2022赤峰二中高二下学期第二次月考物理试题含解析

赤峰二中2020级高二下学期第二次月考

物理试卷

一、选择题（本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~12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. 自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是（　　）

A. 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B. 欧姆发现了欧姆定律，说明了电压和电流之间的联系

C. 法拉第发现了电磁感应现象，得出了感应电动势计算公式

D. 焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系

【答案】C

【解析】

【详解】A．奥斯特在通电直导线周围发现小磁针转动，发现了电流的磁效应，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故A项正确，不符合题意；

B．欧姆发现了欧姆定律，说明了导体两端的电压与电流之间存在联系，故B项正确，不符合题意；

C．法拉第发现了电磁感应现象，而感应电动势的计算公式是纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后总结出来的，故C项错误，符合题意；

D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热量之间的关系—焦耳定律，故D项错误，不符合题意。

故选C。

2. 下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是（   ）

A. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大

B. 比结合能越大原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大

C. 重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大

D. 核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能

【答案】A

【解析】

【详解】A．中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的核子数又比轻核的多，所以结合能比轻核的也大，A正确；

B．比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B错误；

C．比结合能越大的原子核越稳定，但其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，C错误；

D．将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，D错误。

故选A。

3. 医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为

故选C。

4. 如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（　　）

A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大

B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数

C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大

D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零

【答案】D

【解析】

【分析】当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，当将电源的正负极调换，即加反向电压，则电流表可能没有示数，也可能有示数．

【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；

B．如果改用紫光照射该金属时，因频率增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误；

C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；

D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确．

【点睛】本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与绿光的频率高低．理解饱和电流与反向截止电压的含义，注意光电子最大初动能与入射光的频率有关．

5. 如图所示为氢原子能级图，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm的光。下列说法正确的是（　　）

A. 氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于658nm

B. 用一束光子能量为15eV的光照射氢原子时，氢原子不会发生电离

C. 一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生6种频率的光

D. 用波长为686mm的光照射，能使处于n=2的氢原子跃迁到高能级

【答案】C

【解析】

【详解】A．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的能量

氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射光子的能量

由公式可知，能量越大，波长越小，所以氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光波长小于658nm，故A错误；

B．由于基态氢原子的能量为，所以用15eV的光照射氢原子时，能使氢原子发电离，多余的能量转换为电离后电子的动能，故B错误；

C．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生不同频率的光的种数

故C正确；

D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射出波长为658nm的光，当用波长为686mm的光照射即波长更长，频率更小，能量更小，所以不能使处于n=2的氢原子跃迁到高能级，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，北京某中学生在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，假设自行车的车把为长为L的金属平把，下列结论正确的是(　　)

A. 图示位置中辐条上A点比B点电势低

B. 左车把的电势比右车把的电势低

C. 自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势高

D. 自行车左拐改为南北骑向，辐条A点比B点电势低

【答案】A

【解析】

【详解】条幅AB切割水平方向的磁场，水平方向的磁场从南到北，所以根据右手定则可得，B点相当于电源正极，所以A正确；自行车车把切割竖直方向的磁场，磁场方向竖直向下，根据右手定则可得，左边车把相当于电源，B错误；自行车左拐改为南北骑向，辐条不再切割磁场运动，没有感应电动势，车把仍旧切割磁感线运动，磁场竖直分量不变，速度不变，所以感应电动势大小不变，CD错误；

故选A

【点睛】让磁场垂直穿过右手心，拇指指向导体垂直磁场的运动方向，四指指向为导体内部电流方向

7. 一交变电流的图像如图所示，则该交变电流的有效值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设该交流电的电流有效值为I，根据有效值的定义，让该交流电与有效值大小的电流通过相同的电阻R，用时一个周期，产生的焦耳热相同，则有

解得

故选D。

8. 如图甲所示，一台线圈内阻的小型发电机外接一只电阻的灯泡，发电机内匀强磁场的磁感应强度，线圈的面积，发电机正常工作时通过灯泡的电流i随时间t变化的正弦规律图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. t=0.1s时，穿过线圈的磁通量最大

B. t=0.05s时，理想交流电压表的示数为30V

C. 发电机线圈的匝数为360匝

D. 发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为28J

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．由题图乙知，时，通过线圈的电流为零，即线圈中的感应电动势为零，故穿过线圈的磁通量最大，选项A正确；

B．由欧姆定律得，灯泡两端的电压

故理想交流电压表的示数为30 V，选项B正确；

C．由题图乙知，线圈转动的周期，由闭合电路欧姆定律得，线圈产生的最大感应电动势

由

得线圈匝数

匝

选项C正确；

D．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热

选项D错误。

故选ABC。

9. 半导体内导电的粒子（载流子）有两种：自由电子和空穴（空穴可视为能自由移动带正电的粒子），以空穴导电为主的半导体叫P型半导体，以自由电子导电为主的半导体叫N型半导体.如图为检验半导体材料的类型和对材料性能进行测试的原理图，图中一块长为a、宽为b、厚为c的半导体样品板放在沿y轴正方向的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.当有大小为I、沿x轴正方向的恒定电流通过样品板时，会产生霍尔电压，若每个载流子所带电量的绝对值为e，下列说法正确的是（    ）

A. 如果上表面电势高，则该半导体为P型半导体

B. 如果上表面电势高，则该半导体为N型半导体

C. 其他条件不变，增大c时，增大

D. 样品板在单位体积内参与导电的载流子数目为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．电流沿x轴正方向，磁场沿y轴正方向，若上表面电势高，即带正电，则粒子受到的洛伦兹力向上，故载流子是带正电的空穴，是P型半导体，A正确，B错误；

CD．最终洛伦兹力和电场力平衡，有

电流的微观表达式为，，又霍尔电压大小满足，联立解得

其他条件不变，增大c时，减小，C错误，D正确.

故选AD.

10. 如图所示的电路中，L为电感线圈（电阻不计），A、B为两灯泡，以下结论正确的是（　　）

A. 合上开关S时，AB同时变亮

B. 合上开关S时，A、B同时亮，以后B变暗直至熄灭，A变亮

C. 断开开关S时，A、B两灯都亮一下再逐渐熄灭

D. 断开开关S时，A、B都立即熄灭

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．合上S时，由于自感现象，电感线圈相当于断路，灯泡A、B串联关系，故灯泡A、B同时变亮；当电流稳定后，线圈相当于导线，灯泡B被短路，所以B逐渐熄灭，A更亮，故AB正确；

CD．断开S时，A灯立即熄灭；线圈产生自感现象，和灯泡B构成闭合回路，B灯先亮一下再逐渐熄灭，故CD错误。

故选AB。

11. 如图所示的电路，原副线圈匝数比为10：1，副线圈导线的电阻r=1Ω，当开关k断开时，“22V，44W”的照明灯刚好正常发光，当开关k闭合后标称“20V，40W”的电动机M刚好正常工作，将质量m=2kg的重物匀速提升，物体的速度为v=1.8m/s。已知重力加速度，所接交变电流的电压保持不变。下列说法中正确的是（　　）

A. 电压表示数为240V

B. 闭合开关后照明灯的电阻变大

C. 电动机的内阻0.5Ω

D. 开关闭合前后变压器的输入功率增加48W

【答案】AD

【解析】

【详解】A．照明灯电阻

副线圈电流

开关断开时，副线圈电压为

则原线圈电压为

故A正确；

B．开关闭合后，通过电动机的电流为

副线圈电流为

则照明灯的电阻为

照明灯电阻减小，故B错误；

C．电动机输出功率为

则电动机热功率为

电动机内阻

故C错误；

D．开关断开时，变压器的输入功率为

开关闭合时，原线圈电流为

变压器的输入功率为

则开关闭合前后变压器的输入功率增加为

故D正确。

故选AD。

12. 如图甲所示，两固定平行且光滑的金属轨道MN、PQ与水平面的夹角=37°，M、P之间接电阻箱，电阻箱的阻值范围为0~9.9Ω，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度大小为B=0.5T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm，改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨道间距为L=2m，重力加速度，轨道足够长且电阻不计（sin37°=0.6，cos37°=0.8），则（　　）

A. 金属杆接入电路的电阻r=2Ω

B. 金属杆的质量m=0.5kg

C. 当R=2Ω时，杆ab匀速下滑过程中R两端的电压为4V

D. 当R=1Ω时，杆ab从刚开始下滑至达到最大速度的过程中下降的高度是3m，电阻R上产生的焦耳热为2J

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．当金属杆ab匀速运动时速度最大，设最大运动速度为，则金属杆ab切割磁感线产生的感应电动势为

根据闭合回路欧姆定律得

当金属杆ab匀速运动时，根据力平衡可得

联立解得

根据图乙可知，图像的斜率为k=2，纵截距为v0=4m/s，根据一次函数关系可得

=k=2

= v0=4

解得，

故A正确，B错误；

C．当R=2Ω时，8m/s，匀速下滑的速度即为最大速度，解得

R两端的电压为

故C正确；

D．当R=1Ω时，6m/s，杆ab从刚开始下滑至达到最大速度的过程中下降的高度，根据能量关系可得

根据焦耳热公式可得

故D错误。

故选AC。

二、非选择题（本题共52分。考生需将答案填在答题卡相应的位置或按题目要求作答）

13. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________；（填字母）

A．整块硅钢铁芯        B．整块不锈钢铁芯

C．绝缘的铜片叠成      D．绝缘的硅钢片叠成

（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”）

（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；（填字母）

A．    B．    C．   D．

（4）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为___________；（填字母）

A．1.5V      B．6.0V       C．9.0V

【答案】    ①. D    ②. 少    ③. BD    ④. C

【解析】

【详解】(1)[1] 观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。故D正确。

故选D。

(2)[2] 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据

，

可得

可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。

(3)[3] 实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故BD正确，AC错误。

故选BD

(4)[4] 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系

若变压器的原线圈接“0“和”8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为

考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为9.0V。故C正确。

故选C。

14. 酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度x的关系如图乙所示。

（1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器、电源（电动势为，内阻未知）、电流表（满偏电流为，内阻为9.5），闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为___________；用该仪器___________（选填“能”“不能”）检测酒驾；

（2）另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。图丁中电源电动势为，内阻不计，为定值电阻，为酒精气体传感器，是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，则红灯为___________（选填“”），当红灯刚亮时通过其的电流为___________A（保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 0.5    ②. 不能    ③. L1    ④. 0.28

【解析】

【详解】（1）[1]电流表刚好满偏，则电流表两端电压为

此时周围无酒精气体，则R1取80Ω，其两端电压为

则电源内阻为

[2]当无酒精气体时，R1电阻最大，此时电流表刚好满偏，若有酒精气体时，R1电阻变小，电路中电流变大，超过电流表的最大量程，所以不能检测酒驾。

（2）[3]颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，所以亮绿灯的小灯泡需要保证两端的电压一直大于等于0.7V，如果与R1接在一起，R1在测量酒驾的时候电阻会发生改变，初始电阻大时应当不让小灯泡亮，等电阻变小让小灯泡亮，这样才可以查出酒驾，所以一直亮绿灯的小灯泡应当与定值电阻接在一起，这样无论R1如何变化，都不会影响小灯泡是否亮，且与定值电阻接在一起也会保证绿灯一直亮，所以L2是绿灯，L1是红灯。

[4]当酒精浓度达到0.2mg/mL时，L1会变亮，此时L1两端电压为0.7V，已知电源电动势为9V，则R1两端电压为8.3V，根据图乙可知R1的电阻为30Ω，则当红灯亮时，通过其电流为

15. 用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核（），产生锂核（）和粒子．已知中子质量，硼核质量，锂核质量，粒子质量．

（1）写出该反应的核反应方程．

（2）求出该反应放出的能量．

（3）若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和粒子的动能各是多少？（相当于）

【答案】（1）（2）4.30MeV（3）1.56MeV    2.74MeV

【解析】

【详解】根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和α粒子的动能．

（1）核反应方程为

．

（2）核反应过程中的质量亏损为

，

释放出的能量为

（3）根据动量守恒定律有

mLivLi=mava，

由动能定义式有

，

联立有

，

根据能量守恒有

，

解得锂核和α粒子的动能分别为

，．

16. 一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m，横截面积为10－5 m2的输电线向4×103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：

(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？

(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？

【答案】（1） （2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)导线电阻

R线＝

得

R线＝14.4 Ω

升压变压器原线圈中电流I1满足P＝U1I1，得

I1＝200 A

升压变压器副线圈中电流I2＝I线，又I2线R线＝4%P，得

I2＝A

由，得

(2)降压变压器的输入电压U3满足：P-4%P＝U3I线，得

U3＝5 760 V，

因为输出电压U4＝220 V，由，得

17. 如图甲所示，固定平行金属导轨MN、PQ与水平面成37°角倾斜放置，其电阻不计，相距为L=0.4m，导轨顶端与电阻R相连，R=0.15。在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为m=2×10－2kg、电阻为r=0.05的导体棒ab。ab距离导轨顶端d1=0.4m，导体棒与导轨间的动摩擦因数=0.5；在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的磁场，其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。（g取10m/s2）

（1）前2s内，施加外力使导体棒保持静止，求通过导体棒的电流I的大小和方向；

（2）前2s内，哪段时间内静止释放导体棒（不施加外力），释放时导体棒能处于平衡状态？

（3）2s后静止释放导体棒，已知ab棒滑到底部前已达到最大速度va并匀速下滑到底部，此过程中通过的电量q=3.2C。求va的大小、以及此过程中电阻R上产生的热量Q。

【答案】(1)0.4A，由b到a；(2) 0.3s-2s；(3) ，0.29J

【解析】

【详解】(1)由题意知，根据法拉第电磁感应定律可得前2s产生的感应电动势：

根据闭合电路欧姆定律有电流为：

根据楞次定律可知感应电流的方向为b到a．

(2)导体棒所受摩擦力为：

当导体棒刚要向下滑动时，摩擦力方向沿导轨向上，安培力最小值有：

解得：

当导体棒刚要向上滑动时，摩擦力方向沿导轨向下，安培力最大值有：

解得：

由图乙可知在0-2s内B-t的函数关系式为：

故当时，t=0.3s，而B达不到1.25T，所以在0.3s-2s内静止释放导体棒都能保持静止．

(3)由题意知当导体棒匀速下滑时，导体棒受力平衡有：

而根据闭合电路欧姆定律有：

联立代入数据可得：

导体棒下滑到底端过程中根据：

可得，故下滑过程中根据功能关系可知系统产生的热量Q：

代入数据解得：，所以电阻R产生的热量为：

答：(1)通过导体棒的电流0.4A，方向由b到a.；

(2) 在0.3s-2s内静止释放导体棒都能保持静止；

(3) va=5m/s2、此过程中电阻R上产生的热量Q=0.29J．