2021-2022学年辽宁省沈阳120中高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年辽宁省沈阳120中高二（下）第一次月考物理试卷1.  下列说法错误的是(    )A. 为更好接收波长为300m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1000kHz
B. 在同一金属的光电效应中，黄光照射下逸出的光电子的初动能不一定比绿光照射下逸出的光电子的初动能小
C. 卢瑟福通过粒子散射实验提出原子的核式结构模型，同时粒子散射实验也是用来估算原子核半径最简单的办法
D. 原子序数大于83的原子一定有天然放射现象，而小于83的原子都没有天然放射现象2.  如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的带负电小球．K断开时传感器上有示数mg，K闭合稳定后传感器上示数为则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量的变化率分别是(    )
 A. 正在增加， B. 正在减弱，
C. 正在增加， D. 正在减弱，3.  电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是(    )A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小
D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短4.  物理学家密立根利用如图甲所示的电路研究金属钾的遏止电压与入射光频率v的关系，其图象如图乙所示。已知电子的电荷量为e。下列说法正确的是(    )
A. 若仅增大入射光的光强，则光电子的最大初动能增大
B. 若增大入射光的频率，则光电子的最大初动能保持不变
C. 由图象可知，金属钾的截止频率为
D. 由图象可求出普朗克常量为5.  氢原子能级图如图所示，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光照射逸出功为的光电管．下列判断正确的是(    )A. 能使光电管发生光电效应的光有3种
B. 所有光电子中最大初动能为
C. 氢原子从能级跃迁至基态时发出的光波长最长
D. 若要使光电流为0，至少需给光电管加的反向电压
 6.  在核电站发生核事故后，附近可检测出放射性元素铯137，铯137的半衰期约为30年。假设一条海鱼在15年前体内有的铯137，若铯137在这期间未被代谢出体外，则现在残留在其体内的铯137有(    )
 A.  B.  C.  D. 7.  核某种裂变方式的核反应方程为，已知、、、的质量分别为、、、，真空中的光速为c。则下列说法正确的是(    )
 A. 核反应方程式中
B. 中含有56个中子
C. 该反应释放的核能为
D. 比的比结合能小8.  如图所示，开关S闭合后，当A、B两点间输入有效值为的交流电压时，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同即通过电流相等，已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为、，保持不变，副线圈两端电压用表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是(    )A. ：：4
B. 若开关S闭合，：：1
C. 若开关S断开，：：3
D. 开关S断开后，灯泡的亮度比S闭合时暗9.  如图所示，在匀强磁场中静止着一个原子核，某一时刻发生了一次衰变，放出的粒子与生成的新核在与磁场方向垂直的平面内做匀速圆周运动，得到粒子与新核的轨迹是外切圆。已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，粒子的质量数为4，电荷量为2e，则下列说法正确的是(    )
 A. 新核与粒子的轨迹半径之比为1：45
B. 衰变后产生的新核与粒子的动能之比为2：117
C. 衰变后产生的新核与粒子所受的洛伦兹力之比为117：90
D. 放出的粒子对应的轨迹是大圆，粒子和新核绕行的方向均为顺时针10.  如图所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为，线圈自身电阻为r，负载电阻为R，线圈由图示位置转动的过程中，下述结论正确的是(    )A. 通过电阻R的电荷量 B. 通过电阻R的电荷量
C. R上产生的焦耳热为 D. R上产生的焦耳热为11.  如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是(    )
 A. 两互感器均起到降压作用
B. 若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则线路输送电功率为220kW
C. 若保持发电机输出电压和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
D. 若发电机输出电压一定，若用户数增加，为维持用户电压一定，可将滑片P上移12.  氢原子在核物理研究中有重要作用，氢原子可在下列各能级之间跃迁，能级如图所示。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于基态的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为、、、、、的光，且频率依次增大，则E等于(    )A.
B.
C.
D. 13.  在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
观察变压器的铁芯，它是：______；填字母
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的铜片叠成的
D.绝缘的硅钢片叠成的
观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______；填“多”或“少”
以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；填字母
 
为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过______；填字母
A.2V
B.12V
C.50V
实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为______；填字母
A.
B.
C.
本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。填字母
A.控制变量法
B.等效替代法
C.整体隔离法14.  如图所示，磁极N、S间的磁场可看做匀强磁场，磁感应强度为，矩形线框ABCD的面积为，共匝，内阻为，AB边与滑环E相连，CD边与滑环F相连。外电路如图所示，理想二极管与串联，其中。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图中线圈所在位置恰好与磁感线垂直。求：
写出线圈的电动势e随时间t的变化关系从图中位置开始；
求电流表的示数；
15.  如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻的发电机向全校22个教室每个教室有“220V40W”的白炽灯6盏供电，理想降压变压器的原副线圈匝数比，不计导线电阻，当灯都正常工作时：
发电机的输出功率应是多大？
发电机的电动势是多大？
发电机的效率是多少？16.  如图所示是研究光电效应现象的实验电路M、N为两正对的圆形金属板，两板间距为d，板的半径R，且板正中受一频率v的细束紫外线照射时，照射部位发射沿不同方向运动的光电子，形成光电流，从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。若闭合开关S，调节滑片P逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为时，电流恰好为零。求：
①金属板N的极限频率；
②将图示电源的正负极互换，同时逐渐增大极板间电压，发现光电流逐渐增大，当电压达到U之后，电流便趋于饱和。求此电压U。
答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：A、为更好接收波长为300m的无线电波，其波长与波速和频率的关系有，又因无线电波在真空中传播速度为，可得，电磁波在任何介质中的频率均为1000kHz，所以，应把收音机的调谐频率调到1000kHz，故A正确，不符合题意；
B、不同频率的光照下，光电效应中发射出的光电子初动能大小不同，所以，在同一金属的光电效应中，黄光照射下逸出的光电子的初动能不一定比绿光照射下逸出的光电子的初动能小，故B正确，不符合题意；
C、由物理学史，可知卢瑟福通过粒子散射实验提出原子的核式结构模型，同时粒子散射实验也是用来估算原子核半径最简单的办法，故C正确，不符合题意；
D、原子序数大于83的原子一定有天然放射现象，而小于83的原子也可能有天然放射现象，比如放射性同位素，故D错误。
本题选错误项，
故选：D。
波长与波速和频率的关系有，结合无线电波的传播速度和波长可求频率；不同频率的光照下，光电效应中发射出的光电子初动能大小不同；原子序数大于83的原子一定有天然放射现象，而小于83的原子也可能有天然放射现象，比如放射性同位素。
本题考查光电效应、天然放射现象以及物理学史等，考查内容较多，主要为识记知识，难度不大。
 2.【答案】D 【解析】解：电键闭合时，，，所以，所以小球带负电，知上极板带正电，根据楞次定律，磁场正在减弱．故D正确，A、B、C错误．
故选
线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，根据法拉第电磁感应定律，会产生稳定的电动势．当电键断开时，小球受重力和支持力平衡，当电键闭合时，支持力变为原来的一半，可知，小球受到向上的电场力，根据小球的平衡可求出磁通量的变化率以及磁场的变化．
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，以及会用楞次定律判端电动势的方向．
 3.【答案】B 【解析】解：A、由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，故A正确；
B、电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，故B错误；
C、若在电场中插入铁芯，则L变大，根据，则发射的电磁波频率变小，故C正确；
D、若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据，则发射的电磁波波长变短，故D正确；
故选：B。
根据图可知，电容器放电，电荷量减少，电流变大，板间电势差减小；
插入铁芯，L变大，根据振荡电路的周期可知频率的变化，电容器正对面积减小，根据公式可判断电磁波波长。
明确振荡电路的原理，知道插入铁芯改变哪些物理量，减小正对面积改变电容器的电容。
 4.【答案】D 【解析】解：AB、根据爱因斯坦光电效应方程可知，，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关，随着入射光频率的增大，光电子的最大初动能增大，故AB错误；
CD、根据爱因斯坦光电效应方程可知，，解得：，图线的斜率：，图象的横轴截距为金属钾的截止频率为，故C错误，D正确。
故选：D。
根据光电效应的产生条件分析，入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大。
根据光电效应方程得出的关系式，通过关系式得出斜率、截距表示的含义。
此题考查了爱因斯坦光电效应方程的相关计算，解决本题的关键掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系。
 5.【答案】B 【解析】【分析】
计算各能级差的能量进而判断能使光电管发生光电效应的光子种类；能级差越大，其对应的光子的能量最大，其频率最高，波长最短；根据光电效应方程求解光电子的最大初动能；根据动能定理求解遏止电压。
解决本题的关键知道能级的跃迁满足，注意高能级跃迁向低能级跃迁，释放能量要正好等于能级之差，同时要注意和光电效应内容的结合。
【解答】
A、根据能级跃迁公式可分别计算出辐射光子的能量为
：，
：，
：，
：，
：，
；
由上式可看出，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，其中有4种光子能量大于光电管的逸出功，能使光电管发生光电效应，故A错误；
BCD、根据玻尔理论可知：从能级跃迁到能级发出光子的能量最大，其频率最高，波长最短，根据光电效应方程可得光电子的最大初动能为，根据动能定理可得：，解得遏止电压，即要使光电流为0，至少需给光电管加的反向电压，故B正确，CD错误。  6.【答案】C 【解析】解：根据放射性物质的剩余质量与半衰期的关系可知现在残留在其体内的铯137为：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据剩余质量与半衰期的关系判断即可。
该题考查半衰期的应用，知道剩余质量与半衰期的关系是解答的关键。
 7.【答案】C 【解析】解：由核反应中的质量数守恒以及电荷数守恒可知，故A错误；
B.原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为，故B错误；
C.根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量为：，故C正确；
D.核反应方程式生成物比反应物稳定，的原子核的比结合能小于原子核的比结合能，故D错误。
故选：C。
根据核反应的特点判断核反应的类型；根据电荷数守恒、质量数守恒得出x的电荷数和质量数；根据质能方程求出释放的核能。
解决本题的关键知道核反应中电荷数守恒、质量数守恒，知道常见粒子的电荷数和质量数。
 8.【答案】BD 【解析】解：A、因为开关闭合后六个灯泡发光亮度相同 设每个灯泡的电流为I，电压为电阻为R，则原线圈中电流为，副线圈中的为有：：，则：：1，故A错误；
B、开关闭合时，由，：：  所以原线圈两端为，即开关闭合时：：1，故B正确；
C、开关断开后，设、、三灯电流均为，副线圈干路电流为，两端电压为，由电流比关系和电压比关系得原线圈与中电流为，原线圈两端电压为。
则有，此时副线圈两端，可知：：2，故C错误；
D、由前面的计算可知，开关K闭合时两端电压为，K断开时两端电压为，电压变小灯变暗，故D正确。
故选：BD。
明确电路结构，根据变压器原理进行分析，根据灯泡中电流相等即可明确原副线圈中的电流关系，从而确定线圈匝数；再根据电压之比等于匝数之比即可明确电压关系；再根据开关断开后的电路变化确定灯泡亮度变化。
本题考查变压器原理的应用，要注意明确AB两端的电压等于变压器输入电压和灯泡、两端的电压之和。
 9.【答案】AB 【解析】解：D、粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，粒子做圆周运动的轨道半径；原子核衰变过程系统动量守恒，根据动量守恒定律可知，两粒子动量p等大反向，由于p与B大小都相等，带电荷量较小的粒子对应的轨迹圆半径较大，根据左手定则可知粒子和新核绕行的方向均为逆时针，故D错误；
A、因粒子带电荷量为2e，可知新核带电荷量为90e，根据可知，新核与粒子的轨迹半径之比为1：45，故A正确；
B、对粒子有，因新核的质量数为234，则质量，对新核分析有，故衰变后产生的新核做圆周运动的动能与粒子动能之比为2：117，故B正确；
C、设粒子所受的洛伦兹力为，因新核的核电荷数为90，则电荷量，新核所受的洛伦兹力为，故C错误。
故选：AB。
原子核衰变过程系统动量守恒，衰变后新核与粒子在磁场中做匀速圆周运动，应用动量守恒定律与牛顿第二定律、左手定则分析答题。
本题主要考查了动量守恒定律，理解带电粒子在磁场中的运动特点，结合牛顿第二定律和动能的计算公式即可完成分析。
 10.【答案】BC 【解析】解：AB、根据法拉第电磁感应定律得：，通过电阻R的电荷量，故A错误，B正确；
CD、感应电动势的有效值为，感应电流有效值为，R上产生的焦耳热为，又，联立解得耳热为，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据法拉第电磁感应定律列式求出感应电动势的平均值，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流平均值，由感应电流平均值与时间的乘积求解通过电阻R的电荷量。根据公式求出感应电动势最大值，再求出感应电动势有效值，根据闭合电路欧姆定律求解感应电流有效值，最后根据焦耳定律求R上产生的焦耳热。
本题的关键要掌握正弦式交流电峰值的表达式，同时要会计算平均值和瞬时值，对于交变电流，求解热量、电功和电功率要用有效值。
 11.【答案】BD 【解析】解：根据两个互感器原、副线圈的匝数比可知电压互感器起到降压的作用，电流互感器起到降流升压的作用，故A错误；
B.设输电电流为，根据理想变压器变压和变流规律可得，
解得，
所以线路输送的电功率为，故B正确；
C.由理想变压器变压和变流规律可得，，
设输电线路总电阻为r，根据闭合电路欧姆定律有
设用户端总电阻为R，根据欧姆定律有
联立以上五式解得
若保持发电机输出电压和用户数一定，仅将滑片Q下移，则增大，R不变，所以增大，而输电线损耗功率为，所以输电线损耗功率增大，故C错误；
D.若保持发电机输出电压和Q的位置一定，使用户数增加，即不变，R减小，则增大，减小，为了维持用户电压一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选：BD。
由匝数比判断是否降压，由功率公式求解电功率，结合闭合电路欧姆定律求解输电线功率损耗，由动态分析判断滑片移动方向。
本题考查变压器，学生需熟练掌握匝数比，功率公式，闭合电路欧姆定律等综合分析。
 12.【答案】BD 【解析】解：氢原子吸收能量后从能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，从m能级向低能级跃迁时，如果直接跃迁到基态能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时氢原子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类：，解得：，即氢原子吸收能量后先从能级跃迁到能级，然后从能级向低能级跃迁。
辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为①4能级到3能级，②能级3到能级2，③能级4到能级2，④能级2到能级1，⑤能级3到能级1，⑥能级4到能级1，所以能量E与相等，也等于或，故AC错误，BD正确。
故选：BD。
氢原子吸收能量后向高能级跃迁，而较高能级不稳定会自发的向所有的较低能级跃迁，只有跃迁到基态后才能稳定，故辐射光子的种类能级差越大，辐射的光子的频率越高。
本题考查了氢原子能级跃迁问题，要求学生熟练掌握氢原子的能级图及跃迁条件，难度不大。体现了模型建构的核心素养。
 13.【答案】
少;
；
；
；
。 【解析】解：观察变压器的铁芯，它是由绝缘的硅钢片叠成的。故选D；
观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少；
实验中需要交流电源和交流电压表万用表，不需要干电池和直流电压表。故选BD；
为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V。故选B；
若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为，
若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，
可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为。
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于，可能为。
故选C；
实验中需要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，因此运用的科学方法是控制变量法。故选A。
故答案为：；少；；；；。
变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片叠成的；根据变压器原理解得匝数与电流的关系；计算得电压大小；同时本实验运用的科学方法是控制变量法。
明确实验原理和实验操作流程是解决本题的关键，注意电压、电流与线圈匝数之间的关系，变压器工作需要接交变电流。
 14.【答案】解：感应电动势的最大值为
线圈的电动势e随时间t的变化关系为
电动势的有效值为；
当二极管导通时，回路电流为；
当二极管截止时，回路电流为
根据有效值的定义得
解得；
答：线圈的电动势e随时间t的变化关系；
电流表的示数为。 【解析】根据写出瞬时值表达式；
电流表示数为电流的有效值，二极管具有单向导电性，根据电流的热效应求出电流表的示数。
本题主要考查了交变电流的瞬时表达式有效值的计算，解题关键是熟练掌握基本公式，会用电流的热效应求有效值。
 15.【答案】解：因为是理想变压器，故发电机的输出功率；
；
，
则根据电压之比等于匝数之比可得：
；
由功率公式可得：；
由闭合电路欧姆定律可得
；
由功率公式可得：
；
发电机的效率；
答：发电机的输出功率应是5280W；
发电机的电动势是644V；
发电机的效率是 【解析】由功率公式可求得输出功率，再由理想变压器输入功率等于输出功率可求得输入功率；
根据电压之比等于匝数之比可求得电源输出电压；再由闭合电路欧姆定律可求得电源的电动势；
根据可求得总功率，再由效率公式可求得发电机的效率．
本题考查理想变压器基本原理的应用，要注意明确电压之比等于匝数之比，电流之比等于匝数的反比；输出功率等于输入功率．
 16.【答案】解：①当电压为，电流为零时有：
关键光电效应方程可得：
解得：；
②电流便趋于饱和时所有的电子都能到达极板，此时沿平行于极板方向的电子恰好到达极板M的边缘。电子在电场中做类平抛运动，平行于极板的方向：
垂直于极板的方向：
由牛顿第二定律，则有：
因：
解得：
答：①金属板N的极限频率为；
②电压为。 【解析】①根据动能定理，结合光电效应方程，即可求解最大初动能与极限频率；
②电流便趋于饱和时所有的电子都能到达极板，结合带电粒子的电场中运动的特点分析即可求出。
考查动能定理、光电效应方程及牛顿第二定律的应用，掌握几何关系的运用是关键。