湖北省孝感市重点高中协作体2020学年高二物理下学期期末联考试题

湖北省孝感市重点高中协作体2020学年高二物理下学期期末联考试题

湖北省孝感市重点高中协作体2020学年高二物理下学期期末联考试题 ‎ 第I卷（选择题 共48分）‎ 选择题：本题共12小题，每小题4分，共48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，有选错或不答的得0分。‎ ‎1．关于光电效应，下列说法正确的是 A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大 C．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大 D．光子能量与光的速度成正比 ‎2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有一根水平放置的通电长直导线，电流方向向左，abcdef是与直导线在同一平面内关于直导线对称的正六边形，且与磁场方向平行，下列关于各点的磁感应强度大小与方向的说法主确的是 A．a、d两点的磁场方向相同 B．b、e两点的磁场方向相同 C．a点的磁感应强度大于b点的磁感应强度 D．a点的磁感应强度大于f点的磁感应强度 ‎3．如图所示，直角三角形闭合线框abc处于匀强磁场中，∠acb＝30°，磁场垂直线框平面向里，线框中通入顺时针方向电流时，下列说法正确的是 A．ab边受到的安培力向右 B．ac边受到的安培力与ab边受到的安培力大小相等 C．ab边与bc边受到的安培力的合力大于ac边受到的安培力 D．整个线框所受的安培力的合力为零 ‎4．关于交变电流，下列说法正确的是 A．频率为50Hz的正弦式交变电流在1s时间内电流方向改变100次 B．如果正弦式交变电流电压的有效值为20V，那么该交变电流的电压最大值为20V C．用交流电流表测定正弦交变电流的电流时，测量的是交变电流的最大值 D．有效值为‎1A的正弦式交变电流，一个周期内电流的平均值为A ‎5．如图所示，螺线管与导轨MN、PQ相连，螺线管左侧放置一与螺线管同轴的导体圆环，与导轨接触良好的导体棒向右运动时，能使导体圆环在t1时刻受力向右的导体棒运动的v－t图象是 ‎6．面积为‎0.4m2‎的5匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝2＋0.5t（T），则 A．线圈有扩张的趋势 B．线圈中磁通量的变化率为1Wb/s C．线圈中的感应电动势为1V D．t＝4s时，线圈中的感应电动势为8V ‎7．如图所示，一带电荷量Q＝‎0.1C的正点电荷固定在F点，另一带电荷量q＝‎0.01C的负点电荷仅在库仑力的作用下围绕Q做椭圆运动，F点为椭圆的一个焦点，已知长轴AC＝‎0.1m，短轴BD＝‎0.08m，则下列说法正确的是 A．q在A点的电势能大于在B点的电势能 B．q在A、C两点受到的库仑力大小之比为16：1‎ C．在点电荷Q的电场中，B、D两点的电场强度相同 D．在点电荷Q的电场中，D点的电势大于O点的电势 ‎8．如图所示，平行板电容器与电源E、开关S连接，开关S闭合，一带电小球通过绝缘细线悬挂在平行板电容器中处于静止状态，下列说法正确的是 A．小球q带正电 B．把A板向左移动时，平行板电容器电容增大 C．S保持闭合，把B板向左移动时，θ角将增大 D．S断开，把B板向左移动时，θ角将增大 ‎9．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，R1为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），与分别为理想电压表与理想电流表。现将开关S闭合，当环境温度升高时，下列说法正确的是 A．电流表的示数增大 B．电压表的示数减小 C．R1上消耗的电功率减小 D．R3两端的电压減小 ‎10．—个氘核和一个氚核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是 A．这个核反应的反应方程是 B．生成的中子不具有波动性 C．辐射出的γ光子的能董一定为（m1＋m2—m3—m4）c2‎ D．若辐射出的γ光子能量为E，则γ光子的波长为 ‎11．在图示的远距离输电电路图中，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知升压变压器的原、副线圈匝数之比为1：3，输电线的总电阻R＝2.5Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。当负载R0＝1.1Ω时，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220sinl00πt（V）。若将变压器视为理想变压器，则 A．通过R的电流为‎25A B．升压变压器的输入功率为4.8×104W C．发电机的输出电压为400V D．当负载电阻R0增大时，发电机的输出功率增大 ‎12．如图所示，用长为L的细线悬挂一质量为M的小木块，木块处于静止状态。一质量为m、速度为v0的子弹自左向右水平射穿木块后，速度变为v。已知重力加速度为g，则 A．子弹刚穿出木块时，木块的速度为 B．子弹穿过木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒 C．子弹穿过木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒 D．木块上升的最大高度为 第II卷（非选择题 共62分）‎ 非选择题：本题包括必考题和选考题部分。第13〜16题为必考题，每个试题考生都必须作答。第17、18题为选．考题，考生根据要求作答。‎ ‎（一）必考题：共47分。‎ ‎13．（5分）在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示。槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点，实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球，碰撞时都可认为是弹性碰撞。设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2。‎ ‎（1）为了使入射小球在碰撞后不被反弹，则应使m1____m2。（填“>”“＝”或“<”）；‎ ‎（2）为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动，必须调整斜槽末端____；‎ ‎（3）在（1）（2）条件的前提下，让入射小球从同一高度沿斜槽滑下，实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示，图中OA＝x1，OB＝x2‎ ‎，OC＝x3，为验证小球碰撞前后动量守恒，实验中____（填“需要”或“不需要”）测量槽口末端到水平地面的高度h。若实验中小球碰撞前后动量守恒，则应满足的关系式为m1x2＝__________。‎ ‎14．（10分）某学习小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，用了两个电压表，目的是可以同时测定电源的电动势和内阻，电路图如图甲所示。实验室可选用的器材有：‎ A．金属丝（阻值几欧）‎ B．电池（电动势3V左右，内阻几欧）‎ C．电压表两个（量程3V，内阻很大）‎ D．电流表（量程‎0.6A，内阻0.2Ω左右）‎ E．电流表（量程‎3A，内阻0.04Ω左右）‎ F．滑动变阻器（0〜2kΩ）‎ G．滑动变阻器（0〜20Ω）‎ H．毫米刻度尺，螺旋测微器 I．开关，导线若干 ‎（1）实验前在选用器材时，电流表应选择 ，滑动变阻器应选择 。（均填器材前的字母）‎ ‎（2）测得金属丝的长度为‎0.5023m；在测金属丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属丝的直径为 mm。‎ ‎（3）实验过程中电压表、与电流表的测量结果已经在图丙中的图象中描出，由U—I图象可得，电源的电动势为 V，电源的内阻为_____Ω，金属丝的电阻为 Ω．（均保留三位有效数字）。‎ ‎（4）由电阻定律可得，金属丝的电阻率为______Ω×m（保留两位有效数字）。‎ ‎15．（12分）如图所示，水平面内固定两对足够长的平行光滑导轨，左侧两导轨间的距离为‎2L，右侧两导轨间的距离为L左、右两部分用导线连接，左、右侧的两导轨间都存在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场。两均匀的导体棒ab和cd分别垂直放在左、右两侧的导轨上，ab棒的质量为‎2m、有效电阻为2r，而cd棒的质量为m、有效电阻为r，其他部分的电阻不计。原来两棒都处于静止状态，现给以棒一大小为I0、方向平行导轨向右的冲量使ab棒向右运动，在达到稳定状态时，两棒均未滑出各自的轨道。求：‎ ‎（1）cd棒中的最大电流Im；‎ ‎（2）cd棒的最大加速度；‎ ‎（3）两棒达到稳定状态肘，各自的速度。‎ ‎16．（20分）如图所示，xOy平面内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.08T，在原点O有一粒子源，它可以在xOy平面内向I、IV象限各个方向发射质量m＝9.6×10－‎24kg、电荷量q＝4.8×10－‎16C、速度v＝l×‎106m/s的带正电的粒子。一足够长薄板平行于x轴放置，薄板的中点O'的坐标为（0，‎‎0.4m ‎），不考虑粒子之间的相互作用，结果保留两位有效数字。‎ ‎（1）若磁场范围足够大，求薄板下表面被粒子击中的区域的长度；‎ ‎（2）若匀强磁场大小方向均不变，但只存在于一个圆形区域中，粒子源恰好在其边界上，已知粒子最后全部垂直打在薄板上，求粒子从O点到薄板的最长时间和最短时间；‎ ‎（二）选考题：共15分。请考生从给出的第17、18题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。‎ ‎17．[选修3—3]（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．水池中水的温度相同，水底一小气泡因扰动而上升时一定吸热 B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显 C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率基本相等 D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行 E．压缩汽缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力 ‎（2）（10分）一顶部与外部连通、盛满水的水箱底部有一体积V1＝0.2mL的空气泡，由于扰动，气泡上升至顶部。已知水箱内水的温度t＝‎57℃‎，水箱高h＝‎1m，大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝‎10m/s2，水的密度ρ＝1×‎103kg/m3。求：‎ ‎①气泡上升到箱顶稳定后的体积V2；‎ ‎②要使上升到顶部气泡的体积回到V1，水要降低的温度Dt。‎ ‎18．[选修3—4]（15分）‎ ‎（1）（5分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A．机械波只能传播振动的形式，不能传递能量 B．波长为‎5m、振动图象如上图所示的波的波速为‎1.25m/s C．单摆运动的回复力是摆球所受的合力 D．只有频率相同的同种性质的波才能发生干涉 E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律都是相同的 ‎（2）（10分）如图所示，有一束平行于边长L＝‎0.3m的等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向边中点E，入射方向与边AB的夹角θ＝30°，从AC边射出时与AC边的夹角也恰好为θ。光在真空中的速度c＝3×‎108m/s。求：‎ ‎①该棱镜的折射率n；‎ ‎②光在棱镜中的传播时间t。‎ ‎2020〜2020学年度孝感市重点高中协作体期末考试 高二物理参考答案 ‎1．B 2．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．B 8．AC 9．BD 10．AD 11．BC 12．AC ‎13．（1）>（1分）‎ ‎（2）水平（1分）‎ ‎（3）不需要（1分）m1x1＋m2x3（2分）‎ ‎14．（1）D（1分） G（1分）‎ ‎（2）0.580（2分）‎ ‎（3）3.00（2.98〜3.00均给分）（1分）2.0（2.17〜2.22均给分）（2分）‎ ‎3.00（2.97〜3.09均给分）（1分）‎ ‎（4）1.6×10－6（2分）‎ ‎15．解：（1）ab棒的初速度（1分）‎ 开始时回路中的感应电动势最大值Em＝2BLv0（1分）‎ cd棒中最大感应电流（2分）‎ ‎（2）cd棒的最大安培力Fm＝BImL（1分）‎ cd棒的最大加速度（2分）‎ ‎（3）当两棒中感应电动势大小相等时达到稳定状态，有B×2Lvab＝BLvcd（1分）‎ 由ab棒与cd棒中感应电流大小总是相等，可知安培力对ab棒与cd棒的冲量大小关系为 Iab＝2Icd（1分）‎ 对ab棒有I0—Iab＝2mvab（1分）‎ 对cd棒有Icd＝mvcd（1分）‎ 解得，。（1分）‎ ‎16．解：（1）带电粒子在磁场中运动有qvB＝m 得（2分）‎ 如图甲，轨迹直径的另一端在薄板上M点时粒子落点为右侧最远点，显然OM＝2r＝‎0.50m，O'M＝‎0.30m（2分）‎ 轨迹与薄板左侧相切于N点时粒子落点为左侧最远点，NO2延长交x轴于N'点，分析可得 O2N'＝‎0.4m—‎0.25m＝‎0.15m（2分）‎ 得ON'＝‎‎0.20m 解得O'N＝‎0.20m（2分）‎ 被打中区域长MN＝‎0.50m（2分）‎ ‎（2）如图乙，依题意可知，圆形虚线为磁场边界，当其半径等于轨迹半径时，过O和射出点K做磁场区域圆Q1的两个半径Q1O、QK，过O和射出点K做粒子轨迹圆Q2的两个半径Q2O、Q2K，分析可知Q2KQ1O为棱形（3分）‎ 可得Q2K与x轴平行，粒子射出磁场时方向与x轴垂直，粒子离开圆形磁场时，速度方向均沿y轴正方向垂直打到薄板上。（2分）‎ 当初速度方向沿y轴正方向时，轨迹最短，最短时间（2分）‎ 当速度方向沿y轴负方向时，轨迹经x轴上的P点后垂直打到薄板上，轨迹最长，最长时间 ‎（3分）‎ ‎17．[选修3—3]‎ ‎（1）ABD（5分）‎ ‎（2）解：①气泡在水箱底部时的压强p1＝p0＋ρgh（2分）‎ 由状态方程p1V1＝p2V2（2分）‎ 解得V2＝0.22mL（1分）‎ ‎②气体的温度T2＝273＋t1—Dt（2分）‎ 由气体状态方程（2分）‎ 解得Dt＝‎30℃‎（1分）‎ ‎18．[选修3—4]‎ ‎（1）BDE（5分）‎ ‎（2）解：①分析可知，光束经AB平行面折射后平行BC边，‎ 入射角i＝90°—θ＝60°，折射角γ＝30°（2分）‎ 由折射定律可知（2分）‎ 得n＝（1分）‎ ‎②分析可知，光在棱镜中的传播距离（1分）‎ 光在棱镜中的传播速度（2分）‎ 光在棱镜中的传播时间t＝5×10－10s。（2分）‎