2020-2021学年河南省信阳市高级中学高二物理模拟试卷含解析

2020-2021学年河南省信阳市高级中学高二物理模拟试卷含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以
A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极
B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极
C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极
D．将b、c端接在电源正极，a、d端接在电源负极
参考答案：
AB
2. 真空中有两个点电荷相隔一定距离r，相互作用力为F.若其中一个电荷的电量变为原来的4倍，为要保持原来的作用力大小不变，则两个电荷间的距离变为原来的多（）A． 4 B． 1 C． 2 D． 8
参考答案：
3. (单选)如图所示，一通电直导线中的电流方向向下，则在位于通电直导线右侧的P点的磁场方向应为（）
A、向右
B、向左
C、垂直纸面向里
D、垂直纸面向外
参考答案：D
4. 下列不是预防静电危害的做法是
A．在高大的建筑物顶端安装避雷针 B．水泥厂利用静电除去废气中的粉尘
C．在制造轮胎的橡胶中添加导电材料 D．行驶中的油罐车尾带一条拖地的铁链
参考答案：
B
5. （单选题）闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的
（）
A．磁通量大小有关； B．磁场的磁感强度大小有关；
C．磁通量变化的快慢有关； D．磁通量变化的大小有关。

参考答案：
C
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 在某电池的电路中每通过的电荷量，电池提供的电能是，那么这个电池的电动势的
大小是
参考答案：
.2V
7. （4分）构成物体的分子之间存在相互的作用力，因此物体具有分子势能。

当分子之间的距离增大时，分子势能____________变大（选填：“一定”、“可能”或“不可能”）；当分子之间的间距发生变化，分子力做正功时，分子势能____________变大（选填：“一定”、“可能”或“不可能”）。

参考答案：
可能；不可能
8. 如图所示，气球质量为100kg，下连一质量不计的长绳，质量为50kg的人抓住绳子与气球一起静止在20m高处，若此人要沿着绳子安全下滑着地，求绳子至少有_____________m长。

参考答案：
9. 半径相同的两个金属小球A 和B 带有电量相等的电荷，相隔一定距离，两球之间的相互吸引力的大小是F ，今让第三个半径相同的不带电的金属小球C 先后与A 、B 两球接触后移开．这时，A 、B 两球之间的相互作用力的大小是--------- 参考答案：
10. 质点做简谐运动的周期为0.4s ，振幅为0.1m ，从质点通过平衡位置开始计时，则经5s ，质点通过的路程等于________m ，位移为_________m 。

参考答案：
11. 如图所示，单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。

设线圈的两个边长分别是L1和L2，转动时角速度为，磁感应强度为B 。

则当线圈处在图示位置时线圈中的感应电动势。

参考答案：
12. （6分）如图所示是做光电效应实验的装置简图。

在抽成真空的玻璃管内，K 为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV ），A 为阳极。

在a 、b 间不接任何电源，用频率为（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K ，会发现电流表指针有偏转。

这时，若在
a 、
b 间接入直流电源，a 接正极，b 接负极，并使a 、b 间电压从零开始逐渐增大，发现当电
压表的示数增大到2.1V 时，电流表的示数刚好减小到零。

则a 、b 间未接直流电源时，通过电流表的电流方向为 （填上或下），从阴极K 发出的光电子的最大初动能
E K
= J ；入射单色光的频率ν= 赫兹。

参考答案：
上，3.36×10-19
，9.65×1014
13. （8分）频率为50Hz 的正弦电流，对人体的安全电压有效值不能超过36V ，这个交流电压的周期是______________s ，峰值是___________________。

参考答案：
0.02；50.4～50.9
三、 简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 分子势能随分子间距离r 的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答： （1）从图中看到分子间距离在r 0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r 0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
参考答案：
解：（1）如果分子间距离约为10﹣10 m 数量级时，分子的作用力的合力为零，此距离为r 0．当分子距离小于r 0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大．如果分子间距离大于r 0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点．
（2）由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置．因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的．
（3）因为分子在平衡位置处是分子势能的最低点，最低点的分子势能都为零，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能将大于等于零．
答案如上．
【考点】分子势能；分子间的相互作用力．
【分析】明确分子力做功与分子势能间的关系，明确分子势能的变化情况，同时明确零势能面的选取是任意的，选取无穷远处为零势能面得出图象如图所示；而如果以r0时分子势能为零，则分子势能一定均大于零．
15. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数N A=6.02×1023mol-1，试估算：
（1）囊中氮气分子的总个数N；
（2）囊中氮气分子间的平均距离．
参考答案：
解：（1）设N2的物质的量为n，
则n=
氮气的分子总数N=N A
代入数据得N=3×1024．
（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体，
则分子间的平均距离，即为立方体的边长，
所以一个气体的分子体积为：
而设边长为a，则有a3=V0
解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m
答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024；
（2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m．【考点】阿伏加德罗常数．
【分析】先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．
根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示，平行金属板长为L，一个带电量为+q、质量为m的粒子以初速度v0紧贴上板垂直射入电场，刚好从下板边缘射出，末速度恰与下板成30°角，粒子重力不计，求：（1）粒子末速度v的大小。

（2）电场强度E 。

（3）两极板间距离d。

参考答案：
（1），
（2）Eq=ma L=v0t vy=at vy=vsin300 ，（2分）（3）
17. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2πrad/s，外电路电阻R=4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；
（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）交流电压表的示数；
（5）线圈转动一周外力所做的功；
（6）周期内通过R的电荷量为多少？
参考答案：
解：（1）根据E m=NBωS，可得感应电动势的最大值：
E m=100×0.5×0.12×2πV=3.14V；
（2）由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式：
e=E m cos2πt（V）；
当线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为：e=1.57V；
（3）根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为：
=N=N=1.5V=2.6V
（4）转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有：
U=R=×4V=1.256V=1.78V；
（5）线圈转动一周外力所做的功为：W=EIT===0.99J
（6）周期内线圈转过60°角，通过R的电量q电，由公式可得：
q=t=?=8.66×10﹣2 C；
答：（1）转动过程中感应电动势的最大值3.14V；
（2）线圈转过60°角时的瞬时感应电动势1.57V；
（3）线圈转过60°角过程中产生的平均感应电动势2.6V；
（4）电压表示数1.78V；
（5）线圈转动一周外力所做的功为0.99J；
（6）线圈转过60°角通过电阻R的电荷量8.66×10﹣2 C；
【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】（1）先根据Em=NBωS求出最大值，再根据最大值与有效值的关系求出有效值；（2）先写出电动势的瞬时表达式，再带入数据求得瞬时值；
（3）利用法拉第电磁感应定律，求出平均感应电动势；
（4）电压表测量的是电阻R的电压，根据闭合电路欧姆定律即可求解．（5）通过最大值求出有效值，根据W=EIT求解；
（6）线圈由如图位置转过周期内，通过R的电量为：q=t=．18. 已知铜的摩尔质量是6.35×10-2kg，密度是8.9×103kg/m3 ．试求：（1）1m3铜中含有的铜原子数。

（2）估算铜原子的直径。

参考答案：
（1）1铜的摩尔数为
1铜中含铜原子数个
（2）铜原子的体积
把铜原子看成球体，直径。