2019-2020学年衡阳八中高二下学期期中物理试卷(理科)(含答案解析)

2019-2020学年衡阳八中高二下学期期中物理试卷(理科)
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.下列哪位物理学家(科学家)没有获得过诺贝尔物理学奖()
A. 普朗克
B. 密立根
C. 卢瑟福
D. 康普顿
2.楞次定律中“阻碍”的含义是指()
A. 感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反
B. 感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强
C. 感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱
D. 当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱
时，感应电流的磁场方向与其相同
3.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感
线圈，当S闭合时，A、B的亮度情况是()
A. S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B. S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C. S闭合足够长时间后，A发光，而B不发光
D. S闭合足够长时间后，AB均发光
4.一个半径为R的绝缘圆柱面，有2N+1根长直铜导线紧紧贴在其表面，通有向下的电流，大小
均为I.通电导线有两种放置方法，方法1：一根放置在AA′处，其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的右半侧与圆柱的轴平行如图甲；方法2：若把其佘2N根均匀、对称的分布在圆柱的左半侧，与圆柱的轴平行如图乙，在这两种情况下，其余2N根在AA′产生的磁场分别为B1、B2，放置在AA′处的导线受安培力分别为F1、F2，已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度(其中k m为一常数)。

甲、乙的俯视图分别为丙、丁。

则()大小为B=k m i
r
A. B1、B2方向相同，大小相等，F1=F2
B. B1、B2方向相同，大小不等，F1≠F2
C. B1、B2方向不相同，大小相等，F1=F2
D. B1、B2方向不相同，大小不相等，F1≠F2
5.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220√2sinπt(V)的交流电源上，
副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4：1，电流
表、电压表均为理想电表。

下列说法正确的是()
A. 原线圈的输入功率为55√2W
B. 电流表的读数为0.25A
C. 电压表的读数为55√2V
D. 副线圈输出交流电的频率为50Hz
6.如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方
向，ab是一根金属直棒，如图立在导轨上紧靠A0，它从静止开始在重力
作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在A0上，直到ab
完全落在OC上．整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，
则ab棒在运动过程中()
A. 感应电流方向始终是b−a
B. 感应电流方向先是b→a，后变为a→b
C. 受磁场力方向与ab垂直，如图中箭头所示方向
D. 受磁场力方向与ab垂直，开始如图中箭头所示方向，后来变为与箭头所示方向相反
7.如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，
方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论错误的是()
A. 感应电流方向不变
B. CD段直导线始终不受安培力
C. 感应电动势最大值E m=Bav
D. 感应电动势平均值πBav
8.下列说法不正确
．．．的是()
A. “重心”、“合力和分力”、“总电阻”等概念都体会了等效替代的物理思想
B. 安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的本质
C. 电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性
D. 用不同频率的光照射同种金属发生的光电效应中，光电子的最大初动能随入射光频率的增大
而增大
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与
两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图甲所示。

有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。

在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒。

则以下说法正确的是()
A. 第1秒内上极板为正极
B. 第2秒内上极板为负极
C. 第2秒末微粒的速度为0
D. 第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.1πr2
d
10.下列说法正确的是()
A. 光电效应说明光具有粒子性
B. γ射线是处于激发态的原子辐射出的
C. 放射性元素发生一次β衰变，核电荷数增加1
D. 92235U的半衰期随着环境的不断变化，半衰期可能变短
11.如图所示，有上下放置的两个宽度均为L=0.5m的水平金属导轨，左端
连接阻值均为2Ω的电阻r1、r2，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金
属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为R=0.1m。

整个装置处在竖直
向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T.初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的长刚好为L，质量m=1kg，电阻不计。

某时刻金属棒获得了水平向右的速度v0=2m/s，之后恰
好水平抛出。

已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度g=10m/s2，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列说法正确的是()
A. 金属棒抛出时的速率为1m/s
B. 整个过程中，流过电阻r1的电荷量为1C
C. 最初金属棒距离水平导轨右端1m
D. 整个过程中，电阻r2上产生的焦耳热为1.5J
12.如图所示的电路，a、b、c为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变
阻器R的滑片P向上移动时，下列判断中正确的是()
A. a、b两灯变亮，c灯变暗
B. 电源输出功率增大
C. 电源的供电效率增大
D. b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值
三、填空题（本大题共2小题，共10.0分）
13.已知一理想变压器原副线圈的砸数比为20：1；现在其输入端接入一个电压为U1=20V的蓄电
池．则输出端电压U2=______ V；输出端负载电阻为1欧，则输出端电流I2=______ A. 14.一台理想变压器，原、副线圈匝数之比是5：1，则原、副线圈两端电压之比为______ ，这台变
压器工作时，原、副线圈中的电流之比为______ ，输出与输入功率之比为______ ．
四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）
15.如图所示为某手摇发电装置的原理简化图，可自由转动的水平金属杆CD上固定两个半径分别
为r和r
的均匀金属圆盘G、N，圆盘的圆心位于CD杆上。

金属圆盘G处于水平向右与盘面垂
2
直的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B.圆盘N绕有绝缘细线，在恒力作用下，圆盘G、N和杆按图示方向匀速转动。

手摇发电装置通过电刷P和Q与两电阻、小型电动机M、平行板电容器构成如图所示的电路。

平行板电容器两板间距为d，上极板通过长度为0.75d的绝缘细线悬挂一带电量为−q的金属小球。

开始时开关S与a连接，测得电动机M两端的电压为U，通过它的电流为I.已知两电阻的阻值分别为2R和R，金属圆盘G接入电路的电阻也为R，不计金属杆、导线、电刷电阻及接触电阻。

忽略转动的摩擦阻力，求：
(1)金属圆盘匀速转动的角速度ω；
(2)恒力F的大小；
(3)当开关S与b连接，金属圆盘G仍以角速度ω匀速转动时，小球在两极板间做简谐运动且最
大摆角为θ，小球摆动过程的最小电势能和振动周期。

16.如图所示，平行导轨EF和GH相距L=1m，电阻可忽略，其倾斜部分与水平面成37°，且导体
棒与倾斜部分之间的动摩擦因数为μ=0.3；其水平部分ECDH光滑，且置于磁感应强度大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场中；倾斜部分没有磁场，上端接一个阻值R=1Ω的电阻，两部分平滑对接，其上搁有两根导体棒a、b，b垂直于水平导轨放置，a垂直于倾斜导轨放置，a、b 棒与导
轨始终接触良好。

已知细导体棒a质量为0.5kg，b质量为1.5kg，在导轨间部分的电阻均为1Ω，
m处无初速度释放。

(cos37°=0.8,sin37°=0.6)求：a棒从倾斜轨道上高为4
3
(1)若b棒被锁定在水平导轨上始终不动，则a棒刚进入磁场时，a棒两端的电势差U；
(2)若b棒被锁定在水平导轨上始终不动，要使a棒进人磁场后与b棒相碰，b棒距CD线的距
离最大为多少；
(3)若b棒被锁定在距CD线左侧1.5m处，当a棒即将与b棒碰撞时解除锁定，a、b棒碰撞后粘
在一起，求b棒在磁场中通过的距离和电阻R在整个过程中产生的焦耳热Q R。

17.如图所示，两根间距为L的平行金属导轨由两部分组成且平滑连
接，虚线CD左侧部分的导轨水平且足够长，CD右侧部分的导轨
向上弯曲，CD左侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，CD右侧不存在磁场，导轨上端M、P间接有阻值为R的定值电阻。

金属棒乙静止在导轨E、F处，EF距磁场边界CD
高度处的距离为L，EF右侧导轨光滑，左侧导轨粗糙。

现将金属棒甲从圆弧导轨上距水平导轨L
2由静止释放，金属棒甲进入磁场的瞬间，金属棒乙刚好要滑动，最终金属棒甲与乙发生碰撞并粘在一起。

已知运动过程中两金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨电阻不计。

两金属棒质量均为m，长度均为L、电阻均为R，与EF左侧导轨间的动摩擦因数相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：
(1)金属棒甲刚进入磁场时的速度大小；
(2)金属棒乙与EF左侧导轨间的动摩擦因数；
(3)金属棒甲与金属棒乙碰撞前瞬间金属棒甲的速度大小和碰撞后瞬间金属棒甲、乙的共同速度
大小。

18.铝的逸出功是4.2eV，现在用波长200nm的光照射铝的表面。

(普朗克常量为6.63×10−34J⋅s，
元电荷为1.60×10−19C)
(1)求光电子的最大初动能
(2)求遏止电压
(3)求铝的截止频率
【答案与解析】
1.答案：C
解析：解：A、普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖。

故A错误。

B、密立根获得了1923年诺贝尔物理学奖。

故B错误。

C、卢瑟福没有获得过诺贝尔物理学奖，故C正确。

D、康普顿获得了1927年诺贝尔物理学奖。

故D错误。

故选：C。

根据普朗克、密立根、卢瑟福、康普顿是否获得过诺贝尔物理学奖进行解答。

本题是物理学史问题，可根据各位科学家的物理学成就来记住他们是否获得过诺贝尔物理学奖，平时要注意积累。

2.答案：D
解析：解：AD、感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化，感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化，方向可能与原磁场方向相同，可能相反，故A错误，D正确；
BC、感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化，既阻碍引起感应电流的磁场的增强，也阻碍引起感应电流的磁场的减弱。

故BC错误。

故选：D。

根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与它相同。

解决本题的关键掌握楞次定律的内容，知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

3.答案：A
解析：本题考查了自感现象和自感系数。

刚通电时线圈相当于断路，两灯同时亮，稳定后，自感消失，A被短路，断开电键时线圈相当于电源。

S闭合瞬间，由于L的自感作用相当于断路，所以两灯同时亮，稳定后，自感消失，A被短路，B更亮；选项A正确，选项C、B、D错误。

故选A。

4.答案：A
解析：解：以2N中在一根通电直导线为研究对象，在A点产生磁场是以此导线所在位置为圆心，两直导线连线为半径在圆上的切线，如图所示，其水平向合磁感应强度为0，则总的磁感应强度为竖直向上。

选图中的任一条求其沿竖直向上的分量：设丙图中的2离A点距离为a，d为圆直径。

如图
丙图中的任一根在A产生的磁场B的向上(丙图方位)分量为：B y=K m i
a cosθ=K m i
a
⋅a
r
=k m i
r
，
即任一根在图中的任何位置在竖直向上的分量的值都是相同的，则在A处的总的磁感应强度为2Nk m i
r
，
则放置在AA′处的导线受安培力相等，即A正确，BCD错误
故选：A。

所有导线的磁场在A 处的水平向(平面丙图)的合磁场磁感应强度为0，则在A 处的合磁场方向(平面丙图)竖直向上，取其中一根导线由所给的公式求出分量求和即可。

本题关键点是要分析出在其中一方向上的合磁感应强度为0，对于任一根导线的磁场的分量的表达式可发现与位置无关。

5.答案：B
解析：解：AC 、由输入电压的瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值U 1=220V ，
由变压器的变压比U 1U 2=n
1n 2可解得，副线圈电压U 2=55V ，电压表读数为55V ， 副线圈电流I 2=U 2R =5555A =1A ，
副线圈功率P 2=U 2I 2=55×1W =55W ，
原线圈输入功率等于副线圈输出功率，则原线圈输入功率为55W ，故A 错误，C 错误；
B 、由变压器的变流比I 1I 2=n
2n 1可知，原线圈电流I 1=0.25A ，故B 正确； D 、由原线圈输入电压的瞬时值表达式可知：ω=π，交变电流的频率f =ω2π=π2πHz =0.5Hz ，故D 错误。

故选：B 。

根据原线圈输入电压的瞬时值表达式求出输入电压的有效值，根据变压比求出副线圈电压；应用欧姆定律求出副线圈电流，由P =UI 求出副线圈功率，然后根据题意分析答题。

本题考查了变压器原理，掌握变压器的变压比与电流表是解题的前提，分析清楚电路结构、求出原线圈输入电压，应用变压比与变流比即可解题。

6.答案：B
解析：解：当ab 棒从图示位置滑到与水平面成45°时，闭合电路的磁通在变大，则由楞次定律得闭合电路中的电流是逆时针方向，即是b →a.而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相反． 当越过与水平面成45°时，闭合电路的磁通在变小，则由楞次定律得闭合电路中的电流是顺时针方向，即是a →b.而此时棒受到的安培力的方向与图中箭头方向相同．
由上可知：只有B 选项正确．
故选：B ．
由棒与导轨构成闭合回路，当磁通量变化时，根据楞次定律来确定感应电流的方向．再由左手定则。