【物理】广西桂林市2019-2020学年高二下学期期末考试质量检测试卷（解析版）

【物理】广西桂林市2019-2020学年高二下学期期末考试质量检测试卷（解析版）

桂林市2019~2020学年度下学期期未质量检测 高二年级 物理 ‎（考试用时90分钟，满分110分）‎ 第Ⅰ卷（选择题，共43分）‎ 一、选择题：（本大题共13小题，共43分。第1~9为单选题，每小题3分；第10~13为多选题，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，不选或选错不得分）‎ ‎1. 为了降低远距离输电过程中电能的损耗，下列方法可行的是（　　）‎ A. 增加输电线的电阻 B. 降低输电电压 ‎ C. 提高输电电压 D. 降低输电线架设的高度 ‎【答案】C ‎【解析】A．根据，增加输电线的电阻会增加电能的损耗，故A错误；‎ BC．根据，，增加输电电压U会降低远距离输电过程中电能的损耗，故B错误，C正确；‎ D．降低输电线架设高度对是否降低远距离输电过程中电能的损耗无影响，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2. 交流发电机在工作时的电动势为，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】感应电动势的瞬时值表达式为e=sinωt，当将其电枢的转速提高一倍时，由可知，角速度增加一倍，最大感应电动势 则感应电动势增加一倍，所以其表达式变为 故选D。‎ ‎3. 关于我国家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电流方向每秒钟改变50次 ‎ B. 电压表达式为 C. 额定电压为的灯泡可以直接接入使用 ‎ D. 耐压为的电容器可以直接接入使用 ‎【答案】C ‎【解析】A．家庭照明电路所用的交变电流，频率为50Hz，则交流电流方向每秒改变100次，选项A错误；‎ B．家庭照明电路频率f=50Hz，则 所以电压表达式为 选项B错误；‎ C．照明电路的电压是指有效值为220V，所以额定电压为200V的灯泡可以直接接入使用，选项C正确；‎ D．交变电压最大值 耐压为200V的电容器接入照明电路要被击穿，选项D错误。故选C。‎ ‎4. 如图所示，在一蹄形磁铁下面放一铜盘，马蹄形磁铁和铜盘均可以自由地绕轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触，当磁铁绕轴转动时，铜盘将（　　）‎ A. 以相同的转速与磁铁同向转动 B. 以较小的转速与磁铁同向转动 C. 以相同的转速与磁铁反向转动 D. 以较小的转速与磁铁反向转动 ‎【答案】B ‎【解析】因磁铁的转动，引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流，进而受安培力作用而发生转动，由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动，所以铜盘与磁铁同向转动，又由产生电磁感应的条件可知，线圈中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化，故铜盘转动方向与磁铁相同而转速小，不能同步转动。故选B。‎ ‎5. 如图所示，一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中，若要使圆环中产生如图中箭头所示方向的感应电流，下列方法可行的是(　　)‎ A. 仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大 B. 仅使圆环绕水平轴ab如图转动30°‎ C. 仅使圆环绕水平轴cd如图转动30°‎ D. 保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动 ‎【答案】A ‎【解析】A.原磁场的方向向上，圆环中顺时针(从上向下看)方向的感应电流的磁场方向向下，与原磁场的方向相反，所以穿过圆环的磁通量应增大.仅使匀强磁场的磁感应强度均匀增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环产生顺时针(从上向下看)方向的感应电流，选项A正确；‎ BC.仅使圆环绕水平轴ab或cd按题图所示方向转动30°，转动过程中穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中产生逆时针(从上向下看)方向的感应电流，选项B、C错误；‎ D.保持圆环水平并仅使其绕过圆心的竖直轴转动，穿过圆环的磁通量保持不变，不能产生感应电流，选项D错误.‎ ‎6. 如图为玻尔为了解释氢原子光谱而画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（　　）‎ A. 最多只能辐射出3种频率的光子 B. 可辐射出能量为的光子 C. 氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线 D. 在辐射出的光子中，从跃迁到辐射的光子能量最小 ‎【答案】D ‎【解析】A．一群氢原子处于的激发态自发地跃迁到较低能级时，最多只能辐射出光子的种类有种 选项A错误；‎ B．处于的激发态自发地跃迁到较低能级时，最大可辐射出光子的能量为 选项B错误；‎ C．由于能级差是量子化的，可知辐射的光子能量是量子化的，所以氢原子跃迁时，只能发出特定频率的光谱线，选项C错误；‎ D．在辐射出的光子中，从跃迁到辐射的光子能量最小，选项D正确。‎ 故选D。‎ ‎7. 如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是（　　）‎ ‎ ‎ A. 卢瑟福通过粒子散射实验否定了原子的核式结构模型 B. 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强 C. 电压相同时，光照越强，光电流越大，遏止电压和光的强度无关 D. 链式反应属于轻核的聚变 ‎【答案】C ‎【解析】A．卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的“枣糕模型”结构，提出了原子的“核式结构模型”，A错误；‎ B．中间没有偏转的为粒子，电离能力最弱，而穿透能力最强，B错误；‎ C．由图可知，光照越强，光电流越大，但遏止电压是一样，说明遏止电压与光的强度无关，C正确；‎ D．链式反应属于重核的裂变，D错误。故选C。‎ ‎8. 如图甲所示，在匀强磁场中有一个匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，则（　　）‎ A. 在时，线圈中的感应电动势为零 B. 所产生交变电流的感应电动势的有效值为 C. 所产生交变电流的感应电动势的最大值为 D. 线圈从图示位置转过时穿过线圈的磁通量变化最快 ‎【答案】B ‎【解析】A．时，磁通量为0，磁感线与线圈平行时，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，选项A错误；‎ C．由图知角速度 最大感应电动势 选C错误；‎ B．感应电动势的有效值为 选项B正确；‎ D．线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°时，磁通量最大，磁通量变化率为0，选项D错误。故选B。‎ ‎9. 一个静止的铀核（原子质量为）放出一个粒子（原子质量为）后衰变成钍核（原子质量为）。已知相当于的能量。则（　）‎ A. 释放出的核能约为 B. 核反应过程中系统能量不守恒 C. 铀核的比结合能大于钍核的比结合能 D. 若释放的核能全部转化为钍核和粒子的动能，则粒子的动能小于钍核的动能 ‎【答案】A ‎【解析】A．核反应中质量亏损 根据质能方程可知释放出的核能 选项A正确；‎ B．核反应过程中系统动量守恒，能量也守恒，选项B错误；‎ C．铀核衰变过程释放能量，生成的钍核更稳定，比结合能大于铀核的比结合能，选项C错误；‎ D．衰变的过程中系统动量守恒，钍核和粒子的动量p大小相等，又 根据可知 选项D错误。故选A ‎10. 下列关于感应电动势的说法中，正确的是（　　）‎ A. 感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量成正比 B. 感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化量成正比 C. 感应电动势大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比 D. 不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就产生感应电动势 ‎【答案】CD ‎【解析】ABC．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化率成正比，跟穿过回路的磁通量与磁通量的变化量无关，AB错误，C正确；‎ D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势，如果电路闭合，电路中同时产生感应电流，D正确。故选CD。‎ ‎11. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 氢弹是利用链式反应制成的 ‎ B. 温度升高不会改变元素的半衰期 C. 太阳能来源于太阳内部核裂变时释放的核能 ‎ D. 核反应堆是利用重核裂变反应制成的 ‎【答案】BD ‎【解析】A．原子弹是利用链式反应制成的，氢弹是利用轻核聚变反应制成的，选项A错误；‎ B．温度升高不会改变元素的半衰期，选项B正确；‎ C．太阳能来源于太阳内部核聚变时释放的核能，选项C错误；‎ D．核反应堆是利用重核裂变反应制成的，选项D正确。故选BD。‎ ‎12. 某同学在研究电容器、电感器对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，、是两个完全相同的灯泡。当双刀双掷开关置于3、4时，电路与交流电源接通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是（　　）‎ A. 当开关置于1、2时，稳定后亮、不亮 B. 当开关置于3、4时，频率增加且稳定后，变亮、变暗 C. 当开关置于3、4时，交流电频率增大，变暗，变亮 D. 当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开，将会立即熄灭 ‎【答案】AC ‎【解析】A．当开关置于1、2时，接的是直流电，稳定后，电感的感抗减小，亮，电容的容抗无穷大，是断路，不亮，A正确；‎ B．当开关置于3、4时，频率增加且稳定后，因电容器阻碍减小，线圈阻碍增大，导致变暗、变亮，B错误；‎ C．开关置于3、4时，当交流电频率增大时，电容器阻碍减小，线圈阻碍增大，所以变暗，变亮，C正确；‎ D．当开关从置于1、2的稳定状态下突然断开，电容器要放电，由于线圈对电流的阻碍作用，导致将不会立即熄灭，D错误。故选AC。‎ ‎13. 如图所示，水平放置的光滑金属导轨固定在磁感应强度大小为、方向与所在平面垂直的匀强磁场中，为的角平分线。时刻，单位长度电阻恒定的金属棒在水平外力作用下从点由静止向右做匀加速直线运动，运动中与导轨接触良好且垂直。设回路中感应电流的大小为，金属棒受到的安培力的瞬时功率为，水平外力大小为，流过回路横截面的电荷量为，导轨电阻不计，则下列关于、、、随时间变化的图象中可能正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】A．设导体棒的加速度为a，经过时间t，则导体棒的运动的距离x=vt 导体棒的有效长度L=2vttanθ 导体棒的电阻R=r‎0L 感应电动势E=BLv 则回路电流 选项A正确；‎ B．金属棒受到的安培力的瞬时功率为 选项B错误；‎ C．根据牛顿第二定律F-F安=ma 解得水平外力大小 则选项C错误；‎ D．流过回路横截面的电荷量为 选项D正确。故选AD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题，共67分）‎ 二、填空题：（请将正确答案填在答题卷的相应位置。共12分）‎ ‎14. 图示是研究光电效应的电路图，阴极和阳极是密封在真空玻璃管中的两个电极，在受到光照时能够发射光电子。阳极吸收阴极发出的光电子，在电路中形成电流。‎ ‎(1)如果保持变阻器的滑片位置不变，也不改变入射光的频率，而增大入射光的强度，通过电流表的电流将会______（填“增大”“减小”或“不变”）‎ ‎(2)如果将电源（电源电动势足够大）的正负极对调，当入射光的频率增加时，为了测量遏止电压，移动变阻器的滑片，当电流表电流刚减小到零时，电压表的示数为，则阴极的逸出功为______（已知电子电荷量为，普朗克常量为，可见光的频率为）。‎ ‎【答案】 (1). 增大 (2). ‎ ‎【解析】(1)[1]如果保持变阻器的滑片位置不变，也不改变入射光的频率，而增大入射光的强度，则单位时间内产生的光电子的数目增加，所以通过电流表的电流将会增大 ‎(2)[2]当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，根据动能定理得 根据光电效应方程知 则 ‎15. 利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的关系图线。‎ ‎(1)由图甲知，加在灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻______（填“增大”“减小”或“不变”）；‎ ‎(2)实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器（阻值范围）、滑动变阻器（阻值范围）、电动势为的电源（不计内阻）小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是______（选填“”或“”）；请在图乙的方框中画出该实验的电路图______；‎ ‎(3)如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为，则此时小灯泡的电功率为_______。（结果保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 增大 (2). (3). 0.69(0.66~072均可)‎ ‎【解析】(1)[1]由灯泡图像斜率表示灯泡电阻可知，加在灯泡两端的电压增大时，小灯泡的电阻增大 ‎(2)[2][3]为方便实验操作，滑动变阻器可以选 ‎，小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示 ‎(3)[4]由图甲可知，通过灯泡的电流是‎0.3A时，灯泡两端电压是2.3V，则灯泡功率 由于误差(0.66W~072W均可)‎ 三、计算题：（解答应写出必要的文字说明、方程式及计算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位。本题3个小题，共35分）‎ ‎16. 如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器。升压变压器的原、副线圈匝数之比为，在的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，若的“用电设备”两端的电压为，且“用电设备”消耗的电功率为，不考虑其它因素的影响，则：‎ ‎(1)的原线圈两端的电压为多少?‎ ‎(2)流过的电流是多少？‎ ‎(3)的原线圈输入的电功率为多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】(1)由题可以知道，根据可得到 ‎(2)再根据 则 ‎(3)输电线上损失的电功率为 则的原线圈输入的电功率为 得 ‎17. 如图所示，宽度为的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根质量为的导体棒放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求：‎ ‎(1)在闭合回路中产生的感应电流的大小；‎ ‎(2)当导体棒移动时撤去拉力，求整个过程直到静止时电阻上产生的热量。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)感应电动势为 感应电流为 ‎(2)导体棒移动的时间为 根据焦耳定律 根据能量守恒 电阻上产生的热量 ‎18. 如图所示，在匝数匝、截面积的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场，均匀变化。两相互平行、间距的金属导轨固定在倾角为的斜面上，线圈通过开关S与导轨相连。一质量、阻值的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的位置，、等高。一阻值的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂直于斜面向上的磁感应强度的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长，线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度取。电子电荷量。‎ ‎（1）闭合开关S时，金属杆受到沿斜面向下的安培力为，请判断流过 的电流方向，并求出磁感应强度的变化率；‎ ‎（2）断开开关S，解除对金属杆的锁定，从处由静止释放，经过，金属杆下滑，求此时金属杆的速度；‎ ‎（3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子（即金属原子失去电子后的部分）的碰撞，请建立合适的自由电子运动模型，求出第（2）问情境中，当金属杆最终匀速下滑时，金属杆中金属离子对一个自由电子沿杆方向的平均阻力的大小。‎ ‎【答案】（1）电流由流向，；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）闭合开关时，金属杆受到沿斜面向下的安培力，由左手定则可知金属杆中的电流由流向 线圈中的感应电动势 金属杆中的电流为 金属杆受到的安培力为 联立解得 ‎（2）根据动量定理得 平均电流为 平均电动势为 得到速度为 ‎（3）匀速时 金属杆中的一个电子定向匀速运动，内电压对其做的正功等于克服阻力做的功 ‎ ‎ 联立解得 四、选考题：（共20分。共两道题，其中第19题为选修3-3部分内容，第20题为选修3-4部分内容，请考生从两题中任选一题作答，若两题都作答，则按第19题计分。请将答案填写在答题区域指定位置上）‎ ‎【选修——3-3】‎ ‎19. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 气体放出热量，其分子的平均动能就减小 B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 C. 当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D. 第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律 E. 某气体的摩尔体积为，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 ‎【答案】BCD ‎【解析】A．温度是分子平均动能的标志；根据热力学第一定律可知，气体放出热量，气体温度不一定降低，其分子平均动能不一定减小，故A错误；‎ B．布朗运动是固体小颗粒的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动，故B正确；‎ C．当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的减小而增大，克服分子力做功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，故C正确；‎ D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故D正确；‎ E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加德罗常数不能表示为，气体此式不成立，故E错误。故选BCD ‎20. 如图一定质量的理想气体经等容过程到达状态，再经过等温过程到达状态，最后经等压过程回到状态。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在过程中气体的内能增加 B. 在过程中外界对气体做功 C. 在过程中气体对外界做功 D. 在过程中气体从外界吸收热量 E. 在过程中，单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少 ‎【答案】ABD ‎【解析】A．在过程ab中做等容升压，根据可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，故A正确；‎ B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，故B正确；‎ C．在过程ab中气体体积不变，根据W=p△V可知，气体对外界做功为零，故C错误；‎ D．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体从外界吸收热量，故D正确；‎ E．在过程ab中做等容升压，分子密度不变，则单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数不变，故E错误。故选ABD。‎ ‎21. 如图所示，汽缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口，活塞面积，封闭气体的体积为，温度为，大气压强，物体重力，活塞重力及一切摩擦不计。缓慢升高环境温度，封闭气体吸收了的热量，使活塞刚好升到缸口。求：‎ ‎(1)活塞刚好升到缸口时，气体的温度是多少？‎ ‎(2)汽缸内气体对外界做多少功？‎ ‎(3)气体内能的变化量为多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】(1)以封闭气体为研究对象 初态，‎ 末态 缓慢升髙环境温度，封闭气体做等压变化，则有 解得 ‎(2)设封闭气体做等压变化的压强为，活塞受力平衡有 汽缸内气体对外界做功 解得 ‎(3)由热力学第一定律得汽缸内气体内能的变化量 解得 故汽缸内的气体内能增加了。‎ ‎【选修——3-4】‎ ‎22. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 光由空气射入水中，波长变短 B. 泊松亮斑是光的干涉现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象 C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为黄光，则干涉条纹间距变窄 D. 在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制 E. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,与光源、观察者间的相对运动没有关系 ‎【答案】ACE ‎【解析】A．光从光疏介质进入光密介质时，波速变慢，频率不变，根据 波长变短，A正确；‎ B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，B错误；‎ C．光的双缝干涉实验中，根据 红长的波长大于黄光的波长，则干涉条纹间距变窄，C正确；‎ D．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电磁波中还原出来的过程叫解调是调制的逆过程，D错误；‎ E．由相对论可知，真空中的光速在任何参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系，E正确。故选ACE。‎ ‎23. 图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图，质点P、Q的平衡位置分别位于和处。图乙为介质中某一质点的振动图像，则（　　）‎ A. 该简谐横波的传播速度为 B. 时P质点振动到波谷 C. 时，质点P的位移为 D. 乙图可能是质点Q的振动图像 E. 乙图代表的质点的振动方程为 ‎【答案】ADE ‎【解析】A．根据图甲读出波长λ=‎4m，由图乙读出周期T ‎=0.4s，根据波长、周期和波速的关系得到波速；故A正确；‎ B．由于波沿轴正方向传播结合同侧法可知，在时质点P位于平衡位置且向上振动，经过0.1s即四分之一周期，P质点振动到波峰，故B错误；‎ C．从到质点P振动0.05s即八分之一周期，此过程中质点P的位移大于‎1cm，故C错误；‎ D．t=0.2s时，质点P由平衡位置沿y轴正方向振动，质点Q由平衡位置沿y轴负方向振动，对照图乙可知，图乙是质点Q的振动图象，故D正确；‎ E．由图乙读出振幅为‎2cm，周期0.4s，则角速度为 所以振动方程为 故E正确。故选ADE。‎ ‎24. 一条长直光导纤维的长度，内芯的折射率，在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角，一细束光从左端面中点射入内芯，（真空中光速；取，），试求：‎ ‎(1)为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射，光在左端面的入射角为多少？‎ ‎(2)若从左端射入的光能够不损失地传送到右端,则光在光导纤维内传输的时间最长为多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】(1)设光从左端面射入时的入射角为，折射角为，则 由折射定律得 则 解得 ‎(2)光在内芯的传播速度 当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角时，光传输的时间最长，此时光传播的路程 则最长时间 代入数值解得