安徽省亳州市第二中学2018-2019学年高二物理5月月考试题（含解析）

亳州二中2018-2019学年度第二学期教学质量检测高二物理试卷一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1-8每题有一个答案正确，9-12每题有多个正确答案，少选的2分，错选或不选的0分。）1.如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻r.金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中磁场方向垂直于导轨平面向下,金属棒ab始终保持静止。下列说法正确的是( )a. 当b均匀增大时,金属棒ab中电流增大b. 当b减小时,金属棒ab中的电流一定减小c. 当b增大时,金属棒ab中感应电流方向由b到ad. 当b不变时，金属棒ab受到水平向右的静摩擦力【答案】c【解析】【详解】当b均匀增大时，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势，所以感应电动势为一定值，根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流保持不变，故a错误；如果磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故b错误。磁感应强度增大，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由b到a，故c正确；当b不变时，感应电动势为零、感应电流为零，金属棒不受安培力作用，则金属棒ab不受摩擦力，故d错误。2.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 ( )a. t0时刻发电机的转动线圈位于中性面b. 在1s内发电机的线圈绕轴转动50圈c. 将此交流电接到匝数比是110的升压变压器上，副线圈的电压为2200vd. 将此交流电与耐压值是220v的电容器相连，电容器不会被击穿【答案】b【解析】【详解】根据图可知，在t=0时刻时，产生的感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，故a错误；产生的感应电动势的周期t=0.02s，故1s内发电机的线圈转动的圈数为n1/t50转，故b正确；输入电压的有效值为u1220v，根据得u2=2200v，故c错误；电容器的耐压值为电压的最大值，故电容器一定被击穿，故d错误；故选b。【点睛】本题考查了交流电最大值、有效值、周期等问题，抓住电容器的耐压值为电压的最大值，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解3.如图所示，单匝矩形线框的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线oo/与磁场边界重合。线圈按图示方向匀速转动。若从图示位置开始计时，并规定电流a-b-c-d-a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是（ ）a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】图示时刻，由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为：adcba，为负方向。线圈中产生的感应电动势表达式为e=emsint=bssint，s是线圈面积的一半，则感应电流的表达式为，其中故线圈中感应电流按正弦规律变化，根据数学知识得知a正确，bcd错误。4.如图所示,t为理想变压器,原线圈匝数为n1,副线图匝数为n2,初始时s断开,则下列说法正确的是( )a. 若只闭合电键s时,v1的示数一定不变b. 若只闭合电键s时,a1、a2和a3的示数一定都变大c. 若只增加原线圈匝数n1,r1消耗的功率一定变大d. 若只增加原线圈匝数n1,变压器输入功率一定变大【答案】a【解析】【详解】变压器次级电压是由初级电压和匝数比决定，则次级电压不变，即若只闭合电键s时，v1的示数一定不变，选项a正确；若只闭合电键s时，次级电阻减小，次级电压一定，则次级电流变大，则a2示数变大，根据匝数比等于电流倒数比可知，初级电流变大，a1读数变大；r1两端电压不变，则电流不变，即a3读数不变，选项b错误；若只增加原线圈匝数n1，根据可知，次级电压减小，r1两端电压减小，消耗的功率一定变小，选项c错误；若只增加原线圈匝数n1，根据可知，次级电压减小，则次级消耗的功率一定变小，变压器初级输入功率减小，选项d错误.5.水平面上存在竖直方向的匀强磁场，磁场的边界是mn，在mn左侧无磁场，如图所示现有一个闭合的金属线框以恒定速度从mn左侧水平进入匀强磁场区域线框中的电流随时间变化的it图象如图所示，则线框的形状可能是图中的（ ）a. b. c. d. 【答案】b【解析】【分析】由电磁感应定律求电动势及欧姆定定律求出电流的表达式，找出各线框进入磁场时电流的变化规律，然后选出与图乙所示图象符合的线框【详解】导体棒切割磁感线产生的感应电动势，设线框总电阻是，则感应电流；由图乙所示图象可知，感应电流先均匀增大，后均匀减小；因由于b、v、r是定值，故导体棒的有效长度l应先均匀增大，后均匀减小；梯形线框匀速进入磁场时，有效长度l先均匀增加，后不变，最后均匀减小，产生的感应电流先均匀增大，后不变，再均匀减小，不符合要求，a错误；三角形线框匀速进入磁场时，有效长度l先增加，后减小，且随时间均匀变化，符合题意，b正确；闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度l先变大，后变小，但l不随时间均匀变化，不符合题意，c错误；正六边形线框进入磁场时，有效长度l先均匀增大，再不变，后均匀减小，产生的感应电流先均匀变大，再不变，后均匀变小，不符合题意，d错误6.如图甲所示，单匝闭合线圈固定在匀强磁场中，t=0时刻磁感线垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化如图乙所示，线圈面积，电阻。在02s时间内，下列说法正确的是（ ）a. 线圈中的感应电流沿逆时针方向b. 线圈中的感应电动势大小为0.5 vc. 通过线圈横截面的电荷量为0.1 cd. 线圈中产生的焦耳热为0.05 j【答案】c【解析】【分析】根据楞次定律判断感应电流方向；根据法拉第电磁感应定律可求感应电动势的大小；根据欧姆定律可求感应电流的大小，根据电流强度的定义可求电荷量；根据焦耳定律可求产生的焦耳热。【详解】a.第1s内，磁场的方向垂直于纸面向内，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，故a错误；b.由e=可知，这2s内感应电动势恒定，e=0.1v=0.05v，故b错误；c.第2s内，磁感应强度均匀变化，所以产生恒定的电流，i=e/r=0.05/1a=0.05a，2s内通过线圈横截面的电荷量为q=it=0.052c=0.1 c，故c正确；d.根据焦耳定律，线圈中产生的焦耳热为q=i2rt=0.05212j=0.005 j，故d错误。故选：c7.下列说法正确的是 （ ）a. 是a衰变方程b. 是核聚变反应方程c. 是核裂变反应方程d. 是核聚变反应方程【答案】b【解析】a、衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，故a错误；b、b中的反应为轻核聚变反应方程，故b正确；c、c中是衰变方程，故c错误；d、d中的反应方程为原子核人工转变方程，故d错误。点睛：该题考查几个常见的核反应方程，加强对基本知识、基本概念的积累，是解决概念题的唯一的途径。8.三个相同的木块a、b、c同同一高度自由下落。其中，木块a在开始下落的瞬间被水平飞行的子弹击中，木块b在下落到一半高度时被水平飞来的子弹击中，子弹均留在木块中，则三个木块下落时间的大小关系是a. b. c. d. 【答案】b【解析】木块c自由落体，木块a在刚要下落瞬间被子弹射中，并留在其中，木块a与子弹一起自由落体运动，a、c均做自由落体运动，且下落高度相同，故二者下落时间相同，即ta=tc木块b落下一定距离后被水平飞来的子弹水平射中，子弹留在其中。在子弹击中木块过程中，竖直方向动量守恒，由于子弹进入木块后总质量变大，由动量守恒定律可知，木块速度变小，木块落地时间延长，木块b在空中的运动时间比a、c时间长，则ac同时落地，b最后落地，即ta=tctb，故b正确。故选b。点睛：考查自由落体运动规律，关键是知道子弹打入木块时竖直方向动量守恒，掌握动量及动量守恒的定律，理解运动的合成与分解9.光滑曲面与竖直平面的交线是如图所示的曲线，曲线下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是的直线（图中虚线所示），一个金属块从曲线上（）处以速度沿曲线下滑，假设曲线足够长，重力加速度为。则（ ）a. 金属块最终将停在光滑曲线的最低点处b. 金属块只有在进出磁场时才会产生感应电流c. 金属块最终将在虚线以下的光滑曲线上做往复运动d. 金属块沿曲线下滑后产生的焦耳热总量是【答案】bc【解析】abc只要金属块进出磁场，就会产生感应电流，机械能就会减小，在磁场内运动时，不产生感应电流，所以金属块最终在y=a以下来回摆动，故a错误，bc正确；d以y=b(ba)处为初位置，y=a处为末位置，知末位置的速度为零，在整个过程中，重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能，根据能量守恒得：q=mg(ba)+.故d错误。故选：bc.10.如图所示为一理想变压器,原副线圈的匝数比为n1:n2=3:1,且分别接有阻值相同的电阻r1和r2,交流电源电压为u,r1两端电压为,则此时（ ）a. r2两端电压b. r2两端电压为c. r1和r2消耗的功率之比为1:1d. r1和r2消耗的功率之比为1：9【答案】bd【解析】【详解】根据题意知交流电源电压为u，r1两端电压为，则原线圈两端的电压为；根据原副线圈的电压与匝数成正比代入数据得，即r2两端电压为，故a错误，b正确；根据可知r1和r2消耗的功率之比为1：9，故c错误，d正确。11.关于光电效应与爱因斯坦光电效应方程,下列说法正确的是( )a. 光电子的最大初动能ek与入射光的频率有关b. 入射光频率变高,饱和光电流变大c. 频率相同的光,光较强时,照射金属时产生的光电子较多,饱和电流较大d. 入射光的频率低于截止频率时,只要照射时间足够长,也能发生光电效应【答案】ac【解析】【详解】根据可知，光电子的最大初动能ek与入射光的频率有关，选项a正确；饱和光电流与入射光的频率无关，故b错误；入射光的频率相同，饱和光电流与入射光的强度成正比，入射光的光强越大，饱和光电流越大，故c正确；能否发生光电效应与照射的时间无关，只与入射光的频率有关，选项d错误.12.如图所示为氢原子能级图,现有大量氢原子从n=4的能级发生跃迁发射出的光子照射到一个钠光管上,金属钠的逸出功为2.29ev,以下说法正确的是( )a. 氢原子可能发出6种不同频率的光b. 能够让钠光电管发生光电效应现象的有3种光子c. 光电管发出的光电子与原子核发生衰变时飞出的电子都来源于原子核内部d. 钠光电管发出的光电子轰击处于基态的氢原子只能使氢原子跃迁到n=2的能级【答案】ad【解析】【详解】根据知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子。故a正确。氢原子由n=4跃迁到n=2能级，辐射的光子能量为3.4-0.85=2.55ev，大于逸出功，能发生光电效应；同理由n=4跃迁到n=1能级，由n=3跃迁到n=1能级以及由n=2跃迁到n=1能级辐射光子的能量都大于逸出功；而由n=4跃迁到n=3能级，辐射的光子能量为1.51-0.85=0.66ev，以及n=3跃迁到n=2能级，辐射的光子能量为3.4-1.51=1.89ev，都小于逸出功，不能发生光电效应，因此让钠光电管发生光电效应现象的有4种光子。故b错误；光电管发出的光电子是来自核外，而原子核发生衰变时飞出的电子是来源于原子核内部的中子衰变成质子而放出的，故c错误。氢原子从n=4的能级向n=1发生跃迁，发射光子能量最大，当照射钠光管放出能量为e=13.6-0.85-2.29=10.46ev的光电子，而氢原子从n=1的能级跃n=2的能级，需要吸收能量为e=13.6-3.4=10.2ev，因10.46ev10.2ev，能实现跃迁。故d正确；二实验题：（每空2分，共10分）13.为了探究碰撞中的不变量,小明同学设计了如下实验,小球a系在细线的一端,线的另一端固定在o点,o点到水平面的高度为h,物块b质量是小球a的5倍,放置于粗糙的水平面上且位于o点正下方物块与水平面间的动摩擦因数为,现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),观察到小球a反弹。小球与物块均可视为质点,空气阻力可以忽略不计,重力加速度为g(1)为了探究碰撞中的不变量,还需要测量的物理量有哪些_a.小球与物块碰撞的时间t b.物块b被碰后沿水平面运动的距离lc.小球a反弹后摆线上摆的最大角度 d.小球a反弹后上升到最高点的时间t(2)小球a与物块发生正碰后的瞬间速度大小为_，物块被碰后瞬间速度大小为_(用上一问中物理量表示)。(3)为了探究碰撞中的不变量,当碰撞前后瞬间满足关系式_，即说明，碰撞前后瞬间两物体组成的系统动量守恒;当碰撞前后瞬间满足关系式_，即说明碰撞前后瞬间两物体组成的系统机械能守恒。【答案】 (1). （1）bc (2). （2） (3). (4). (5). 【解析】【详解】（1）设a的质量为m，则b的质量为5m；实验需要验证的关系是：，其中：；若小球a反弹后摆线上摆的最大角度 ，则，即；若物块b被碰后沿水平面运动的距离l，则，解得，则实验需要验证的关系是，即，则还需要测量的物理量是：物块b被碰后沿水平面运动的距离l以及小球a反弹后摆线上摆的最大角度，故选bc；（2）由（1）的分析可知，小球a与物块发生正碰后的瞬间速度大小为，物块被碰后瞬间速度大小为；（3）为了探究碰撞中的不变量,当碰撞前后瞬间满足关系式即说明碰撞前后瞬间两物体组成的系统动量守恒； 若碰撞前后机械能守恒，则：，即，即 .三、计算题:(本大题共4个小题,共42分解答题应写出必要文字说明、方程式和重要步骤,只写最后答案不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)14.如图,竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨mn、pq,有一垂直穿过导轨平面的匀强磁场,导轨上端m与p间有一阻r=0.40的电阻,质量为0.01kg、电阻为r=0.30的金属棒ab紧贴导轨自由下滑,其下滑距离与时间的关系如下表,导轨电阻不计。(g=10m/s2）（1）若某时刻金属棒中的感应电动势e=14v，求棒两端的电压uab（2）根据表格中数据试分析导体棒的运动规律,并求出当t=0.5s时导体棒的速度大小。（3）金属棒在0.7s内,电阻r上产生的热量【答案】（1）-8v（2）7m/s（3）0.06j【解析】【详解】（1）根据右手定则，可知b端电势高。由： 解得：（2）由表格知导体棒先静止加速，在0.3s后达到匀速故当t=0.5s时速度v=，v=7m/s（3）当t=0.7s，下落的高度为h1，电路中总热量为q根据功能关系mgh1=q+，电阻r产生的热量得qr=0.06j15.如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为l1=1m,导轨平面与水平面成=30角，上端连接阻值r=1.5的电阻，质量为m=0.2kg、阻值r=0.5的金属棒放在两导轨上,距离导轨最上端为l2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。为保持ab棒静止,在棒上施加了一平行于导轨平面的外力f，g=10m/s2求：（1）当t=1s时,棒受到安培力f安的大小和方向;（2）当t=1s时,棒受到外力f的大小和方向;（3）4s后,撤去外力f，金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将r两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置，测出该位置与棒初始位置相距2m,求棒下滑该距离过程中通过金属棒横截面的电荷量q.【答案】（1）0.5n ；方向沿斜面向上（2）0.5n，方向沿斜面向上（3）1.5c【解析】【详解】（1）0-3s内，由法拉第电磁感应定律得：t=1s时，f安=bil1=0.5n方向沿斜面向上（2）对ab棒受力分析，设f沿斜面向下，由平衡条件：f+mgsin30 -f安=0f=-0.5n外力f大小为0.5n。方向沿斜面向上（3）q=it ,； 联立解得16.如图所示，在光滑、绝缘的水平面上，虚线mn的右侧存在磁感应强度大小为b=2t、方向竖直向下的匀强磁场，mn的左侧有一个质量m=0.1kg、bc边的长度、总电阻r=2的矩形线圈abcd.t=0时，用