【物理】上海市浦东上中东校2019-2020学年高二下学期期中素质评估试题（解析版）

【物理】上海市浦东上中东校2019-2020学年高二下学期期中素质评估试题（解析版）

上海中学东校 2019 学年度第二学期中期素质评估 高二物理 一、选择题（共 40 分。第 1-8 小题，每小题 3 分，第 9-12 小题，每小题 4 分。每 小题只有一个正确答案）‎ ‎1.下列射线来自于原子核外的是（ ）‎ A. α射线 B. β射线 C. γ射线 D. 阴极射线 ‎【答案】D ‎【解析】α射线、β射线、γ射线都是在放射性物质衰变的过程中放射出的，来自于原子核的衰变，故ABC错误；阴极射线是阴极受热后，原子的核外电子受激发而发射出的电子，故D正确．所以D正确，ABC错误．‎ ‎2.下列哪个实验揭示了原子具有核式结构 A. 阴极射线实验 B. 光电效应实验 C. 粒子轰击氮核实验 D. 粒子散射实验 ‎【答案】D ‎【解析】卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，故选D.‎ ‎3.下列四种电磁波中，最容易表现衍射现象的是（ ）‎ A. 红外线 B. 紫外线 C. 无线电波 D. γ射线 ‎【答案】C ‎【解析】在上述电磁波中，无线电波的波长最大，所以最容易表现出衍射现象，故C符合题意，ABD不符合题意。‎ ‎4.关于太阳，下列说法正确的是（ ）‎ A. 是银河系的一个组成部分 B. 是银河系中唯一发光的恒星 C. 是一颗能发光、发热的液态星球 D. 辐射能量主要来自于太阳内部的化学反应 ‎【答案】A ‎【解析】A、太阳是银河系的一个组成部分，故A正确；‎ B、银河系中发光的恒星很多，故B错误；‎ C、太阳是一颗能发光、发热的星球，但不是液态，故C错误；‎ D、太阳内部的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故D错误；故选A．‎ ‎5.磁通量的单位Wb用基本单位可表示为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】磁通量，又由安培力公式得F=BIL，联立可得，所以，故B正确；A、C、D错误．故选B ‎6.已知天然放射现象放出α、β、γ 三种射线。下列说法正确是（　　）‎ A. α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子 B. 三种射线中β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强 C. α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为 D. 三种射线在真空中传播速度都是光速 ‎【答案】C ‎【解析】A．α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，故A错误；‎ B．三种射线中γ射线速度最快、α射线离作用最强、γ射线穿透能力最强，故B错误；‎ C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为，故C正确；‎ D．α射线在真空中传播速度为0.1倍的光速，β射线在真空中传播速度为0.9倍的光速，γ射线在真空中传播速度为光速，故D错误。故选C。‎ ‎7.查德威克用α粒子轰击铍核，核反应方程式是，其中的X是（　　）‎ A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 正电子 ‎【答案】B ‎【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为 电荷数为0，故X为中子，故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎8.如图A、B为a、b两束单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）‎ A. 在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度 B. 在相同条件下，a光比b光更容易发生明显衍射现象 C. 若a光照射某金属能发生光电效应，则b光照射该金属不一定能发生光电效应 D. 两束光与声波本质上是相同的波，只是频率不同 ‎【答案】C ‎【解析】A．在真空中，光传播的速度都相等，故A错误；‎ B．根据双缝干涉相邻条纹间距公式可得在其它条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知b光的波长大于a光的波长，若遇到相同的障碍物，b光更容易发生明显衍射，故B错误；‎ C．根据光在真空中的传播速度，则b光的频率小于a光的频率，若a光照在某金属上恰好能发生光电效应，则b光照在该金属上不一定能发生光电效应，故C正确；‎ D．光是电磁波，声波是机械波，它们的产生机理不同，即本质不同，故D错误。故选C。‎ ‎9.旅行时经常有游客购买小巧美观的冰箱贴作为纪念品，冰箱贴利用磁性贴在冰箱的竖直表面上。静止不动时，冰箱贴（　　）‎ A. 受到的磁力大于受到的弹力 B. 与冰箱间有四对作用力与反作用力 C. 受到的磁力和弹力是一对平衡力 D. 对冰箱的作用力一定竖直向上 ‎【答案】C ‎【解析】AC．冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故A错误，C正确；‎ B．与冰箱间存在相互作用弹力、摩擦力以及磁力三对相互作用，故B错误；‎ D．根据平衡条件可知，水平方向冰箱对冰箱贴的磁力与弹力相互平衡，竖直方向上摩擦力与重力平衡，故冰箱贴受到冰箱的作用力一定竖直向上，由牛顿第三定律可知冰箱贴对冰箱的作用力一定竖直向下，故D错误。故选C。‎ ‎10.如图，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线cd。已知cd平行于ab，当cd竖直向上平移时，电流的磁场穿过圆面积的磁通量将（ ）‎ A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 始终为零 D. 不为零，但保持不变 ‎【答案】C ‎【解析】由题可知，通电直导线产生稳定的磁场，根据安培定则判断可知：在AB的外侧磁感线向下穿过线圈平面，在AB的里侧磁感线向上穿过线圈平面，根据对称性可知，穿过线框的磁感线的总条数为零，磁通量为零，CD竖直向上平移时，穿过这个圆面的磁通量始终为零，保持不变。‎ A．逐渐增大。故A不符合题意。B．逐渐减小。故B不符合题意。‎ C．始终为零。故C符合题意。D．不为零，但保持不变。故D不符合题意。故选C。‎ ‎11.已知两个共点力的合力F为10 N，分力F1的大小为5 N．则另一个分力F2‎ A. F2的大小是唯一的 B. F2的大小可以是任意值 C. F2的方向与合力F的方向一定成30°角 D. F2的方向与合力F的方向的最大夹角为30°角 ‎【答案】D ‎【解析】有两个共点力的合力大小为10N，若其中一个分为大小为5N，另一个分力的大小应在5N≤F≤15N范围，‎ ‎ ‎ 由图可得F2的方向与合力F的方向的最大夹角为，，即F2的方向与合力F的方向的最大夹角为30°角，故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎12.平直公路上，一辆山地车以速度v 沿公路作匀速直线运动，当它经过某处时，该处有一辆汽车由静止开始沿与同一方向作匀加速直线运动，追赶此山地车。由上述条件，以下物理量中可以求出的是（　　）‎ ‎①汽车追上山地车时，汽车速度 ‎②汽车追上山地车时，汽车走过的路程 ‎③汽车追上山地车所历经的时间 ‎④汽车追上山地车前，两车相距最远时汽车的速度 A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③‎ ‎【答案】C ‎【解析】山地车甲、汽车乙速度－时间图线如图所示，从图像上无法知道汽车乙追上山地车甲所用的时间，故不能知道汽车乙的加速度和路程，当汽车乙追上摩托车甲时，两车位移相等，从图像上可以看出，当甲乙位移相等时，汽车乙的速度为2v，当山地车甲的速度与汽车乙的速度相等时两车相距最远，此时汽车的速度为v，故可求出的①④，故ABD错误，C正确。故选C。‎ 二.填空题（共 20 分）‎ ‎13.速度是描述质点________的物理量；平均速度，体现了________思想方法。‎ ‎【答案】 (1). 运动快慢 (2). 等效替代 ‎【解析】[1]速度是描述质点运动快慢的物理量 ‎[2]等效替代法是在保证某种效果相同前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，故平均速度为等效替代法 ‎14.从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球，不计空气阻力，它们在空中任一时刻的间距______（选填“越来越大”、“越来越小”、“保持不变”），速度之差_________（选填“越来越大”、“越来越小”、“保持不变”）。‎ ‎【答案】 (1). 越来越大 (2). 保持不变 ‎【解析】[1][2]甲乙两球做自由落体运动，加速度都为重力加速度；以释放乙球开始计时，甲球此时的速度 经过t时间后，甲球的速度，乙球的速度，则两球的速度差为 即两球的速度之差保持不变，先释放的小球的位移为，后释放的小球的位移为，它们之间的距离差为 可知它们的间距越来越大 ‎15.如图所示，用很弱的红光做双缝实验，通过控制暴光时间记录现象，分别得到了图a、图b和图c三张相片，其中最能说明光具有 波动性的相片是_______，这三张相片共同说明了光具有________性。‎ ‎【答案】 (1). c (2). 光具有波粒二象性 ‎【解析】[1]图像（c）有明显的明暗相间的干涉条纹，而干涉是波特有的性质，故表明光具有波动性 ‎[2]图像（a）以一个个的亮点，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，因此这三张相片共同说明了光具有波粒二象性 ‎16.如图所示，在演示光电效应的实验中，用弧光灯发出的紫外光照射锌板，发现与锌板导线相连接的验电器的指针张开一个角度，此时锌板带________（选填“正电”、“负电”），若用下列电磁波照射锌板也一定能使验电器指针张开的是___________（选填“红外光”、“γ射线”、“无线电波”）。‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). γ射线 ‎【解析】[1]锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电 ‎[2]入射光的频率大于金属的极限频率，可以发生光电效应，用紫外线照射锌板，发生光电效应，由于γ射线的频率大于紫外线的频率，用γ射线照射锌板能够使验电器指针张开，红外线、无线电波的频率小于紫外线的，不一定能发生光电效应即不一定能使验电器指针张开 ‎17.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I的方向为________（选填“顺时针”、“逆时针”、“无感应电流”），线圈所受安培力的合力为F，的方向为______（选填“向左”、“向右”、“F为零”）。‎ ‎【答案】 (1). 顺时针 (2). 右 ‎【解析】[1]金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况，总磁通量的方向与MN右侧磁场的方向相同，为垂直于纸面向里。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针 ‎[2]再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力F向右 三、综合题（共40 分）‎ 注意：第19、20 题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。‎ ‎18.在研究电磁感应现象的实验中 ‎(1)为了能明显地观察到感应电流，请在图中用实线代替导线，补充完成实验电路___；‎ ‎(2)电路正确连接，闭合开关后，请写出一种能产生感应电流的做法_____；‎ ‎(3)将线圈A插在线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向_________（选填“相同”或“相反”），若此瞬间检流计的指针向左偏转，则可使检流计指针向右偏转的其他做法有___________；‎ ‎(4)某同学猜想产生感应电流的条件是线圈在磁场中产生相对运动，请判断这一说法是否正确并简述进一步的设计方案：_________，_____________。‎ ‎【答案】 (1). (2). 断开开关 (3). 相反 滑动变阻器向左滑动 (4). 不正确 使线圈全部处于磁场中，进行相对运动，不会产生感应电流 ‎【解析】(1)[1]将电源、电键、变阻器（上、下各连一个接线柱）、小螺线管A串联成一个回路，再将电流计与大螺线管B串联成另一个回路，电路图如图所示 ‎(2)[2]能产生感应电流的做法有：断开开关，或将原线圈从副线圈中移出，或移动滑动变阻器滑片 ‎(3)[3]将原线圈A插入副线圈B中，闭合开关瞬间，穿过副线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，副线圈中感应电流与原线圈中电流的方向相反 ‎[4]要使电流计指针向右偏，穿过副线圈的磁通量应减小，由电路图可知，此时应该将滑动变阻器滑片向左滑动 ‎(4)[5]感应电流的条件是线圈在磁场中产生相对运动这一说法不正确，因为线圈在磁场中产生相对运动时有可能穿过线圈的磁通量不变 ‎[6]使线圈全部处于磁场中，进行相对运动，不会产生感应电流 ‎19.如图所示，水平细杆上套有一质量为0.42kg的小环A，用轻绳将质量为0.5kg的小球 B与A相连，B受到始终与水平方向成角的风力作用，与A一起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向夹角为，运动过程中B球始终在水平细杆的下方，重力加速度g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8.求：‎ ‎(1)B受到的风力大小；‎ ‎(2)A与杆间的动摩擦因数。‎ ‎【答案】(1)4N；(2)0.4‎ ‎【解析】(1)对B球受力分析，受重力G、风力F和绳子的拉力T，如图所示，根据平衡条件，有 ‎(2)再对小环A受力分析，重力G′、绳子的拉力T、支持力N和滑动摩擦力f，如图所示，根据平衡条件，有 又 联立解得 故A与杆间的动摩擦因数 ‎20.如图a所示，光滑水平直金属轨道宽L=0.6m，左端连接定值电阻R，轨道电阻不计。轨道内存在有界匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。一根质量 m=0.4kg、不计电阻的金属杆垂直轨道放置，在轨道上以初速度v0进入磁场向右运动，通过施加一个水平拉力F使金属杆做加速度大小a=1m/s2的匀减速运动直至速度为零。若以F向右为正，金属杆在磁场中运动的过程中F和金属杆运动速度v的关系如图b所示 ‎(1)试分析当v=1m/s时金属杆在水平方向的受力情况；‎ ‎(2)求当v=1m/s时金属杆所受安培力FA的大小；‎ ‎(3)求定值电阻R的大小；‎ ‎(4)若金属杆以v0=2m/s进入磁场，恰好运动到磁场右边界时速度为0，试讨论若金属杆以 v0<2m/s的不同数值进入磁场，金属杆从进入磁场到速度为零的过程中，拉力F的大小和方向变化情况。‎ ‎【答案】(1)当v=1m/s时金属杆只受水平向左的安培力FA作用；(2)0.4N；(3)0.225；(4)见解析 ‎【解析】(1)当v=1m/s时，由图b可知拉力F=0，金属杆只受水平向左的安培力FA作用 ‎(2)当v=1m/s时，金属杆仅受安培力做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 ‎(3)由 可得 则有 ‎(4)若金属杆以v0=2m/s进入磁场，恰好运动到磁场右边界时速度为0，根据图b可知，当 时，由牛顿第二定律有 可知随速度减小，安培力减小，拉力F减小即F先向右不断减小为零，即速度变为1m/s，由牛顿第二定律有 可知随速度减小，安培力减小，拉力F增大且向左即然后向左不断增大；‎ 当 时，牛顿第二定律有 可知，随速度减小，安培力减小，拉力F增大，方向始终向左