电流为正，则由乙可知：线圈中在前0.5s内产生了逆时针方向的感应电流，由楞次定律可得：当磁通量增加时，感应磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减小时，感应磁场方向与原磁场方向相同． A图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．所以A选项错误； B图：在前0.5s内，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，由感应电流方向，结合楞次定律可得：若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．故B错误； C图：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．所以C正确； D图中磁场的变化引起的感应电流与A中完全相同，故可知D错误； 故选C．‎ ‎11．A 由图象可知，单色光A和单色光B的遏止电压相同，所以它们是同一色光，相同电压时，单色光A对应的光电流更大，说明单位时间内照射的光电子数更多，即单色光A更强，故A正确；根据，可知入射光的频率越高，对应的截止电压越大，故单色光C的频率大于单色光A的频率，则单色光C的最大初动能大于单色光A的最大初动能，故BCD错误；故选A．‎ ‎【点睛】对于本题解题的关键是通过图象判定A、B、C三种单色光谁的频率大，反向截止电压大的则初动能大，初动能大的则频率高．逸出功由金属本身决定．‎ ‎12．【答案】C 试题分析：由题，电荷量+q的油滴恰好静止金属板间，受到的电场力与重力平衡，由平衡条件得知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电．若磁感应强度B竖直向上，B正在增强时，根据楞次定律得知，线圈中产生的感应电动势是下负上正，金属板下板带负电，上板带正电，油滴不能平衡，则磁感应强度B竖直向上且B正在减弱时，油滴能保持平衡．根据法拉第电磁感应定律得：①‎ 金属板间的电压为，②‎ 要使油滴平衡，则有③‎ 联立①②③得：‎ ‎．故A错误，C正确．同理可知，磁感应强度B竖直向下且正增强时，，油滴能保持静止．故BD均错误．故选C.‎ ‎13．AD AB．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，故A正确，B错误；‎ C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误；‎ D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，故D正确。‎ ‎14．CD A.根据光电效应方程Ekm＝hγ−W0，横截距表示该金属的截止频率，可知该金属的逸出功不为零，故A错误；‎ B.图线的斜率 表示普朗克常量故B错误；‎ C.由图可知W0=b，ha=W0, 则当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为 ，‎ 选项C正确；‎ D.当入射光的频率为3a时，则 ，由 可得，‎ ‎15．BD A.由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动,故A错误；‎ B.同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，选项B正确；‎ C.由右手定则可知，圆盘逆时针加减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减弱．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故C错误 D.同理可知，若圆盘逆时针加减速转动时减速转动时，则ab棒将向右运动，选项D正确；‎ ‎16．BC AB、根据B-t图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向的方向在t0时刻发生变化，则A错误，B正确；‎ CD、由闭合电路欧姆定律得：，又根据法拉第电磁感应定律得：，又根据电阻定律得：，联立得：‎ ‎，则C正确，D错误．‎ ‎17．(1) 0.80V；(2)2A，b到d；（3）0.4V。‎ ‎（1）根据法拉第电磁感应定律得：感应电动势V ‎（2）根据闭合电路的欧姆定律得，通过R的电流A 由右手定则可知，流过R的电流方向为b到d ‎（3）导体棒MN两端电压为路端电压，则：V ‎18．（1）e＝nBabωcosωt（2） （3）‎ ‎（1）最大感应电动势Em＝nBabω 从垂直于中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为 ‎（2）根据电流的定义可知：‎ ‎（3）感应电动势的有效值图中电压表的读数：‎ ‎19．（1）100A（2）5：32（3）152：11‎ ‎【解析】（1）输电线上的功率损失：P损=5%P=5%×320kW=16000W 由P损＝I2R得 输电线上的电流大小 ‎（2）升压变压器B1的输出电压 升压变压器B1原、副线圈的匝数之比 （3）输电线上的电压损失△U=IR=100×1.6V=160V 降压变压器的输入电压为U3=U2-△U=3200-160=3040V 降压变压器的匝数比 ‎ ‎20．(1)；(2)m=0.4kg；(3)4.88J ‎（1）0～1s内，磁场均匀变化，由法拉第电磁感应定律有，‎ 由图象可得 ，代入解得：‎ ‎（2）导体棒从静止开始做匀加速运动，加速度 t=1s末进入磁场区域的速度为 导体棒切割磁感线产生的电动势 可知导体受到的合力为零，有： 根据闭合电路欧姆定律有：‎ 联立以上各式得：m=0.4kg ‎（3）在0～1s 根据闭合电路欧姆定律可得 1s～2s内，根据闭合电路欧姆定律可得 ‎0～2s时间内导体棒所产生的热量