2020滁州明光中学高二下学期开学考试物理试题含答案

物理试卷

满分：100分     考试时间：90分钟

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1．热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下辐射强度与波长的关系如图。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下(                            )

A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同

B．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小

C．辐射强度的极大值随温度升高而向长波方向移动

D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动

2．下列说法正确的是(    )

A．电场线为直线的电场是匀强电场
B．在电荷所产生的电场中,以为球心、半径为r的球面上各点电场强度都相等，故在这一球面上的电场为匀强电场
C．当一个点电荷在匀强电场中运动时,它所受电场力的大小和方向都不变
D．正电荷只受电场力作用时，在匀强电场中一定沿电场线运动

3．如图所示,两匀强磁场方向相同,以虚线为理想边界,磁感应强度分别为.今有一个质量为m、电荷量为e的电子从上的P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其运动轨迹是如图所示的“心”形图线.则以下说法正确的是(                 )

A．电子的运动轨迹沿方向

B．电子运动一周回到P所用时间为

C．

D．

4．如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为(     )

A．

B．

C．BL2 

D．NBL2

5．如图所示，一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流顺时针方向为正．则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是(     )

6．如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是 (　 　)

7．如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为 (　　)

A．Um   

B．

C．   

D．

8．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是（　　）

A．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿逆时针方向 

B．Ea：Eb＝4：1，感应电流均沿顺时针方向 

C．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿逆时针方向 

D．Ea：Eb＝2：1，感应电流均沿顺时针方向

9．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则（　　）

A．两次t＝0时刻线圈的磁通量均为零 

B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2 

C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz 

D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V

10．利用如图甲所示的实验装置观测光电效应,已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射频率ν之间的关系如图乙所示,电子的电荷量e=1.6×10-19 C，则(　              　)

A．该金属的逸出功为eU1

B．普朗克常量为

C．要测得金属的遏止电压，电源的右端为正极

D．若电流表的示数为10 μA,则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012

11．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光。a光和b光的波长分別为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则(                            )

A．

B．

C．a光的光子能量为2.86eV

D．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV

12．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，电阻R1＝R2＝R3＝20 Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路，其中，电容器的击穿电压为6 V，电压表为理想交流电表，开关S处于断开状态，则(     )

A．电压表的读数约为14 V        B．电流表的读数约为0.05 A

C．电阻R2上消耗的功率为2.5 W    D．若闭合开关S，电容器会被击穿

二、实验题（本题共2小题，共16分。按要求作答。）

13. （6分）图1为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R=2.0Ω，AB间的电压U=6.0V。开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10－3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图2所示。则线圈L的直流电阻RL=      Ω，断开开关后通过电灯的电流方向为        （填“向左”或“向右”），在t2=1.4×10－3 s 时刻线圈L中的感应电动势的大小       V(结果保留2位有效数字)

14. （10分）用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源（电动势约3 V，内阻约2 Ω），保护电阻（阻值10 Ω）和（阻值5 Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。

实验主要步骤：

（1）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

（2）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；

（3）以U为纵坐标，I为横坐标，做U–I图线（U、I都用国际单位）；

（4）求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。

回答下列问题：

（1）电压表最好选用_____；电流表最好选用_____。

A．电压表（0~3 V，内阻约15 kΩ）  B．电压表（0~3 V，内阻约3 kΩ）

C．电流表（0~200 mA,内阻约2 Ω）  D．电流表（0~30 mA,内阻约2 Ω）

（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。

A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱

D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱

（3）选用k、a、和表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______，r=______，代入数值可得E和r的测量值。

三、计算题（本题共3小题，共36分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）

15.（12分）

如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限有间隔的方向相反的有界匀强磁场，方向垂直于xOy平面，宽度均为L，且磁场边界与y轴平行．一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的p(0，h)点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h，0)点进入第Ⅳ象限，经磁场Ⅰ区后垂直边界进入磁场Ⅱ区，并从磁场Ⅱ区右边界射出，不计粒子的重力．

(1)求电场强度E的大小；

(2)求粒子到达a点时速度的大小和方向；

(3)求磁场Ⅰ区的磁感应强度大小为B。

16．（12分）

在同一水平面的光滑平行导轨P、Q相距l＝1 m，导轨左端接有如图所示的电路。其中水平放置的平行板电容器两极板M、N相距d＝10 mm，定值电阻R1＝R2＝12 Ω，R3＝2 Ω，金属棒ab的电阻r＝2 Ω，其他电阻不计。磁感应强度B＝0.5 T的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab沿导轨向右匀速运动时，质量m＝1×10－14 kg、电荷量q＝－1×10－14 C的微粒悬浮于电容器两极板之间恰好静止不动。取g＝10 m/s2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好，且速度保持恒定。试求：

 (1)匀强磁场的方向；

(2)ab两端的路端电压；

(3)金属棒ab运动的速度。

17．（12分）

如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角。MP接有电阻R．有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B．将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计。现用与导轨平行的恒力F=mg沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行。当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd 到MP的距离为s．已知重力加速度为g,求：

（1）金属棒开始运动时的加速度大小；

（2）金属棒达到的稳定速度；

（3）金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量。

物理答案

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

13．(6分) 每空2分

             2(或2.0)      向左          4.0（3.8~4.2均可得分）

14. (10分) 每空2分

答案：（1）A，C     （2）C     （3），

解析：（1）电压表最好选用内阻较大的A；电路中最大电流约为，电流表选用C;

（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，说明外电路的电阻变大，滑动变阻器电阻变大，则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是必有一条导线接在电阻丝左端接线柱，另一条导线接在滑动变阻器金属杆接线柱上，故选C;

（3）图线在U轴上的截距等于电动势E，则；斜率的绝对值等于内阻与之和，则。

15. （12分）

【(1)设粒子在电场中运动的时间为：

轴方向则有：           （1分）

轴方向则有       （1分）

    （1分）

    （1分）

联立以上各式可得           （1分）

(2)设粒子到达a点时速度为

由题意知：  

可知                       （1分）

则：粒子到达a点时速度的大小

                    （1分）

粒子到达a点时速度方向

可得                            （1分）

即粒子到达a点时速度方向指向第IV象限与x轴正方向成角

(3)由题意知粒子垂直进入磁场I区，则

            由               （1分）

得      （1分）

由几何关系知    R=L时     （1分）

磁场Ⅱ区的磁感应强度的最小值               （1分）

16.（12分）

(1)负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M板带正电。ab棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab棒等效于电源，感应电流方向由b→a，其a端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下。

……（3分）

(2)微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg＝Eq  ……（2分）

又E＝，所以UMN＝＝0.1 V                                ……（1分）

R3两端电压与电容器两端电压相等，

由欧姆定律得通过R3的电流为I＝＝0.05 A                   ……（1分）

则ab棒两端的电压为Uab＝UMN＋I＝0.4 V。                ……（2分）

(3)由法拉第电磁感应定律得感应电动势E＝Blv                   ……（1分）

由闭合电路欧姆定律得E＝Uab＋Ir＝0.5 V                        ……（1分）

联立解得v＝1 m/s。                                          ……（1分）

17．(12分)

（1）金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有

             ……（2分）

解得：           ……（1分）

（2）金属棒先做加速度减小的变加速运动，当金属棒稳定运动时做匀速运动，

根据平衡条件则有：             ……（1分）

切割产生的电动势为：                   ……（1分）       

  电流为：                               ……（1分）

金属棒所受的安培力：                  …… （1分）   

解得：                                 ……（1分）

（3）金属棒从静止开始运动到cd的过程，

由动能定理得：          ……（1分）

则根据功能关系得回路中产生的总热量为：    ……（1分）

故电阻R上产生的热量为：                     ……（1分）

则得                           ……（1分）