高二下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷B卷

这是一份高二下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷B卷，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。
1.如图所示，关于下列器材的原理和用途，正确的是( )
A.变压器可以改变交流电压和频率
B.扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻
C.真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化
D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
2.（多选）如图所示，一个内壁光滑与外界不发生热传递的汽缸固定在地面上，缸内活塞下方封闭着一定量的气体（不计分子间的作用力），活塞与外界也不发生热传递，若突然用竖直向上的力F将活塞向上拉一些，则缸内封闭着的气体( )
A.分子平均动能不变
B.单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少
C.分子对缸壁的平均撞击力减小
D.若活塞重力不计，拉力F对活塞做的功等于缸内气体的内能改变量
3.（多选）如图所示，一定质量的理想气体由a状态变化到b状态，下列说法正确的有( )
A.外界对气体做功B.气体对外界做功C.气体向外界放热D.气体从外界吸热
4.电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器。工作原理如图所示，将患者血管置于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，经过一段时间测出管壁上两点间的电势差为U，已知血管的直径为d，则血管中的血液流量Q（单位时间通过血管横截面的血液的体积）为( )
A.B.C.D.
5.黑匣子是安装在飞机、轮船上用于记录交通工具运行状况且抗损毁性能高的一类设备，它常用于事故原因和事故经过的调查及分析。如图所示是黑匣子中电磁波发射电路中的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，下列说法正确的是( )
A.若增加电容器极板上的电荷量，振荡电路的周期会变大
B.若电容器正在放电，则自感电动势大小正在减小
C.若电容器正在放电，则电容器上极板带正电
D.若线圈中的磁场正在减弱，则电容器上极板带负电
6.（多选）如图所示，绝热隔板K把绝热汽缸分成两部分，K与汽缸的接触是光滑的，隔板K用销钉固定，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种理想气体，a的体积大于b的体积，现拔去销钉（不漏气），当各自达到新的平衡时( )
A.a的体积等于b的体积B.a的体积大于b的体积
C.在相同时间内两边与隔板碰撞的分子数相同D.a的温度比b的温度高
7.如图甲所示，在匀强磁场中，一正方形单匝导线框abcd绕ab边所在直线匀速转动，转轴与磁感线垂直，线框产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，若线框电阻为10 Ω，面积为，已知时线框处于中性面位置。则( )
A.该交流电电动势的有效值为
B.当线框平面转过30°时，电动势的瞬时值为
C.匀强磁场的磁感应强度大小为1 T
D.从0到0.01 s的时间内，通过线框的电荷量为
8.（多选）如图所示，带电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器A下方的狭缝飘入（初速度为零）电场区，经匀强电场加速后通过狭缝垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A.电场力对氖20和氖22做的功不相等
B.氖22进入磁场时的速度较小
C.氖22在磁场中运动的轨迹半径较小
D.若加速电压变大，则离子打在D上的位置与狭缝之间的距离变大
9.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，两交流电表均为理想电表，小灯泡的额定电压相同，当交流电源的电压为时，小灯泡均正常发光，此时两电表的示数为22 V、1 A。则下列说法正确的是( )
A.副线圈输出的交变电流的频率为100 Hz
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为9:1
C流过小灯泡的电流大小为
D.小灯泡的额定功率是小灯泡的额定功率的9倍
10.如图甲，边长为L的闭合正方形金属框abcd置于光滑斜面上，CD是斜面的底边，金属框的电阻为R，在金属框下方有一矩形匀强磁场区域，磁感应强度为B、方向垂直于斜面向下，。现给金属框施加一平行于的力F，使金属框沿斜面向下从静止开始始终以恒定的加速度做直线运动。图乙为金属框在斜面上运动的过程中F随时间t的变化图像。则( )
A.磁场的宽度为
B.金属框的cd边刚进入磁场时受到的安培力大小为
C.金属框穿出磁场的过程中，重力势能的减小量小于金属框产生的焦耳热与增加的动能之和
D.金属框穿出磁场的过程中，重力势能的减小量大于金属框产生的焦耳热与增加的动能之和
11.如图所示，长为h的水银柱将上端封闭的玻璃管内气体分割成两部分，A处管内外水银面相平。将玻璃管缓慢向上提升H高度（管下端未离开水银面），上、下两部分气体的压强的变化量分别为和，体积变化量分别为和。已知水银密度为ρ，玻璃管截面积为S，则( )
A.一定等于B.一定等于
C.与之差为D.与之和为
12.研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，如图中虚线所示，分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示。当两分子相距无穷远时分子势能为0。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是( )
A.分子间距增大，斥力减小，引力增大
B.由图可知，当分子间的距离为时，分子间作用力的合力为0，所以此时分子势能为0
C.当分子间的距离时，减小分子间距离，分子间作用力做负功，分子势能增加
D.当分子间的距离时，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能减少
二、非选择题：本题共6小题，共52分。
13.（8分）如图甲所示是“研究电磁感应现象”的实验装置：
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速拔出B线圈，电流计指针将________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转；
（2）连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；
A.在线圈A中插入铁芯
B.变阻器的滑片向左滑动
C.断开开关S
（3）G为指针零刻度在中央的灵敏电流计，连接在直流电路中时的偏转情况如图乙中所示，即电流从电流计G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。若把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图丙中的条形磁铁是向________（选填“上”或“下”）运动的；图丁中的条形磁铁下端为________（选填“N”或“S”）极。
14.（8分）如图甲所示是使用光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。
（1）当电流表示数刚减小到零时，电压表的示数为U，则阴极K的逸出功为_______（已知电子电荷量为e，普朗克常量为h）。
（2）如果不改变入射光的强度，而增大入射光的频率，则光电子的最大初动能将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压与入射光频率ν，得到图像如图乙所示，根据图像求出该金属的截止频率__________Hz，普朗克常量___________J·s。（已知电子电荷量）
15.（8分）某风速实验装置由风杯组系统（图甲）和电磁信号产生系统（图乙）两部分组成。电磁信号产生器由以O为圆心的圆形匀强磁场和导体棒OA（固定于连接风杯和转轴的轴上）组成（O端连接转轴），磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，导体棒OA长为，电阻为r。风推动风杯组绕转轴在水平面内顺时针匀速转动，风杯中心到转轴的距离为，导体棒OA每转一周，A端与弹性簧片接触一次，接触时产生的电流恒为I。图乙中电阻阻值为R，其余电阻不计。求：
（1）当导体棒OA与弹性簧片接触时，导体棒OA两端的电势差；
（2）风杯转动的速率v。
16.（8分）如图所示为某种离子诊断测量装置简化原理图。竖直平面内存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，探测板CD平行于HG水平放置，探测板只能沿竖直方向移动。两束宽度不计的带正电的离子从静止开始经匀强电场加速后持续从边界EH水平射入磁场，a束离子在EH的中点射入，经磁场偏转后垂直于HG向下射出，并打在探测板的右端点D点，已知加速电压为，正方形边界的边长为，进入磁场瞬间两束离子间的距离为，离子的质量均为m、电荷量均为q，不计重力及离子间的相互作用。
（1）求磁场的磁感应强度B的大小以及a束离子在磁场运动的时间；
（2）要使b束离子恰能打到探测板的右端D点，求探测板CD到HG的距离。
17.（8分）静止在匀强磁场中的放射性原子核X衰变为两个粒子a和b，衰变后粒子a的运动速度与磁场垂直，粒子a和b的轨道半径之比，周期之比。已知该衰变过程中的质量亏损为，假定衰变过程中释放的核能全部转化成粒子的动能，光速为c，求：
（1）粒子a和b的电荷数之比；
（2）粒子a和b的质量之比；
（3）原子核X的电荷数Z和质量数A；
（4）粒子a的动能。
18.（12分）如图所示，一直立汽缸由两个横截面积不同的、长度足够长的圆筒连接而成，活塞间封闭有一定质量的理想气体，A的上方和B的下方分别与大气相通。两活塞用长为的不可伸长的、质量可忽略不计的细线相连，可在缸内无摩擦地上下滑动。当缸内封闭气体的温度为时，活塞的平衡位置如图所示。已知活塞的质量均为，横截面积分别为，大气压强为，重力加速度g取。
（1）活塞在图示位置时，求缸内封闭气体的压强；
（2）现使缸内封闭气体温度缓慢降到300 K，求此时气体的体积和压强。
答案以及解析
1.答案：D
解析：变压器可以改变交流电压，但不能改变频率，A项错误；扼流圈对交流有阻碍作用不是因为线圈存在电阻，而是因为在扼流圈中产生的感应电动势阻碍电流的变化，B项错误；真空冶炼炉是用涡流产生的热量来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时金属中产生涡流，C项错误；磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时，铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，D项正确。
2.答案：BC
解析：向上拉活塞时，气体体积变大，气体对外做功，，由于汽缸与活塞是绝热的，在此过程中气体既不吸热，也不放热，则，由热力学第一定律可知，，气体内能减小，温度降低，分子平均动能变小，故A错误；气体物质的量不变，气体体积变大，分子数密度变小，单位时间内缸壁单位面积上受到气体分子碰撞的次数减少，故B正确；气体温度降低，分子平均动能减小，因此分子对缸壁的平均撞击力减小，故C正确；若活塞重力不计，则活塞质量不计，向上拉活塞时，活塞动能与重力势能均为零，拉力F与大气压力对活塞做的总功等于缸内气体的内能改变量，故D错误。
3.答案：BD
解析：由题图可知，根据理想气体的状态方程可得，图像某点与原点的连线的斜率，比较状态可知，从a状态到b状态，气体体积增大，则气体对外界做功；温度升高，则内能增大，根据热力学第一定律知，气体一定从外界吸收热量。
4.答案：B
解析：血管壁上两点之间的电压稳定时，血液中电荷所受的电场力和洛伦兹力平衡，有，解得，则血液流量，B正确，ACD错误。
5.答案：B
解析：
6.答案：BD
解析：由于汽缸的两部分盛有相同质量、相同温度的同种理想气体，根据可知，初始状态时，拔去销钉后，隔板K向左移动，气体b对气体a做功，根据热力学第一定律可知，最终气体温度，D正确。达到平衡后两边压强相等，根据可得，A错误，B正确。由于最终气体a的温度高，分子平均动能较大，因此分子对容器壁撞击的速度较大，而两边压强相等，因此在相同时间内，气体a对隔板碰撞的分子数较少，C错误。
7.答案：D
解析：根据题图乙可知该交流电电动势瞬时值的表达式为，则该交流电电动势的有效值为，选项A错误；当线框平面转过30°时，，电动势的瞬时值为，选项B错误；，得，选项C错误；从0到0.01 s的时间内（即半个周期内）通过线框的电荷量为，选项D正确。
8.答案：BD
解析：根据电场力做功公式，氖20和氖22的电荷量相同，加速电场电压相同，可知电场力对两离子做的功相等，A错误。在加速电场中，根据动能定理得，由于氖20的质量小于氖22的质量，所以氖20的速度大于氖22的速度，B正确。在加速电场中，根据动能定理有，在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力，可得，联立可得，又因为和U相同，氖22的质量较大，所以氖22的半径也较大，C错误；若加速电压变大，离子做圆周运动的半径变大，离子打在D上的位置与狭缝之间的距离变大，D正确。
9.答案：BD
解析：由可知交变电流的频率为，变压器并不改变交变电流的频率，则副线圈输出的交变电流的频率为50 Hz,A错误；由于小灯泡均正常发光，且电压表的示数为22 V，可知小灯泡两端的电压均为22 V，变压器原线圈的输入电压为，副线圈的输出电压为22 V，由可知理想变压器原、副线圈的匝数比为9:1，B正确；副线圈的电流，由可知原线圈的电流,C错误；小灯泡的额定功率为，小灯泡的额定功率为，则小灯泡的额定功率是小灯泡的额定功率的9倍，D正确。
10.答案：ABC
解析：由题图乙可知，金属框在时刻cd边刚进入磁场，在时刻ab边刚进入磁场在时刻cd边开始出磁场，且在时间内运动的位移大小为L，在时间内运动的位移大小等于磁场的宽度。由初速度为0的匀加速直线运动在最初连续相等的三段时间内通过的位移之比为1:3:5可知，磁场的宽度为,A正确。在时间内金属框运动的位移大小为，由，解得cd边刚进入磁场时金属框的速度大小为,所以受到的安培力大小为,B正确。金属框穿出磁场的过程中，所加的力F沿斜面向下，由功能关系可知，重力势能的减小量与拉力做的功之和等于金属框产生的焦耳热与增加的动能之和，C正确，D错误。
11.答案：A
解析：当玻璃管缓慢向上提升H高度时，气体的体积变大，压强变小，有部分水银进入玻璃管，也就是管中的水银面会比管外的水银面高，设高度差为，上面气体初状态的压强，末状态的压强，所以，同理可求出，故A正确，C错误；由玻意耳定律得，所以气体的体积变化，同理可求出，故B错误；因为有水银进入玻璃管内，所以与之和小于，故D错误。

12.答案：C
解析：当分子间距增大时，引力和斥力均减小，故A错误；由题图可知，当分子间的距离为时分子间作用力的合力为0，但此时分子势能为负值，是最小值但不为0，故B错误；当分子间的距离时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故C正确；当分子间的距离时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故D错误。
13.答案：（1）向左
（2）C
（3）下；S
解析：（1）已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增大，B线圈中的磁通量也增大，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增大时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速拔出B线圈时，B线圈中的磁通量减小，所以产生的感应电流应使灵敏电流计的指针向左偏转。
（2）要使灵敏电流计的指针向左偏转，B线圈中的磁通量应减小。揷入铁芯时，B线圈中的磁通量增大，故A错误；变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，故B错误；断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，故C正确。
（3）题图丙中指针向左偏，感应电流的方向是顺时针方向（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的下端为S极，由楞次定律可知，条形磁铁向下运动。题图丁中指针向右偏，则感应电流的方向是逆时针方向（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即穿过线圈的磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁上端为N极，下端为S极。
14.答案：（1）
（2）变大
（3）
解析：（1）当电流表示数刚减小到零时，电压表的示数为U，
根据动能定理得
则阴极K的逸出功为
（2）根据光电效应方程知入射光的频率变大，则光电子的最大初动能变大。
（3）根据得图像横轴截距的绝对值等于金属的截止频率，为，图线的斜率，所以。

15.答案：（1）
（2）
解析：解:（1）分析可知，当导体棒OA在磁场中顺时针转动时，导体棒OA相当于电源，O端相当于电源的负极，根据欧姆定律可知，导体棒OA两端的电势差
（2）由题意得电源电动势
根据闭合电路欧姆定律得
联立解得
则风杯转动的速率
16.答案：（1）
（2）
解析：解：（1）离子在电场中的加速过程，由动能定理得
解得
根据题意，a束离子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
根据几何关系可知，半径
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
离子在磁场中的运动周期
由图可知，a束离子在磁场中的运动时间
（2）设两束离子分别从边界HG的两点射出磁场，运动轨迹如图所示。为两束宽度不计带正电的离子，且离子的质量均为m、电荷量均为q，则b束离子在磁场中运动的半径与a束离子相等，根据几何关系有
解得
则
又有
解得
17.答案：（1）
（2）
（3）；
（4）
解析：解：（1）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式为
根据动量守恒定律有
联立得
代入数据得。
（2）根据，有
解得。
（3）根据电荷数守恒和质量数守恒，有
其中和为定值，单位分别为一个单位正电荷和一个原子质量单位，可推测
则原子核X为，此衰变为的α衰变。
（4）根据动能和动量的关系式，有，因衰变过程中释放的核能全部转化成粒子的动能，则有
联合以上两式解得。

18.答案：（1）
（2）；
解析：解：（1）活塞在题图示位置时，设缸内气体的压强为，以活塞为研究对象：
解得。
（2）缓慢降温则活塞向下移动，此过程为等压过程，设当A活塞刚接触汽缸细筒时的温度为，
体积：，温度：，
由题得
由盖—吕萨克定律有：
解得
继续降温若体积不变，最后体积为
设最后的压强为，由查理定律有：
其中，代入数据解得压强。
，此时细线中张力为零，知符合题意。

由振荡电路的周期公式，可知周期与电容器极板上的电荷量无关
A错误
若电容器正在放电，则回路中电流在增大且电流增大得越来越慢，则自感电动势大小正在减小
B正确
若电容器正在放电，由线圈中磁场方向向下和右手螺旋定则可知，回路中的电流由电容器下极板流向上极板，电容器下极板带正电
C错误
若线圈中的磁场正在减弱，说明电容器在充电，由楞次定律判断线圈内部感应电流产生的磁场向下，再由右手定则可知，回路中电流由电容器下极板流向上极板，则电容器上极板带正电
D错误