【物理】重庆市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试

【物理】重庆市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试

‎2020年重庆一中高2021级高二下期期中考试 物理测试试题卷 一、 单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得3分，选错得0分 ‎1．关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法不正确的是 A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进 B．该实验证实了汤姆孙的“西瓜模型”是错误的 C．α粒子发生大角度散射并不是α粒子撞到金原子核后发生反弹造成的 D．卢瑟福的“核式结构模型”很好的解释了氢原子光谱的分立特征 ‎2．下列说法符合历史事实的是 A．普朗克指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短 B．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程 C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但并没有准确测出其电量 D．查德威克用α粒子轰击Be，发现了质子 ‎3．放射性原子核经过n次α衰变和m次β衰变后，最终变为稳定的原子核，则 A．n=7，m=5 B．n=5，m=7 C．n=9，m=7 D．n=7，m=9‎ ‎4．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，某手机运营商通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109—6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109—2.64×109Hz，则 A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快 B．5G信号比4G信号波动性更显著 C．5G信号比4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站 D．无线电波是波长较短的电磁波 ‎5．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只能辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa＞νb＞νc，下列说法正确的是 A．照射氢原子的光子能量为12.75eV B．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νa C．从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νc D．光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应 ‎6．某同学在做如图所示的自感实验时，在灯泡两端并联了自感系数L很大的线圈，其直流电阻大于灯泡电阻。则关于该实验，下列说法正确的是 b a S A．开关S接通瞬间，灯泡会逐渐变亮 B．开关S接通稳定后，灯泡会熄灭 C．开关S断开后瞬间，流过灯泡的电流从b向a D．开关S断开后，灯泡会闪亮一下再熄灭 ‎7．原子核的比结合能与原子序数的关系如图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为A+B→C。对于金、铂等重金属的产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在该能量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为D+E→F，下列说法正确的是 A B C D E F 比结合能 原子序数 O A．较轻的核A和B聚合成C的过程中核子平均质量变大 B．重核F裂变成D和E的过程中，会产生质量亏损 C．较重的核D和E聚合成F的过程中，会释放较大能量 D．A和B聚合成C的过程中，C的结合能小于A和B的结合能之和 ‎8．若以M表示水的摩尔质量，Vm表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏伽德罗常数，m和v分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系正确的是 A． B． C． D．‎ ‎9．为了行驶安全，汽车轮胎在冬季和夏季的胎压应有差异。按照行业标准，冬夏两季的胎压分别为2.4atm和2.2atm。某地冬季路面的平均温度为7℃，夏季路面的平均温度为57℃。为了使胎压与标准一致，夏季来临时要给车胎放气。假设车胎密闭性良好，放气过程缓慢，且忽略放气前后车胎容积的变化。则放出的气体与胎内剩余气体分子数目的比值为 A． B． C． D．‎ ‎10．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的 -x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是 ‎ x x0‎ ‎-x0‎ O A B 甲 x0‎ x1‎ v1‎ v2‎ v x O 乙 A．A、B间距离为x1时分子力为零 B．A、B间距离为2（x1-x0）时分子力为零 C．释放时A、B系统的分子势能为 D．A、B间分子势能最小值为 二、 多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。‎ ‎11．下列说法中正确的有 A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动 B．理想气体的分子间作用力为零，分子势能为零（取无限远处势能为零）‎ C．温度相同的不同气体，分子的平均动能不同 D．物体的内能与物体的机械运动状态无关，内能与机械能可以相互转化 ‎12．由铅块包裹的放射源可以从右侧小孔向外发射α、β和γ三种射线，射线出射的速度方向均平行于纸面水平向右，速度大小分别为0.1c，0.99c和c（c为光速），且离开铅块后立刻进入匀强电场和匀强磁场并存的区域，其中电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向外，区域面积足够大。现调整匀强电场和匀强磁场的强度，使在该区域中仅能观察到两条轨迹a和b，则下列说法正确的是 a b 放射源 A．γ射线一定在a轨迹中 B．β射线一定在b轨迹中 C．a轨迹中可能同时包含α射线和γ射线 D．b轨迹中可能同时包含α射线和β射线 ‎13．一定质量的理想气体被封闭在容器中，其p－V图如图所示，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2。D→A为等压过程，B→C为等容过程。下列判断正确的是 p V O A B C D T1‎ T2‎ A．T1>T2‎ B．气体分子的平均速率vA = vB < vC = vD C．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少引起的 D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数ND>NA>NB>NC ‎14．某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机的内阻为r = 5.0Ω，产生的电动势随时间的变化规律如图甲所示。配电原理示意图如图乙所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5︰2，R1 = 5.0Ω，R2 = 5.2Ω，电压表电流表均为理想电表，系统正常运作时电流表的示数为I = 10A。则系统正常运作时下列说法正确的是 e/V t/s O ‎0.02‎ ‎0.01‎ 甲 乙 V A R1‎ R2‎ ‎～‎ 发电机 A．交流电压表的示数为720V B．灯泡的工作电压为272V C．变压器输出的总功率为2720W D．若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大 三、实验题（本题共2小题，共14分，请在答题卷上相应位置作答）‎ ‎15．某同学用DIS研究一定质量理想气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图所示。实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；③用图象处理实验数据。‎ ‎（1）在实验操作过程中，要采取以下做法：______是为了保证实验的恒温条件，_____是为了保证气体的质量不变。（填入相应的字母代号）‎ A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 D．在注射器光滑活塞一周涂润滑油 ‎（2）实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图象应是p ‎1/V O p ‎1/V O p ‎1/V O p ‎1/V O A B C D ‎16．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成。其原理是：当光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住．当光照消失时，电路中电流消失，衔铁N自动离开M．‎ M N a b A K 电源 衔铁 放大器 ‎（1）示意图中，为了尽可能增大光电流，a端应是电源的______极（填“正”或“负”）。‎ ‎（2）当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是 A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大 B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大 C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不变 D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大 ‎（3）已知用光照强度为Ja的a光和光照强度为Jb的b光照射该光电管，分别产生的光电流I随电源电压U的关系如图中曲线所示（其中电源按（1）问连接时电压为正），且在电源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成正比。则a光的频率______b光的频率（填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”）。实验发现，用光照强度为Ja的a光照射该光电管时，电压须大于+0.2V，继电器才能将衔铁吸附。若用光照强度为Jb的b光照射该光电管，调整电源电压，当继电器刚好不能将衔铁吸附时，电源电压为_____V（需指出正负）；若将电源电压调整为+1.6V，用a光照射该光电管，能使继电器将衔铁吸附的最小光强为______Ja（结果保留两位有效数字）。‎ I U/V O ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎-1.0‎ a光 b光 四、计算题（本题共4小题，依次为8分，8分，12分，12分，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）‎ ‎17．如图所示为一台小型发电机的示意图，该发电机内的矩形线圈面积为S = 0.2m2、匝数为N =100匝、电阻为r = 2.0Ω，线圈所处的空间是磁感应强度为B =T的匀强磁场，发电机正常供电时线圈的转速为n =r/min。已知外接灯泡的电阻R = 18Ω，其余电阻不计。线圈逆时针转动，发电机正常工作。若从图示位置开始计时，求：‎ ‎（1）0～内流过灯泡的电量q；‎ ‎（2）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功W。‎ V O O′‎ N S ‎18．α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生原子核氧17，新的粒子速度为3v0，且方向与α粒子初速度相同，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能。已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，质量数为A的原子核的质量为m的A倍，光速为c，求：‎ ‎（1）写出该反应的核反应方程式；‎ ‎（2）计算此反应过程中的质量亏损。‎ ‎19．如图所示，一粗细均匀的细玻璃管竖直置于水平地面上，内部灌有水银，左端封闭了一部分气体，右侧与大气相通。玻璃管底部长10 cm。起初两侧液面相差19 cm，气柱长19 cm。外界环境温度恒为27℃，大气压强为76cmHg，重力加速度为g = 10 m/s2。现通过几种方法，使玻璃管两侧液面相平，则：‎ ‎（1）若通过继续注入水银的方法使玻璃管两侧液面相平，求注入的水银柱的长度；‎ ‎（2）若通过加热管内气体的方法使玻璃管两侧液面相平，求需将温度升高到多少；‎ ‎（3）若玻璃管在纸面内沿水平地面匀加速运动，求使玻璃管两侧液面相平的加速度大小和方向。‎ ‎20．如图所示，平行、光滑、间距为L = 1 m的金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为θ = 37°，导轨底部有一与导轨垂直的绝缘固定挡板P。质量均为m = 0.1 kg的金属直杆a和b间系一轻质弹簧，a杆紧靠挡板P，b杆静止在导轨上。在b上方某处，沿导轨宽为d = 0.75 m的矩形范围内有垂直导轨向下的匀强磁场。质量也为m的金属直杆c从沿导轨方向距磁场上边界d的位置由静止释放。c杆恰好能匀速地穿过整个磁场，与b杆碰撞后立即与b杆结为一体，之后a杆恰好不能离开挡板P，c杆恰好没有再次进入磁场。已知c杆在导轨间的电阻为R = 4 Ω，其余所有电阻不计，弹簧始终没有超出弹性限度，g = 10 m/s2，sin37° = 0.6。‎ ‎（1）求磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）求b杆初始位置到磁场下边界在沿导轨方向的距离x和轻弹簧的劲度系数k；‎ ‎（3）若将c杆换成相同材料相同长度但截面积为c杆3倍的e杆，其余条件均不变，求a杆第一次刚要离开挡板P时be杆整体的速度大小。‎ a b c L d d θ P ‎【参考答案】‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ 答案 D C A C D C B C A D BD AC AD CD ‎15.（6分）（1）BC，AD（2）B ‎16.（8分）（1）正（2）BD（3）小于，-0.4，0.77—0.80‎ ‎17.（8分）解：（1）由 ‎ 可得，‎ ‎ ‎ （2） 线圈转动过程产生的交变电流电动势瞬时值为 又 回路电流的有效值为 外力做功等于回路产生的焦耳热，故 ‎18.（8分）解：（1）‎ ‎（2）反应过程遵循动量守恒，4mv0 = 3mv0 + 17mv 反应过程能量守恒，‎ 解得 ‎19.（12分）解：（1）未注入水银前，封闭气体压强p1 = p0－ph = 57 cmHg，注入后，p2 = p0‎ 该过程T不变，故p1l1 = p2l2‎ 解得l2 = 14.25cm 由几何关系得需注入的水银柱长度Δh = 28.5cm ‎（2）两侧液面相平时，由几何关系得气柱长度l3 = 28.5cm，T1 = 300K ‎ 解得T2 = 600K ‎（3）该过程T不变，故p1l1 = p3l3，解得p3 = p0/2 = 38cmHg 对玻璃管底部水银柱，p0S－p3S = ma m = ρSl 可得a = 38 m/s2，方向水平向左 p0 = ρgh ‎ ‎20.（12分）解：（1）（3分）c杆刚进入磁场前 ‎，得 恰好能匀速进入磁场 得 ‎（2）（6分）c与b碰前速度为v1碰后为v2，则 碰前：‎ 碰撞：‎ b杆最初静止时，弹簧压缩量记为x1‎ a杆恰好离开P时，弹簧伸长量记为x2‎ 两状态弹簧形变量相同，故弹性势能相等，bc杆从碰后到恰好不能进入磁场 得 ‎ 由 ‎ 得 ‎ ‎（3）（3分）对于e杆 ‎， ‎ 由（1）问可知，e杆仍以速度v匀速通过磁场并以v1与b杆相碰。‎ 碰时：‎ 由（2）问可知，碰时和a杆刚要离开P时，弹性势能相等，从碰后瞬间至末态 得