福建省永春县第一中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

福建省永春县第一中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

福建省永春县第一中学 2020 学年高二物理下学期期末考试试题 本卷满分100分，考试时间90分钟． 一、单项选择题（每道题只有一个正确答案，每题 3 分，共 45 分。） 1．碘 131 的半衰期约为 8 天，若某药物含有质量为 m 的碘 131，经过 32 天后，该 药物中碘 131 的含量大约还有（ ） A．0 B．m/4 C．m/8 D．m/16 2．参考以下几个示意图，关于这些实验或者现象，下列说法错误的是(　 　) A．核反应堆中控制棒插入，则多吸收中子让反应减弱 B．放射线在磁场中偏转，没有偏转的为 γ 射线，电离能力最强 C．链式反应属于重核的裂变 D．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，认识到原子的复杂结构 3．下列几种说法中，正确的是（ ） A．红外线、可见光、紫外线、γ 射线，是按波长由长到短排列 B．紫外线是一种紫色的可见光 C．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场 D．光的干涉、衍射现象说明光波是横波 4．下列说法中正确的是( ) A．居里夫人首先发现了天然放射现象 B．卢瑟福在粒子散射实验中发现了电子 C．原子核发生 衰变时，放射出的高速电子来源于绕原子核做圆周运动的核外β 电子 D．铀（ ）经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变变成铅（ ） 5．氢原子能级如图，当氢原子从 跃迁到 的能级时，辐射光的波长为 656nm。以下判断正确的是( ) A、氢原子从 跃迁到 的能级时，辐射光的波长大于 656nm B、用动能为 10.5eV 的入射电子碰撞激发，可使氢原子从 跃迁到 的能级 C、用波长为 656nm 的光照射，能使处在 能级的氢原子电离 D、一个处于 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3 种谱线 6．如图所示表示 t=0 时刻两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波 峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为 5 cm，且图示的范围内振幅不 变，两列水波的波速和波长都相同且分别为 1m/s 和 0.2m，C 点是 BE 连 线的中点，下列说法中正确的是( ) A．从图示时刻再经过 0.65s 时,C 点经过的路程 130cm B．C 点和 D 点都保持静止不动 C．图示时刻 A、B 两点的竖直高度差为 10cm D．随着时间的推移，E 质点将向 C 点移动，经过四分之一周期，C 点到达波峰 7．如图所示，a、b 两种单色光沿不同方向射向玻璃三棱镜，经三 棱镜折射后沿同一方向射出，下列说法中正确的是（ ） A．在玻璃中，a 光传播速度较大 B．若 a 为绿光，则 b 可能为黄光 C．光从玻璃射向空气时， a 光发生全反射的临界角较小 D．在玻璃中，b 光波长较长 8．如图 1 所示，在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别以不 同的转速，绕与磁感线垂直的轴 匀速转动，产生的交变电动势 3=n 2=n 2=n 1=n 1=n 2=n 2=n 3=n 1 2 3 4 ∞ 0 85.0− 51.1− 4.3− 6.13− n eVE / 图象如图 2 中曲线 ， 所示，则（ ） A．两次 时刻线圈平面均与磁场方向平行 B．曲线 、 对应的线圈转速之比为 C．曲线 表示的交变电动势频率为 50Hz D．曲线 表示的交变电动势有效值为 9. 一个不稳定的原子核质量为 M，处于静止状态..放出一个质量为 m 的粒 子后反冲..已知放出的粒子的动能为 E0，则原子核反冲的动能为（ ） A.E0 B. C. D. 10.图（a）为一列简谐横波在 t=2s 时的波形图，图（b）为介质中平衡位置 在 x=1.5m 处的质点的振动图像，P 是平衡位置为 x=2m 的质点。下列说法不正确的是（ ） A．波速为 0.5m/s B．波的传播方向向左 C．当 t=7s 时，P 恰好回到平衡位置 D．0~2s 时间内，P 向 y 轴正方向运动 11．如图，质量为 m 的人在质量为 M 的平板车上从左端走到右端，若不计平板车与 地面的摩擦，则下列说法正确的是（ ） A．人在车上行走时，车将向右运动 B．当人停止走动时，由于车的惯性大，车将继续后 退 C．若人越慢地从车的左端走到右端，则车在地面上移动的距离越大 D．不管人在车上行走的速度多大，车在地面上移动的距离都相同 12．如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e， a b 0t = a b 2:3 a b 10V 0 m EM 0 m EM m− ( ) 02 Mm E M m− 图 a m M 质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k>0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场， 该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设 t=0 时刻电子 的初速度大小为 v0，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为 B1，则此 时电子的速度大小为 (　 ) A. B. C. D. 13．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B。电阻为 R、半径 为 L、圆心角为 90°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O 轴以角速度 ω 匀速转动（O 轴位于磁场边界）。则线框 内产生的感应电流的有效值为（ ） A． B． C． D． 14．如图所示，将一个折射率为 n 的透明长方体放在空气中，矩形 ABCD 是 它 的 一 个 截 面 ， 一 单 色 细 光 束 入 射 到 P 点 ， 入 射 角 为 θ 。 ，则( ) A.若要使光束进入长方体后能射至 AD 面上，角 θ 的最小值为 arcsin B.若要使光束进入长方体后能射至 AD 面上，角 θ 的最小值为 arcsin C. 若 要 此 光 束 在 AD 面 上 发 生 全 反 射 ， 角 θ 的 范 围 应 满 足 arcsin ＜ θ≤arcsin m reB1 m kerv 2 2 0 2π+ m reB0 m kerv 2 2 0 2π− 2 2 BL R ω 22 2 BL R ω 22 4 BL R ω 2 4 BL R ω ADAP 2 1= n2 1 n5 5 n2 1 12 −n 图 b D. 若要此光束在 AD 面上发生全反射，角 θ 的范围应满足 arcsin ＜ θ≤arcsin 15．如图甲所示，电阻不计且间距为 L=1m 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接 阻值为 R=1Ω 的电阻，虚线 OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场．现将质量为 m=0.3kg、电阻 Rab=1Ω 的金属杆 ab 从 OO′上方某处以一定初速释放，下落过程中 与导轨保持良好接触且始终水平．在金属杆 ab 下落 0.3m 的过程中，其加速度 a 与 下落距离 h 的关系图象如图乙所示．已知 ab 进入磁场时的速度 v0=3.0m/s，取 g=10m/s2．则下列说法正确的是（　　） A．进入磁场后，金属杆 ab 中电流的方向由 b 到 a B．匀强磁场的磁感应强度为 1.0T C．金属杆 ab 下落 0.3 m 的过程中，通过 R 的电荷量 0.24C D．金属杆 ab 下落 0.3 m 的过程中，R 上产生的热量为 0.45J 二、实验题（每空格各 2 分，共 18 分） 16．（6 分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最 （填“高”或“低”）点的位置，且用秒表测量单摆完成多次次全振 动所用的时间。 （2）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长 ，测出相应的 周期Ｔ，从而得出一组对应的 和 T 的数值，再以 为横坐标 T2 为纵坐标，将所得数 n5 52 12 −n l l l 据连成直线如图所示，利用图线的斜率 可求出重力加速度的表达式为 = ， 可求得 = m/s2。（保留三位有效数字） 17．（8 分）某学习兴趣小组的同学为了验证动量守恒定律，分别用如下图的三种实 验实验装置进行实验探究，图中斜槽末端均水平。 (1)用图甲和图乙所示装置进行实验时，若入射小球质量为 m1，半径为 r1；被碰小 球质量为 m2，半径为 r2，则_________ A. B. C. D. (2)在用图乙所示装置进行实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置)，设入射小球 的质量为 m1，被碰小球的质量为 m2，所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置 图中的字母表示)____________。 (4)用如图丙所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球 1 悬挂于 0 点，使小球 1 的球心到悬点 0 的距离为 L，被碰小球 2 放在光滑的水平桌面上的 B 点.将小球 1 从右方的 A 点(OA 与竖直方向的夹角为 α)由静止释放，摆到最低点时恰与小球 2 发 生正碰，碰撞后，小球 1 继续向左运动到 C 点，小球 2 落到水平地面上到桌面边缘 水平距离为 x 的 D 点。实验中已经测得上述物理量中的 a、L、x，为了验证两球碰 撞过程动量守恒，已知小球 1 的质量 m1，小球 2 的质量 m2，还应该测量的物理量有 _____________ ____________。 18．（4 分）某同学设计了一个用刻度尺测半圆形玻璃砖折射率的 k g g 1 2m m> 1 2r r> 1 2m m> 1 2r r< 1 2m m> 1 2r r= 1 2m m< 1 2r r= 实验，如图所示，他进行的主要步骤是： A．用刻度尺测玻璃砖的直径 AB 的大小 d； B．先把白纸固定在木板上，将玻璃砖水平放置在白纸上，用笔描出玻璃砖的边界， 将玻璃砖移走，标出玻璃砖的圆心 O、直径 AB 以及 AB 的法线 OC； C．将玻璃砖放回白纸的原处，长直尺 MN 紧靠 A 点并与直径 AB 垂直放置； D．调节激光器，使 PO 光线从玻璃砖圆弧面沿半径方向射向圆心 O，并使长直尺 MN 的左右两端均出现亮点，记下左侧亮点到 A 点距离 s1，右侧亮点到 A 点的距离 s2。 则： （1）该同学利用实验数据计算玻璃折射率的表达式为 n＝____ ____。 （2）该同学在实验过程中，发现直尺 MN 上只出现一个亮点，他应该采取措施是 。 三、计算题（共 4 小题，共 37 分，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） 19.（8 分）如图，三角形 ABC 为某透明介质的横截面，O 为 BC 边的中点，位于截面 所在平面内的一束光线自 O 以角 i 入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反射．已知θ ＝15°，BC 边长为 2L，该介质的折射率为 2.求： (1)入射角 i； (2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速 Error!. 20．（11 分）一根弹性绳沿 x 轴方向放置，左端在原点 O，用手握住绳的左端使其沿 y 轴方向做简谐运动，经 1 s 在绳上形成一列简谐波，波恰好传到 x=1m 处的 M 质点， 波形如图所示，若从该时刻开始计时， (1)求这列波的波速大小： (2)写出 M 点的振动方程； (3)经过时间 t，x =3.5m 处的 N 质点恰好第一次沿 y 轴正向通过平衡位置，请 在图中画出此时弹性绳上的波形，并 求出时间 t。 21．（9 分）如图所示，粗糙的水平面连接一个竖直平面的半圆形光滑轨道，其半径 R=0.1m，半圆形轨道的底端放置一个质量为 m=0.1 kg 的小球 B，水平面上有一个 质量为 M=0.3 kg 的小球 A 以初速度 v0=4.0m/s 开始向着小球 B 滑动，经过时间 t=0.80s 与 B 发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且 已知小球 A 与桌面间的动摩擦因数 μ=0.25，求： (1)两小球碰前 A 的速度； (2)小球 B 运动到最高点 C 时对轨道的压力 (3)确定小球 A 所停的位置距圆轨道最低点的距离 22．（9 分）如图甲所示，MN、PQ 是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨， 间距 L＝2.0m；R 是连在导轨一端的电阻，质量 m＝1.0kg 的导体棒 ab 垂直跨在导轨 上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度 B＝0.5T、方向竖 直向下的匀强磁场。从 t＝0 开始对导体棒 ab 施加一个水平向左的外力 F，使其由 静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出 R 两端的电压随时间变化的图线如图乙 所示，其中 OA 段是直线，AB 段是曲线、BC 段平行于时间轴。假设在从 1.2s 开始以 后，外力 F 的功率 P＝4.5W 保持不变。导轨和导体棒 ab 的电阻均可忽略不计，导体 棒 ab 在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响 （g＝10m/s2）。求 （1）导体棒 ab 做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小； （2）在 1.2s~2.4s 的时间内，该装置产生的总热量 Q； （3）导体棒 ab 与导轨间的动摩擦因数 μ 和电阻 R 的值。 永春一中高二年期末考物理参考答案 2020.7 一、 单项选择题（每道题只有一个正确答案，每题 3 分，共 45 分。） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A D B A A B C D 题号 11 12 13 14 15 答案 D B C B C 二、 实验题（共 18 分） 16．（1）低 （2） 9.86 17．（1）C （2） （3）OC 与竖直方向的夹角 β 桌面高度 h 18．（1） （2）减小入射角 I 三、计算题：（共 39 分） 19．（8 分）解析：(1)根据全反射定律可知，光线在 AB 面上 P 点的入射角等于临界角 C，由折射定律得 sin C＝1 n① 代入数据得 C＝45°② （1 分） 设光线在 BC 面上的折射角为 r，由几何关系得 r＝30°③ （1 分） 由折射定律得 n＝sin i sin r④ （1 分） 联立③④式，代入数据得 i＝45°.⑤ （1 分） (2)在△OPB 中，根据正弦定理得 OP sin 75°＝ L sin 45°⑥ （1 分） k 24π 1 1 2m OP m OM m ON= + 22 1 22 2 4 4 ds ds + + 设所用时间为 t，光线在介质中的速度为 v，得 OP＝vt ⑦ （1 分） v＝c n ⑧ （1 分） 联立⑥⑦⑧式，代入数据得 t＝（ 6＋ 2）L 2c . （1 分） 20 ．（ 11 分） 21、（9 分） （1）碰前对 A 由动量定理有： 1 分 解得：vA=2 m/s（也可以用牛顿运动定律） 1 分 （2）对 A、B：碰撞前后动量守恒： 碰撞前后动能保持不变： 1 分 由以上各式解得： m/s vB=3 m/s 1 分 又因为 B 球在轨道上机械能守恒： 1 分 解得： m/s 在最高点 C 对小球 B 有： 1 分 解得：FN=4 N 1 分 由牛顿第三定律知：小球对轨道的压力的大小为 4N，方向竖直向上。 （3）对 A 沿圆轨道运动时： 因此 A 沿圆轨道运动到最高点后又原路返回到最低点，此时 A 的速度大小为 1m/s。 由动能定理得： 1 分 解得： 1 分 22．（9 分） （1）导体棒内阻不计，E＝U，B、L 为常数，在 0～1.2s 内导体棒做匀加速直线运 动。设导体棒加速度为 a，t1＝1.2s 时导体棒速度为 v1，由图可知，此时电压 U1＝ 0.90V。 -----------------------------------------------1 分 得：v1＝0.90m/s 由 得：a ＝0.75m/s2 ------------------1 分 从图可知，t＝2.4s 时 R 两端的电压最大，Em＝l.0V 由 --------1 分 得 vm＝ l.0m/s ------1 分 （2）在 1.2s~2.4s 内，由功能关系得 ---------1 分 解 得 Q ＝ 5.31J -----1 分 （3）当 t＝l.2s 时，设拉力为 F1，则 --------1 分 同理，设 t＝2.4s 时拉力为 F2，则 根据牛顿第二定律： --------1 分 又 代入数据可得 μ＝0.2，R＝0.4Ω -------------------------1 分