江西省上饶市“山江湖”协作体2018_2019学年高二物理下学期期中联考试题(含解析)

江西省上饶市“山江湖”协作体2018-2019学年高二物理下学期期中
联考试题（含解析）
一、选择题
1.关于物理学史，下列说法正确的是( )
A. 奥斯特首先发现了电磁感应现象
B. 楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
C. 纽曼和韦伯先后总结出了法拉第电磁感应定律
D. 法拉第首先发现了电流的热效应
【答案】C
【解析】
【详解】A．电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故B错误；
C．纽曼和韦伯先后总结出了法拉第电磁感应定律，故C正确；
D．焦耳发现了电流热效应的规律，故D错误。

2.物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下列说法错误的是（）
A. q子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B. 康普顿效应进一步证实了光的波动特性
C. 光电效应实验表明光具有粒子性
D. 电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
【答案】B
【解析】
【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验验证了原子核式结构，故A说法正确；
B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，故B说法错误；
C．光电效应实验表明光具有粒子性，故C说法正确；
D．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒，故D说法正确。

3.在如图所示的匀强磁场中有一个平面线圈ABCD，线圈做如下运动时能够产生感应电流的是
( )
A. 线圈在纸平面内左右移动
B. 线圈绕AB 边向纸外转动
C. 线圈在纸平面内上下移动
D. 线圈在纸平面内绕A 点转动
【答案】B
【解析】
【详解】A．线圈在纸平面内左右移动时，线圈与磁场平行，穿过线圈的磁通量一直为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故A错误；
B．线圈线圈绕AB边向纸外转动，引起磁通量增大，所以可以产生感应电流，故B正确；C．线圈在纸平面内上下移动时，线圈与磁场平行，线圈的磁通量一直为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故C错误；
D．在纸面内绕A点转动时，线圈与磁场平行，磁通量一直为零，没有变化；没有感应电流，故D错误。

4.如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，t=0 时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积S=0.1m2，电阻。

在 0~2s时间内，下列说法正确的是（）
A. 线圈中的感应电流沿逆时针方向
B. 线圈中的感应电动势大小为 0.5 V
C. 线圈中产生的焦耳热为 0.05 J
D. 通过线圈横截面的电荷量为 0.1 C
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由楞次定律知线圈中的感应电流沿顺时针方向，根据法拉第电磁感应定律：
，故AB错误；
C．线圈中产生的焦耳热：，代入数据解得：Q=0.5J，故C错误；
D．通过线圈横截面的电荷量：，代入数据得：q=0.1C，故D正确。

5.如图所示，位于同一绝缘水平面内的两根固定金属导轨MN、M′N′，电阻不计，两导轨之间存在竖直向下的匀强磁场。

现将两根粗细均匀、电阻分布均匀的相同铜棒ab、cd 放在两导轨上，若两棒从图示位置以相同的速度沿MN 方向做匀速直线运动，运动过程中始终与两导轨接触良好，且始终与导轨MN 垂直，不计一切摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 回路中有顺时针方向的感应电流
B. 回路中的感应电流不断增大
C. 回路中的热功率不断增大
D. 两棒所受安培力的合力不断减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．两棒以相同的速度沿MN方向做匀速直线运动，回路的磁通量不断增大，根据楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针，故A错误；
B．设两棒原来相距的距离为S，M′N′与MN的夹角为α．回路中总的感应电动势
E=BL cd v-BL ab v=Bv·(L cd-L ab)=Bv·Stanα=BvStanα，保持不变，由于回路的电阻不断增大，所以回路中的感应电流不断减小，故B错误；
C．回路中的热功率为，E不变，R增大，则P不断减小，故C错误；
D．两棒所受安培力的合力为F=BIL cd-BIL ab=BI·(L cd-L ab)=BI·Stanα，I减小，其他量不变，所以F减小，故D正确。

6.在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为电阻可忽略不计的自感线圈，
E 为电源，S 为开关。

关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是
( )
A. 合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时缓慢熄灭
B. 合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭
C. 合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭
D. 合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先闪亮一下后缓慢熄灭，a 缓慢熄灭 【答案】A 【解析】
【详解】由图可以看出，a 、b 灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作。

但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使a 灯后亮，则合上开关，b 先亮，a 后亮。

当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a 、b 及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，故BCD 错误，A 正确。

7.如图甲所示的
电路中,当理想变压器 a 、b 端加上如图乙所示的交变电压,闭合开关 S ,三只相同灯泡均正常发光下列说法中正确的是( )
A. 小灯泡的额定电压为 9V
B. 变压器原、副线圈的匝数比为 2:1
C. 图乙所示的交变电压瞬时值表达式为 u =36sin100πt (V)
D. 断开开关 S ，L 1 会变亮，L 2 会变暗 【答案】B 【解析】
【详解】AB ．当S 闭合后，原线圈中I 1等于灯泡L 1的电流，副线圈中I 2是灯泡L 2和L 3的电流
之和，由于三只相同的灯泡正常发光，故I2=2I1，根据n1I1=n2I2可知n1：n2=2：1，由于输入电压U=U L+U1=18V，且，U2=U L，得U1=2U L，故U L=6V，即小灯泡的额定电压为6V，故B正确，A错误；
C．由题意得图乙所示的交变电压瞬时值表达式为：，故C错误；
D．断开开关S，负载电阻增大，副线圈电流I2减小，原线圈电流I1随之减小，则有灯泡L1变暗，L1两端电压减小，由U1=U-U L得原线圈两端电压U1增大，副线圈两端电压U2随之增大，灯泡L2变亮，故D错误。

8.如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余
弦规律变化,在t=π/2ω时刻（）
A. 线圈中的电流为零
B. 穿过线圈的磁通量最大
C. 线圈所受的安培力为零
D. 穿过线圈磁通量的变化率最大
【答案】ABC
【解析】
【详解】AC．该交变电流的周期为：，在时刻，即时刻，由线圈中产生的交变电流图象可知，感应电流大小为零，故安培力为零，故A C正确；
BD．在时刻，即时刻，感应电流大小为零，则知感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律知磁通量变化率也为零，线圈与磁场垂直，磁通量为最大，故B正确，D错误。

9.如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法正确的是( )
A. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子动能增大
B. 用能量为 11.0eV 的电子轰击基态氢原子能使其跃迁到更高能级
C. n=4 能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为 12.75eV
D. 一个处于n=3 能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故A正确；
B．用能量为11.0eV的电子轰击，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n=2能级，故B正确；
C．根据玻尔理论得知，n=4能级直接跃迁到基态放出的光子能量最大，最大能量为
E max=E4-E1=-0.85eV-（-13.6）eV=12.75eV，故C正确；
D．一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出2种不同频率的光子，即3能级到2能级，2能级到1能级，故D错误。

10.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。

闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。

图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率
ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是 ( )
A. 普朗克常量为h＝
B. 断开开关S 后，电流表G 的示数为零
C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能不变
D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据E km=hv-W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b。

当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为v0=a，那么普朗克常量为，故A正确；
B．电键S断开后，因光电效应现象中，光电子存在最大初动能，因此电流表G的示数不为零，故B错误；
C．根据光电效应方程可知，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，光电子的最大初动能不变，故C正确；
D．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减少，那么电流表G示数减小，故D错误。

二．实验题
11.在“探究电磁感应现象”的实验中，按如图连接电路，在闭合S1瞬间发现灵敏电流计G 指针向左偏，将滑动变阻器滑片迅速右移，电流表指针___________，断开 S2，电流表指针_____,则将L2从 L1中拔出，电流表指针_____（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。

【答案】 (1). 左偏 (2). 不偏 (3). 右偏
【解析】
【详解】闭合电键S1时穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计G的指针向左偏了一下，说明穿过副线圈的磁通量增加时电流计指针向左偏转；当断开S2，不论如何变化，均不会偏转；若将L2从L1中拔出时。

穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将右偏转。

12.为测量滑块与桌面间的动摩擦因数μ，用如右图所示的装置进行实验：
A、先测出滑块A、B的质量M、m，查出当地的重力加速度g．
B、用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边．
C、剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地
D.时到重锤线的水平位移s1和滑块A沿桌面滑行距离s2．
（1）为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：________
（2）动量守恒的表达式为：________（用题目中所涉及的物理量的字母表示）．
（3）接着，根据（b）中表达式及测量出的数据就能计算出滑块与桌面间的动摩擦因数了．
【答案】 (1). 桌面离地面高度h (2).
【解析】
验证释放弹簧过程中的动量守恒，应测出两滑块的速度，B离开水平面后做平抛运动，为求出B的初速度，应测出B的水平位移与桌面到地面的高度；应用平抛运动规律与动能定理求出滑块的速度，然后求出其动量。

（1）B离开水平面后做平抛运动，为求出其初速度，应测出桌面距地面的高度h；
（2）B 离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上：
水平方向解得
A离开弹簧后，在水平桌面上做匀减速直线运动，最后静止，
由动能定理得：，解得
如果动量守恒，则，即：
（3）若在已知动量守恒的前提下，由上式得滑块与桌面间的动摩擦因数
三、计算题
13.如图所示，光滑曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小车上表面相平，质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车，使得小车在光滑水平面上滑动．已知小滑块从高为H的位置由静止开始滑下，最终停到小车上．若小车的质量为M．g表示重力加速度，求：
（1）滑块滑上小车后，小车达到最大速度v
（2）若滑块和车之间的动摩擦因数为μ，则车的长度至少为多少？
【答案】（1）（2）
【解析】
试题分析：根据动能定理求出滑块到达轨道底端时的速度大小．滑块滑上小车后，当两者速度达到相同时，小车的速度最大，由动量守恒定律求出小车的速度；根据摩擦力与相对路程的乘积等于产生的热量，求出车的最小长度。

（1）滑块由高处运动到轨道底端得速度为，
由动能定理：
小车最大速度为与滑块共速的速度．由动量守恒定律得：
联立以上解得：
（2）设小车的长度至少为L，对系统，克服阻力做功转化为内能：
联立以上解得：
点睛：本题主要考查了动能定理、动量守恒定律，只要分清过程即可解题。

14.如图所示，两根平行光滑金属导轨MN 和PQ 放置在水平面内，其间距L=0.4m，磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻R=4.8Ω，在导轨上有一金属棒ab，其电阻r=0.2Ω，金属棒与导轨垂直且接触良好，如图所示，在ab 棒上施加水平拉力使其以速度v=0.5m/s 向右匀速运动，设金属导轨足够长。

求：
（1）金属棒ab 产生的感应电动势；
（2）通过电阻 R 的电流大小和方向；
（3）水平拉力的大小F
【答案】(1) E=0.1V (2) I=0.02A , 从M通过R流向P (3) 0.004N
【解析】
【详解】（1）设金属棒中感应电动势为E，则：
代入数值得E=0.1V
（2）设过电阻R电流大小为I ，则：
代入数值得I=0.02A
由右手定则可得，通过电阻R的电流方向从M通过R流向P
（3）棒受到安培力为：，ab棒匀速直线运动拉力等于安培力则：F =0.004N
15.如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功P 1=50kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈匝数比为n1n2=110，两个变压器间的输电导线的总电阻R=60，降压变压器的输出电压U4=220V，变压器本身的损耗忽略不计，求:
（1）升压变压器副线圈两端的电压U2；
（2）输电线上损耗的电功率P损；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。

【答案】（1）5000V; （2）6000W; （3）20:1
【解析】
【分析】先根据变压比公式求解升压变压器的输出电压；变压器不改变功率，由P=UI求出输电线中电流；由功率公式求解输电线上损耗的电功率；求出降压变压器的中输入电压，再由电压与匝数成正比求解降压变压器原、副线圈的匝数比；
解：（1）升压变压器的输出电压：
（2）传输电流：
损失的功率：
（3）降压变压器的输入电压为：
降压变压器的匝数比：
16.如图所示，水平虚线MN、PQ之间有垂直于纸面向里的水平匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两虚线间的距离为H，质量为m、电阻为R边长为L的正方形金属线框abcd在磁场上方某一高度处由静止释放线框在向下运动过程中始终在竖直平面内，ab边始终水平，结果线框恰好能匀速进入磁场线框有一半出磁场时加速度恰好为零，已知L<H，重力加速度为g，求：
(1)线框开始释放时ab边离虚线MN的距离；
(2)线框进磁场过程中通过线框截面的电量q及线框穿过磁场过程中线框中产生的焦耳热；
(3)线框穿过磁场所用的时间。

【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)由于线框能匀速进入磁场，设进入磁场过程速度为
根据机械能守恒得：
进入磁场过程，线框中感应电动势
线框中电流为
根据力的平衡有：
解得：；
(2)线框进磁场的过程中，
平均电流为：
通过线框的电量为：
解得：
由于线框有一半出磁场时加速度为0，即线框刚好出磁场时的速度大小等于
根据能量守恒，线框穿过磁场过程中产生的热量
解得：；
(3)线框进磁场所用的时间为
完全在磁场中运动时间为
解得：
线框ab边出磁场前一瞬间速度大小为解得：
出磁场过程中，根据动量定理得：
即
解得：
因此运动的总时间为。