广西桂林市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

广西桂林市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，电路中所有元器件完好，但黄光照射到光电管阴极K上时，灵敏电流计中没有电流通过。下列举措有可能使得电流计中有电流通过的是（　　）
A．增大黄光的强度 B．用紫光替代黄光
C．用红光替代黄光 D．对调电源的正、负极
2．如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，下列说法正确的是（　　）
A．磁铁从B到C的过程中，圆环中产生逆时针方向的电流（从上往下看）
B．磁铁从A摆到D的过程中，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力
C．磁铁从B到C的过程中，圆环中产生顺时针方向的电流（从上往下看）
D．磁铁从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相反
3．如图，绝缘光滑斜面倾角为θ，在区域I内有垂直于斜面向上的匀强磁场，区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，宽度均为d．MN为两磁场的分界线．一个总电阻为R的矩形线框abcd，边长分别为L和d，置于斜面上端某处，ab边与磁场边界、斜面底边平行．由静止释放线框，线框沿斜面下滑，恰好以速度V1匀速进入区域I；当ab边在越过MN运动到区域Ⅱ后的某个时刻，线框又开始以速度V2做匀速直线运动．重力加速度为g．在线框从释放到穿出磁场的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线框中感应电流的方向不变
B．线框ab边穿过区域I时间大于穿过区域Ⅱ的时间
C．线框以速度V2匀速直线运动时，发热功率为m2g2Rsin2θ/4B2L2
D．线框从开始到穿过磁场的过程中，减少的机械能△E机与线框产生的焦耳热Q的关系式是ΔE机=Q
4．把放射源轴、针或镭放入用铅做的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束．在射线经过的空间施加磁场，发现射线分裂成如图所示的a、b、c三束．下列说法正确的是（　　）
A．三种射线中，b的穿透能力最强
B．三种射线中，c的电离作用最强
C．容器内温度越高，放射性强度越大
D．将磁场换为水平向左的匀强电场，射线也大致沿图示方向偏转
5．如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，现用力将磁铁再向下拉一段距离后从O点（图中没有画出）释放，磁铁将上下运动，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内．现在上下运动的磁铁下端放一个固定的闭合金属线圈．下列说法正确的是
A．磁铁运动的最低点还在O点
B．线圈中将产生交变电流
C．线圈中将产生直流电
D．如果金属线圈有一缺口，磁铁运动的最低点还在O点
6．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em．则
A．在时，磁场方向与线圈平面垂直
B．在时，线圈中的磁通量变化率最大
C．线圈中电动势的瞬时值
D．若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中电动势变为原来的4倍
二、单选题
7．如图所示是氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，能向外发出10种不同频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是（　　）
A．使n=5能级的氢原子电离至少要13.6eV的能量
B．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为10.57eV
C．10种不同频率的光子中只有2种可使金属钠发生光电效应
D．10种光子中波长最长的是激发态跃迁到基态时产生的
8．如下图所示，圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针匀速转动。下列说法正确的是
A．由于圆盘的磁通量不变，所以电流表读数为零
B．圆盘产生的是交变电流，若圆盘转动的角速度增大，产生的交变电流周期将减小
C．若保持其他条件不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，产生的电流为原来的2倍
D．若保持其他条件不变，圆盘的角速度变为原来2倍，产生的电流为原来的4倍
9．一总长度为、总电阻为的导线绕成n匝正方形闭合线圈。在匀强磁场中，线圈绕与磁感线垂直的轴匀速转动。当时，线圈中产生的瞬时感应电动势如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．t=0.01s时，线圈平面与磁感线垂直
B．该磁场的磁感应强度大小为
C．内线圈产生的焦耳热为
D．若n可调，其他条件不变，则线圈中通过的最大感应电流为
10．2020年为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温枪对进出人员进行体温检测，红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染（不用接触被测物体）的特点。下列说法中正确的是（　　）
A．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大
B．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
C．红外线也属于电磁波，其波长比红光短
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点
11．小理利用如图一所示的装置研究光电效应实验，用甲、乙、丙三条可见光照射同一光电管，得到如图二所示的三条光电流与电压的关系曲线。下列说法中正确的是（　　）
A．同一光电管对不同单色光的极限频率不同
B．电流表A的电流方向一定是a流向b
C．甲光对应的光电子最大初动能最大
D．如果丙光是紫光，则乙光可能是黄光
12．如图电路中，、是两个指示灯，L是自感系数很大直流电阻较小的线圈，电阻R阻值较小，开关断开，闭合，现闭合，一段时间后电路稳定，下列说法中正确的是
A．闭合，通过电阻R的电流先增大后减小
B．闭合，亮后逐渐变暗
C．闭合，逐渐变亮，然后亮度不变，
D．断开电路时，为保护负载，应先断开，再断开
13．下列史实正确的是（　　）
A．约里奥.居里夫妇首次发现了放射性元素钋和镭
B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了氢离子，并由此发现了质子
C．查德威克通过实验证实了原子核内存在质子
D．玻尔提出了自己的原子结构假说，并由此解释了所有的原子发光现象
14．放射性元素的原子核往往需要经历一系列的衰变和衰变才能达到稳定的状态，如。若、、和的质量分别用m1、m2、m3和m4表示。则下列说法正确的是（　　）
A．在中，a=6，b=4
B．衰变过程中释放出的射线比β射线的穿透能力强
C．20个核经过2个半衰期后还剩5个核
D．一个核衰变成一个核释放的核能为
15．关于奥斯特的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．发现电场 B．发现磁场
C．发现电磁场 D．发现电流的磁效应
三、实验题
16．在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈，线圈、电表及开关如图所示部分连接.
（1）请使用两根导线，将电路补充完整__________.
（2）此实验中使用的电表是__________.
A．灵敏电流计
B．倍率适宜的欧姆表
（3）正确选择电表，正确连接电路后，开始实验探究，下列说法正确的是_______
A．开关闭合后，线圈插入线圈或从线圈中拔出，都会引起电表指针偏转
B．线圈插入线圈后，开关闭合和断开的瞬间电表指针均不会偏转
C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电表指针静止在中央零刻度
D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片加速滑动，电表指针才能偏转
四、解答题
17．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比=5:1，其原线圈接一交流电源，电压，副线圈接一电动机，电阻为11Ω．若电流表示数为1A，电表对电路的影响忽略不计
（1）电流表的示数是多少？
（2）电动机的输出功率是多少？
18．如图（甲）所示，某粒子源向外放射出一个α粒子，粒子速度方向与水平成30°角，质量为m，电荷量为+q．现让其从粒子源射出后沿半径方向射入一个磁感应强度为B、区域为圆形的匀强磁场（区域Ⅰ）．经该磁场偏转后，它恰好能够沿y轴进入下方的平行板电容器，并运动至N板且恰好不会从N板的小孔P射出电容器．已知平行板电容器与一边长为L的正方形单匝导线框相连，其内有垂直框面的磁场（区域Ⅱ），磁场变化如图（乙）所示．不计粒子重力，求：
（1）磁场区域Ⅱ磁场的方向及α粒子射出粒子源的速度大小；
（2）圆形磁场区域的半径；
（3）α粒子在磁场中运动的总时间．
五、填空题
19．如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将___________．
20．如图所示，在光滑水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，如图所示，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个边长为a，质量为m，电阻为R的正方形金属线框垂直磁场方向，以速度v从图示位置向右运动，当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线框的速度为，此时线框中的电功率为________，此过程回路产生的焦耳热为________．
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参考答案：
1．BD
【解析】
【分析】
【详解】
灵敏电流计中没有电流通过，有两种可能的情况，黄光的频率小于金属的极限频率时，金属不能产生光电效应；黄光照射发生了光电效应，但光电管上加的是反向电压，所有的光电子减速而不能到达A板。
A．光电管能否产生光电效应与入射光的强度没有关系，故增大黄光的强度不能产生光电效应，故A错误；
BC．若黄光的频率低于金属的极限频率，则不能发生光电效应灵敏电流计无电流，而紫光的频率高于黄光的频率，则有可能大于金属的极限频率，故可能发生光电效应，从而使得电流计中有电流通过，而用红光替代黄光，频率变低，更不可能发生光电效应，故B正确，C错误；
D．光电管加的是反向电压，可能是发生了光电效应，而光电子做减速运动不能到达阳极，电路中不能形成电流，故对调电源的正负极，变成正向电压就能有电流流过电流计，故D正确。
故选BD。
2．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AC．磁铁从B到C的过程中，穿过环的磁场向上且磁通量增大，由楞次定律可知，圆环中产生顺时针方向的电流（从上往下看），A错误，C正确；
B．磁铁从A摆到D的过程中，据楞次定律的推论“来拒去留”可知，在竖直方向上，圆环给桌面的压力大于圆环受到的重力，B正确；
D．据“来拒去留”的推论可知，在水平方向上，磁铁从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力均向右，故方向相同，D错误。
故选BC。
3．CD
【解析】
【详解】
根据楞次定律，线圈进入区域Ⅰ时，感应电流为adcba方向，经过MN进入Ⅱ区域时的电流方向为abcda方向，选项A错误；线框两次都做匀速直运动，说明受力平衡，由平衡条件得沿斜面方向：F=mgsinθ， ，解得v1：v2=4：1，故线框ab边穿过区域I时间小于穿过区域Ⅱ的时间，选项B错误；，线框以速度V2匀速直线运动时，发热功率为 ，选项C正确；由能量守恒定律可知，线框从开始到穿过磁场的过程中，减少的机械能△E机与线框产生的焦耳热Q相等，即关系式是ΔE机=Q，选项D正确；故选CD.
4．AD
【解析】
【详解】
A. 带电粒子在磁场中运动，根据左手定则，a带正电为α粒子，b不带电为γ射线，c带负电为β粒子．γ射线（b）电离能力最弱，但穿透能力最强．故A符合题意；
B. α粒子（a）电离能力最强，但穿透能力最弱，故B不符合题意；
C. 原子核衰变和温度无关，所以放射性强度也和温度无关．故C不符合题意；
D. 将磁场换为水平向左的匀强电场，α粒子向左偏，γ射线不偏转，β粒子向右偏，所以射线也大致沿图示方向偏转，故D符合题意．
5．BD
【解析】
【详解】
放上一个闭合金属线圈后，由于磁铁下降和上升过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，故线圈中产生感应电流，弹簧的弹性势能一部分转化为电热，所以磁铁运动的最低点不在O点了，如果金属线圈由一缺口，则线圈不闭合，没有感应电流产生，故最低点还在O点，A错误D正确；由于磁铁的运动具有周期性，所以穿过线圈的磁通量的变化快慢具有周期性，故产生的电流为交变电流，B正确C错误．
6．AB
【解析】
【详解】
试题分析：线框绕垂直磁场的转轴匀速转动，根据图像可以发现时，磁通量等于0，说明线框处于和磁场平行的位置，那么感应电动势，选项C错．若线圈转速增大为原来的2倍，则角速度增加到原来的2倍，感应电动势同样增大为原来的2倍，选项D错．时，磁通量最大，说明磁场方向和线框平面垂直，选项A对．图像斜率最大即最大，磁通量变化率最大，选项B对．
考点：电磁感应
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由能级图可知，使n=5能级的氢原子电离至少要0. 54eV的能量，A错误；
B．根据
可知光子能量越大，光电子的最大初动能越大，而处于激发态的氢原子跃迁到的基态时，放出的光子能量最大为
因此金属钠表面发出的光电子的最大初动能为
B正确；
C．只要放出光子的能量超过2.49eV，就能使金属钠发生光电效应，从n=5跃迁到n=2，放出的能量为
从n=5跃迁到n=1，放出的能量为
从n=4跃迁到n=1，放出的能量为
……
这些都能使金属钠发生光电效应，C错误；
D．根据
可知光子能量越小，波长越长，因此这10种光子中波长最长的是激发态跃迁到激发态时产生的，D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
AB.圆盘转动，沿半径方向的“导体棒”切割磁场产生感应电流，该电流方向不变，不是交流电，其大小与圆盘的角速度和磁感应强度有关，选项AB错误，
C.由可知，若保持其他条件不变，磁场的磁感应强度变为原来的2倍，产生的感应电动势变为原来的2倍，电流为原来的2倍，选项C正确；
D. 由可知，若保持其他条件不变，圆盘的角速度变为原来2倍，产生的感应电动势变为原来的2倍，电流为原来的2倍，选项D错误。
9．C
【解析】
【详解】
A．t=0.01s时，感应电动势最大，磁通量最小，线圈平面与磁感线平行，故A项错误；
B．根据可知，该磁场的磁感应强度大小为
故B项错误；
C．根据可知，内线圈产生的焦耳热
故C正确；
D．感应电动势的最大值
当n=1时，感应电动势最大，线圈中通过的感应电流最大，所以线圈中通过的最大感应电流为
故D错误。
10．A
【解析】
【详解】
AB．一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大。红外线测温枪就是利用这一特点工作的，A正确，B错误；
C．红外线属于电磁波，波长比红光长，C错误；
D．普朗克在研究黑体辐射时，最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，D错误。
故选A。
11．B
【解析】
【详解】
A．光电管的极限频率由光电管本身决定，与入射光的颜色无关，选项A错误；
B．光电子从光电管的阴极K逸出，流过电流表A的电流方向为a到b，选项B正确；
C．由图知乙光照射光电管对应的遏止电压最大，即乙光对应的光电子的最大初动能最大，选项C错误；
D．丙光对应的遏止电压比乙光小，光电子的最大初动能较小，根据光电效应方程有
可知丙光的频率较小，如果丙光是紫光，则乙光不可能是黄光，选项D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
试题分析：闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，通过电阻R的电流慢慢增加，故A错误；闭合开关，虽因存在自感作用，但通过R的电流逐渐增加，干路电流逐渐增加，通过逐渐变亮．故B错误；当闭合，线圈对电流的阻碍渐渐变小，导致逐渐变暗，故C错误；断开电路时，为保护负载，由于线圈L产生自感电动势，应先断开，再断开．故D正确，
考点：考查了自感现象
【名师点睛】对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源，注意开关接通与断开的先后顺序．
13．B
【解析】
【详解】
A．居里夫人和她的丈夫皮埃尔·居里相继发现了两种新的元素"钋"和"镭，故A错误；
B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了氢离子，从而发现了质子，故B正确；
C．查德威克通过实验证实了原子核内存在中子，故C错误；
D．玻尔提出的原子结构理论只能解释氢原子发光规律，故D错误。
故选B。
14．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据电荷数守恒和质量数守恒，可知
，
故A正确；
B．衰变过程中释放出的射线比β射线的电离能力强，穿透能力弱，故B错误；
C．半衰期是统计学规律，对于大量原子核衰变时才适用，对于个别原子核没有意义，故C错误；
D．根据质能方程可得，一个核衰变成一个核释放的核能为
故D错误。
故选A。
15．D
【解析】
【详解】
奥斯特发现电流的磁效应，选项D正确；故选D.
16． A; A;
【解析】
【分析】
注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答；应该选择分度值小灵敏度高的电流表；穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中会产生感应电流，根据题意判断磁通量是否变化，然后答题．
【详解】
（1）将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示：
（2）应该选择灵敏度高的电表，故选电表A；
（3）电键闭合后，线圈A插入或拔出时，穿过B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间穿过B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电流计指针都会偏转，故B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，线圈A中的电流发生变化，穿过B的磁通量发生变化，B中会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故C错误；电键闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电流计指针都会偏转，故D错误．所以A正确，BCD错误．
【点睛】
本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同．知道感应电流产生的条件即可正确解题．
17．（1）0.2A（2）33W
【解析】
【详解】
（1）根据变流比公式，有：
解得：I1=0.2A
（2）根据变压比公式，有：，其中
解得U2=44V；
电动机的输出功率为：P出=UI-I2r=33W；
18．（1）磁场垂直于纸面向外；；（2）（3）
【解析】
【详解】
（1）根据楞次定律可知：磁场区域Ⅱ的磁场垂直于纸面向外，设线框中产生的感应电动势为U，根据法第电磁感应定律，得
粒子运动到P点恰好速度为零，根据动能定理，有
联立解得
（2）设粒子运动半径为r，圆形磁场区域的半径为R，根据牛顿第二定律，
有
由几何关系可知
联立解得
（3）根据公式，可得运动周期为
粒子在电场力作用下要重新进入磁场，故运动时间为
联立解得
19．减小或先减小后增大
【解析】
【详解】
[1] 锌板在紫外线照射下，发生光电效应，有光电子飞出，锌板带正电，将一带负电的金属小球与锌板接触，当小球的带电量小于等于锌板的带电量时，验电器指针偏角将变小；当小球的带电量大于锌板的带电量时，验电器指针偏角将先减小后增大；
故验电器指针偏角将减小或先减小后增大。
20．
【解析】
【详解】
试题分析：当线框中心线AB运动到与PQ重合时，线圈中产生的感应电动势为，所以此时的电功率为=．回路中产生的焦耳热等于动能的减少 ．
考点：法拉第电磁感应定律、能量守恒定律及电功率的概念．
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