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遂宁二中高2020届高二下期第一学月考试物理试题
考试时间90分钟 满分100分
一、单选题（共11小题，每小题3分，共33分）
1.下列关于交变电流与直流电的说法中,错误的是( )
A.若电流大小做周期性变化,则不一定是交变电流
B.直流电的大小可以变化,但方向一定不变
C.交变电流一定是按正弦规律变化的
D.交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
2.下列提到的交流电,哪个指的不是交流电的有效值( )
A.交流电压表的示数 B.保险丝的熔断电流
C.电容器的击穿电压 D.电动机铭牌上的额定电压
3.下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是( )
A.汤姆孙的气体放电管 B.利用晶体做电子束衍射实验
C.α粒子散射实验装置 D.观察光电效应
4.如果有大量氢原子处在n=4的能级,则( )
A.这些氢原子辐射出的光子有4种,其中频率最大的光子是氢原子从n=4能级到n=1能级跃迁时发出的
B.这些氢原子辐射出的光子有6种,其中频率最大的光子是氢原子从n=4能级到n=1能级跃迁时发出的
C.这些氢原子辐射出的光子有4种,其中频率最大的光子是氢原子从n=4能级到n=3能级跃迁时发出的
D.这些氢原子辐射出的光子有6种,其中频率最大的光子是氢原子从n=4能级到n=3能级跃迁时发出的
5.如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出、、三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是( )
A.①表示射线,③表示射线
B.②表示射线,③表示射线
C.④表示射线,⑤表示射线
D.⑤表示射线,⑥表示射线
6.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.t=0.03s时,线圈中有最大感应电动势
B.t=0.02s时,线圈中感应电流为0
C.t=0.01s时,穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D.t=0时,线圈平面与磁场垂直
7.如图所示,理想变压器原线圈的两端a、b接正弦交流电源时,电压表V的示数为220V,电流表A1的示数为0.20A。已知负载电阻R=44Ω,则下列判断中正确的是(电表均为理想交流电表)( )
A.原线圈和副线圈的匝数比为2:1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5:1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.电流表A2的示数为0.04A
8.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。S断开，下列说法正确的是( )
A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大
B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大
C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大
D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大
9.一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只饶有一个线圈,将其接在、间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在、间作为副线圈。在、间输入电压为的交变电流时, 、间的输出电压为,在将滑动触头从点顺时针旋转到点的过程中( )
A. ,降低
B. ,升高
C. ,降低
D. ,升高
10.如图所示为理想变压器,其原、副线圈的匝数比为2:1,原线圈接有电压的交流电源,图中电压表和电流表均为理想交流电表,R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时,阻值减小),R1为定值电阻,C为电容器。下列说法正确的是( )
A.交流电压表的示数是110 V
B.交流电的频率为100 Hz
C.通过R1的电流始终为零
D.当R2处温度升高时,交流电压表的示数不变,交流电流表的示数变大
11.如图所示,电压互感器、电流互感器可看成理想变压器,已知电压互感器原、副线圈匝数比是1000:1,电流互感器原、副线圈匝数比是1:200,电压表读数是200V,电流表读数是1.5A,则交流电路输送电能的功率是( )
A.3×102W B.6×104W
C.3×105W D.6×107W
二、多选题（共6小题，每小题4分，共24分，每小题有多个选项正确，全部全对得4分，部分选对得2分）
12.下列说法正确的是( )
A.—群氢原子处于n=5的激发态,当其自发地向较低的能级跃迁时,最多可放出6种频率的光子
B.由于每种原子都有自己的特征谱线,根据原子光谱可鉴别物质和确定物质的组成
C.由玻尔理论可知原子中的电子在原子核外的轨道是不连续的
D.α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构
13.根据玻尔理论,下列说法正确的是( )
A.原子处于定态时,虽然电子做变速运动,但并不向外辐射能量
B.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子
C.氢原子可以吸收小于使氢原子电离的任意能量的光子,因而轨道半径可以连续增大
D.电子没有确定轨道,只存在电子云
14.当α粒子被原子核散射时,如图所示的运动轨迹中不可能存在的是( )
A.a B.b
C.c D.d
15.如图甲所示为一交流电的电压随时间变化的图象,每个周期内,前二分之一周期电压恒定,后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电接入如图乙所示的电路,电阻R阻值为100Ω,则( )
A.理想电压表读数为80V
B.理想电流表读数为0.75A
C.电阻R消耗的电功率为64W
D.电阻R在100s内产生的热量为5625J
16.如图所示的电路中, 、、三灯泡亮度相同,电源为220,50的交流电源,以下叙述中正确的是( )
A.改接220,100的交流电源时, 灯变亮, 灯变暗, 灯亮度不变
B.改接220,100的交流电源时, 灯变暗, 灯变亮, 灯亮度不变
C.改接220的直流电源时, 灯熄灭, 灯变亮, 灯亮度不变
D.改接220的直流电源时, 灯熄灭, 灯变亮, 灯变暗
17.理想变压器原线圈a匝数n1=200,副线圈b匝数n2=100,线圈a接在的交流电源上,“12V,6W”的灯泡恰好正常发光,电阻R2=16Ω,电压表V为理想电表,下列推断正确的是( )
A.交变电流的频率为100Hz
B.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为
C.电压表V的示数为22V
D.R1消耗的功率是1W
三、填空题（每空3分，共15分）
18.用速度一定的中子轰击静止的锂核(),发生核反应后生成氚核和α粒子,则核反应方程为____________________________;经过m次的β衰变和n次的α衰变后变成了，则m=______，n=______．
19.如图所示,理想变压器原线圈匝数n1=1000匝,副线圈有两个线圈,匝数分别为n2=200匝,n3=500匝,分别接一个R=55Ω的电阻,在原线圈上接入220V的交流电,求:副线圈上n2=200的电压__________V,原线圈上的电流__________A。
四、计算题（写出必要的文字说明和公式）
20、（14分）如图所示,在匀强磁场中有一个内阻r=3Ω、面积S=0.02m2的半圆形导线框可绕OO'轴旋转。已知匀强磁场的磁感应强度。若线框以ω=100πrad/s的角速度匀速转动,且通过电刷给“6V,12W”的小灯泡供电,灯泡电阻不变,则:
(1).若从图示线框平面与磁感线平行位置开始计时,求线框中感应电动势的瞬时值表达式;
(2).从图示线框平面与磁感线平行位置开始,线框转过90°的过程中,通过导线横截面的电荷量是多少?该电荷量与线框转动的快慢是否有关?
(3).由题目所给已知条件,外电路所接小灯泡能否正常发光?如不能,则小灯泡的实际功率为多大?
22. （14分）有条河流，流量Q=20m3/s，大坝落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为250V，用高压输电输送到50km外的城市，输电线的电阻率，横截面积，允许损失功率为发电机输出功率的5%，照明电压220V，水的密度,g取10N/kg，为满足用电的需求，则：
(1).发电机的输出功率为多大?
(2).该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?
(3).能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光?
一学月物理参考答案
一、单选题
1.答案：C
解析：若电流大小做周期性变化,则不一定是交变电流,还要方向做周期性变化,选项A正确;直流电的大小可以变化,但方向一定不变,选项B正确;交变电流不一定是按正弦规律变化的,选项C错误;交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化,选项D正确。故选C。
2.答案：C
解析：交流电表的示数,是有效值;保险丝的熔断电流,也是有效值;电容器的击穿电压,是指最大值;电动机铭牌上的额定电压,也是有效值。题目要求不是有效值,故选C。
3.答案：A
解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
4.答案：B
解析：大量氢原子处在n=4能级,有种光子辐射出来,根据玻尔理论,频率最大的光子对应着能级差最大的能级间的跃迁,故频率最大的光子是从n=4能级向n=1能级跃迁时发出的,选项B正确。
5.答案：C
解析：射线实质为氦核,带正电, 射线为电子流,带负电, 射线为高频电磁波,根据电荷所受电场力特点可知,① 为射线,②为射线,③为射线. 射线是高速氦核流,一个粒子带两个正电荷,根据左手定则, 射线受到的洛伦兹力向左,故④是射线. 射线是高速电子流,带负电荷,根据左手定则, 射线受到的洛伦兹力向右,故⑥是射线. 射线是高频电磁波,是中性的,故在磁场中不受磁场的作用力,不会发生偏转, 故⑤是射线.
6.答案：A
解析：本题易错之处是弄不清楚磁通量的大小、磁通量的变化量以及磁通量的变化率之间的关系。t=0.03s时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,所以此时线圈中有最大感应电动势,选项A正确;
t=0.02s时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,所以线圈中有最大感应电动势,线圈中感应电流最大, 选项B错误;
t=0.01s时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,选项C错误;
t=0时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,所以线圈平面与磁场平行,选项D错误。
7.答案：B
解析：
8.答案：B
解析：当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,变压器副线圈的总负载的等效电阻增大,R1中电流减小,R1两端电压减小,电压表示数变大,R1消耗的电功率变小,选项A错误,B正确。当滑动变阻器的滑动触头P
向上滑动时,变压器副线圈输出电流减小,输出功率减小,根据变压器输入功率等于输出功率,变压器输入功率减小,电流表A1示数变小,选项C错误。若闭合开关S,变压器副线圈的总负载的等效电阻减小,则R1中电流增大,R1两端电压增大,电压表示数减小,电流表A2示数减小,电流表A1示数变大,选项D错误。
9.答案：C
解析：由变压器的变压公式可知,由于原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因此有U1>U2,当滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中,n2减小,因此U2降低,C项正确。
10.答案：D
解析：原线圈所接交变电压的有效值为,由 理想变压器的变压比公式,可得,选项A错误;由交变电压的瞬时值表达式可知,该交变电流的频率,选 项B错误;由于交变电流能对电容器进行充、放电,所以会有充、放电电流通过电阻R1,选项C错误;因变压器为理想变压器,线圈电阻不计,因此,交流电压表的示数不变,当R2处的温度升高时,其电阻值变小,所以交流电流表的示数变大,选项D正确。
11.答案：D
解析：电压互感器原、副线圈匝数比是1000:1,交流电路实际电压为U=200×1000V=2×105V;电流互感器原、副线圈匝数比是1:200,交流电路电流=200×1.5A=300A;交流电路输送电能的功率是,选项D正确。
二、多选题
12.答案：BCD
解析：一群氢原子处于n=5的激发态,当其自发地向较低的能级跃迁时,最多可放出10种频率的光子,选项A错误。由于每种原子都有自己的特征谱线,根据原子光谱可鉴别物质和确定物质的组成,选项B正确。由玻尔理论可知选项C正确。α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,选项D正确。
13.答案：AB
解析：根据玻尔理论,原子处于定态时,虽然电子做变速运动,但并不向外辐射能量,选项A正确;氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,电势能的减少量大于动能的增加量,选项B正确;氢厚子可以吸收小于使氢原子电离的某些特定能量的光子,从基态跃迁到激发态,轨道半径只能取某些特定值,选项C错误;根据玻尔理论易知,选项D错误。
14.答案：BC
解析：因为α粒子要受到原子核的库仑斥力作用,根据曲线运动的条件很容易得出b、c是不可能的,故选BC。
15.答案：BD
解析：根据电流的热效应,一个周期内产生的热量: ,解得U=75V,A错误;电流表读数,B正确;电阻R消耗的电功率,C错误;电阻R在100s内产生的热量Q热=Pt=5625J,D正确。
16.答案：AC
解析：交变电流频率变大时,感抗变大,容抗变小,电阻不受影响;电感器对直流的阻碍作用几乎为零,电容器不通直流,故选项A、C正确.
17.答案：BD
解析：由,知,选项A错误;灯泡正常发光,由得灯泡中的电流,电压表的示数U2=12V+0.5×16V=20V,选项C错误;穿过铁芯的磁通量的最大变化率为,选项B正确;根据,得U1=40V,则R1两端电压,由原、副线圈的电流与匝数成反比,可得通过R1的电流=0.25A,则R1的功率,选项D正确。
三、填空题
18.答案： 4 7
解析：根据质量数与电荷数守恒,由。235-4n=207，n=7；92+m-2n=82，m=4
19.答案：44; 1.16
四、计算题
20、解析：
（1）.线框转动时产生感应电动势的最大值
因从线框平行于磁感线位置开始计时,则感应电动势的瞬时值表达式为。
（2）.线框转过90°过程中,产生的平均电动势
流过的电荷量
灯泡电阻
故,与线框转动的快慢无关。
（3）.线框产生的感应电动势的有效值,灯泡两端电压。因U
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