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1、河南省沁阳市第一中学2020-2021学年高二物理下学期5月月考试题 一、单选题（114单选，每小题2分，总共28分)1我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）A波长更长B能量子的能量更小 C能量子的能量更大D传播速度更快2关于光电效应，下列说法正确的是（）A光子与光电子的本质都是电子B光电效应现象表明光具有波动性C只要入射光的频率大于金属的截止频率，就能发生光电效应现象
2、D用相同频率的光照射不同的金属表面，发生光电效应时逸出的光电子最大初动能相同3关于物质波下列说法中正确的是（）A实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质B物质波是概率波，光波是电磁波也是概率波C实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D粒子的动量越小，其波动性越不易观察4以下核反应方程 HeBezC 其中z是 ()A粒子 B质子 C中子 D电子5U经过m次衰变和n次衰变，变成Pb，则 ()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n186下列关于放射性元素的半衰期的几种说法,正确的是()A同种放射性元素,在化合物中的半衰期比单质中长B把放射性元素
3、放在低温处,可以减缓放射性元素的衰变C放射性元素的半衰期与元素所处的物理状态和化学状态无关,它是一个统计规律,只对大量的原子核适用D钍的半衰期为24天,1 g钍经过120天后还剩0.2 g7已知氦原子核的质量为MHe u，电子的质量为me u，质子的质量为mp u，中子的质量为mn u，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程Emc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c3108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为 ()A2(mpmn)MHe931.5 MeVB2(mpmnme)MHe931.5 MeVC2(mpmnme)MHec2 JD2(mpmn)MHe
4、c2 J8能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一下列释放核能的反应方程，表述正确的有 ()A.HHHen是衰变B.HHHen是衰变C.UnBaKr3n是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变9关于磁通量及其变化，下列说法正确的是 ()A. 磁通量和磁通量的变化都有正负，所以它们是矢量B. 穿过线框的磁通量一定等于磁感应强度与线框面积的乘积C. 当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电动势D. 当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电流10如图(a)所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图(b)所示的交变电流，t0时电流方向
5、为顺时针(如图中箭头所示)，在t1t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是()A线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势11将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是 ()A感应电动势的大小与线圈的匝数无关B穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同12如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A
6、2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则() A闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C稳定后，L和R两端电势差一定不相同D稳定后，A1和A2两端电势差不相同13（原创）新一代炊具电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是 ()A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁
7、场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，不会提高电磁炉的加热效果14实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知R10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是 ()A线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为isin 50t AC流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次D电阻R上的热功率等于10 W二多选题（1524多选题，每小题3分，总共30分
8、，选不全得2分，有错选得0分）15可见光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范围内若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图所示)可判断 ()A从n4能级跃迁到n3能级时发出可见光B从n3能级跃迁到n2能级时发出可见光C大量氢原子处于n4能级最多能发出6种频率的光子D一个氢原子处于n4能级最多能发出6种频率的光子16某种原子序数大于90的原子核不稳定,分裂成三个质量较小的新核和某种射线。关于该分裂过程正确的是()A.放出的射线可能为X射线 B.新核的比结合能更小C.一定放出能量 D.比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比,比结合能越大的原子核越稳定17如图所示，光滑平行金属
9、导轨PP和QQ都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是（）A. 感应电流方向是NMB. 感应电流方向是MNC. 安培力方向水平向左D. 安培力方向水平向右18如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)由图可知 ()A该金属的截止频率为4.271014 HzB该金属的截止频率为5.51014 HzC该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功
10、为0.5 eV19某n匝线圈,线圈所围面积为S,匀速转动的角速度为,线圈总电阻为r,外电路电阻为R,匀强磁场的磁感应强度为B。当线圈在外力作用下由图中位置匀速转动90过程中,下列说法正确的是()A.通过R的电荷量q为B.通过R的电荷量q为C. 交流电的最大值Em=nBSD. 交流电的有效值E=nBS20如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是() A若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为24 VB若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C若输入
11、电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍21某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则() A乙图中电压的瞬时值表达式为u220sin 100t VB乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220 V，所以C通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D升压变压器的输出功率大于降压变压
12、器的输入功率22如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()A作用在金属棒上各力的合力做功为零B重力做的功等于系统产生的电能C金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热23如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处在y轴右侧的、象限内有一垂直纸面向里的匀
13、强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行t0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域取沿abcda方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的 () 24在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向不计放出的光子的能量，则下列说法正确的是()A发生的是衰变，b为粒子的径迹B发生的是衰变，b为粒子的径迹C磁场方向垂直于纸面向内D磁场方向垂直于纸面向外二计算题（本题共4小题，共52分，在答题卷上解答，应写出必要
14、的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）25(10分)如图甲所示， N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻 r=2，其两端与一个R=48的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。0.10s内磁通量 由0.010 Wb变为0.015Wb（1）判断通过电阻R的电流方向：（2）求线圈产生的感应电动势E；（3）求电阻R两端的电压U。26(12分)如图所示，在水平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属导轨，导轨间距L2 m，在虚线ab右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B1 T，在导轨左端连接一个电阻，
15、电阻R=1.5 。一根电阻为1.5 、长度也为L的金属棒在外力F的作用下以3 m/s的速度进入磁场并匀速运动，金属棒与导轨始终保持良好接触，不计导轨电阻和空气阻力。求：(1)金属棒切割磁感线产生的感应电动势(2)电阻R的功率P；(3)外力F的大小。27. (12分) 如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为L=1m，M、P两点间接有阻值为R=2的电阻。一根质量为m=0.2kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达
16、到最大速度Vm=2m/s开始做匀速直线运动，在这个过程中，电阻R上产生的热量为Q=3.6J。导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g=10m/s。求：(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度。28(18分)如图所示，两光滑金属导轨，间距d0.2 m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B0.1 T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R3 ，桌面高H0.8 m，金属杆ab的质量m0.2 kg，电阻r1 ，在导轨上距桌面h0.2 m的高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s0.4 m，g10 m/s2.求：(1)金属杆a
17、b刚进入桌面磁场的速度(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小；(2)整个过程中R上产生的热量物理答案一单选题（每小题2分，总共28分)1答案C【详解】A由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，已知电磁波的波长与频率的关系为 =，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，A错误；BC已知能量子的能量为，由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，C正确；D电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c = 3 108m/s，D错误。故选C。2答案CA光子是量子化的能量单位，光电子本质是电子，故A
18、错误；B光电效应现象表明光具有粒子性，故B错误；C只要入射光的频率大于金属的截止频率，就能发生光电效应现象，故C正确；D根据光电效应方程可知光电子的最大初动能由逸出功与入射光频率共同决定，逸出功与金属材料有关，不同金属的逸出功不同，所以最大初动能不同，故D错误。3答案BAC实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，AC错误；B根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B正确；D根据德布罗意的物质波理公式粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D错误。4答案C解析核反应是发现中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得是n，C正确5答案B解析衰
19、变过程满足质量数守恒和电荷数守恒先写出核反应方程：UPbmHene根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程2352074m 92822mn解得m7，n4，故选项B正确，选项A、C、D错误6答案C放射性元素的半衰期只取决于原子核的内部因素,与其是单质还是化合物无关,与其所处的物理、化学状态也无关,故A、B错;半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核适用,对于少量的原子核不适用,故C对;钍的半衰期为24天,1 g钍经过120天后,发生5次衰变,根据m=m0=0.031 25 g,D错误。7.答案A解析核反应方程为2H2nHe，质量亏损m2(mpmn)MHe)，所以释放的能量为Em931.5 MeV2(mp
20、mn)MHe931.5 MeV，选项A正确.8答案C解析衰变时释放出电子(e)，衰变时释放出氦原子核(He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A错误；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确9.【答案】C【解答】A.磁通量和磁通量的变化都有正负，但它们是标量，A项错误；B.当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量才等于磁感应强度与线框面积的乘积，B项错误；当穿过闭合金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中才会有感应电流，若线框不闭合，则金属线框只有感应电动势，没
21、有感应电流，C项正确，D项错误。故选C。10答案A解析在t1t2时间段内，A线圈的电流为逆时针方向，产生的磁场垂直纸面向外且是增加的，由此可判定B线圈中的电流为顺时针方向线圈的扩张与收缩可用阻碍变化的观点去判定在t1t2时间段内B线圈内的增强，根据楞次定律，只有B线圈增大面积，才能阻碍的增加，故选A.11答案C解析由法拉第电磁感应定律En可知感应电动势的大小E与n有关，与即磁通量变化的快慢成正比，所以A、B错误，C正确由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故D错误
22、12答案B解析根据题设条件可知，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R的阻值与线圈L的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A项错误，B项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端电势差也相同，所以C项，D项错误13.答案C解析由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、正确14.答案D解析线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电流最大，A错从线圈平面与磁场平行时开始计时，m10 V，f25 Hz，i
23、cos 50t A，B错电流方向每秒改变50次，C错PR10 W，D正确二多选题（每小题3分，总共30分，选不全的2分，有错选0分）15.答案BC解析四个选项中，只有B选项的能级差在1.61 eV3.10 eV范围内，大量氢原子最多能放出n(n-1)/2种频率的光子,一个氢原子最多能发出(n-1)种频率的光子故BC选项正确16.答案CD放出的射线只可能是、中的某一种,不可能是X射线,A错误;分裂后的原子核的质量数比分裂前小,所以比结合能增大,一定放出能量,B错误C正确;组成原子核的核子越多,它的比结合能并不是越大,只有比结合能越大,原子核中的核子结合得越牢固,原子核才越稳定,D正确。17.【答
24、案】AC【详解】以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是NM；再由左手定则可知，安培力方向水平向左。故BD错，AC对。故选AC。18.答案AC解析图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程EkhW0可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0hc eV1.77 eV，D错误19.AC解析:求通过电阻R的电荷量,需用平均电流,而求平均电流必须知道平均感应电动势,所以采用定义式求电动势:线圈转过90平均感应电动势E=,平均感应电流I=,所以通过R的电荷量q=It=,A对、B错,交流电的有效值E=,所以要先求最大值Em=n
25、BS, C对, D错。20答案AD解析本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识和理解因为电压表的读数为6 V，则变压器的输出电压的有效值为6 V，由，故U14U224 V，所以输入电压的最大值为UmU124 V，所以选项A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U2增大，由I2可知，电流表示数增大，所以选项B错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R变大时，则I2，电流变小，又P1P2U2I2，故输入功率也减小，所以选项C错；若负载电阻R不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I2则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P2U2I2变为原
26、来的4倍，所以选项D正确21答案AD解析由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2U3，故P2P3，选项D正确；因为，由于U1U4220 V，U2U3，所以，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错22.答案AC解析根据动能定理，合力做的功等于动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对23答案AD解析在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正方向，电流在减小，UabI(RbcRcdRda)在减小在cd边通过磁场的过程中，可
27、判断出电流为顺时针方向，即沿负方向，电流逐渐减小，UabIRab逐渐减小，A、D正确.24选BC解析：原子核衰变过程中动量守恒，所以粒子与反冲核的动量等大反向，由径迹是两内切圆知，是衰变，B正确；由于粒子和反冲核均做匀速圆周运动，由R知，电荷量小的电子半径大，新原子核带正电，运动轨迹是a,由左手定则判断C正确。三计算题（本题共4小题，共52分，在答题卷上解答，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）25、(10分)（1）线圈相当于电源，由楞次定律可知a相当于电源的正极，b相当于电源的负极；通过电阻R的电流方向；（2）由法拉第电
28、磁感应定律得： ；（3）由闭合电路的欧姆定律得： 又由部分电路的欧姆定律得： 。26(12分)【解析】(1)导体棒匀速切割磁感线产生动生电动势：EBLv6 V(2)通过的电流为则电阻消耗功率P6 W。(3)因导体棒匀速运动，受力平衡，有：FFABIL联立可得：F4 N。27. 答案：(1)1N (2) 1T(3)2m. (12分)解析：(1)当金属杆加速度为零时，速度最大，设金属杆受到的安培力为Fm，金属杆受力平衡Fmmgsin =1N(2)当金属杆达到最大速度时，感应电动势为Em，感应电流为Im，则EmBlVm，Im由FmBIml，得B 1T。(3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为h由能量守恒定律得mghmvm2Q，得h2m。28. (18分)答案(1) 2m/s(2)0.01 A(3)0.225 J解析(1)设杆ab刚进入磁场时的速度为v1，刚离开磁场时的速度为v2，则有mghmv 得 v12m/s(2) 金属杆刚进入磁场时感应电动势EBdv10.04VI0.01 A(3)金属杆飞出桌面后做平抛运动，Hgt2 得t0.4ssv2t 得v21 m/s整个过程回路中产生的总热量Qmvmv0.3 J整个过程中R上产生的热量QRQ0.225 J