贵州省安顺市平坝第一高级中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

贵州省安顺市平坝第一高级中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析）

贵州省安顺市平坝第一高级中学2020学年高二物理下学期期末考试试题（含解析） ‎ 一、选择题 ‎1.下列核反应方程中，属于β衰变的是( )‎ A. Th→Pa+ e B. U→Th+He C. N+He→O+H D. H+H→He+n ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据质量数守恒和核电荷数守恒可知A生成的是电子，故A为β衰变；B生成的是α粒子，故B为α衰变；聚变是轻核生成重核，属于聚变的是CD；故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】β衰变生成的是电子，α衰变生成的是α粒子；裂变是重核裂变成轻核，聚变是轻核生成重核。‎ ‎2.如图所示，甲乙两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑到底端，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两物体在滑到底端时动量相同 B. 整个过程中两物块受到支持力的冲量均为0‎ C. 整个过程中两物体受到重力冲量相等 D. 以上说法均不对 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据动能定理知 知到达底端时两个物体的速度大小相等，但是方向不同，所以到达底端时的动量不同，故A项与题意不相符；‎ B. 物体下滑加速度 根据 根据 整个过程中两物块受到支持力的冲量不为0，故B项与题意不相符；‎ C.由于运动的时间不等，则两个物体重力的冲量大小不等，故C项与题意不相符，‎ D. 以上说法均不对与分析相符，故D项与题意相符。‎ ‎3.下列说法中正确的是：（　　）‎ A. 悬浮颗粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越明显 B. 只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算阿伏伽德罗常数 C. 在使两个分子间的距离由很远（r >10r0）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D. 温度升高，分子热运动的平均动能增大是因为每个分子的动能都增大的缘故 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 悬浮颗粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动就越不明显，故A项与题意不相符；‎ B. 阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量的比值，故B项与题意相符；‎ C. 根据分子力与分子势能的特点可知，在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力开始时为分子引力，先增大后减小；当分子力表现为斥力时，分子力随距离的减小又逐渐增大；分子势能则先减小后增大，故C项与题意不相符；‎ D. 温度是分子的平均动能的标志，物体的温度升高，分子的平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，故D项与题意不相符。‎ ‎4.下列能正确反映卢瑟福利用α粒子轰击金箔实验结果的示意图是（）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC项与题意不相符，D项与题意相符。‎ ‎5.如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）‎ A. 线圈中将产生abcd方向的感应电流 B. 线圈中将产生adcb方向的感应电流 C. 线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb D. 线圈中无感应电流产生 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：当由圆形变成正方形时磁通量变小，根据楞次定律知在线圈中将产生abcd方向的感应电流，故选项A正确。‎ 考点：楞次定律、感应电流的产生条件、法拉第电磁感应定律 ‎【名师点睛】由几何知识知，周长相等的几何图形中，圆的面积最大．当由圆形变成正方形时磁通量变小。‎ ‎6.如图所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d=5cm，若将一个边长L=1cm的正方形导线框以速度v=1cm/s匀速通过磁场区域，则导线框中无感应电流的时间为(　　 )‎ A. 1s B. 2s C. 4s D. 无法计算 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】导线框完全在磁场中时，导线框不产生感应电流，此过程的路程s=d-L ‎，则无感应电流的时间 A. 1s与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. 2s与分析不相符，故B项与题意不相符；‎ C. 4s与分析相符，故C项与题意相符；‎ D. 无法计算与分析不相符，故D项与题意不相符。‎ ‎7.如图所示为交变电流随时间而变化的图象，其中电流的正值是正弦曲线的正半周，最大值为4A，电流的负值大小为4A，则该交变电流的有效值为( )‎ A. A B. A C. A D. 4 A ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设电流的有效值为I．取一个周期时间，由电流的热效应得：‎ 解得：‎ A. A与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. A与分析相符，故B项与题意相符；‎ C. A与分析不相符，故C项与题意不相符；‎ D. 4 A与分析不相符，故D项与题意不相符。‎ ‎8.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向里 B. 发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向外 C. 发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向里 D. 发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向外 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；根据左手定则可知，若是发生α衰变，则α粒子与新核都带正电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相反，是外切圆；若发生β衰变，β粒子是电子，带负电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相同，是内切圆。故该原子核发生的是β衰变，由半径公式分析得知，r与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则β粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1．所以半径比较大的轨迹是衰变后β粒子的轨迹，新核沿顺时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里 A. 发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向里与分析不相符，故A项与题意不相符；‎ B. 发生的α衰变，磁场方向垂直纸面向外与分析不相符，故B项与题意不相符；‎ C. 发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向里与分析相符，故C项与题意相符；‎ D. 发生的β衰变，磁场方向垂直纸面向外与分析不相符，故D项与题意不相符。‎ ‎9.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt为热敏电阻（随温度升高电阻变小），R为定值电阻．下列说法正确的是(　 　)‎ A. 副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′＝18sin50πt(V)‎ B. t＝0.02s时电压表V2的示数为18V C. 变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:2‎ D. Rt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 由图乙可知交流电压最大值，原线圈电压的有效值 周期T=0.02s，可由周期求出角速度值为根据电压与匝数成正比，得副线圈电压的有效值为18V，副线圈两端电压的瞬时值表达式 故A项与题意不相符；‎ B.电压表V2的示数为有效值18V，故B项与题意相符；‎ C. 变压器输入、输出功率之比为1：1，故C项与题意不相符；‎ D. Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故D项与题意相符。‎ ‎10.如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度的大小随时间增加，下列说法正确的是（ ）‎ A. 线框中没有感应电流 B. 线框中的感应电流可能减小 C. 线框中的感应电流可能增大 D. 线框中的感应电流可能不变 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 当磁感应强度增加时，线框中磁通量发生变化，故一定会产生感应电流，故A项与题意不相符；‎ BCD. 磁感应强度的变化率增大时，感应电流变大，当磁感应强度的变化率减小时，感应电流变小，当磁感应强度的变化率不变时，感应电流不变，故BCD项与题意相符。‎ ‎11.处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为λl、λ2、λ3的三种单色光，且λ3＞λ2＞λ1，则照射光的波长为 ( )‎ A. λ1 B. λ2+λ3 C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】能放出三种光，说明此时氢原子处在第3能级，从第三能级跃迁到基态时放出光子能量为 或者 能使处于基态氢原子跃迁的光子能量和第三能级与基态之间能级差相等，所以 ‎，‎ 或者 解得：‎ A. λ1与分析相符，故A项与题意相符；‎ B. λ2+λ3与分析不相符，故B项与题意不相符；‎ C. 与分析不相符，故C项与题意不相符；‎ D. 与分析相符，故D项与题意相符。‎ ‎12.如图所示，三个小球a、b、c的质量都是m，均放于光滑的水平面上，小球b与c通过一轻弹簧连接并且静止，小球a以速度v0沿a、b两球心连线方向冲向小球b，碰撞后与小球b粘在一起运动，在整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能不守恒 B. 三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能守恒 C. 当小球a、b、c的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 D. 当弹簧恢复原长时，小球c的速度可能达到最大值 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 在整个运动过程中，系统的合外力为零，系统的总动量守恒，a与b碰撞过程机械能减小，故A项与题意相符，B项与题意不相符；‎ C. a与b碰撞后，弹簧被压缩，弹簧对b产生向左的弹力，对c产生向右的弹力，ab做减速运动，c做加速运动，当小球b、c速度相等时，弹簧的压缩量或伸长量最大，弹性势能最大，故C项与题意相符；‎ D. a与b碰撞后，弹簧被压缩，到弹簧第一次恢复原长时，c一直做加速运动，ab做减速运动，弹簧第一次恢复原长后，弹簧将被拉伸，c将做减速运动，ab做加速运动，当bc速度相等时弹簧拉伸最长，c继续减速，ab加速，直到弹簧第二次恢复原长，此时c的速度比弹簧第一次恢复原长时的速度更小，故D项与题意相符。‎ 二、填空题 ‎13.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向，其中L1为原线圈，L2 为副线圈。‎ ‎（1）在给出的实物图中，将实验仪器连成完整的实验电路。‎ ‎（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清____的绕制方向（选填“L1”、“L2”或“L1和L2”）。闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P 处于____ 端（选填“左”或“右”）。‎ ‎【答案】 (1). (2). L1和L2 (3). 右 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）‎ ‎（2）在实验过程中，除了查清流入检流计电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清L1和L2的绕制方向，这样才能知道产生的感应电流的磁场和原磁场的方向关系，从而总结产生的感应电流的规律；闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑动头P 处于右端，先从电路中电流最小开始。‎ 考点：研究电磁感性现象，总结产生感应电流的规律。‎ ‎14.如图所示，一定质量的理想气体经历如图所示的AB、BC、CA三个变化过程，则：C→A过程中气体____________(选填“吸收”或“放出”)热量，__________(选填“外界对气体”或“气体对外界”)做功，气体的内能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). 吸收 (2). 气体对外界 (3). 增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3] C→A过程中，气体的压强不变，体积变大，由盖吕萨克定律可知温度升高，内能增大，所以气体对外界做功的同时，要吸收热量。‎ 三.、计算题 ‎15.今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，大气压强为P0，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，气体温度保持不变，当气缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示）,重力加速度取g，求 ‎(1)将气缸按开口向上放置(如图乙所示)气柱长度L1‎ ‎(2)将活塞悬挂在天花板上保持静止时（如图丙所示）气柱的长度L2‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设气缸内压强P1，选气缸为研究对象，气缸处于平衡 有：‎ mg+p0s=p1‎ 解得：‎ P1=P0+‎ 由甲到乙，由玻意耳定律：‎ P0L0=P1L1‎ 解得：‎ L1=‎ ‎(2)由乙到丙，由玻意耳定律：‎ P0L0=P2L2‎ L2= ‎ ‎16.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度 L= 0.2 m，一端连接R=1Ω的电阻，导轨所在的空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5 m/s ，求:‎ ‎(1)感应电动势E和感应电流I ;‎ ‎(2)在0.1s时间内，拉力的冲量的大小;‎ ‎(3)若将MN换为电阻为 r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U;‎ ‎【答案】(1)1A，1V(2)0.02Ns(3)0.5V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 根据动生电动势公式得 E=BLv=1V 故感应电流 I==1A ‎(2) 金属棒在匀速运动过程中，所受的安培力大小为 FA=BIL= 0.2N 因匀速直线运动，所以导体棒所受拉力F=F安=0.8N 所以拉力的冲量 IF = Ft = 0.02 N·s ‎(3) 由全电路的欧姆定律 ‎=0.5A 导体棒两端电压 ‎17.如图所示，物块质量m=4kg，以速度v=2m/s水平滑上一静止的平板车上，平板车质量M=16kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.1，其他摩擦不计（g=10m/s2），求：‎ ‎(1)物块相对平板车静止时，物块的速度；‎ ‎(2)要使物块不从平板车上滑下，平板车至少多长？‎ ‎(3)若平板车足够长，求物块在平板车上滑行的时间；‎ ‎【答案】(1)0.4m/s(2)1.6m(3)1.6s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意，滑块和小车组成的系统动量守恒，设物块和小车相对静止时速度为v1，则有：‎ mv=(M+m)v1‎ 解得：‎ v1 =0.4 m/s ‎(2)设小车至少长度为L,由能量守恒有：‎ mv2 — (M+m)v12 =µmgL 解得：‎ L=1.6 m ‎(3)物块做匀减速直线运动，有 a=-µg= -1m/s2‎ 由速度公式 v1-v=at 解得：‎ t=1.6 s ‎18.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd50匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝4πrad/s，外电路电阻R＝1Ω.(计算结果保留三位有效数字)求：‎ ‎(1)转动过程中感应电动势的最大值；‎ ‎(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 角时的瞬时感应电动势；‎ ‎(3)由图示位置转过角过程中产生的平均感应电动势；‎ ‎(4)交流电压表的示数;‎ ‎【答案】(1)3.14V(2)1.57V(3)3.00V(4)1.11V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值 代入数据得：‎ ‎(2) 由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式：‎ 当线圈转过 角时的瞬时感应电动势为1.57V ‎(3) 根据法拉第电磁感应定律可得转角的过程中产生的平均感应电动势大小为：‎ ‎(4) 转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有：‎ ‎ ‎