重庆市第二十九中学2020-2021学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含答案

重庆二十九中2020-2021学年度下期

高二年级物理半期考试试题卷

（满分：100分  时间：75分钟）

一、选择题（本题共10小题，第1～7题，每小题只有一项是符合题目要求的，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1．“人工肺ecomo”呼吸机是治疗新冠肺炎重症的重要设备。一呼吸机接在电压随时间变化的规律为的交流电源上，正常工作时电流为2.5A，则（　　）

A．该交流电的周期为50s 

B．该交流电每秒内电流方向变化50次 

C．该交流电的最大值为220V

D．该呼吸机正常工作时的功率为550W

2．2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试，运行试验如图1。图2是磁悬浮的原理图，图中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（　　）

A．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失

B．俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在

C．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失

D．俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在

3．如图所示为一交流电的电流i随时间t变化的图象，该交流电的电流的有效值为（　　）

A．5A          B．5A          C．7A          D． 7A

4．如图所示，A、B是两个规格相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻与灯泡电阻相等，按照图示连接好电路。则（　　）

A．开关S闭合，A灯先亮，最后两者一样亮 

B．开关S闭合，B灯先亮，最后两者一样亮 

C．开关S闭合一段时间后断开，流过A的电流方向向左 

D．开关S闭合一段时间后断开，A灯先闪亮一下再逐渐熄灭

5．两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m、电阻均为R的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）

A．ab杆所受拉力F的大小为 

B．μ与v1大小的关系为 μ＝ 

C．cd杆所受摩擦力为零

D．回路中的电流强度为

6．如图所示，宽为2L的两条平行虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场。金属线框位于磁场左侧，线框平面与磁场方向垂直，af、de、bc边与磁场边界平行，ab、bc、cd、de边长为L，ef、fa边长为2L。线框向右匀速通过磁场区域，以de边刚进入磁场时为计时零点，则线框中感应电流随时间变化的图线可能正确的是（感应电流的方向顺时针为正）（　　）

A．  B．   C． D．

7．如图所示，电动牙刷充电时将牙刷插入充电座内，充电座中的线圈接入220V交流电，牙刷内的线圈两端获得4.5V的电压，充电底座和牙刷内的线圈可简化为理想变压器，再通过控制电路对牙刷内部的直流充电电池充电，电池的电动势为2.4V，内阻为0.1Ω，容量为800mAh，10小时即可充满。充满电后用户平均每天使用4分钟，可以连续使用60天。关于此电动牙刷的说法正确的是（　　）

A．充电座和牙刷中线圈的匝数比为9：440 

B．充电时，直流充电电池中的平均电流是200mA 

C．电池最多能提供的电能为6912J 

D．使用时电池的平均输出功率为0.48W

8．含有光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I﹣U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压，下列说法中正确的有（　　）

A．甲、乙是相同频率的光，甲比乙光照强

B．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大 

C．图（a）中光电管两端的电压为反向电压

D．使用（a）图电路做实验，当光的强度一定时，调节触头P使电压表示数增加，电流表示数并不是一直增大，说明单位时间内产生的光电子数量是一定的

9．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。当发电厂的输出功率减小时，下列说法中正确的有（　　）

A．升压变压器的输出电压增大 

B．降压变压器的输出电压增大 

C．输电线上损耗的功率减小

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大

10．已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，一群处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是（　　）

A．产生的光子的最大频率为 

B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小 

C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3﹣E2 

D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为﹣E2的电子撞击氢原子，二是用能量为﹣E3的光子照射氢原子

二、实验题

11.（6分）甲、乙、丙是探究感应电流产生条件的实验。

（1）实验丙，开关S闭合或断开瞬间，电流表中　   　电流通过；保持开关S闭合，滑动变阻器的滑动触头不动，电流表中　   　电流通过；保持开关S闭合，将铁芯从A中拨出时，电流表中　   　电流（均选填“有”或“无”）。

（2）实验丙，开关S断开瞬间G表指针右偏，若保持开关S闭合，突然将铁芯抽出，此时G表指针向　   　偏转（选填“左”或“右”）。

12.（10分） 图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。表头的满偏电流为125μA，内阻为280Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。

（1）图（a）中的A端与　   　（填“红”或“黑“）色表笔相连接。

（2）当转换开关S旋到　   　位置电流的2.5mA挡：当转换开关S旋到　   　位置是电压的5V挡；

（3）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示。若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为　   　；若此时B端是与“5”相连的，则读数为　   　（结果均保留3位有效数字）。

（4）根据题给条件可得R1+R2＝　   　Ω，R4＝　   　Ω。

三、计算题

13.（10分）如图所示为氢原子最低的四个能级，并标注明了相应的能量E. 一群处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。求：

（1）有可能放出几种能量不同的的光子？

（2）已知某金属的逸出功为12.5eV，这些光波中能够从该金属的表面打出光电子的最大初动能Ek为多少？

14.（14分）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n＝100匝，面积为S＝0.02m2，总电阻r＝10Ω，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，角速度ω＝100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B＝T，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻R相接，电表均为理想电表，电流表示数为I＝2A．从线框转至中性面位置开始计时，求：

（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电压表的示数；

（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。

15.（17分）如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B．一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻。

（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，求接入电路的滑动变阻器阻值R；

（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，求稳定速度v的大小和金属棒从静止到稳定速度所需的时间；

（3）将开关K接到3，让金属棒由静止释放，设电容器不漏电，电容器不会被击穿

a．通过推导说明ab棒此后的运动是匀加速运动；

b．求ab下落距离s时，电容器储存的电能。

重庆二十九中2020－2021学年度下期

高2022届半期物理试题参考答案

一、选择题

二、实验题

11. （1）有，无，有；（2）右；

12. （1）黑；（2）1，5；（3）1.10mA，2.20V；  （4）40，965。

三、计算题

13. （1）根据数学组合公式知，当氢原子在这些能级间跃迁时，可能放出6种不同能量光子；

    （2）=12.75eV-12.5eV=0.25eV

14. 解：（1）感应电动势的最大值Em＝nBSù＝100××0.02×100V＝200V，

从线框转至中性面位置开始计时，线圈中感应电动势的表达式为e＝Emsinùt＝200sin100t（V）。

（2）感应电动势的有效值为，E＝＝200V，

线圈内电压：U内＝Ir＝20V

电压表的示数：U＝E﹣U内＝200V﹣20V＝180V。

（3）由于是理想变压器，P入＝P出，电阻R上消耗的电功率：P＝UI＝360W，

根据变压比可知，电阻R两端的电压：UR＝＝90V，

电阻：R＝＝22.5Ù。

15. 解：（1）当K接1时，金属棒在磁场中恰好保持静止，棒的重力与安培力平衡，则有：mg＝BIL，

又I＝，联立解得：R＝；

（2）K接2后，棒达到稳定状态时做匀速运动，则有：mgv＝，

又感应电动势E′＝BLv，

联立上两式得：v＝，

根据动量定理得：mgt﹣BLt＝mv，

而Q＝，又感应电荷量Q＝，，，△∅＝BLS，

联立得：Q＝，联立解得：t＝；

（3）a．将开关突然接到3，电容器充电，电路中充电电流i，棒受到向上的安培力，设瞬时加速度为a，根据牛顿第二定律得：mg﹣BiL＝ma，

又i＝＝CBLa，

由此得：mg﹣BLCBLa＝ma，

解得：a＝，可见棒的加速度不变，做匀加速直线运动。

b．当下降距离s时，设棒的速度为，则＝2as，

设电容器储存的电能为：△E，则根据能量守恒得：

联立得：△E＝；