【物理】山西省运城市2019-2020学年高二下学期期末测试试题

【物理】山西省运城市2019-2020学年高二下学期期末测试试题

运城市2019~2020学年度第二学期高二期末测试 物理 满分100分，考试时间90分钟。‎ 命题范围：选修3—2，选修3—5前两章，选修3—3，选修3—4。‎ 一、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1~8题只有一项符合题目要求，第9~12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，有选错的得0分．‎ ‎1．如图所示，线圈按下列方式在匀强磁场中匀速转动，能产生正弦交变电流的是 A． B． C． D．‎ ‎2．波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是 A．光电效应现象揭示了光的波动性 B．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面 C．黑体辐射的强度与温度无关 D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等 ‎3．两球在水平面上相向运动，发生正碰后都处于静止状态．则碰前两球的 A．动量大小一定相等 B．动能一定相等 C．质量一定相等 D．速度大小一定相等 ‎4．如图甲所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示．则下列说法正确的是 A．t=2s时，线圈中的感应电流最大 B．t=4s时，线圈中的感应电流为0‎ C．0~2s内线圈中有逆时针方向的感应电流 D．2s~4s内线圈中的感应电流逐渐增大 ‎5．图示是研究光电效应现象时，由甲、乙、丙三种光照射同一光电管所得的光电流I与光电管两端所加电压U的关系曲线，由图可知 A．甲、乙、丙三种光的频率互不相同 B．甲、乙两种光的频率相同，乙光的强度大于甲光的强度 C．丙光的频率大于甲光的频率，其强度一定大于甲光的强度 D．丙光的频率大于乙光的频率，其强度可能小于乙光的强度 ‎6．如图所示，理想变压器副线圈接有两个相同的灯泡L1和L2，原线圈接有效值恒定的交流电源．开始时开关S断开，则闭合开关S后 A．灯泡亮度不变 B．灯泡亮度增大 C．变压器输出功率不变 D．变压器输出功率减小 ‎7．如图所示，一矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动．产生的交变电动势的图象如u-t图中的正弦曲线所示，则下列说法正确的是 A．t=0时刻，穿过线圈平面的磁通量最小 B．t=3×l0-2s时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率最小 C．线圈在磁场中转动的角速度为50πrad/s D．线圈中感应电动势的表达式为 ‎8．用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射光电管时，电流表 的示数为0.2mA．移动滑动变阻器的滑片c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表的示数为0．则下列错误的是 A．光电管阴极的逸出功为1.8eV B．开关S断开后，有电流流过电流表 C．光电子的最大初动能为0.7eV D．改用能量为1.5eV的光子照射光电势，电流表中也有电流，但电流较小 ‎9．A、B两船的质量均为m，静止在平静的湖面上．现A船中质量为的人从A船跳到B船，再从B船跳回A船……经n次跳跃后，人停在B船上．不计空气和水的阻力，下列说法正确的是 A．A、B两船组成的系统动量守恒 B．A、B两船和人组成的系统水平方向动量守恒 C．人停在B船上后，A、B两船的速度大小之比为1：1‎ D．人停在B船上后，A、B两船的速度大小之比为4：3‎ ‎10．如图所示，线圈L的电阻值与电阻R的阻值相等，两个灯泡A1和A2规格相同．下列说法正确的是 A．在闭合开关K瞬间，A2比A1先亮 ‎ B．在闭合开关K瞬间，A1比A2先亮 C．闭合开关K后，A2亮一小段时间后会慢慢熄灭 D．闭合开关K后，最终A2与A1一样亮 ‎11．交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m，降压变压器原、副线圈匝数比为n，输电导线电阻为r，用户的工作电压为U．下列说法正确的是 A．m<1 B．n<1‎ C．输电线上损失的功率为 D．输电线上损失的功率为 ‎12．如图甲所示，边长L=0.4m的正方形线框总电阻R=1Ω（在图中用等效电阻画出），方向垂直纸面向外的磁场充满整个线框平面．磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是 A．回路中电流方向沿逆时针方向 B．线框所受安培力逐渐减小 C．5s末回路中的电动势为0.08V D．0~6s内回路中产生的电热为3.84×10-2J 二、非选择题：共52分．第13~17题为必考题，每个试题考生都必须作答，第18~19题为选考题，考生根据要求作答．‎ ‎（一）必考题：共37分．‎ ‎13．（4分）如图所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．‎ ‎（1）若变阻器滑片P向右移动，则金属环A将向_____（填“左”或“右”）运动，并有_____（填“收缩”或“扩张”）趋势．‎ ‎（2）若断开开关S，则金属环A将_____（填“保持不动”“向左运动”或“向右运动”）．‎ ‎14．（6分）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．现用带竖直挡板的气垫导轨和带有挡光片的滑块1和2验证动量守恒定律，实验装置如图甲所示，实验步骤如下：‎ a．用天平分别测出滑块1、2的质量m1、m2‎ b．用游标卡尺测出滑块1、2上的挡光片的宽度d1、d2；‎ c．调整气垫导轨，使导轨处于水平；‎ d．在滑块1、2间放入一个被压缩的轻弹簧（图中未画出），用电动卡销锁定，静止放置在两光电门之间的气垫导轨上；‎ e．按下电钮，松开卡销，记录滑块1通过光电门1的挡光时间t1以及滑块2通过光电门2的挡光时间t2．‎ ‎（1）实验中测量的挡光片的宽度d1如图乙所示，则d1=______mm．‎ ‎（2）滑块到达光电门2时的速度大小为________（用对应物理量的符号表示）．‎ ‎（3）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式为________（用对应的物理量的符号表示）．‎ ‎15．（6分）如图所示，电阻不计的矩形线圈abcd共N=100匝，边长分别为lab=0.3m和lbc=0.4m，处于磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，线圈转轴OO＇与磁场方向垂直，转速，通过滑环和电刷对外供电，外电路电阻R=60Ω．求：‎ ‎（1）电压表的示数U；‎ ‎（2）电阻R上的电功率P．‎ ‎16．（9分）如图所示．水平面AC与倾角θ=30°的光滑斜面CD间用一小段光滑圆弧连接，B点左侧的水平面光滑、右侧的水平面粗糙．滑块甲、乙（均可视为质点）分别静止在A、B两点，B、C两点间的距离L=1m．现用一大小F1=2N、方向水平向右的推力推甲，经时间t1=1s推力的大小突然增大为F2=4N（方向不变），又经时间t2=2s撤去推力，之后甲与乙相碰并粘合在一起继续向右运动，最高能滑到斜面上的E点．已知甲的质量m1=2kg，乙的质量m2=0.5kg，甲、乙与水平面BC段间的动摩擦因数均为μ=0.6．取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）推力F的总冲量大小I和碰前甲的速度大小v1；‎ ‎（2）甲、乙到达C点时的速度大小vC以及C、E两点间的距离d．‎ ‎17．（12分）如图所示，竖直平面内两固定平行金属导轨间距为L，导轨上方接有电源和阻值为R的电阻．导轨内两匀强磁场区边界水平，高度均为h，上方磁场水平向内，下方磁场竖直向上，磁感应强度均为B．单刀双挪开关接通触点1．现将紧贴导轨的质量为m、有效电阻为r的金属棒ab从距磁场区H高处由静止释放，金属棒在离开上方磁场之前已做匀速运动．当金属棒进入下方磁场时，开关立即改接触点2，金属棒此后又匀速穿过下方磁场区．已知电源电动势为E0，电源内阻及导轨电阻不计，金属棒下滑过程中始终保持水平且与导轨良好接触，空气阻力不计，重力加速度为g．试求：‎ ‎（1）金属棒做匀速运动的速度v；‎ ‎（2）穿过上方磁场区过程中，金属棒中产生的热量Q：‎ ‎（3）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ．‎ ‎（二）选考题：共15分．请考生从2道题中任选一题作答．如果多做，则按所做的第一题计分．‎ ‎18．[选修3—3]（15分）‎ ‎（1）（5分）对于一定质量的理想气体，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．温度升高，所有分子运动速率都变大 B．温度升高，分子平均动能变大 C．气体分子无论在什么温度下．其分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点 D．温度升高，气体的压强一定增大 E．外界对气体做功，气体的温度可能降低 ‎（2）（10分）如图所示，两个粗细均匀的直角U形管导热良好，左右两管竖直且两端开口，管内水银柱的长度如图中标注，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为10cm、5cm．在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来高h=10cm．已知大气压强p0=76cmHg．环境温度恒定，求向左管注入的水银柱长度．‎ ‎19．[选修3—4]（15分）‎ ‎（1）（5分）手持较长软绳左端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，如图所示．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L．t时刻，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上．该简谐波是________（填“横波”或“纵被”），该简谐波的最大波长为________，最大传播速度为________ ．‎ ‎（2）（10分）某透明体外形如图所示，它由折射率相同．半径不同的两个共轴球体组成，大球外表面镀了一层不透光物质，且大球的球心O＇恰好在小球球面上，平行轴线的光束从半径为R的小球射入，会聚在轴线上的P点，光线的会聚角α=30°，真空中光速为c．求：（答案可以用三角函数表示）‎ ‎①透明体的折射率；‎ ‎②从两球体的交点处射入的光线．从进入透明体到达P点的时间．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．C 2．B 3．A 4．D 5．D 6．A 7．C 8．D 9．BD 10．BD 11．AC 12．CD ‎13．（1）右（2分） 扩张（1分） （2）保持不动（1分）‎ ‎14．（1）0.5 （2）‎ ‎（3）（其他结果只要合理，均可给分）（每空2分）‎ ‎15．解：（1）由题意可知，线圈的角速度ω=2πn（1分）‎ 线圈的感应电动势最大值（1分）‎ 电压表的示数（2分）‎ ‎（2）电流（1分）‎ 电阻R上的电功率P=UI=960W（1分）‎ ‎16．解：（1）整个过程中，推力F的总冲量大小为：（1分）‎ 解得：I=10N·s（1分）‎ 对甲，根据动量定理有：（1分）‎ 解得：．（1分）‎ ‎（2）根据动量守恒定律有：‎ ‎（1分）‎ 甲、乙碰撞后一起运动到C点的过程中，根据动能定理有．‎ ‎（1分）‎ 解得：（1分）‎ 甲、乙一起从C点运动到E点的过程中，根据机械能守恒定律有：‎ ‎（l分）‎ 解得：d=0.4m．（1分）‎ ‎17．解析：（1）当金属棒匀速下滑时有：‎ mg=BIL（1分）‎ 又（1分）‎ E=BLv（1分）‎ 联立以上各式解得：．（1分）‎ ‎（2）由能量转化与守恒定律得：‎ ‎（1分）‎ 又（1分）‎ 解得：．（1分）‎ ‎（3）在下方磁场中，有：‎ ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ ‎（1分）‎ 联立以上各式解得：．（1分）‎ ‎18．（1）BCE（5分）‎ ‎（2）解：初状态a、b两部分空气柱的压强：p1=90cmHg（1分）‎ 因右管水银面升高的高度10cm<12cm，故b空气柱仍在水平直管内．末状态a、b两部分空气柱的压强：‎ p2=100cmHg（l分）‎ 设末状态a、b两部分空气柱的长度分别为La2、Lb2；‎ 对a部分空气柱，根据玻意耳定律：（2分）‎ 对b部分空气柱，根据玻意耳定律：（2分）‎ 解得：La2=9cm，Lb2=4.5cm（1分）‎ 左管所注入的水银柱长度；（2分）‎ 解得：L=21.5cm（1分）‎ ‎19．（1）横波（1分） 4L（2分） （2分）‎ ‎（2）解：①连接AO＇，由几何关系知，折射角r=∠OAO＇+∠O＇AP=45°（1分）‎ 入射角i=∠OAO＇+∠AO＇O=60°（1分）‎ 则由折射定律：（2分）‎ 解得：．（2分）‎ ‎②由图中几何关系可知大球半径（1分）‎ 光线在球中的传播距离（1分）‎ 光线在球中的传播速度（1分）‎ 解得：（1分）‎