江西省2019-2020高二物理4月月考试卷（附解析Word版）

高二年级物理测试卷 考试时间 100 分钟 满分 100 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～4 只有 一项是符合题目要求，第 5～10 题有多项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为 10:1，原线圈接入 图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升 高而减小，R1 为滑动变阻器．当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警．下列说法正 确的是( ) A. 电压表 V 的示数为 20V B. R0 处出现火警时，电流表 A 的示数减小 C. R0 处出现火警时，变压器的输入功率增大 D. 要使报警器的临界温度升高，可将 R1 的滑片 P 适当向下移动 【答案】C 【解析】 【详解】设此电压的最大值为 Um，电压的有效值为 U． ，代入数据得 图乙中电压的有效值为 110 V．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、 副线圈中的电压之比是 10：l，所以电压表的示数为 11 V，故 A 错误．R0 处出现火警时， 电阻减小，则次级电流变大，变压器输出功率变大，则变压器的输入功率增大，电流表示数 变大，选项 C 正确，B 错误；R1 的滑片 P 适当向下移动，R1 电阻变大，则次级电流变大，R0 上电压变大，则报警器两端电压减小，则报警器的临界温度就降低了，故选项 D 错误；故选 C. 2.如图甲所示．在同一平面内有两个绝缘金属细圆环 A、 B,两环重叠部分的面积为圆环 A 面 2 2( ) 22 mU T UR TR ⋅ = ⋅ 2 2积的一半，圆环 B 中电流 i 随时间 t 的变化关系如图乙所示，以甲图圆环 B 中所示的电流方向 为负，则 A 环中 A. 没有感应电流 B. 有逆时针方向的感应电流 C. 有顺时针方向的感应电流 D. 感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 【答案】B 【解析】 由安培定则可知，环 A 产生的磁场分布，环内垂直纸面向外，环外垂直纸面向里，由于内部 的磁场大于外部的磁场，由矢量的叠加原理可知 A 环总磁通量向外；当导线中的电流强度 I 逐步减小时，导致环产生感应电流．根据楞次定律，则有感应电流的方向逆时针；同理，当 导线中的电流强度 I 反向逐步增大时，导致环产生感应电流．根据楞次定律，则有感应电流的 方向逆时针．故 B 正确，ACD 错误；故选 B． 点睛：考查安培定则、楞次定律的应用，注意当直导线的电流变化时，穿过环的磁通量如何 变化是解题的关键． 点睛：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势是与磁通量的变化率成正比． 3.如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 O′以恒定的角速度 ω 转 动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律 变化,在 t=π/2ω 时刻（ ） A. 线圈中的电流最大 B. 穿过线圈的磁通量为零 C. 线圈所受的安培力为零D. 穿过线圈磁通量的变化率最大 【答案】C 【解析】 试题分析： 时刻 ，线圈转过的角度为 ，此时线圈平面和磁感线垂直，磁 通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，此时的安培力为零，选 项 C 正确． 考点：交流电的产生及变化规律． 4．如图所示，用单色光做双缝干涉实验时，P 处为第二条亮条纹， 改用频率较高的单色光重做实验(其他条件不变)时，则第二条亮条 纹的位置 A．仍在 P 处 B．在 P 点上方 C．在 P 点下方 D．要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮条纹 【答案】C 5.如图所示，磁感应强度方向垂直固定斜面向上，大小随时间变化的规律为 ， 将一根长 0.3m 质量 0.2kg 的通电直导线置于斜面上，导线中电流大小为 1A，t=0 和 t=2s 时刻， 导线恰好能处于静止状态，取 ，则（ ） A 斜面倾角 B. 直导线中电流的方向一定从 a 到 b C. 导线与斜面间最大静摩擦力为 0.6N D. 在 t=1s 时，导线所受的摩擦力为零 【答案】CD 【解析】 t=0 时，B0=2T，导体棒受到沿斜面向上的静摩擦力，则由平衡知识： ； t=2s 时，B2=6T，导体棒受到沿斜面向下的静摩擦力，则由平衡知识： ； . 2t π ω= 2t πθ ω= = ( )2 2B t T= + 210g m s= 30θ = ° 0 sinmB IL f mg θ+ = 2 sin mB IL mg fθ= +联立解得：fm=0.6N，θ=370，选项 A 错误，C 正确；直导线所受的安培力沿斜面向上，则导线 中电流的方向一定从 b 到 a ，选项 B 错误；在 t=1s 时，导线所受的向上的安培力为 ，则摩擦力为零，选项 D 正确；故选 CD. 点睛：此题关键是要理解当 t=0 和 t=2s 时最大静摩擦力的方向，结合安培力的表达式列出平 衡方程求解. 6.如图所示，用电流传感器研究自感现象 电源内阻不可忽略，线圈 自感系数较大，其直流 电阻小于电阻 R 的阻值 时刻闭合开关 S，电路稳定后， 时刻断开 S，电流传感器连接 计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流 和电阻中的电流 随时间 t 变化的图象 下列图 象中可能正确的是 　　 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】当 t=0 时刻闭合开关 S 的瞬时，电路中的电流突然增大，在 L 中要产生自感电动势 阻碍电流的增加，所以 L 中的电流会逐渐增加到稳定值；而电阻 R 上，开始时由于 L 中的很 大的自感电动势的产生，在 L 上相当于断路，所以流过 R 的电流会较大，然后随时间逐渐减 小到稳定值．由于 L 直流电阻小于电阻 R 的阻值,所以稳定时电阻 R 的电流小于 L 的电流，两 者方向相同，都是从左向右；当 t1 时刻断开 S 时，R 中原来的电流立即减小到零，但是 L 中 由于自感电动势阻碍电流的减小，所以此电流会在 L 和 R 中形成回路，然后逐渐减到零，其 的 0 1= (2 2 1) 1 0.3 1.2 sin37F B IL N N mg= + × × × = =安 . . 0t = 1t LI RI . ( )流过 R 的电流方向与原来方向相反．所以选项 AD 正确． 7. 某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率 v 的关系如图所示，E、v0 为已知量。由图线信息可知( ) A. 逸出功 W0=E B. 图象的斜率表示普朗克常量的倒数 C. 图中 E 与 v0 的值与入射光的强度、频率均无关 D. 若入射光频率为 3v0，则光电子的最大初动能为 3E 【答案】AC 8.如图所示，半径为 R 的圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为 r 的金属线圈，R>r．现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大小为 v 的速度向右匀速运动，在 线圈从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是 A. 线圈中一直有顺时针方向的电流 B. 线圈中先有逆时针方向电流后有顺时针方向电流 C. 线圈中有电流的时间为 D. 线圈中有电流的时间为 【答案】BD 【解析】 线圈进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律知线圈中有逆时针感应电 流．线圈穿出磁场的过程中，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律知线圈中有顺时针感应 电流．故 A 错误，B 正确．线圈完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，所以进入 磁场时线圈有电流的时间为 ，线圈穿出磁场时有电流的时间也为 ，因此线圈中有电流 的时间为 ，故 C 错误，D 正确．故选 BD. 9．如图所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿过 玻璃后从下表面射出，变为 a、b 两束平行单色光。关于这两束单色 光，下列说法中正确的是 4( )R r v + 4r v 2r v 2r v 4r v A．此玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B．在此玻璃中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 C．在此玻璃中 a 光的全反射临界角小于 b 光的全反射临界角 D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到 a 光的干涉条纹间距比 b 光的窄 CD 10．一列振幅为 4 cm、频率为 2.5 Hz 的绳波，在 t＝0 时刻的波形图如图所示，绳上的质 点 P 位于最大位移处，质点 Q 位于平衡位置，质点 M 振动方向沿 y 轴正向，则下列说法中正确的是 A．波沿 x 轴正向传播 B．t＝0 时，质点 N 的振动方向沿 y 轴正向 C．t＝0.1 s 时，质点 Q 的加速度达到最大，方向沿 y 轴正向 D．从 t＝0.1 s 到 t＝0.2 s 时间内，波传播的距离为 0.1 m BCD 二、实验题（共 15 分，其中 11 题的每小题为 3 分,12 题的每空为 1 分） 11．(9 分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中， (1)为了尽量减小实验误差，以下做法正确的是________。 A．选用轻且不易伸长的细线组装单摆 B．选用密度和体积都较小的摆球组装单摆 C．使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动 D．选择最大位移处作为计时起点 (2)一位同学在实验中误将 49 次全振动计为 50 次，其他操作均正确 无误，然后将数据代入单摆周期公式求出重力加速度，则计算结果比真 实值________(填“偏大”或“偏小”)。 (3)为了进一步提高实验精确度，可改变几次摆长 L 并测出相应的周 期 T，从而得出一组对应的 L 与 T 的数据，再以 L 为横轴、T2 为纵轴建 立直角坐标系，得到如图所示的图线，并求得该图 线的斜率为 k，则重力加速度 g＝________。 12．(6 分)利用双缝干涉测定光的波长的实验 中，双缝间距 d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离 l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读 数如图给出，则： (1)分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数分别为 x A＝________ mm，x B＝________ mm，相邻两条纹间距 Δx＝________ mm。 (2)该单色光的波长 λ＝________ m。 (3)若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将________(选填“变 大”“不变”或“变小”)；若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹 间距将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。 三、计算题（共 45 分，要写出必要的文字叙述和步骤，直接写出结果不得分） 13．(10 分)如图甲、乙分别是波传播路径上 M、N 两质点的振动图象，已知 MN＝1 m。 (1)若此波从 M 向 N 方向传播，则波传播的最大速度为多少？ (2)若波传播的速度为 1000 m/s，则此波的波长为多少？波沿什么方向传播？ 14.（12 分）电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为 E1，电容器的电容为 C．两 根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为 L，电阻不计．炮弹可视为一质量为 m、电阻为 R 的金属棒 MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关 S 接 1，使电 容器完全充电．然后将 S 接至 2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁 场（图中未画出），MN 开始向右加速运动．当 MN 上的感应电动势为 E2 时，此时与电容器两 极板间的电压相等，回路中电流为零，MN 达到最大速度，之后离开导轨．问： （1）磁场的方向； （2）MN 刚开始运动时加速度 a 的大小； （3）MN 离开导轨后的最大速度 vm 的大小（结论可以保留根号）． 【答案】（1）磁场方向垂直导轨平面向下；（2） （3） 【解析】 试题分析：（1）根据通过 MN 电流的方向，结合左手定则得出磁场的方向．（2）根据欧姆定 律得出 MN 刚开始运动时的电流，结合安培力公式，根据牛顿第二定律得出 MN 刚开始运动 时加速度 a 的大小．（3）开关 S 接 2 后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值时，根据电 动势和电荷量的关系，以及动量定理求出 MN 离开导轨后最大速度. （1）电容器上端带正电，通过 MN 的电流方向向下，由于 MN 向右运动，根据左手定则知， 磁场方向垂直于导轨平面向下． （2）电容器完全充电后，两极板间电压为 E，当开关 S 接 2 时，电容器放电，设刚放电时流 经 MN 的电流为 I，有： 设 MN 受到的安培力为 F，有：F=BIL 由牛顿第二定律有：F=ma 联立解得： （3）电容器放电前所带的电荷量 开关 S 接 2 后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值 时，MN 上的感应电动势： ，最终电容器所带电荷量 1BE La mR = 1 2( ) m BLC E Ev m −= 1EI R = 1BE La mR = 1 1Q CE= mv 2 mE BLv= 2 2Q CE=则通过 MN 的电量 由动量定理，有： 得 解得： 15.（10 分）一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为 500 kW，路端电压为 500 V，升压变压器原、副线圈的匝数比为 1∶5，两变压器间输电线的 总电阻为 1.5 Ω，降压变压器的输出电压为 220 V，不计变压器能量损耗，求： (1)升压变压器的副线圈两端电压； (2)输电导线上的功率损失； (3)降压变压器原、副线圈的匝数比； (4)用户得到的功率． 【答案】(1)2500V (2)60kW (3)10:1 (4)440kW 【解析】 （1）升压变压器的副线圈两端电压 U2= U1=5×500V=2500V 2 分 （2）输电导线上的电流： 1 分 输电导线上的功率损失：△P=I2R=2002×1.5=60000W 2 分 （3）输电线上的电压损耗：△U=IR=200×1.5=300V 1 分 降压变压器原线圈的电压：U3=U2-U=2500-300=2200V 1 分 降压变压器原、副线圈的匝数比： 1 分 （4）用户得到的功率：P4=P1-△P=500×103W-60000W=440000W=440KW 2 分 点睛：对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率，只 改变电压和电流． 16.（13 分） 如图所示装置由水平轨道、倾角 θ= 37°的倾角轨道连接而成，轨道所在空间存在 磁感应强度大小为 B=1T、方向竖直向上的匀强磁场。质量 m=0.035k푔、长度 L= 0.1m、电阻 R= 1 2q CE CE= − ·F t m v∑ ∆ = ∑ ∆ ·BIL t m v∑ ∆ = ∑ ∆ 1 2( ) m BLC E EBLqv mq m −= = 2 1 n n 3 2 500 10 2002500 PI AU ×= = = 3 4 10 1 n n ＝0.025Ω 的导体棒 ab 置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒 ab 相同的光滑导 体棒 cd 置于水平轨道上，用恒力 F= 2.0N 拉棒 cd，使之在水平轨道上向右运动。棒 ab、cd 与 导 轨 垂 直 ， 且 两 端 与 导 轨 保 持 良 好 接 触 ， 最 大 静 摩 擦 力 等 于 滑 动 摩 擦 力 ， sin37°= 0.6，cos37°=0.8，取푔 = 10m/s2。 (1)求棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 μ； (2)求当棒 ab 刚要向上滑动时 cd 棒速度 v 的大小； (3)若从 cd 棒刚开始运动到 ab 棒刚要上滑的过程中，cd 棒在水平轨道上移动的距离 x= 0.55m，求此过程中 ab 棒上产生的热量 Q 和此过程中 cd 棒的运动时间。