西藏拉萨市那曲第二高级中2019_2020学年高二物理下学期期末考试试题含解析

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西藏拉萨市那曲第二高级中2019-2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）（满分100分，考试时间90分钟）一．单项选择题。本大题共12小题，各题均只有一个选项符合题意，每小题4分，共48分。1. 以下说法中正确的是（　　）A. 只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生B. 磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过闭合回路的磁通量也越大C. 当线圈与磁场垂直时，穿过闭合电路中的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积D. 磁感应强度变化，线圈面积变化，穿过闭合回路的磁通量也一定变化【答案】C【解析】【分析】【详解】A．当穿过闭合回路磁通量发生变化时，产生感应电流，A错误；B．当回路与磁场平行时，磁感应强度越大，线圈面积越大，但磁通量为零，B错误C．当线圈与磁场垂直时，穿过闭合电路中的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积，即C正确D．磁感应强度变化，线圈面积变化，穿过闭合回路的磁通量不一定变化，D错误。故选C。2. 在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子① ② ③ ④ 以下判断中正确的是A. x1是质子 B. x2是中子 C. x3是电子 D. x4是质子【答案】D【解析】【分析】【详解】解：A、根据质量数和电荷数守恒得x1的电荷数为1，质量数为2，所以x1是氘核，故A错误；
B、同理x2的电荷数为1，质量数为1，所以x2为质子，故B错误；
C、x3的电荷数为0，质量数为1，所以x3是中子，故C错误；
D、x4的电荷数为1，质量数为1，所以x4是质子，故D正确．
故选D．3. 如图所示，已知交流电源的电动势为，电阻R＝2200Ω，则电路中交流电流表和电压表的示数分别为(　　)A. ， B. 0.1 A， C. ，220 VD. 0.1 A，220 V【答案】D【解析】【分析】【详解】由表达式可知，则交流电源电压的有效值，由欧姆定律可知,电路中电流，故A、B、C错误，D正确；故选D．【点睛】由交流电源的表达式可知电源电压的峰值，根据可求有效值，则由欧姆定律可求得电流及电压表的示数．4. 用某色光照射金属表面时，有光电子从金属表面飞出，如果改用频率更大的光照射该金属表面，则（　　）A. 金属的逸出功增大 B. 金属的逸出功减小C. 光电子最大初动能增大 D. 光电子的最大初动能不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB．金属的逸出功只由金属本身决定，与入射光的频率无关，选项AB错误；CD．根据可知如果改用频率更大的光照射该金属表面，则光电子的最大初动能增大，选项C正确，D错误。故选C。5. 一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直。如图所示，则有（　　）A. Uab＝0 B. Ua＞Ub，Uab保持不变C. Ua＞Ub，Uab越来越大 D. Ua＜Ub，Uab越来越大【答案】D【解析】【分析】【详解】由右手定则可知，导体棒b端电势高于a端，即Ua＜Ub下落过程中产生的感应电动势E=BLv随速度增加，感应电动势增加，即Uab越来越大。故选D。6. 如图所示电路中，当电键S断开瞬间（  ）A. 流经R2的电流方向向右，流经L的电流方向向左B. 流经R2的电流方向向左，流经L的电流方向向右C. 流经R2和L的电流方向都向右D. 流经R2和L的电流方向都向左【答案】A【解析】【分析】【详解】在S断开前，自感线圈L中有自右向左的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的电阻R2，由于电源的断开，向左的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从电阻R2中流过，方向由左到右。故A正确，BCD错误。故选A。7. 如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量Φa、Φb的大小关系为（　　）A. Φa＞Φb B. Φa＜Φb C. Φa＝Φb D. 无法比较【答案】A【解析】【分析】【详解】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，a的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＞Φb故选A。8. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（　　）A. t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零B. t＝0.01s时线框平面与中性面重合C. 线框产生的交变电动势的有效值为311VD. 线框产生的交变电动势的频率为100Hz【答案】B【解析】【分析】【详解】A．由图乙可知，当0.005s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故A错误；B．由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，处于中性面，故B正确；C．线框产生的电动势的有效值E==220V故C错误；D．由图可知，交流电的周期为0.02s，则频率为故D错误；故选B。9. 通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为A. 12V B. 4V C. 15V D. 8V【答案】B【解析】分析】【详解】根据电流的热效应计算电流的有效值：可得流过电阻的电流的有效值：A电阻两端电压的有效值为：V故B正确．10. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻R=22Ω，各电表均为理想电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是A. 该变压器为升压变压器B. 电阻R消耗的电功率是22WC. 电压表的示数为22VD. 电流表的示数是1A【答案】B【解析】试题分析：根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，与匝数成反比，即可求得结论．理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，所以该变压器为降压变压器，A错误；根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为，所以副线圈的电压的最大值为，所以电压的有效值为22V，所以电压表的示数为22V，电阻R消耗的电功率是，B正确C错误；原、副线圈的电流与匝数成反比，副线圈的电流是1A，所以电流表的示数是0.1A，D错误．11. 如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力F与时间t的关系图线是（      ）A.  B. C.  D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】由可知，电动势保持不变，则电路中电流不变，则AB错误；由安培力F=BtIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，安培力的方向为负，B为正值时，安培力为正值，故C错误，D正确；12. 如图所示，在竖直平面内有一个两边平行相距为L的光滑导轨，导轨顶端接有一个电阻R，电阻两端并有一个理想电压表，导轨间存在一个垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，磁场宽度为2h，现有一个质量为m，电阻也为R的金属棒，从距磁场上边界为h处自由下落，导轨进入磁场后恰好做匀速直线运动并穿过匀强磁场．在从导轨自由下落到穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 导体棒在穿过磁场的过程中，电压表的示数为B. 导体棒在穿过磁场的过程中，电阻R产生的热量为mghC. 导体棒在穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为10CD. 导体棒在穿过磁场的过程中，克服安培力做功为mgh【答案】B【解析】【分析】【详解】A．导体棒下降h时的速度导体棒在穿过磁场的过程中产生的电动势电压表的示数为故A错误。B．导体棒在穿过磁场的过程中，重力做功转化为导体棒与电阻R上的焦耳热，因导体棒的电阻与电阻R的电阻值相等，所以电阻R上产生的热量 故B正确；C．导体棒在穿过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为 因为具体的物理量不知道，所以通过R的电量不一定是10C．故C错误。D．导体棒在穿过磁场的过程中，重力做功与安培力做功的和为0，所以导体棒克服安培力做功为2mgh。故D错误。故选B。二．填空题。请将正确的答案填写在答题卡上相应的位置。本大题共2小题，每空2分，共16分。13. 某同学用下图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次。(1)本实验必须测量的物理量有______；A．斜槽轨道末端到水平地面的高度HB．小球a、b质量ma、mbC．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tD．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCE．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h(2)根据实验要求，ma______mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；(3)本实验中，要求小球a、b的半径______（填“一定相同”、“不一定相同”）；(4)为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，下图给出了小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为______cm；(5)按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是______。（用本题(1)中测量的物理量符号表示）【答案】    (1). BD    (2). 大于    (3). 一定相同    (4). 45.95～45.99    (5). maOB＝maOA＋mbOC【解析】【分析】【详解】(1)[1]为了验证动量守恒，需要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度。碰撞前后小球都做平抛运动，运动时间相等，速度可以用水平位移代替。所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC。所以选项BD正确；(2)[2]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒mav0=mav1+mbv2在碰撞过程中动能守恒由以上两式得为使碰后a的速度v1>0，须ma－mb>0，所以ma>mb(3)[3] 本实验中，为了保证两球发生正碰，则要求小球a、b的半径一定相同；(4)[4]由图可知，用最小的圆将所有的落地点圈起来，圆心位置为平均落地点，则OB距离约为：45.94～45.99cm；(5)[5]小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以未放被碰小球时小球a的落点位置应为B，碰后入射小球a的的落点位置应为A，碰后被碰小球b的落点位置应为C，三次平抛的抛出点高度相同，所以运动时间相等，设为t。碰撞前入射小球a的速度为碰撞后入射小球a的速度为碰撞后被碰小球b的速度为若两球碰撞过程中动量守恒，应有mav0=mav1+mbv2将v0、v1、v2代入，得14. 如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材．(1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路_____________________________  ．(2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转（    ）A．闭合开关B．断开开关C．保持开关一直闭合D．将线圈A从B中拔出(3)假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转．【答案】    (1).     (2). ABD；    (3). 右；【解析】试题分析：（1）探究电磁感应现象实验有两套电路；电源、开关、滑动变阻器、螺线管A组成控制电路；螺旋管B与电流计组成实验电路．（2）当线圈B中有感应电流产生时，电流表指针发生偏转；根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，分析答题．（3）根据楞次定律判断是否有感应电流产生，结合闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向右偏转判断将滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，灵敏电流计的指针的偏转方向．解：（1）将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．（2）AB、将开关闭合或断开，导致穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，电流表指针偏转，故AB正确；C、保持开关一直闭合，则穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针偏转，故C错误；D、将螺线管A插入（或拔出）螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转，故D正确．（3）在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．故答案为（1）如图所示：（2）ABD；（3）右．【点评】探究电磁感应现象实验有两套电路，要知道各电路的阻值与作用．本题考查了感应电流产生的条件，难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件、分析清楚图示情景即可正确解题．三．计算题。本大题共3小题，共36分。解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。15. 质量为2 kg的小球从125 m的高空自由落下，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：(1)第2 s内动量的变化量大小；(2)从开始下落到落地这段时间内，重力的冲量大小．【答案】（1）20 kg·m/s（2）100 N·s.【解析】【分析】【详解】(1)第2s内的初速度为：v1＝gt1＝10×1m/s＝10m/s第2 s内的末速度为：v2＝gt2＝10×2m/s＝20m/s所以第2 s内动量的变化量为：Δp＝p2－p1＝mv2－mv1＝2×20kg·m/s－2×10 kg·m/s＝20 kg·m/s(2)由：h＝gt2，得：t＝5s所以从开始下落到落地这段时间内，重力的冲量为：I＝mgt＝100 N·s.16. 一座小型发电站的输出功率是20kW，输电线路总电阻是5Ω。（1）若输电电压是400V，输电线路损耗的功率是多少？（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1:n2=22:1的变压器降压，用户得到的电压是多少？【答案】（1）12.5kW；（2）226.4V【解析】【分析】【详解】(1)根据解得输电线上的电流强度为输电线路损耗的功率为P损=I2R解得P损=12.5kW(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为用户端在变压器降压前获得的电压根据可知用户得到的电压为代入数据解【点睛】本题考查的是电能的输送，要求出输电线上损耗的电功率，必须先求出输电电流，根据输电功率与输电电压可求出输电电流，要求出用户得到多少电压，需要先求出电线上损耗的电压，然后用输送电压减去损耗电压既得。17. 如图所示，光滑导轨竖直放置，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.5 T，磁场方向垂直于导轨平面向外，导体棒ab的长度与导轨宽度均为L＝0.2 m，电阻R＝1.0 Ω，导轨电阻不计．当导体棒紧贴导轨匀速下滑时，标有“6  V　3 W”字样的两小灯泡恰好正常发光，求：(1)通过ab的电流的大小和方向；(2)ab运动速度的大小；(3)电路的总功率．【答案】（1）1A，由b到a      （2）70m/s    （3）7W【解析】【分析】小灯泡恰好正常发光，电压和功率都为额定值，由P=UI可求得通过灯泡的电流，得到ab中电流，根据右手定则判断电流的方向；根据闭合电路欧姆定律可求出感应电动势E，再由E=BLv求解导体棒ab匀速时的速度；由公式P=IE可求得电路的总功率．【详解】(1)每个小灯泡中的电流为则ab棒中的电流为：I=2I1=1 A由右手定则可知通过ab棒的电流方向为：由b到a(2)ab产生的感应电动势为：E=U1+IR=6 V+1×1.0 V=7 V由E=BLv，知ab的运动速度(3)电路的总功率：P=IE=7 W【点睛】本题主要考查了电路问题，灯泡正常发光是突破口，要知道用电器只有在额定电压下才能正常工作，感应电动势是联系电路和电磁感应的桥梁，能够综合运用电路、力学和电磁感应知识进行求解．