重慶市第十一中學高二下學期期中物理試題

2020~2021學年重慶市南岸區(qū)第十一中學高二下學期期中物理試卷（滿分：100分）一、選擇題（共十二題：共48分）1.關于電磁感應，下列敘述不正確的是（）A.發(fā)電機、變壓器都是利用電磁感應原理制成的B.只要閉合導體回路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，就一定要產(chǎn)生感應電流C.楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的體現(xiàn)D.穿過回路的磁通量越大時，產(chǎn)生的感應電動勢也一定越大【答案】D【解析】【詳解】A．發(fā)電機、變壓器都是利用電磁感應原理制成的，A正確，不符合題意；B．只要閉合導體回路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，就一定會產(chǎn)生感應電流，B正確，不符合題意；C．楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，C正確，不符合題意；D．穿過閉合導體回路的磁通量變化越快，產(chǎn)生的感應電動勢就越大，D錯誤，符合題意。故選D。2.物理學的基本理在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應用，下述應用中，不是應用電磁感應的是（）A.電飯煲B.用無線充電器給手機充電C.電磁爐D.安檢時用金屬探測儀檢測旅客是否帶有金屬物品【答案】A【解析】【詳解】A．電飯煲利用電流熱效應，故A符合題意；B．無線充電器給手機充電是利用變化的電磁場，應用了電磁感應現(xiàn)象，故B不符合題意；C．電磁爐是利用鍋底在磁場中產(chǎn)生渦流而產(chǎn)生的，應用了電磁感應現(xiàn)象，故C不符合題意；D．金屬探測器是利用電磁感應而產(chǎn)生渦流現(xiàn)象而工作的，屬于電磁感應現(xiàn)象，故D不符合題意。故選A。3.一個阻值不隨溫度變化的電熱器接在100V的直流電壓上，消耗的電功率為；當把它接到一個正弦交流電壓上時消耗的電功率為，則該交流電壓的最大值為（）A.50V B. C.100V D.【答案】B【解析】【詳解】設電熱器的電阻為R，一個阻值不隨溫度變化的電熱器接在100V的直流電壓上，消耗的電功率為P；根據(jù)電功率定義得當把它接到一個正弦交流電壓上時消耗的電功率為，則解得所以該正弦交流電壓最大值為故選B。4.核磁共振成像是一種人體不接觸放射線，對人體無損害，可進行人體多部位檢查的醫(yī)療影像技術?；驹恚寒斖鈦黼姶挪M足一定條件時，可使處于強磁場中的人體內(nèi)含量最多的氫原子吸收電磁波的能量，去掉外來電磁波后，吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號。由于人體內(nèi)各種組織所含氫原子數(shù)量不同，或同種組織正常與病變時所含氫原子數(shù)量不同，釋放的能量亦不同，將這種能量信號通過計算機轉換成圖像，就可以用來診斷疾病。下列關于人體內(nèi)氫原子吸收的電磁波能量的說法正確的是（）A.任何頻率的電磁波氫原子均可吸收B.頻率足夠高的電磁波氫原子才吸收C.能量大于的電磁波氫原子才能吸收D.氫原子只能吸收某些頻率的電磁波【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)玻爾理論，只有能量剛好等于氫原子兩個能級差的光子（電磁波）才能被氫原子吸收，故選D。5.一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生交變電流的電動勢e隨時間t變化的圖像如圖所示，下列說法中正確的是（）A.t＝0時，穿過線圈平面的磁通量為零B.此交流電在每1s內(nèi)電流方向改變50次C.耐壓值為220V的電容器能夠直接接在該交變電動勢上D.t＝時，穿過線圈平面的磁通量為零【答案】D【解析】【詳解】A．t＝0時，感應電動勢為零，此時線圈處在中性面上，線圈平面與磁場方向垂直，通過線圈的磁通量最大，故A錯誤；B．交變電流的周期，在一個周期內(nèi)電流改變兩次，故1s內(nèi)電流方向改變100次，故B錯誤；C．交變電動勢的最大值為，耐壓值為220V的電容器不能直接接在該交變電動勢上，故C錯誤；D．t＝時，線圈平面與中性面垂直，穿過線圈平面的磁通量為零，故D正確；故選D。6.遠距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機的輸出電壓不變，當用戶用電器的總功率增大時，下列判斷正確的是（）A.降壓變壓器的輸入電壓升高B.降壓變壓器的輸出電壓降低C.升壓變壓器的原線圈中的電流保持不變D.輸電線上損耗的電功率減小【答案】B【解析】【詳解】ABC．用戶用電的總功率增加，則根據(jù)，，可知用戶電流增大，輸電電流增大，升壓變壓器副線圈電流也增大，根據(jù)，可知升壓變壓器原線圈電流也增大。發(fā)電機輸出電壓不變則升壓變壓器原副線圈電壓值不變。輸電電流增大則根據(jù)可知輸電損失電壓增大，降壓變壓器的輸入電壓減小，輸出電壓也降低。故AC錯誤，B正確；D．輸電電流增加，則損耗電功率也隨之增大，故D錯誤。故選B。7.如圖，平行光滑導軌左端電阻為R，其它電阻不計。勻強磁場垂直紙面向里。原來靜止的導體棒MN受向右恒力F作用而向右運動。則回路中感應電流I隨時間變化的圖象是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】考查法拉第電磁感應定律。【詳解】導體棒上產(chǎn)生的感應電動勢為：E=BLv電路中電流：導體棒所受安培力：聯(lián)立可得：對棒有：所以導體棒做加速度逐漸減小的加速運動，最后勻速，因為電流與速度成正比，C正確，ABD錯誤。故選C。8.圖中兩個互相連接的單匝金屬環(huán)的缺口小到可以忽略不計，細環(huán)的電阻是粗環(huán)電阻的2倍，理想變壓器的原線圈（匝數(shù)n1=100）接在正弦交流電源上，當細環(huán)套在鐵芯上時，A、B兩點間的電壓的有效值為，則加在原線圈兩端電壓的有效值為（）A.20V B.30V C.40V D.60V【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)變壓器原理可知兩個相互連接的單匝金屬環(huán)，細環(huán)充當電源，則A、B兩點間的電壓為粗環(huán)的電壓值代入數(shù)據(jù)得故選D。9.下列現(xiàn)象中表明光具有粒子性有（）A.光的干涉 B.光的衍射 C.光電效應 D.康普頓效應【答案】CD【解析】【詳解】A．光的干涉表明光具有波動性，故A錯誤；B．光的衍射表明光具有波動性，故B錯誤；C．光電效應表明光具有粒子性，故C正確；D．康普頓效應表明光具有粒子性，故D正確。故選CD。10.下列四幅圖涉及不同的物理知識，其中說法正確的是（）A.圖(甲)：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一B.圖(乙)：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的C.圖(丙)：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D.圖(丁)：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性【答案】AB【解析】【詳解】A．圖(甲)為黑體輻射的實驗規(guī)律，為了解釋這一實驗規(guī)律，提出能量子概念，選項A正確；B．圖(乙)為氫原子的能級圖，氫原子處于不同能級間躍遷時輻射或吸收一定頻率的光子，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，選項B正確；C．圖(丙)是α粒子散射實驗結果，證明了原子的核式結構，選項C錯誤；D．圖(丁)是電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明了電子的波動性，選項D錯誤。故選AB。11.圖中T是繞有兩組線圈的閉合鐵心，線圈的繞向如圖所示，D是理想的二極管，金屬棒ab可在兩條平行的金屬導軌上沿導軌滑行，磁場方向垂直紙面向里，若電流計G中有電流通過，則ab棒的運動可能是（）A.向左勻速運動 B.向右勻速運動C.向左勻加速運動 D.向右勻加速運動【答案】C【解析】【詳解】AB．a(chǎn)b棒若做勻速移動，ab棒產(chǎn)生穩(wěn)定的感應電動勢，在右邊的回路中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應電流，則左邊線圈中產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，在左邊線圈中不產(chǎn)生感應電流，故AB錯誤；C．導體棒向左加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由a到b，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產(chǎn)生從上到下的磁場，則在左側線框中產(chǎn)生從下到上的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向從上到下，正好正向通過二極管，故C正確；D．導體棒向右加速移動，感應電流逐漸增大，根據(jù)右手定則，感應電流的方向由b到a，根據(jù)右手螺旋定則，在右邊線圈中產(chǎn)生從下到上的磁場，則在左側線框中產(chǎn)生從上到下的磁場且不斷增強，根據(jù)楞次定律，通過電流計的電流方向應該從下到上，但是由二極管反向電阻很大，因此電路中無電流，故D錯誤。故選C12.圖中虛線框內(nèi)為某同學設計的家庭電路保護裝置的結構示意圖，閉合鐵芯左側上的線圈由電源兩根輸入線（火線和零線）并行繞成。當右側線圈中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關K（K被吸起后，它不能自動回位，只能手動接通），從而切斷電路起到保護作用。為了演示該裝置的保護作用，他又進一步設計了圖示的模擬電路（圖中電源為交流電源，模擬人為金屬玩偶）。關于這個模擬電路的實驗結果，以下正確的是（）A.若只閉合開關S1，K將被吸起B(yǎng).若閉合S1后再閉合開關S2，K將被吸起C.若閉合S1后再閉合開關S3，K將被吸起D.如果換成穩(wěn)壓直流電源，閉合S1后再閉合開關S3，K也將被吸起【答案】CD【解析】【詳解】AB．流過開關S1、S2的電流流過線圈時，在線圈中產(chǎn)生的磁場大小相等，方向相反，總磁通量是0；所以副線圈中沒有感應電流，K不會被吸起，故AB錯誤；C．若閉合S1后再閉合開關S3，當S3的電路中電流過大時，電磁鐵的磁性將會增強，副線圈中產(chǎn)生感應電流，K將被吸起，故C正確；D．如果換成穩(wěn)壓直流電源，若閉合S1后再閉合開關S3，電磁鐵的磁性將會增強，副線圈中產(chǎn)生感應電流，K將被吸起，故D正確。故選CD。二、實驗題（共二題：共12分）13.李老師在課堂上演示了如圖所示的實驗，電源電動勢為，人兩手間電阻設為200kΩ，L為自感系數(shù)很大的電感線圈。當開關S1和S2都閉合穩(wěn)定時，電流表A1、A2的示數(shù)分別為和。當斷開S2，閉合S1，電路穩(wěn)定時電流表A1、A2的示數(shù)都為。實驗前先將兩開關都斷開。（1）以下操作能使人有觸電感覺的是（）A.先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開S1B.先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開S2C.保持S2斷開，先閉合S1，穩(wěn)定后再突然斷開S1D.由于電源電動勢只有，無論怎樣操作都不會使人有觸電的感覺（2）保持S2斷開，先閉合S1待穩(wěn)定后突然打開S1，此時A、B兩點中電勢較高的點是______點，A、B間瞬時電壓的最大值為______kV（保留三位有效數(shù)字）。【答案】①.C②.A③.100【解析】【詳解】（1）[1]A．當開關S1和S2都閉合穩(wěn)定時，電流表A1、A2的示數(shù)分別為和，電源電動勢為，人兩手間電阻為200kΩ可知流過人體的電流值幾乎可以忽略不計?？芍鬟^燈泡的電流為，若忽略電源內(nèi)阻，根據(jù)歐姆定律可知，燈泡與線圈的電阻值，當電路穩(wěn)定后再突然斷開S1時，線圈燈泡構成新的回路，由于線圈的自感作用，線圈中的電流由先前的穩(wěn)定值逐漸減小為0，此時人與燈泡并聯(lián)，線圈在新回路中產(chǎn)生的自感電動勢比較小，人不能產(chǎn)生觸電的感覺，A錯誤；

B．先將S1和S2閉合，穩(wěn)定后再突然斷開S2時，線圈與電源仍然構成回路，操作對線圈的回路沒有影響，線圈不產(chǎn)生比較大的自感電動勢，B錯誤；

CD．保持S2斷開，當開關閉合后，電感線圈與同學們并聯(lián)，由于電源電動勢為，人兩手間電阻為200kΩ，所以流過人的電流很小。當斷開S1時，線圈與人串聯(lián)，由于電感線圈電流突然減小到幾乎等于0，線圈中將產(chǎn)生很高的瞬間電壓，人身體有觸電的感覺，C正確，D錯誤。

故選C。

（2）[2]保持S2斷開，先閉合S1待穩(wěn)定后突然打開S1，因電流的減小，線圈中發(fā)生自感現(xiàn)象，產(chǎn)生感應電動勢，該感應電動勢的效果阻礙電流的減小，則線圈可以等效為一個電源的作用，該等效電源產(chǎn)生的自感電動勢使得人與線圈構成的回路中的電流由先前的穩(wěn)定值逐漸減小，即通過線圈電流方向由B到A，可知此時A、B兩點中電勢較高的點為A；

[3]當突然打開S1，人與線圈構成新回路，由于自感，線圈中的電流在人與線圈構成的回路中的電流由先前的穩(wěn)定值逐漸減小，即經(jīng)過人的電流的最大值為，而人的電阻為200kΩ，由歐姆定律有U=IR=0.5×200kV=100kV14.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：A.電池（電動勢約為，內(nèi)電阻約）B.電流表G偏電流3mA，內(nèi)阻Rg＝10Ω）C.電流表A（，內(nèi)阻約為）D.滑動變阻器R1（0~200Ω，1A）E.滑動變阻器R2（0~10Ω，2A）F.定值電阻R3（990Ω）G.開關、導線若干（1）請畫出利用本題提供的器材所設計的測量電池電動勢和內(nèi)阻的實驗電路圖____________。（2）為方便且能較準確地進行測量，應選用的滑動變阻器是______（選填R1或R2）。（3）某同學根據(jù)他所設計的實驗測出了6組I1（電流表G的示數(shù)）和I2（電流表A的示數(shù)），并將這6組數(shù)據(jù)繪在反映I1和I2關系的坐標紙中，如圖所示，由此可求得被測電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝______Ω。【答案】①.②.R2③.④.【解析】【詳解】（1）[1]由于沒有電壓表，可以用電流計G和定值電阻R3串聯(lián)充當電壓表，利用伏安法測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，因為干電池內(nèi)阻較小，故采用電流表外接法，實驗電路如下圖所示：

（2）[2]實驗中應選用較小阻值的滑動變阻器，有利于電流的改變和電流表的讀數(shù)，故滑動變阻器應選R2。（3）[3][4]由實驗電路可知，路端電壓U=I1（rg+R3）因為rg+R3=10Ω+990Ω=1000Ω，縱坐標的單位為mA，由1000Ω?1mA=1000Ω×10-3A=1V，可得縱坐標的數(shù)值就代表路端電壓的大小。

由圖象可知，其縱截距為b斜率的絕對值為故電動勢E=145V內(nèi)阻r三、計算題（共四題：共40分）15.一群氫原子處于量子數(shù)n=4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，則：（1）氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子；（2）氫原子由量子數(shù)n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏；（3）用（2）中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應？發(fā)生光電效應時，發(fā)射光電子的最大初動能是多大。金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV【答案】（1）6；（2）；（3）銫，【解析】【詳解】（1）可能發(fā)射種頻率的光子。（2）由玻爾的躍遷規(guī)律可得光子的能量為（3）只大于銫的逸出功，故光子只有照射銫金屬上時才能發(fā)生光電效應。根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程可得光電子的最大初動能為16.如圖所示，勻強磁場的磁感強度為B＝，邊長為L＝20cm的正方形線圈abcd，匝數(shù)N＝100匝，線圈電阻為R＝1Ω。繞對稱軸OO?垂直于磁感線勻速轉動，角速度。求：（1）從圖示位置開始計時，線框內(nèi)感應電動勢e的瞬時表達式；（2）從圖示位置轉過90°的過程中，通過導線橫截面的電量為多少？（3）從圖示位置轉過90°的過程中，驅動力對線圈做的功為多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）感應電動勢最大值圖示位置線圈平面與中性面垂直，從圖示位置開始計時，線框內(nèi)感應電動勢瞬時表達式為（2）從圖示位置轉過90°的過程中，通過導線橫截面的電量為（3）該交變電流的有效值為從圖示位置轉過90°的過程中，驅動力對線圈做的功為17.如圖甲（俯視圖）所示，水平面上有一個多匝圓形線圈，通過導線與足夠長的光滑水平導軌相連，線圈內(nèi)整個區(qū)域存在隨時間均勻增大的勻強磁場，磁場方向豎直向上，其磁感應強度B1隨時間變化圖像如圖乙所示.平行光滑金屬導軌MN。M?N?相距L，并處于磁感應強度大小為B2、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中；一導體棒PQ垂直于導軌水平放置，由靜止釋放。已知：導軌相距L＝，線圈匝數(shù)N＝50，面積S＝2，線圈總電阻R1＝，磁感應強度B2＝，PQ棒質(zhì)量m＝，棒的電阻R2＝，其余電阻不計。求：（1）PQ棒速度為零時，PQ棒中的電流I的大小及方向；（2）剛釋放PQ棒時，PQ棒的加速度的大小和方向；（3）PQ棒的最大速度的大小?！敬鸢浮浚?）2A；（2）2；（3）【解析】【詳解】（1）PQ棒速度為零時，根據(jù)法拉第電磁感應定律根據(jù)閉合電路定律得解得I=2A根據(jù)楞次定律知，感應電流方向從P到Q；（2）剛釋放PQ棒時，由牛頓第二