河南省鲁山县第一高级中学2020年高二物理上学期月考试题 15页

河南省鲁山县第一高级中学 2020 年高二物理上学期月考试题 一、选择题(共 12 小题, 每题 4 分, 共 48 分.其中第 1～8 题为单选，9～12 题为多 选。有选错的不得分，对而不全得 2 分). 1．2020 年 10 月 1 日，伟大祖国 70 华诞，举国欢庆，盛大阅兵仪式在京隆重举行。 当空军司令员丁来杭上将带着领航梯队驾机从天安门城楼上空飞过时场面极其震 撼。当飞行员驾机沿长安街由东向西方向做飞行表演时，飞行员左右两机翼端点哪 一点电势高（ ） A．飞行员右侧机翼电势低，左侧高 B．飞行员右侧机翼电势高，左侧电势低 C．两机翼电势一样高 D．条件不具备，无法判断 2．如图所示，虚线圆区域内有垂直于圆面向外的匀强磁场，虚线圆的内接正 方形金属线框 a 的边长为 L，金属圆环 b 与虚线圆是同心圆，a 和 b 由粗细相 同的同种金属导线制成，当磁场均匀变化时，a、b 中感应电流的功率相等，则 圆环 b 的半径为 （ ） A． 3  L B． 2  L C． L D． 2 3  L 3．美国等国家的家庭电路交变电压的瞬时表达式为 u=110 2 sinl20πt(V)，则 （ ） A．当 0.1t s 时， 110 2Vu  B．用电压表测该电压其示数为110 2V C．该交流电的频率为 60Hz，电流方向每杪改变 60 次 D．将该电压加在 220的电阻两端，则该电阻消耗的电功率 55W 4．如图所示为氢原子能级图,当氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时,释放的光子的 频率为的 1v 、波长为 1 、能量为 1 、动量为 1p ；从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时，释 放的光子的频率为 2v 、波长为λ2、能量为的 2 、动量为 2p ，则下列关系正确的是 （ ） A ． 1 2v v B ． 1 2  C ． 21  D． 1 2p p 5．如图所示，在光电效应实验中，用 A、B、C 三束光分别照射同 一装置中的相同光电管，得到三条不同的光电流与电压之间的关系 曲线，根据这组曲线作出的下列判断，正确的是（ ） A．用 A 光照射光电管时对应的截止频率最大 B．用 C 光照射光电管时对应的光电子的最大初动能最大 C．若用强度相同的 A、B 光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等 D．A、C 光比较，A 光的强度大 6．关于光的本性，下列说法中正确的是（ ） A．光电效应现象表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B．光电效应实验中，只有光的强度足够大时，才能观察到光电流 C．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 D．光在传播过程中表现为粒子性，在于物质相互作用时表现为波动性 7．关于原子模型，下列说法正确的是（ ） A．汤姆孙发现电子，说明原子的“枣糕”模型是正确的 B．卢瑟福 粒子散射实验说明原子核具有结构 C．按照玻尔理论，氢原子核外电子的轨道是量子化的 D．按照电子云概念，原子中电子的坐标没有确定的值 8．氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从 n 为 3、4、5、6 的能级 直接向 n=2 能级跃迁时产生的。四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则 下列说法不正确．．．的是（ ） A．红色光谱是氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时产生的 B．若氢原子从 n=6 能级直接向 n=1 能级跃迁，则能够产生红 外线 C．若氢原子从 n=6 能级直接向 n=3 能级跃迁时所产生的辐射 不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应 D．若氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应， 则氢原子从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电 效应 9．单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过 线框的磁通量Φ与时间 t 的关系图象如图所示。下列说法正确的是（ ） A． 2 T 时刻线框平面与中性面垂直 B．从 0 到 4 T 过程中通过线框某一截面的电荷量为 m R  C．线框转一周产生的热量为 2 22 m RT   D．从 2 T 到 3 4 T 过程中线框的平均感应电动势为 2 m T  10．关于下列四幅图的说法不正确的是（ ） A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有波动性 C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D．发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空 间范围 11．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 2:1，在 a、b 端接入正弦交流电， 四个灯泡均能正常发光，a、b 端输入的总功率为 20W，灯泡 3L 的电阻为 2Ω，灯泡 2L 的功率为 4W， 3L 的功率为 8W， 1 4L L、 的功率相同，则( ) A．灯泡 1L 的额定功率为 4W B．灯泡 2L 的额定电流为 0.5A C．灯泡 3L 的额定电压为 8V D．a、b 端输入的电压为 10V 12．在电磁感应现象中，下列说法正确的是（） A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反 C．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的磁通量 D．感应电流的磁场延缓了原磁场磁通量的变化 三．计算题（共 4 小题,共计 52 分。解答时应写出必要的文字说明） 13．（12 分）用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为 2.75eV 的光照 射到光电管上时发生了光电效应，电流表 G 的示数不为零；移动变阻器的触点 c， 发现当电压表的示数大于或等于 1.7V 时，电流表示数为 0，求： （1）光电子的最大初动能； （2）光电管阴极的逸出功。（以 eV 为单位） 14．（12 分）如图所示，光滑平行导轨 MN、PQ 固定在水平面上，导轨间的距离 l=0.6m， 左端接电阻 R=0.9Ω，导轨电阻不计。导轨所在空间存在垂直于水平面向下的匀强 磁场，磁感应强度 B=0.1T．现将一根阻值为 r=0.1 Ω 的金属棒置于导轨上，它与导 轨接触良好，用一水平向右的拉力使金属棒沿导轨向右做速度 v=5.0m/s 的匀速直线 运动。求： （1）通过电阻 R 的电流大小和方向； （2）拉力 F 的大小。 15．（13 分）如图所示，内阻为 5Ω的发电机通过理想升压变压器和理想降压变压器 向用户供电。已知输电线的总电阻为 R=50Ω，升压变压器的原、副线圈匝数之比为 1：4，降压变压器的原、副线圈匝数之比为 5：1，降压变压器副线圈两端输出电压 的表达式为 220 2 sin(100 )u t V ，降压变压器的副线圈与 R0=22Ω的负载电阻组成 闭合电路。求： （1）降压变压器的输出功率； （2）升压变压器的输出功率； （3）发电机电动势的有效值。 16．（15 分）如图所示，连按有定值电阻 R 的“U”型光滑金属导轨 MNPQ 固定在水 平桌面上，导轨电阻忽略不计，质量为 0m 、电阻为 r 的金属棒 ab 垂直轨道并且两 端套在导轨 MP 和 NQ 上，导轨宽度为 L，细线一端连按金属棒 ab，另一端通过定滑 轮连接在质量为 m 的重物上，整个轨道处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大 小为 B。开始时整个装置处于静止状态，释放重物，金属棒 ab 开始运动，整个过程 金属棒与轨道始终接触良好，当金属棒 ab 运动到虚线位置时，位移为 S，达到最大 速度，此时重物未落地，不计一切摩擦阻力和空气阻力，则从开始运动到达到最大 速度的过程中，求： （1）金属棒 ab 中电流方向如何? 哪端电势高? （2）金属棒所能达到的最大速度是多大? （3）电阻 R 上产生的焦耳热是多少? 参考答案 1．A 【解析】 【详解】 当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下， 当飞机做水平飞行时，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都 是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低 2．B 【解析】 【详解】 根据法拉第电磁感应定律得：感应电动势为： B tE S kS   ，根据欧姆定律得：感 应电流的大小 EI R  ，感应电流的功率 2 2 2 k SP I R R   ，正方形线框 a 的功率为 2 4 0 4a k LP L S   ，圆环 b 的功率为： 2 4 2 0 ( )2 2 2b k L P r S    ，两者功率相等，即 a bP P ，代入 以上两式得：b 的半径 2 Lr  ，故 B 正确，ACD 错误。 3．D 【解析】 【详解】 A.当 t=0.1s 时，u=0，但电压表示数为有效值 220V，故 A 错误； B.由于正弦交变电压的最大值为 110 2 V，所以有效值为 110V，电压表显示的是有 效值为 110V，故 B 错误； C.由ω=2πf=120π，得 f=60Hz，矩形线圈在匀强磁场中每转一圈，电流方向改变 两次，故电流方向每秒改变 120 次，故 C 错误； D.将该电压加在 220Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为：P= 2U R =55W，故 D 正 确。 4．B 【解析】 【详解】 由波尔理论以及题意可知 1 1 1 4 3 1 cE E hv h p c     ； 3 2 22 2 2 cE E h h p cv      由于 4 3 3 2E E E E   ， 得到 1 2v v ； 1 2  ； 1 2  ； 1 2p p . A． 1 2v v ，与结论不相符，选项 A 错误； B． 1 2  ，与结论相符，选项 B 正确； C． 21  ，与结论不相符，选项 C 错误； D． 1 2p p ，与结论不相符，选项 D 错误； 5．D 【解析】 【详解】 A.同一光电管的逸出功 W 相同，则截止频率： 0 W h   相同，故 A 错误； B.B 光对应的遏止电压最大，由： 21 2c meU mv h W   可知 B 光的频率最高，B 光对应光电子的最大初动能最大，故 B 错误； C.由于 A、B 两光的频率不同，则照射时产生光电子最大初动能不同，用强度相同的 光照射，单位时间内逸出的光电子数不等，故 C 错误； D. A、C 光的遏止电压相等，由： 21 2c meU mv h W   可知 A、C 光的频率相等，由于 A 光照射产生的饱和电流较大，则 A 光的强度大于 C 光，故 D 正确。 6．C 【解析】 【详解】 A．光电效应现象表明在一定条件下，光子的能量可以被电子吸收，A 错误； B．光电效应实验中，只有光的频率大于金属的极限频率，才能观察到光电流；与光 照强度无关，B 错误； C．康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量，C 正确； D．光的波长越长，波动性越明显，频率越高，粒子性越明显；大量光子的运动表现 为波动性，单个光子的运动表现为粒子性，D 错误。 7．C【解析】 【详解】 A.汤姆生发现电子，提出原子的枣糕模型，故 A 错误。 B.卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型，故 B 错误。 C.按照玻尔理论，氢原子核外电子的轨道是量子化的，故 C 正确。 D.氢原子核外电子的轨道是量子化的，结合测不准原理可知，电子的轨道是测不准 的，其轨道只能是在一定的范围内出现的概率的大小，即电子云。 8．B 【解析】 【详解】 A.根据波尔理论可以得出 cE hv h    ，红色光的波长最长，所以红色光跃迁释放 能量最小，是从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时产生的，A 正确。 B.从 n=6 能级直接向 n=1 能级跃迁释放能量比从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时能量大， 不可能产生红外线，B 错误。 C.从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射能量大于从 n=6 能级直接向 n=3 能级跃迁时所产生的辐射能量，频率更高，可能使该金属发生光电效应，C 正确。 D.从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射能量大于从 n=3 能级向 n=2 能级 跃迁时所产生的辐射能量，频率更高，一定能使该金属发生光电效应，D 正确。 9．ABC 【解析】 【详解】 A. 由图可知在 2 T 时刻，线框的磁通量为零，所以线框平面处在垂直中性面的位置， 故 A 正确； B. 从 0 到 4 T 过程中，通过线框某一截面的电荷量为 m R Rq It N     故 B 正确。 C. 由图可得磁通量的最大值为Φm，周期为 T，所以圆频率为 2 T   ，可知线框感 应电动势的最大值为 2 m mE NBS T    由于此线框在磁场绕轴转动时产生的电流为正弦交流电，故其电动势的有效值为 2 2 m mEE T   由于线框匀速转动，线框产生的焦耳热 2 22 2 mEW TR RT    故 C 正确。 D. 从 2 T 到 3 4 T 过程中 △Φ=Φm-0=Φm 可得平均电动势为 4 mE N t T   故 D 错误。 10．AB 【解析】 【详解】 A.由图和玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故 A 错误， 符合题意； B.光电效应实验说明了光具有粒子性，故 B 错误，符合题意； C.衍射是波的特有现象，电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故 C 正确，不符合题意； D.少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在 很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，故 D 正确，不符合题意。 11．ABD 【解析】 【详解】 A.由题意可知，灯泡 L1 的额定功率为： 1 20 12 W 4W2P   故选项 A 正确； BC.灯泡 3L 两端的电压为： 3 3 3 4VU P R  则副线圈两端的电压为： 3 4VU  则原线圈两端的电压为： 2 8VU  则 2L 额定电流为： 2 2 2 0.5API U   故选项 B 正确，C 错误； D.灯泡 4L 的额定电流为： 4 4 4 1API U   灯泡 3L 中的电流为： 3 3 3 2API U   因此原线圈中的电流为 1.5A，灯泡 1L 中的电流 1 2AI  ，则 1L 两端的电压为： 1 1 1 2VPU I   因此 a、b 两端的电压为： 1 2 10VU U U   故选项 D 正确。 12．AD 【解析】 【详解】 A、根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化，故 A 正确； B、感应电流的磁场方向总是阻碍原来磁通量的变化，与引起它的磁场方向可能相同 也可能相反，故 B 错误； CD、感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，也即感应电流的磁场 延缓了原磁场磁通量的变化，故 C 错误；D 正确 13．(1)1.7eV (2)1.05 eV 【解析】 【详解】 （1）根据题意得，遏止电压为 1.7V，根据光电效应规律可知最大初动能： k c 1.7eVE eU  。 （2）根据 k 0E hv W  ，可求得： 0 k 1.05eVW hv E   。 14．（1）0.3A，电流的方向为：M→P ；（2）F=1.810-2N 【解析】 【详解】 （1）设金属棒切割磁感线产生的感应电动势为 E，根据法拉第电磁感应定律： E=Blv=0.3V 根据闭合电路欧姆定律： I= E R r =0.3A 根据右手定则可知，电流的方向为：M→P （2）设金属棒受的安培力为 F 安，则 F 安=BIl=1.810-2N 因为金属棒做匀速运动，所以拉力 F=F 安=1.810−2N 15．(1) 4 2200P W (2) 升压变压器输出功率 P2=2400W (3) 340E V 【解析】 【详解】 （1）降压变压器输出电压有效值 4 220U V 输出功 2 4 4 0 UP R  解得 4 2200P W （2）降压变压器输入电压有效值 U3， 3 4 5 1 U U  解得 U3=1100V 设输电导线电流为由 I2， 3 4 3 2P P U I  解得 I2=2A 电压 2U I R  △U=100V 升压变压器的输出电压 2 3U U U   解得 U2=1200V 升压变压器输出功率 2 2 2P U I 解得 P2=2400W （3）升压变压器输入电压有效值 U1， 1 2 1 4 U U  解得 U1=300V 发电机电流为 1 2 1 1 1 P PI U U   解得 I1=8A 电源电动势有效值 1 1 340E I r U V   16．（1）金属棒 ab 中的电流方向由 b 指向 a，a 端的电势高； （2）金属棒所能达到的最大速度为   2 2m mg R rv B L ＝ ； （3）电阻 R 上产生的焦耳热为  2 2 0 4 4  2R m m g R R rmgRSQ R r B L  ＝ 【解析】 【详解】 （1）根据右手定则或楞次定律可以判断出金属棒的电流方向由 b 指向 a，a 端的电 势高； （2）金属棒 ab 在重物的作用下开始运动，导体切断磁感线，产生感应电动势和感 应电流，从而受到安培力的作用，在水平方向，导体棒 ab 受到拉力和安培力的作用， 最终当二力平衡时速度达到最大，则从整体分析有公式： 2 2    mB L v mgR r ＝ 解得最大速度为   2 2m mg R rv B L ＝ 。 （3）导体棒从开始运动到达到最大速度的过程中，从整体分析只有重力和安培力做 功，根据动能定理可得： 2 0 1 02 mmgS W m v 安＝ 由于整个电路是纯电阻电路，所以安培力做功把电能全部转化为焦耳热 Q 总， 即： W 安=Q 总 代入已知可解得： 2 2 2 0 4 4 ( ) 2 m m g R rQ mgS B L 总＝ ； 又因为电路中两个电阻是串联关系，因此焦耳热的分配与其电阻成正比，则电阻 R 上产生的焦耳热为：  2 2 0 4 4  2R m m g R R rR mgRSQ QR r R r B L  总＝ ＝ 。