江西省宜丰县高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

江西省宜丰县高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图甲所示电路中的理想变压器原线圈a匝数n1=500，副线圈b匝数n2=100，线圈a接在如图乙所示的交变电压的交流电源上，“3V，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻R2=18.5Ω，电压表为理想电表。下列推断正确的是（　　）
A．交流电源的频率为100Hz
B．穿过铁芯的磁通量的最大变化率为Wb/s
C．R2两端的电压为37V
D．R1消耗的功率为8W
2．（钍）经过一系列α和β衰变，变成（铅），下列说法正确的是（　　 ）
A．铅核比钍核少8个质子 B．铅核比钍核少8个中子
C．共经过4次α衰变和6次β衰变 D．共经过6次α衰变和4次β衰变
3．如图所示的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生正弦式交变电流。下列说法正确的是（　　）
A．线圈此时的位置称为“中性面”，处于中性面的线圈磁通量最大，磁通量的变化率为零
B．与线圈此时的位置垂直的平面称为“中性面”，处于中性面时线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零
C．线圈此时电流为零，线圈每经过此位置，感应电流的方向就改变，因此线圈每转动一周，电流方向都会变化两次
D．线圈此时电流最大，线圈每经过此位置，感应电流都最大，因此线圈每转动一周， 电流出现两次最大值
二、单选题
4．一正弦交流电的电压阰时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的频率为50Hz
B．该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V
C．若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
D．该交流电的电压的有效值为141.4V
5．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为2.25eV的钾，下列说法正确
A．这群氢原子能发出4种不同频率的光
B．这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应
C．金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.75eV
D．金属钾表面逸出的所有光电子最大的初动能均等于10.50eV
6．钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m3），摩尔质量为M（单位为g/mol），阿伏加德罗常数为NA。已知1克拉=0.2g，则下列选项不正确的是（　　）
A．a克拉钻石物质的量为
B．a克拉钻石所含有的分子数为
C．a克拉钻石所含有的分子数为
D．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）
7．如图所示，边长为2L的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为L的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框的一条对角线和虚线框的一条对角线恰好在同一直线上。从t＝0开始，使导线框从图示位置开始匀速沿对角线方向进入匀强磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用i表示导线框中的感应电流（规定顺时针方向为电流的正方向），下列表示i－t关系的图线正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．长度和粗细均相同，材料不同的两根导线，分别先后在U形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中做垂直切割磁感线运动，导轨电阻不计．则两导线：
A．产生不同的感应电动势 B．产生的感应电流与两者的电阻率成正比
C．产生的电流功率与两者电阻率成反比 D．两者受到相同的磁场力
9．如图所示，在水平面上有一个U形金属框架和一条跨接其上的金属杆ab，二者构成闭合回路且处于静止状态．在框架所在的空间内存在匀强磁场（图中未画出）．下面说法正确的是
A．若磁场方向水平向右，当磁场增强时，杆ab受安培力向上
B．若磁场方向水平向右，当磁场减弱时，杆ab受安培力向上
C．若磁场方向竖直向上，当磁场增强时，杆ab受安培力向左
D．若磁场方向竖直向上，当磁场减弱时，杆ab受安培力向左
10．先后以3v和v的速度匀速把一矩形线圈拉出如图所示的匀强磁场区域，下列说法错误的是（　　）
A．两次线圈中的感应电动势之比为1：3
B．两次线圈中的感应电流之比为3：1
C．两次通过线圈同一截面的电荷量之比为1：1
D．两次线圈中产生的焦耳热之比为3：1
11．2020年3月20日，电影《放射性物质》在伦敦首映，该片的主角——居里夫人是放射性元素钋（）的发现者。钋210的半衰期是138天；钋210核发生衰变时，会产生α粒子和原子核X，并放出γ射线．下列说法正确的是（　　）
A．γ射线是高速电子流
B．原子核X的中子数为82
C．10个钋210核经过138天，一定还剩下5个钋核
D．衰变后产生的α粒子与原子核X的质量之和小于衰变前钋210核的质量
12．如图是描述通电直导线周围的磁场磁感线分布情况，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
三、解答题
13．如图所示是一定质量的气体从状态A经状态B到状态C的p-T图像，已知气体在状 态B时的体积是8L，求VA和VC。
14．风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，风车阵中发电机输出功率为，输出电压是，用户需要的电压是，输电线电阻为，若输电线因发热而损失的功率为输送功率的，如图所示为此远距离高压输电线路的示意图。求：
（1）用户得到的电功率是多少；
（2）在输电线路中设置的升压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）在输电线路中设置的降压变压器原、副线圈的匝数比。
15．如图所示，在磁感应强度为0.2 T的匀强磁场中，有长为0.5 m的导体AB在金属框架上，以10 m/s的速度向右滑动．磁场方向与金属框架平面垂直，电阻R1=R2=19 Ω，导体AB的电阻R3=0.5 Ω，其他电阻不计．求通过AB的电流是多大.
16．电磁缓冲器是应用于车辆上以提高运行安全性的辅助制动装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓车辆的速度。某同学借助如下模型讨论电磁阻尼作用：如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成角()，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒质量为m，接入电路部分的电阻为R，与两导轨始终保持垂直且良好接触。金属棒由静止开始沿导轨下滑，到棒速度刚达到最大的过程中，流过棒某一横截面的电量为q，（重力加速度g）。求：
(1)金属棒达到的最大速度；
(2)金属棒由静止到刚达到最大速度过程中产生的焦耳热。
四、填空题
17．某种金属产生光电效应的极限频率是6.0×1014Hz．则该金属的逸出功为____J．若用波长为0.40μm的单色光照射该金属时，产生的光电子的最大初动能为_____J（已知普朗克常量h = 6.63×10－34J·s，计算结果保留2位有效数字）．
18．某放射性元素，经过8h后只剩下的核没有衰变，则它的半衰期为________h；若经过4h，则已衰变的原子核是原有的________
19．法拉第在1831年9月24日做了如图所示的实验，他把两根条形磁铁摆成V形，软铁棒上绕着一组线圈，并串联了一只灵敏电流计。当其中一根磁铁上端与软铁棒接触或断开瞬间，他看到了灵敏电流计的指针发生了偏转。请你解释一下这个实验现象。_____________________________________________________。
试卷第页，共页
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参考答案：
1．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题图乙可知
A错误；
C．在副线圈中，灯泡正常发光，可知副线圈中的电流为
R2两端的电压为
故副线圈两端的电压为
U2=40V
C正确；
B．副线圈两端电压的最大值为
由法拉第电磁感应定律知
可得穿过铁芯的磁通量的最大变化率为
B错误；
D．由
，
可知原线圈两端的电压、电流分别为
U1=200V，I1=0.4A
故加在R1两端的电压为
R1消耗的功率为
D正确。
故选CD。
2．AD
【解析】
【详解】
A、铅核比钍核少90-82=8个质子，故A正确； B、铅核中子数为208-82=126，钍核中子数为232-90=142，所以铅核比钍核少142-126=16，B错误； C、D：设衰变过程经历了次α衰变、次β衰变，则由电荷数与质量数守恒得：，，得，，故C错D正确；故选AD
【点睛】
根据原子核的组成分析质子数和中子数，由电荷数与质量数守恒判断发生了几次α衰变和几次β衰变．
3．BD
【解析】
【详解】
A． 线圈此时的位置平面与磁场平行，磁通量最小为零，故A错误；
B． 与线圈此时的位置垂直的平面称为“中性面”，处于中性面时线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故B正确；
CD．线圈此时磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，因此线圈每转动一周， 电流出现两次最大值，故D正确，C错误。
故选BD。
4．C
【解析】
【详解】
由图可知，T=4×10-2s，故f=1/T=25Hz，ω=2πf=50rad/s，所以其表达式为u=100sin（50t）V，故A B错误；由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为：，所以R消耗的功率为：，故C正确，D错误，故选C．
点睛：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式．
5．C
【解析】
【详解】
A.根据知，这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子，故A项与题意不相符；
B.从n=4跃迁n=3时辐射出的能量小于钾的逸出功，故B项与题意不相符；
CD. 氢原子从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为12.75，根据光电效应方程得
若不是从n=4跃迁到n=1则光电子最大的初动能小于10.5，故C项与题意相符，D项与题意不相符．
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．a克拉钻石的质量为0.2a克，得物质的量为，所含分子数为，故AC正确，B错误；
D．每个钻石分子的体积为，固体分子看作球体
联立解得分子直径
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
7．D
【解析】
【详解】
线框进入磁场过程，有效切割长度l均匀增大，感应电动势E均匀增大，感应电流
均匀增大，根据楞次定律可知电流方向为逆时针，所以电流方向为负；导线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生；穿出磁场过程，有效切割长度l均匀减小，感应电动势E均匀减小，感应电流
均匀减小，根据楞次定律可知电流方向为顺时针，所以电流方向为正。综上所述，表示i-t关系的图线正确的是D，故D正确、ABC错误。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
A．由感应电动势公式，两导线的L，v和B都相同，所以E相同，故A错误；
B．由欧姆定律和电阻定律得：感应电流
可见产生的感应电流与两者的电阻率成反比，故B错误；
C．产生的电流功率
可见产生的电流功率与两者电阻率成反比，故C正确；
D．磁场力
可见两者受到的磁场力不同，故D错误．
9．C
【解析】
【详解】
A、B、磁场方向水平向右时，穿过线框的的磁通量的零，故不能产生感生电动势，也就没有感应电流，则棒ab不受安培力；故A、B错误.
C、若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度增大时，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，杆ab所受的安培力方向向左；故C正确.
D、若磁场方向垂直纸面向上，并且磁感应强度减小时，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，根据左手定则，杆ab所受的安培力方向向右；故D错误.
故选C.
10．A
【解析】
【详解】
AB．根据公式
E=BLv
知感应电动势之比3：1，感应电流
则感应电流之比为3：1，B符合题意，A不符合题意；
C．根据
q=It
知感应电流之比为3：1，时间比为1：3，通过某截面的电荷量之比为1：1，C不符合题意；
D．由于两次速度之比为3:1，知时间比为1：3，根据
Q=I2Rt
知产生的热量之比为3：1．D不符合题意。
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A ．γ射线是伴随放射性元素衰变放出的大量光子，故A错误；
B ．钋210发生α衰变的核反应方程为
则原子核X的中子数为
n=206-82=124
故B错误；
C．半衰期是一半质量的放射性元素衰变所用的时间，但某个原子核是否衰变是不确定的，故C错误；
D．衰变后放出γ光子，即放出核能，由质能方程可知，反应后有质量亏损，故D正确。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A．根据安培定则可知磁感线应沿逆时针方向（俯视），故A错误；
B．根据安培定则可知磁感线应沿逆时针方向，故B正确；
C．根据安培定则可知磁感线应沿顺时针方向，故C错误；
D．根据安培定则可知导线左侧磁感线应垂直纸面向外，右侧磁感线应垂直于纸面向里，故D错误。
故选B。
13．；VC =8L
【解析】
【详解】
从A→B是一个等温过程，根据玻意耳定律可得
pA·VA=pB·VB
代入数据解得
从B→C是一个等容过程，气体的体积没有发生变化，所以有
VC=VB=8L
14．（1）96kW；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）输电线损失的功率
用户得到的功率
（2）输电线损失的功率
输电线电流
升压变压器输出电压
升压变压器原、副线圈匝数比
（3）电压损失
降压变压器原线圈输入电压
降压变压器原、副线圈匝数比
15．0.1 A
【解析】
【分析】
由公式E=BLv求出棒AB产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求出通过AB棒的感应电流．
【详解】
感应电动势为
E=BLv=0.2×0.5×10 V=1 V
电路的总电阻为
R=+R3=（+0.5） Ω=10 Ω
所以通过AB的电流为
I= =0.1 A
【点睛】
本题是电磁感应与电路的综合，也可以作出等效电路分析电路的结构，运用法拉第定律和欧姆定律就可以解决．
16．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)金属棒ab达到最大速度时，受力平衡，则有
，
根据闭合电路欧姆定律则有
联立可得
(2)假设全过程下滑位移为，对全过程应用动能定理则有
其中
联立可得
17．
【解析】
【详解】
(1)逸出功和极限频率的关系式，可得：；
(2)由，可得单色光的频率为：，
根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：，
代入数据可得：
【点睛】
考查爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率；根据光电效应方程可求出最大初动能．
18． 2
【解析】
【详解】
[1]根据半衰期的概念有：
则有：
所以8h是4个半衰期，即此放射性元素的半衰期为2h；
[2]经过4h，也就是经过2个半衰期，还剩下没有衰变，衰变的原子核是原有的。
19．将一根磁铁上端与软铁棒接触或断开瞬间时，穿过线圈的磁通量将减小，产生感应电流，他就看到了灵敏电流计的指针发生了偏转
【解析】
【分析】
穿过闭合电路的磁通量发生变化时电路中有感应电流产生。
【详解】
将一根磁铁上端与软铁棒接触或断开瞬间时，穿过线圈的磁通量将减小，产生感应电流，他就看到了灵敏电流计的指针发生了偏转。
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