宁夏银川市第二中学2021-2022学年高二下学期第一次月考物理试题(1)

绝密★启用前 银川二中2021-2022 学年第二学期高二年级月考一 物理试题 注意事项： 1.本试卷共25 小题，满分110 分。考试时间为100 分钟。 2.答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后，交回答题卡。 一、选择题：本题共20 小题，第1-15 题每小题3 分，第16-20 题每小题4 分，共65 分。在每小题给出的四个选项中，第1～15 题只有一项符合题目要求，第16～20 题 有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 1. 人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子按发现顺序从先到后正确的是（ ） A. 夸克、原子核、质子、原子 B. 夸克、质子、原子核、原子 C. 原子、原子核、质子、夸克 D. 质子、原子核、原子、夸克 2. 十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学” 的建立和发展，关于以下4 幅图中涉及的物理知识说法正确的是（ ） A. 图1 是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，爱因斯坦首次提出了“能量子”概念 B. 图2 为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，则验电器带负电 C. 图3 是氢原子能级图，氢原子的发射光谱为连续谱 D. 图4 为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线在三种射 线中电离能力最强 3. 中国散裂中子源（简称CSNS）我国自主研发建造的研究中子特性、探测物质微观结构和运动 的科研装置，下列关于中子研究的说法正确的是（ ） A. 查德威克首先用α 粒子轰击 14 7 N，生成 17 8 O，并打出了中子 B. 中子流、X 射线、β 射线、γ 射线都是原子核受激发而产生的 C. 核电站一般通过石墨棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度 D. 238 92 U 经过4 次α 衰变， 2 次β 衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了10 个 4. 2021 年考古学家利用 14 6 C 技术进一步证实了中国历史上商代的存在。已知 14 6 C 的半衰期为 8267 年，其衰变方程为 14 14 0 6 7 1 C N e    ，下列判断正确的是（ ） A. 14 7 N 的比结合能一定大于 14 6 C B. 四个 14 6 C 经过8267 年一定还剩余两个 C. β 衰变的本质是核内一个质子转化成了一个中子和一个电子 D. 生物体中以CaCO3形式存在的14C 半衰期比单质14C 的半衰期更长 5. 用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919MeV 的粒子（ 4 2He ），其核反应方程式为： 1 7 4 4 1 3 2 2 H+ Li He+ He  。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的 质量为7.016004u，粒子的质量为4.00260u，1u 相当于931MeV。若核反应释放的能量全部转 化为粒子的动能，则入射质子的动能约为（ ） A. 0.5MeV B. 8.4MeV C. 8.9MeV D. 17.3MeV 6. 图中的手机正在进行无线充电。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感 应电流，从而实现无线充电的功能。这种充电方式利用的原理是（ ） A. 静电屏蔽 B. 电荷守恒 C. 电磁感应 D. 尖端放电 7. 如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒ab 可在导轨上滑动， 磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ） A. ab 棒匀速向右滑，d 点电势高 B. ab 棒匀加速右滑，d 点电势高 C. ab 棒匀减速右滑，d 点电势高 D. ab 棒匀加速向左滑，d 点电势高 8. 如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O 点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质 圆环。现将磁铁从A 处由静止释放，经过B、C 到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终 保持静止，则磁铁（ ） A. 在A、E 两点所处的高度相等 B. 从A 到D 的过程中，圆环对桌面压力小于圆环重力 C. 从C 到D 的过程，从上往下看圆环中产生逆时针方向的电流 D. 从A 到D 和从D 到E 的过程中，圆环受到摩擦力方向相同 9. 如图所示，垂直于纸面向里的 匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 均匀变化，磁场方向取垂直纸 面向里为正方向。正方形硬质金属框abcd 放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻 0.1Ω R  ，边长 0.2m l  ，则下列说法错误的是（ ） A. 在 0  t 到 0.1s t  时间内，金属框中的感应电动势为0.08V B. 在 0.05s t  时，金属框ab 边受到的安培力的大小为0.016N C. 在 0.05s t  时，金属框ab 边受到的安培力的方向垂直于ab 向右 D. 在 0  t 到 0.1s t  时间内，金属框中电流的电功率为0.064W 10. 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，导线框和虚线框的对角线共线。从 0  t 开始，使导 线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，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，取逆时针方向为正，则下列表示I t  关系的图象中，大致正确的是（ ） A. B. C. D. 11. 如图（甲）所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值 为R 的电阻和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。t＝0 时刻起阻值也为R 的导体 棒ab 在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图（乙）所示，运动过程中棒始终与导轨垂直 且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t 变化的关系图像可 能正确的是（ ） A. B. C. D. 12. 如图所示为一交流电通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦式交流电电流的一部分）， 则下列说法正确的是（ ） A. 这是一种交变电流 B. 电流的变化周期为0.03s C. 电流通过100 Ω 的电阻时，电功率为300W D. 电流通过100 Ω 的电阻时，电功率为 500 W 3 13. 某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R 上得到直流成分，应在如图所示 电路中的A、B 两处连接合适的元件。合理的连接方式是（） A. A、B 处均接电感 B. A、B 处均接电容 C. A 处接电感，B 处接电容 D. A 处接电容，B 处接电感 14. 如图1 所示的电路中，阻值为 2 r 的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁 场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图2 所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻 值为 2 R ，将电阻箱的阻值调到 6 R ，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（ ） A. 0  t 时刻，线框中产生的感应电动势为0 B. 线框中产生的感应电动势的最大值为5V C. 一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J D. 当电阻箱的阻值为2时线框的输出功率最大 15. 如图所示，半径分别为2d 和d 的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O 点， 导轨右端接有阻值为R 的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d 的金属棒AB 搭在导轨的左端且 处于水平状态，金属棒AB 通过绝缘轻杆连在O 点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面 向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O 点转动，不计转轴 处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB 第一次转到竖直 位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ） A. 金属棒转动过程中A 点电势始终高于B 点 B. 金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB 两端的电压为 2 3 2  Bd C. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R 的电量为 2 3 8 Bd R D. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生 的焦耳热 16. 1909 年卢瑟福指导他的学生做了著名的粒子散射实验。粒子轰击金箔的轨迹如图所示。 下列说法正确的是（ ） A. 大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进 B. 使粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电斥力 C. 根据粒子散射实验不能估算原子核的大小 D. 选择铝箔做实验的效果会更好 17. 已知氢原子的能级图如图所示，一群处于 3 n  能级的氢原子，当其向低能级跃迁过程中发 出的光照射右侧电路阴极K 的金属，只能测得1 条电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量 为 19 1.6 10 C   ，则下列说法正确的是（ ） A. 氢原子跃迁时可能发出3 种频率的光 B. 光电管阴极金属的逸出功为12.09eV C. 题述光电子可以使n=3 能级的氢原子电离 D. 若第三张图中饱和光电流为 0 1.6 A I   ，则1s 内阴极K 放出的光电子数目为 16 10 个 18. 关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ） A. 变压器不能改变交流电的频率 B. 电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速 C. 真空冶炼炉的工作原理是炉内金属产生涡流使其自身熔化 D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的 作用 19. 我国地域广阔，人口居住相对分散，特别是有些农村地区，人口稀少，村庄分布相距较远， 为了节约农民的用电成本，有时两个（或多个）村庄共用一个变压器，将变电室（变压器）建 立在几个村子之间，离每个村庄都有一段距离，如图所示，其中R 表示从变压器到村庄（用 户）的输电线电阻，下列说法正确的是（ ） A. 傍晚时分比深夜时段UMN较小，同一盏灯较暗 B. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，同一盏灯明暗相同 C. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，但同一盏灯在傍晚时分较暗 D. 若将村庄合并，将变压器移到村庄附近后，傍晚时分和深夜时段同一盏灯明暗的 变化会明显 减小 20. 如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方 形线框由位置I 以4.5m/s 的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置II，当运动到位 置III 时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框 进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置II 时的速度为v。则 下列说法正确的是（ ） A. q1=q2 B. q1=2q2 C. v=1.0m/s D. v=1.5m/s 二、实验题：本题共2 小题，共14 分，根据要求作答。 21. (1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要用到的 有___________； 实验次数 1 2 3 4 U1的理论值 1.00 1.50 2.00 2.50 U1/V 0.90 1.40 1.90 2.40 U2/V 2.00 3. 01 4.02 5.02 (2)若在实验中用匝数N1=400 和N2=800 的变压器，对应的电压测量数据如上表所示，根据测量数 据，下列说法正确的是___________。 A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈 22. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约 2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关 S，导线若干． 实验主要步骤： （ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； （ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U 和相应电流表的示数I； （ⅲ）以U 为纵坐标，I 为横坐标，作U—I 图线（U、I 都用国际单位）； （ⅳ）求出U—I 图线斜率的 绝对值k 和在横轴上的截距a． 回答下列问题： （1）电压表最好选用______；电流表最好选用______． A．电压表（0-3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0-3V，内阻约3kΩ） C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω） （2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接 情况是______． A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱 B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱 C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱 D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱 （3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E 和内阻r 的表达式E=______，r=______，代入 数值可得E 和r 的测量值． 三、计算题：本题共3 小题，共31 分。解答应写出必要的文字说明、原始方程式和 重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。解题不规范，字迹潦草将扣分。 23. 某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出 功率是120kW ，输出电压是240V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:50 ，输电线的总 电阻为20 ，用户需要的电压为220V 。求： （1）输电线上损失的电压； （2）降压变压器原、副线圈的匝数比。 24. 如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′相距L 倾斜放置，与水平面的夹角为θ， 匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N 相连，板 间距离为d，板间固定有一带电微粒，质量为m，接入电阻与定值电阻相等（阻值均为R）的金 属棒ab 水平跨放在导轨上，金属棒ab 的质量为M，下滑过程中与导轨接触良好，现将金属棒 ab 由静止释放，当金属棒的速度达到稳定时释放板间带电微粒，带电微粒恰好保持静止，不计 金属导轨的电阻，重力加速度为g。 （1）求带电微粒带何种电荷及比荷值； （2）求金属棒ab 下滑的稳定速度大小。 25. 如图所示，在水平面上固定有两平行长直导轨，右端接一电阻 1.2 R   ，导轨内有一方向 竖直向上、磁感应强度大小 0.5T B  的匀强磁场，磁场区域为曲线方程 π sin 4 y x       （x、y 的 单位均为m）与x 轴所围的空间，其中0 4m x  。一质量 0.2kg m  、电阻 0.3 r  、长度 大于1m 的金属棒ab 垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从 0 x  处以速度 3m/s v  沿x 轴正方 向做匀速直线运动。棒ab 与导轨间的动摩擦因数 0.2  ，导轨电阻不计，取 2 10m/s  g 。求： （1）金属棒通过磁场过程中产生的最大感应电动势 m E ； （2）金属棒通过磁场的 过程中，电阻R 上产生的焦耳热Q； （3）金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W。 【1 题答案】 【答案】C 【2 题答案】 【答案】D 【3 题答案】 【答案】D 【4 题答案】 【答案】A 【5 题答案】 【答案】A 【6 题答案】 【答案】C 【7 题答案】 【答案】B 【8 题答案】 【答案】D 【9 题答案】 【答案】C 【10 题答案】 【答案】D 【11 题答案】 【答案】A 【12 题答案】 【答案】D 【13 题答案】 【答案】C 【14 题答案】 【答案】C 【15 题答案】 【答案】C 【16 题答案】 【答案】AB 【17 题答案】 【答案】AC 【18 题答案】 【答案】ACD 【19 题答案】 【答案】CD 【20 题答案】 【答案】BD 【21 题答案】 【答案】 ①. AC ②. B 【22 题答案】 【答案】 ①. （1）A、 ②. C ③. （2）C ④. （3）ka ⑤. k-R2 【23 题答案】 【答案】（1）200V；（2） 590 11 【详解】（1）升压变压器原线圈的电流为 1 1 1 500A P I U   输电电流为 1 2 1 2 10A n I I n   输电线损失的电压为 2 200V U I R    线 （2）升压变压器副线圈两端电压为 2 2 1 1 12000V n U U n   降压变压器原线圈两端电压为 3 2 11800V U U U    降压变压器原、副线钱的匝数比为 3 3 4 4 590 11 n U n U   【24 题答案】 【答案】（1）负电， sin BLd MR ；（2） 2 2 2 sin MgR B L  【详解】（1）根据右手定则可知金属棒下滑时产生的感应电流方向为b→a，所以M 板带正电， 而带电微粒所受电场力竖直向上，所以微粒带负电； 当金属棒的速度达到稳定时，设通过金属棒的电流为I，对金属棒根据平衡条件有 sin BIL Mg   ① 此时M、N 之间的电压为 U IR  ② 电场强度大小为 U E d  ③ 对微粒根据平衡条件有 qE mg  ④ 联立①②③④解得 sin q BLd m MR   ⑤ （2）设金属棒下滑的稳定速度大小为v，则速度稳定时金属棒产生的感应电动势为 2 BLv IR   ⑥ 联立①⑥解得 2 2 2 sin MgR v B L   ⑦ 【25 题答案】 【答案】（1）1.5V ；（2）0.8J；（3）2.6J 【详解】（1）金属棒ab 切割磁感线的最大长度为 m 1m y  金属棒ab 中产生的感应电动势的最大值为 m m E By v  可得 m 1.5V E  （2）金属棒ab 在磁场中切割磁感线产生的感应电动势的瞬时值为e Byv  式中 π sin 4 y x  其中x vt  ，解得  3π 1.5sin V 4 e t  可知感应电动势的有效值为 m 2 E E  其中 m 1.5V E  金属棒ab 在磁场中运动的时间为 0 x t v  其中 0 4m x  这段时间内回路中产生的总焦耳热为 2 E t Q R r    解得 1J Q  故电阻R 上产生的焦耳热为 R 0.8J R Q Q R r    （3）由于金属棒ab 垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从 0 x  处以速度 3m/s v  沿x 轴正方 向做匀速直线运动，故可得金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W 等于回路产生的焦 耳热加上克服摩擦力做的功，则