2019-2020学年宜昌市部分示范高中高二(下)期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年宜昌市部分示范高中高二(下)期中物理试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1. 如图所示，abcd为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴𝑂𝑂′匀速转动，角速度为𝜔.空间中只有𝑂𝑂′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为𝐵.若闭合线圈的总电阻为R，则( )

A. 线圈中电动势的有效值为√22𝑁𝐵𝐿2𝜔

B. 线圈中电流方向每秒钟改变次数为𝜔𝜋次

C. 在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流

D. 当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12𝑁𝐵𝐿2

2. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，在竖直向上的恒力F作用下棒无初速上升的一段时间内，下列说法正确的是( )

A. 通过电阻R的电流方向向左

B. 棒受到的安培力方向向上

C. 棒机械能的增加量等于恒力F做的功

D. 在刚开始上升的时刻棒的加速度最大

3. 如图所示，一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴𝑂𝑂′匀速转动.转轴𝑂𝑂′过AD边和BC边的中点.若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量𝛷随时间t的变化关系可以表示为𝛷=0.1𝑐𝑜𝑠20𝜋𝑡(𝑊𝑏)，时间t的单位为𝑠.已知矩形线圈电阻为2.0𝛺.下列说法正确的是( )

A. 图示位置时线圈中的电流最大

B. 穿过线圈的磁通量的最大值为0.1√2𝑊𝑏

C. 在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变10次 D. 线圈中电流的有效值为𝜋√2𝐴

4. 6.一个匝数为100匝，电阻为0.5𝛺的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为( )

A. B. C. 6A D.

5A

5. 如图所示，电容器C与灯泡A串联，接在5V的正弦式交流电源上，为增加灯泡A的亮度，下列操作可行的是( )

A. 仅改用6V的直流电源

B. 保持交流电压有效值不变，仅增加交流电的频率

C. 仅减小电容器的电容C

D. 电路中串联一个直流电阻为零的电感线圈

6. 如图所示，理想变压器原线圈匝数𝑛1=440，副线圈𝑛2=20.在A、B端加上一交变电压𝜇=220√2𝑠𝑖𝑛100𝜋𝑡(𝑉)，流过小灯泡的电流为0.3𝐴，灯泡L正常发光，则以下说法中正确的是( )

A. 副线圈电压的有效值为10√2𝑉

B. 灯泡L的额定功率为6W

C. 将滑动变阻器的滑片P稍微下移，灯泡亮度不变

D. 将滑动变阻器的滑片P稍微下移，变压器的输入功率要变大

7. 2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆淮东一安徽皖南”特高压直流工程正式投运，它是目前世界上电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电工程。在输送功率不变的情况下，和试投运电压±550千伏相比的优点是( )

A. 可节省输电线的材料

B. 可根据需要调节交流电的频率

C. 输电速度是试投运时速度的2倍

D. 因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25% 8. 用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换成电信号的过程，下列属于这类传感器的是( )

A. 红外报警装置

B. 走廊照明灯的声控装置

C. 自动洗衣机中的压力传感装置

D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器

9. 如图所示，A、B是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大的线圈，线圈的直流电阻不计，定值电阻R阻值与灯泡相同，下列说法正确的是( )

A. 闭合开关瞬间，A、B两灯亮度相同

B. 闭合开关待电路稳定后，通过A灯电流是B灯的两倍

C. 断开开关后，A灯闪亮一下再熄灭，B灯马上熄灭

D. 断开开关后，A、B灯都闪亮一下再熄灭

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

10. 下列说法中正确的是( )

A. 康普顿效应现象说明光具有粒子性

B. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

C. 玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象

D. 运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越长

11. 在竖直平面内有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示。MN为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从如图实线位置开始竖直向上运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时，线框的速度为12𝑣，重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )

A. 此过程中通过线框截面的电荷量为2𝐵𝑎2𝑅

B. 此时线框的加速度大小为2𝐵2𝑎2𝑣𝑚𝑅+𝑔 C. 此过程中回路产生的焦耳热为38𝑚𝑣2

D. 此时线框中的电功率为𝐵2𝑎2𝑣2𝑅

12. 当闭合线圈中的磁通量发生变化时，则( )

A. 线圈中一定有感应电流

B. 线圈中不一定有感应电流

C. 磁通量变化越快，产生的感应电流越大

D. 磁通量变化越大，产生的感应电流越大

三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）

13. 图甲是研究光电效应现象的装置。某同学用该装置探究遏止电压𝑈𝑐.与入射光频率v之间的关系，得到图乙𝑈𝑐−𝑣图象。图中电源______端为正极(填“左”或“右“)。该装置阴极K的逸出功为______J.已知普朗克常量ℎ=6.63×10−34𝐽⋅𝑠(结果保留三位有效数字)

14. 如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

(1)仅将左极板上移，电容______(选填“变大”、“变小”或“不变”)，静电计指针偏转角______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(2)仅将极板间距离减小时，可观察到静电计指针偏转角______(选填“变大”、“变小”或“不变”)；

(3)仅在两板间插入一块玻璃，可观察到静电计指针偏转角______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

四、计算题（本大题共4小题，共42.0分） 15. 一个氦氖激光器能发出4.74×1014𝐻𝑧的红光．求：

(1)它在真空中的波长；

(2)求红光光子的能量𝐸(ℎ=6.63×10−34𝐽⋅𝑆)

16. 如图所示是一个按正弦规律变化的交流电的图象，根据图象可知该交流电的电流的有效值是______ A，频率是______ Hz．

17. 如图所示，变压器原线圈输入电压为220 𝑉，副线圈输出电压为36 𝑉，两只灯泡的额定电压均为36 𝑉，𝐿1额定功率为12 𝑊，𝐿2额定功率为6 𝑊.试求：

(1)该变压器的原副线圈匝数比．

(2)两灯均工作时原线圈的电流．

18. 如图所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成𝜃=30°角固定，轨距𝐿=1𝑚，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为𝐵=0.5𝑇.𝑃、M间接有阻值𝑅1的定值电阻，Q、N间接变阻箱𝑅.现从静止释放ab，改变变阻箱的阻值R，测得最大速度为𝑣𝑚，得到1𝑣𝑚−1𝑅的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取𝑙0𝑚/𝑠2.试求：

(1)金属杆运动时，𝑅1上的电流方向；

(2)写出1𝑣𝑚和1𝑅的关系式，并求出m和𝑅1的值；

(3)当𝑅=0.25𝛺，金属杆达到最大速度时，金属杆沿轨道运动的位移𝑠=0.1𝑚，求达最大速度前𝑅1上的焦耳热。

【答案与解析】

1.答案：B

解析：解：A、电动势的最大值为12𝑁𝐵𝐿2𝜔，所以电动势的有效值为12𝑁𝐵𝐿2𝜔√2=√2𝑁𝐵𝐿2𝜔4，A错误；

B、每个周期电流方向改变两次，所以每秒钟改变次数为𝜔𝜋次，B正确；

C、在转动一圈的过程中，线圈中始终有电流，C错误；

D、当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12𝐵𝐿2，D错误；

故选B

图中线圈只有一个边切割磁感线，电动势为原先的一半，但电流始终存在，磁通量的大小与匝数无关．

做交流电的题目不能死记公式，要具体问题具体分析，比如本题套公式就会错选A．

2.答案：D

解析：解：A、金属棒向上运动时，穿过回路的磁通量减小，结合磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律判断知金属棒中的电流方向向左，通过电阻R的电流方向向右，故A错误；

B、通过金属棒的电流方向向左，由左手定则知金属棒受到的安培力方向向下，故B错误；

C、根据功能关系知，恒力F做的功等于金属棒机械能的增加量与电路中产生的热量之和，故C错误；

D、根据牛顿第二定律可得：𝑎=𝐹−𝑚𝑔−𝐵𝐼𝐿𝑚，在刚开始上升的时刻金属棒中的感应电流为零，安培力为零，棒的加速度最大，故D正确。

故选：D。

根据楞次定律判断金属棒中的电流方向；由左手定则分析金属棒受到的安培力方向；恒力F做的功等于棒机械能的增加量与电路中产生的热量之和；根据牛顿第二定律分析加速度大小。

本题是电磁感应现象中的力学问题，解答本题的关键是能够利用楞次定律或右手定则判断电流方向，根据左手定则判断安培力的方向，知道上升过程中能量的转化情况。

3.答案：D