山西省2019-2020高二物理5月月考试题（Word版带答案）

高二物理 （理） 第 1 页,共 12 页 高二物理（理） 第 2 页,共 12 页 密 封 线 学校 班级 姓名 学号 密 封 线 内 不 得 答 题 2019—2020 学年度第二学期阶段性检测 高 二 物 理（理） （2020.05） 一、选择题（本题包含 12 小题，每小题 4 分，其中 1—7 小题为单选； 8—12 小题为多 选，共 48 分） 1．下列说法正确的是(　 ) A．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 B．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念 C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 D．汤姆孙发现了电子并且提出了原子的核式模型 2．关于光的本性，下列说法正确的是(　　) A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的 B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点 C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性 D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的—切行为， 只能认为光具有波粒二象性 3．夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供 电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的 2 倍，输电线电阻不变，下列说法正确 的是（　 ） A．若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的 2 倍 B．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的 2 倍 C．若用电高峰时的输电电压变为正常供电的 2 倍，则此时输电电流为正常供电时 的 4 倍 D．若用电高峰时的输电电压变为正常供电的 2 倍，则此时输电线损失的功率为正 常供电时的 4 倍 4．将阻值为 100 Ω 的电阻丝绕成一个 110 匝 的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于 磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如 图乙所示．则可以判断(　　) A．t＝0 时刻线圈应转到图甲所示的位置 B．该线圈的转速为 100π r/s C．穿过线圈的磁通量的最大值为 1 50π Wb D．线圈转一周所产生的电热为 9.68 J 5.如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为 2L，高为 L.在该区域内分布着 如图所示的磁场，左侧小三角形内磁场方向垂直纸面向外，右侧小三角形内磁场方向垂 直纸面向里，磁感应强度大小均为 B.一边长为 L、总电阻为 R 的正方形导线框 abcd，从 图示位置开始沿 x 轴正方向以速度 v 匀速穿过磁场区域．取沿 a→b→c→d→a 的感应电 流方向为正，则图中表示线框中电流 i 随 bc 边的位置坐标 x 变化的图象正确的是(　　) 6．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的 截止频率分别为 ν1 和 ν2，且 ν1＜ν2)，极板的面积为 S，间距为 d.锌板与灵敏静电 计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为 ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两 板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量 Q 正比于(　　) A. S d(ν－ν1)　 B. d S(ν1－ν2) C. d S(ν1－ν)　　　　 D. S d(ν－ν1 νν1 ) 高二物理（理） 第 3 页,共 12 页 高二物理 （理） 第 4 页,共 12 页 密 封 线 内 不 得 答 题 7．如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为 L，一端通过导 线与阻值为 R 的电阻连接．导轨上放一质 量为 m 的金属杆，金属杆、导轨的电阻均 忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向 下．用与导轨平行的恒定拉力 F 作用在金 属杆上，杆最终将做匀速运动．当改变拉 力的大小时，金属杆做匀速运动时的速度 v 也会变化，v 和 F 的关系如图乙所示．下列 说法正确的是(　　) A．金属杆在匀速运动之前做匀加速直线运动 B．流过电阻 R 的电流方向为 b→R→a C．由图象可以得出 B、L、R 三者的关系式为 B2L2 R ＝ 2 3 D．当恒力 F＝3 N 时，电阻 R 消耗的最大电功率为 8 W 8．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是 3.34 eV，下列对氢原子在能级跃迁过程 中发射或吸收光子的特征认识正确的是(　　) A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一 定不能发生光电效应现象 B．一群处于 n＝3 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出 3 种不同频率的光 C．一群处于 n＝3 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光 照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为 8.75 eV D．用能量为 10.3 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 9．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 5 ∶1 ，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V 　440 W” 的热水器、 “220 V　220 W”的抽油烟机．如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确 的是(　　) A．副线圈两端电压的瞬时值为 u＝220 2sin 100πt(V) B．交流电压表的示数为 1100 2 V C．1 min 内变压器输出的电能为 3.96×104 J D．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的 2 倍 10．如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着 平行导轨 M 和 N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒 ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确 的是(　　) A．当金属棒 ab 向右匀速运动时，a 点电势高于 b 点，c 点电势高于 d 点 B．当金属棒 ab 向右匀速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点与 d 点等电势 C．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，c 点电势高于 d 点 D．当金属棒 ab 向右加速运动时，b 点电势高于 a 点，d 点电势高于 c 点 11．如图所示，铁芯上有两个线圈 A 和 B.线圈 A 跟电源相连，LED(发光二极管，具有单 向导电性)M 和 N 并联后接在线圈 B 两端．图中所有元件均正常，则 (　　) A．S 闭合瞬间，A 中有感应电动势 B．S 断开瞬间，A 中有感应电动势 C．S 闭合瞬间，M 亮一下，N 不亮 D．S 断开瞬间，M 和 N 二者均不亮 12.如图甲所示，在竖直方向上有四条间距 相等的水平虚线 L1、L2、L3、L4，在 L1、L2 之间、L3、L4 之间存在匀强磁场，大小均为 1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形 线圈 abcd，宽度 cd＝L＝0.5m，质量为 0.1kg，电阻为 2Ω，将其从图示位置静止释放(cd 边与 L1 重合)，速度随时间的变化关系如图乙所示，t1 时刻 cd 边与 L2 重合，t2 时刻 ab 边与 L3 重合，t3 时刻 ab 边与 L4 重合，已知 t1～t2 的时间间隔为 0.6s，整个运动过程中 线圈平面始终处于竖直方向。(重力加速度 g 取 10m/s2)则( ) A．在 0～t1 时间内，通过线圈的电荷量为 0.5C B．线圈匀速运动的速度大小为 8m/s 高二物理 （理） 第 5 页,共 12 页 高二物理（理） 第 6 页,共 12 页 密 封 线 学校 班级 姓名 学号 密 封 线 内 不 得 答 题 C．线圈的长度为 1m D．0～t3 时间内，线圈产生的热量为 1.8J 二、实验题（每空 3 分，共 18 分） 13．如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 I－U 关系 曲线图． (1)为了通过测量得到如图所示 I－U 关系的完整曲线，在图甲和乙两个电路中应选 择的是图________；简要说明理由：____________________. (电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0～100 Ω) (2)在如图所示电路中，电源电压恒为 9 V，电流表读数为 70 mA，定值电阻 R1＝250 Ω.由热敏电阻的 I－U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻 R2 的阻 值为________ Ω. 14．传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化 的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电 子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器 R(电 阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表 A (实质 是理想电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为 1×107 Pa，且已知 压力传感器 R 的电阻与所受压力的关系如表所示．设踏板和压杆的质量可以 忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为 4.8 V，取 g＝10 m/s2.请 作答： 压力 F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 … 电阻 R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … (1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘________A 处． (2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为 20 mA，这个人的 质量是________kg. 三、计算题（本题包含 4 小题，共 34 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要 的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位。） 15．（6 分）面积 S＝0.3 m2、匝数 n＝100 匝的圆形线圈，处在如图所示的匀强磁场内， 磁感应强度 B 随时间 t 变化的规律是 B＝0.2t (T)．电阻 R 与电容器并联后接在线圈两 端，电阻 R＝2Ω，电容 C＝20 μF，线圈电阻 r＝1 Ω.求： (1)通过 R 的电流的大小和方向； (2)电容器所带的电荷量． 高二物理（理） 第 7 页,共 12 页 高二物理 （理） 第 8 页,共 12 页 密 封 线 内 不 得 答 题 16．(8 分)一座小型发电站的输出功率是 20 kW，输电线路总电阻是 4 Ω. (1)若输电电压是 400 V，输电线路损耗的功率是多少？ (2)若改用 5 000 V 高压输电，用户端利用 n1∶n2＝22∶1 的变压器降压，用户得到 的电压是多少？ 17．（8 分）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长 λ＝0.50 μm 的绿光照 射阴极 K，实验测得流过灵敏电流计的电流 I 与 AK 之间的电势差 UAK 满足如图乙所示规 律，取 h＝6.63×10－34 J·s.结合图象，求： (结果保留两位有效数字) (1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞 出阴极 K 时的最大动能； (2)该阴极材料的极限波长． 18.（12 分）如图所示，两条相互平行的光滑金属导轨，相距 L＝0.2m，左侧轨道的倾 斜角 θ＝30°，右侧轨道为圆弧线，轨道端点间接有电阻 R＝1.5Ω，轨道中间部分水 平，在 MP、NQ 间有距离为 d＝0.8m，宽与导轨间距相等的方向竖直向下的匀强磁场。磁 感应强度 B 随时间变化如图乙所示。一质量为 m＝10g、导轨间电阻为 r＝1.0Ω 的导体 棒 a 从 t＝0 时刻无初速释放，初始位置与水平轨道间的高度差 H＝0.8m。另一与 a 棒完 全相同的导体棒 b 静置于磁场外的水平轨道上，靠近磁场左边界 PM．a 棒下滑后平滑进 入水平轨道（转角处无机械能损失），并与 b 棒发生碰撞而粘合在一起，此后作为一个 整体运动。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，轨道的电阻和电感不计，g 取 10m/s2．求： （1）a 导体棒进入磁场前瞬间速度大小和 a 导体棒从释放到进入磁场前瞬间过程中 所 用 的 时 间 （2） 粘 合 导体棒刚进入磁场瞬间受到的安培力大小 （3）粘合导体棒最终静止的位置离 PM 的距离 （4）全过程电阻 R 上产生的焦耳热 高二物理 （理） 第 9 页,共 12 页 高二物理（理） 第 10 页,共 12 页 密 封 线 学校 班级 姓名 学号 密 封 线 内 不 得 答 题 高二物理摸底检测答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C D B D D A D BC AC BD ABC BD 二、实验题 13. 答案：(1)甲　因为甲电路电压可从 0 V 调到所需电压，电压调节范围大 (2)5.2　112 14. 答案：(1)1.6×10－2　(2)50 三、计算题 15. 解析： (1)通过圆形线圈的磁通量 Φ 变大，由楞次定律和安培定则知， 线圈中感应电流的方向为逆时针方向，所以通过 R 的电流方向为由 b 到 a.由法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势为 E＝ nΔΦ Δt ＝ nSΔB Δt ＝100×0.3×0.2 V＝6 V， 由闭合电路的欧姆定律可知，通过 R 的电流为 I＝ E R＋r ＝ 6 2＋1 A＝2 A. (2)电容器两端的电压等于电阻 R 两端的电压，即 UC＝UR＝IR＝2×2 V＝ 4 V， 电容器所带的电荷量为 Q＝CUC＝20×10－6×4 C＝8×10－5 C. 答案：(1)2 A　方向为 b→a　(2)8×10－5 C 16. 解析：(1)输电线上的电流为 I＝P U ＝20 × 103 400 A＝50 A， 输电线路损耗的功率为 P 损＝I2R＝502×4 W＝10000 W＝10 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流变为 I′＝ P U′＝20 × 103 5 000 A＝4 A， 用户端在变压器降压前获得的电压 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×4) V＝4 984 V， 根据U1 U2＝n1 n2可知，用户得到的电压为 U2＝n2 n1U1＝ 1 22 ×4 980 V＝226.5 V. 答案：(1)10 kW　(2)226.5 V 17. 解析：(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极 A，阴极 每秒钟发射的光电子的个数 n＝Im e ＝0.64 × 10－6 1.6 × 10－19(个)＝4.0×1012(个) 光电子的最大初动能为： Ekm＝eU0＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20 J (2)设阴极材料的极限波长为 λ0，根据爱因斯坦光电效应方程：Ekm＝hc λ － h c λ0，代入数据得 λ0＝0.66 μm. 答案：(1)4.0×1012 个　9.6×10－20 J (2)0.66 μm 18. 解析：（1）设 a 导体棒进入磁场前瞬间速度大小为 v。 a 导体春从释放到进入磁场前瞬间的过程中，由机械能守恒定律有：mgH＝ 解得：v＝4m/s 根据位移公式有： ＝ 解得运动时间为：t＝ 0.8s （2）设 a 与 b 发生完全非弹性碰撞后共同速度为 v′，取水平向右为正方向， 由动量守恒定律得：mv＝2mv′解得：v′＝2m/s 高二物理（理） 第 11 页,共 12 页 高二物理 （理） 第 12 页,共 12 页 密 封 线 内 不 得 答 题 此时粘合体导体棒刚好进入匀强磁场，所受安培力为：F＝BIL 又 I＝ ，E ＝BLv′ 解得：F＝0.04N （3）粘合导体棒直到静止，由动量定理得：﹣F 安 t＝0﹣2mv′ 根据安培力公式有：F 安＝BIL 又 q＝It 联立得：BqL＝2mv′ 通过导体棒的电荷量为：q＝ △Φ＝BLS 总，（S 总为导体棒在水平轨道滑过的总路程） 得 S 总＝2m，因 d＝0.8m，因此粘合导体棒最终停在距离 PM 为 0.4m 处。 （4）a 棒滑入磁场之前 R 上产生的焦耳热为：QR1＝I2Rt 由法拉第电磁感应定律有 E＝ Ld＝ ×0.2×0.8＝0.2V 由闭合电路欧姆定律有 I＝ 可得 I＝0.1A 所以可得 QR1＝ 0.012J； 碰撞后回路产生的总热量 Q＝ ×2mv′2＝QR2+ ，又 QR2： ＝R： 代入数据解得：QR2＝0.03J 故电阻 R 上产生的焦耳热为：QR＝QR1+QR2＝0.012J+0.03J＝0.042J； 答案：（1）4m/s，0.8s。（2）0.04N。（3）0.4m 处。（4）0.042J。