【物理】山西省吕梁孝义市2019-2020学年高二下学期期末考试（解析版）

【物理】山西省吕梁孝义市2019-2020学年高二下学期期末考试（解析版）

‎2019－2020学年第二学期高二期末教学质量检测试题(卷)‎ 物理(B)‎ 考试时间90分钟，满分100分。‎ 一、选择题(共42分。1－10题单选，每题3分，共30分；11－13题多选，每题4分，共12分。漏选得2分，错选不得分)‎ ‎1.关于近代物理，下列说法正确的是 A.α射线是高速运动的氦原子 B.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 C.核聚变反应方程，表示中子 D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 ‎2.如图甲，合上开关，用光子能量为2.6eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.50V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.50V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为1V时，逸出功及电子到达阳极时的最大动能为 A.1.6eV 0.5eV B.2.1eV 1.5eV C.1.9eV 2.1eV D.3.1eV 4.5eV ‎3.如图所示，一个质量为m1＝60kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2＝20kg，当静止时人离水面的高度为h＝6m，长绳的下端刚好和水面接触。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离水面高度约是(可以把人看做质点)‎ A.4.8m B.3.6m C.5m D.4.5m ‎4.一弹簧枪对准以5m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，射出速度为10m/s，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为4m/s。如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为 A.5颗 B.6颗 C.7颗 D.8颗 ‎5.如图所示是历史上的几个著名实验的装置，其中发现电子的装置是 ‎6.关于感应电动势、磁通量、磁通量的变化量，下列说法不正确的是 A.穿过回路的磁通量越大，磁通量的变化量不一定越大，回路中的感应电动势也不一定越大 B.穿过回路的磁通量的变化量与线圈的匝数无关，回路中的感应电动势与线圈的匝数有关 C.穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0‎ D.某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0‎ ‎7.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm。，最大感应电动势为Em。下列说法正确的是 A.当磁通量为最大时，感应电动势为最大 B.当磁通量增大时，感应电动势在增大 C.角速度ω等于 D.当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em ‎8.阻值不计的矩形导体线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示。则下列说法正确的是 A.在0.015s时，线圈平面与磁感线方向平行 B.电压表连接在线圈两端时，其示数为10V C.线圈两端电压的平均值为10V D.当接外电路时，线圈内的电流方向在1s内改变50次 ‎9.如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一只理想电压表V1后接在稳定的交流电源上；右侧串联灯泡L和滑动变压器R，R上并联一只理想电压表V2，下列说法中正确的是 A.若F不动，滑片P向下滑动时，V1示数不变，V2示数变大 B.若F不动，滑片P向下滑动时，灯泡消耗的功率变大 C.若P不动，滑片F向下移动时，V1、V2的示数均变大 D.若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大 ‎10.如图甲所示电路中，R、R1、R2为三只电阻，且R＝64R1＝64R2，R1＝R2＝36Ω变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只电阻的电功率相同。下列说法正确的是 A.变压器原副线圈的匝数比为1：2 B.副线圈两端输出的交变电流频率为50Hz C.电流表的示数为0.5A D.电压表的示数为18V ‎11.如图所示，光滑水平面上有一小车，小车上有一物体，用一细线将物体系于小车的A端，物体与小车A端之间有一压缩的弹簧，某时刻线断了，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上。则下述说法中正确的是 A.即使物体滑动中不受摩擦力，全过程机械能也不守恒 B.物体滑动中有摩擦力，则全过程系统动量不守恒 C.小车的最终速度与断线前相同 D.物体滑动中不受摩擦力，全过程系统的机械能守恒 ‎12.图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法正确的是 A.这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光频率最小 B.这群氢原子能发出6种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最长 C.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV ‎13.如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大，C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是 A.S闭合时，P灯、Q灯同时亮，P灯亮后变暗， Q灯逐渐变亮 B.S闭合时，然后P灯逐渐熄灭，Q灯变得更亮 C.S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭 D.S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分，第14－16题为必考题，每个试题考生都必须作答。[选修(3－3)]和[选修(3－4)]为选考题，考生根据要求作答。‎ ‎(一)必考题：3题，共43分。‎ ‎14.(8分)如图甲所示是某同学探究电阻的阻值规律时设计的电路图。‎ ‎(1)根据电路图，在图乙的实物上连线。‎ ‎(2)通过实验，他得到了该电阻的伏安特性曲线如图所示，由图可知，电阻的阻值随两端所加电压的升高而 。‎ ‎(3)他将这个电阻接入如图所示的电路中，已知电源电压为9V，R1＝30Ω，内阻不计的毫安表读数为500mA，则R2的阻值为 。‎ ‎15.(12分)如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l＝0.25m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，两棒两端都与导轨始终接触良好，已知两棒的质量均为0.02kg，电阻均为R＝0.1Ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B＝0.1T，棒ab在平行于导轨向上的力F作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。取g＝10m/s2，问：‎ ‎(1)通过cd棒的电流I是多少，方向如何?‎ ‎(2)棒ab受到的力F多大?‎ ‎(3)棒cd每产生Q＝0.1J的热量，力F做的功W是多少?‎ ‎16.(23分)如图所示，水平面以CK(虚线所示)为界左侧光滑，右侧粗糙并且存在有水平向右的匀强电场，滑块与粗糙水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2，一长为L＝1.8m的轻杠上端有一个质量为M＝1kg的小球，轻杠用铰链固接在地面上，并处于竖直位置，同时与一带电的质量为m的滑块(分离后可看做质点)相接触，滑块m与所有的接触物体都彼此绝缘，由于轻微扰动是系统发生运动，已知轻杠在小球M与滑块脱离时刻与水平面成α＝30°，当滑块滑到AB(sAB＝5m)区间一直受到水平向右的恒力F＝24.7N作用，然后滑块通过BC；滑块m经过C点时开始计时，沿水平地面向右做直线运动，经过0.5s物体向右移动了3m到达D点；若t时刻撤去匀强电场，滑块m最后停在C的右方3.625m处。g＝10m/s2，求：‎ ‎(1)滑块的质量和小球与滑块分离时m的速度；‎ ‎(2)滑块进入电场时的速度和撤去电场的时刻t；‎ ‎(3)从滑块经过C点到最终停止，克服摩擦力做的功W1和克服电场力做的功W2。‎ ‎(二)选考题：共15分。请考生从给出的[选修(3－3)]和[选修(3－4)]两道题中任选题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。‎ ‎[选修(3－3)]‎ ‎(1)(单选题3分)两个分子从靠得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上。这一过程中，关于分子间的相互作用力，下列说法中正确的是 A.分子间的引力在减小，斥力在增大 B.分子间的斥力在减小，引力在增大 C.分子间的相互作用力的合力先减小后增大，再减小 D.分子间的相互作用力的合力先减小后增大 ‎(2)(多选题4分。漏选得2分，错选不得分)如图所示表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中平行于横轴，ab的延长线过原点，以下说法正确的是 A.从状态a到b，气体温度升高 B.从状态b到c，气体体积增大 C.从状态d到c，气体体积增大 D.从状态d到a，气体体积增大 ‎(3)(8分)如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为1.5×10－3m2汽缸内有质量m＝3kg的活塞。活塞与汽缸壁密封良好，不计摩擦，开始时活塞被销子K固定于如图位置，离缸底15cm，此时汽缸内密闭气体的压强为2.0×105Pa，温度为400K，外界大气压为l.0×105Pa，g＝10m/s2?‎ ‎①现对密闭气体降温，当温度降到300K时，其压强为多大；‎ ‎②达到问题(1)的条件时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度为360K，则这时活塞离缸底的距离为多少?‎ ‎[选修3－4](1)(单选题3分)下列说法正确的是 A.激光测距是应用了激光相干性好的特点 B.光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理 C.在双缝干涉实验中要使条纹变宽，可采用的办法是将入射光由绿光变为红光 D.A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，B光先发生全反射 ‎(2)(多选题4分。漏选得2分，错选不得分)如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置。t＝0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是 A.波传播到质点d时，质点d开始振动的方向沿y轴正方向 B.0～4s内质点c运动的路程为12cm C.4～4.5s内质点d的加速度正在逐渐减小 D.6s时质点e第一次回到平衡位置 E.各质点都振动起来后，a与d的振动方向始终相反 ‎(3)(8分)如图所示，平行玻璃板的厚度d＝6cm，光线AB以入射角θ1＝45°从空气射到平行玻璃板的上表面，经两次折射后从玻璃板的下表面射出。已知玻璃的折射率n＝。求出射光线CD相对于入射光线AB偏离的距离δ。‎ ‎【参考答案】‎ 一、 选择题 ‎1【答案】C ‎【解析】试题分析：α射线是高速运动的氦核流，不是氦原子．故A错误．根据光电效应方程Ekm=-W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故B错误．核聚变反应方程12H+13H-→24He+01n中，01n表示中子．故C正确．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征．故D错误．‎ 考点：本题考查了放射性元素的衰变、光电效应方程、玻尔理论、核聚变等知识 ‎2【答案】B ‎【解析】设用光子能量为的光照射时，光电子的最大初动能为，阴极材料逸出功为，当反向电压达到：以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极 因此，有： 由光电效应方程： 由以上二式：，。 所以此时最大初动能为，该材料的逸出功为。 当电压表读数为时，则电子到达阳极时的最大动能为：，故B正确，ACD错误；‎ ‎3【答案】D ‎【解析】设人的速度v1，气球的速度v2，根据人和气球动量守恒得：，所以，气球和人运动的路程之和为h=6m，则，，即人下滑，气球上升，所以人离地高度为，故D正确，ABC错误。‎ ‎4【答案】D ‎【解析】以木块的初速度方向为正方向，设第一颗铅弹打入后，设铅弹和木块的共同速度为v1， 即：，解得：，设要使木块停下来或反向运动，总共至少打入n颗铅弹，以铅弹与木块组成的系统为研究对象，由动量定恒得：，则，即：n ‎≥7，总共至少要打入7颗铅弹．即还需要再打入6个，故B正确，ACD错误。‎ ‎5解析　汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子，故选项B正确。‎ 答案　B ‎6．【答案】　D ‎【解析】　E＝n的理解可以与加速度的定义式a＝类比，感应电动势与磁通量、磁通量的变化量均无关，而与磁通量的变化率有关．具体关系为：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，且磁通量的变化率可以等效为一匝线圈产生的感应电动势．‎ ‎7．【解析】　根据正弦式交变电流的产生及其变化规律知(设从中性面开始)，e＝Emsin ωt＝BSωsin ωt＝Φmωsin ωt可知选项C正确。‎ 答案　C ‎8．【答案】A解析　线圈两端电压为最大时，通过线圈的磁通量为0(线圈平面与磁感线方向平行)，选项A正确,电压表示数为有效值U＝＝14.14 V，选项B错误；由于电压随时间按正弦规律变化，平均值不是10 V，选项C错误；0.01 s时；当连接外电路时，线圈内的电流方向在1 s内改变100次，选项D错误。‎ 答案　A ‎9. 【答案】A ‎【解析】　若F不动，滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，则副线圈回路中总电阻变大，则回路中电流减小，灯泡两端电压减小，功率变小，滑动变阻器两端电压变大，V2的示数变大，而原线圈两端电压不变，则A正确，B错误；若P不动，滑片F向下移动时，根据理想变压器特点可知原线圈两端电压不变，副线圈两端电压减小，则副线圈回路中电流变小，灯泡L消耗的功率减小，电压表V2的示数变小，C、D错误．‎ ‎10.解析　副线圈中电流I2＝16I0，而原线圈中电流I1＝I0，则变压器原副线圈的匝数比n1∶n2＝I2∶I1＝16∶1，选项A错误；由乙图可知交变电流的周期T＝0.02 s，则频率f＝＝50 Hz，变压器不改变交变电流的频率，选项B正确；电流表的示数IA＝I2＝16I0＝ A，选项C错误；U1＝U2＝12 V，电压表示数为12 V，选项D错误。‎ 答案　A ‎11【答案】AC ‎【解析】物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹性碰撞，系统机械能有损失，所以全过程系统的机械能不守恒，A正确D错误；取小车、物体和弹簧为一个系统，则系统水平方向不受外力（若物体在滑动有摩擦力，为系统的内力），全过程系统的动量守恒，B错误；取系统的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律可知，物体沿车滑动到B端粘在B端的油泥上后系统共同的速度与初速度是相同的，C正确．‎ ‎12【答案】AD ‎【解析】A.这群氢原子能发出种频率不同的光，根据玻尔理论得知，从n=3跃迁到n=2所发出的光能量最小，由得知，频率最低，波长最长，故A正确、B错误；‎ 从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，光照射逸出功为2.49eV的金属钠，所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程得 ‎，故C错误，D正确。‎ ‎13．【答案】BD ‎【解析】　当S闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，L相当于断路，电容C较大，相当于短路，当电流稳定时，L相当于短路，电容C相当于断路，故P灯先亮后灭，Q灯逐渐变亮；当S断开时，灯泡P与自感线圈L组成了闭合回路，灯泡P中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡Q组成闭合回路，电容器放电，故灯泡Q逐渐熄灭，选项B，D正确．‎ 二、非选择题（一）必考 ‎14解析　(2)由电阻伏安特性曲线可知：随电流、电压的增大，曲线斜率也增大，因此热敏电阻的阻值减小。‎ ‎(3)毫安表内阻不计，则通过R1的电流I1＝＝ A＝300 mA。‎ 通过R2和R的电流为 I2＝IA－I1＝500 mA－300 mA＝200 mA，‎ 由R的伏安特性曲线可以读出，当I2＝200 mA时，R两端的电压为U＝4 V，‎ 则R2两端的电压U2＝E－U＝5 V，‎ 所以R2＝＝ Ω＝25 Ω。‎ 答案　(1) (3分)连接实物图如图所示 ‎(2)减小(2分) (3)25 Ω(3分)‎ ‎15(12分)(1)4 A　方向由d到c　(2)0.2 N　(3)0.4 J 解析　(1)棒cd受到的安培力Fcd＝IlB 棒cd受力平衡，‎ 则Fcd＝mgsin 30°(1分)‎ 联立并代入数据解得I＝4 A(1分)‎ 电流方向由d到c.(1分)‎ ‎(2)棒ab与棒cd受到的安培力大小相等Fab＝Fcd(1分)‎ 对棒ab由平衡条件有F＝mgsin 30°＋IlB(2分)‎ 代入数据解得F＝0.2 N(1分)‎ ‎(3)设在时间t内棒cd产生Q＝0.1 J的热量，‎ 由焦耳定律可知Q＝I2Rt(1分)‎ 设ab棒匀速运动的速度大小为v，‎ 则产生的感应电动势E＝Blv(1分)‎ 由闭合电路欧姆定律知I＝(1分)‎ 由运动学公式知，在时间t内，棒ab沿导轨的位移x＝vt 力F做的功W＝Fx(1分)‎ 综合上述各式，代入数据解得W＝0.4 J.(1分)‎ ‎16（23分）解析:(1)设分离时小球的速度为v0，滑块的速度为v1,‎ 对小球有 (2分)‎ ‎ (1分)‎ 滑块的水平速度和小球的水平分速度相等 (1分)‎ 利用机械能守恒 得m=4 kg (2分)‎ (2) 设滑块进入电场时滑块的速度为v2由动能定理 （2分）‎ 得： （1分）‎ ‎ 设滑块受到的电场力为F1 , ‎ 由0.5s走3m得a=-8m/s2 滑块向右减速到零所用时间 （1分）‎ 位移大小 （1分） ‎ 根据牛顿第二定律： 得F1= -24N （可知该电荷带负电） （1分） ‎ ‎ 所以撤去电场的时刻一定在返回的过程中，滑块向左运动的加速度大小为 （1分）‎ 再经过时间t2 撤去电场 （1分）‎ 向左总位移大小 （1分）‎ 由动能定理有 （1分） ‎ ‎ （1分）‎ 所以 （1分）‎ 则撤去电场的时刻 （1分）‎ (3) 由上式中 （2分）‎ ‎ （2分）‎ ‎（二）选考题（共15分）‎ ‎（3—3）‎ ‎（1）【答案】C ‎【详解】AB.当分子间距增大时，分子之间的引力和斥力都同时减小，故AB错误；‎ CD.当两个分子从靠近的不能再近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，达到分子间距等于r0的过程，分子间的相互作用力（合力）减小，当从r0再增大时，分子引力减小的较慢，故合力表现为引力，且增大，然后增大到某一值，又减少，至直到大于分子直径的10倍，引力与斥力均几乎为零，其合力为零，故C正确，D错误。‎ ‎（2）【答案】BC ‎【解析】A.从状态a到b是一个等容变化过程，随压强的减小，气体的温度降低，故错误；‎ B.从状态b到c是一个升压、升温的过程，同时体积增大，故B正确。‎ C.从状态d到c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大，故C正确；‎ D.从状态d到a是一个等压、降温的过程，同时体积减小，故D错误；‎ ‎（3）【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】 (1)气体体积不变，由查理定律得 解得：‎ ‎(2)‎ 设气体温度为360K时活塞离起底的距离为，‎ 由理想气体状态方程得，，解得：。‎ ‎（3-4）‎ ‎（1）．C　由于激光的平行性好，激光传播很远的距离后仍能保持一定的强度，常用来精确测距离，A错误；；用光导纤维束传送图象信息，这是光的全反射的应用，B错误；在双缝干涉实验中，条纹间距Δx＝λ，要使条纹变宽，可以增大l、减小d或将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光，C正确；频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以A、B两种光从相同的介质入射到真空中，若A光的频率大于B光的频率，则逐渐增大入射角，A光先达到临界角而发生全反射，D错误。‎ ‎　（2）答案　AE 解析　由振动图象可知，振动周期为2 s，波长为λ＝vT＝4 m，质点a开始起振的方向为y轴正方向，故波传播到质点d时，质点d开始振动的方向也沿y轴正方向，选项A正确；振动传到b点需要的时间为2 s，故在剩下的2 s内，质点b通过的路程为4A＝8 cm，选项B错误；第4 s时刻振动传到e点，此时d点在平衡位置向下振动，故4～4.5 s内质点d的加速度正在逐渐增大，选项C错误；振动传到e点需时间4 s，故6 s时质点正好振动一个周期第二次回到平衡位置，选项D错误；因ac之间正好相差1.5个波长的距离，故各质点都振动起来后，a与c的振动方向始终相反，选项E正确．‎ ‎（3）解析　由光路图可知：‎ 设折射角为，由折射定律n＝‎ 得：＝30°‎ 由图中的几何关系得：‎ 侧移量δ＝＝ cm