福建省宁德市2018-2019学年高二下学期期末质量检测物理试题

福建省宁德市2018-2019学年高二下学期期末质量检测物理试题

宁德市2018-2019学年度第二学期期末高二质量检测 物理试题 第Ⅰ卷 选择题 一、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.有关近代原子物理的若干叙述，下列说法正确的是 A. 卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了中子 B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 C. 玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中 D. 现已建成的核电站利用的是放射性同位素衰变放出的能量 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了质子，中子是查德威克发现的，故A错误；‎ B．太阳内部发生的核聚变，会产生大量的能量，这些能量以太阳光的形式辐射出来，故B正确；‎ C．玻尔理论指出原子可以处于不连续的能量状态中，能量状态是分立的、量子化的，故C错误；‎ D．现已建成的核电站利用的是核裂变放出的能量，故D错误。‎ ‎2.一束黄光照射某金属表面发生了光电效应，下列说法正确的是 A. 若增加黄光的照射强度，则逸出的光电子数不变 B. 若增加黄光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C. 若改用红光照射，则可能不会发生光电效应 D. 若改用红光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能不变，故AB错误；‎ C．因为红光的频率小于黄光的频率，不一定发生光电效应，故C正确；‎ D．若是红色光照射，若能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，由于红色光的频率小，所以光电子的最大初动能减小，故D错误。‎ ‎3.关于天然放射现象，下列说法正确的是 A. β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所产生的 B. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期将增大 C. 在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离作用最强 D. 铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故A错误；‎ B．半衰期的大小与放射性元素的温度无关，故B错误；‎ C．在α、β、γ，这三种射线中，α射线的电离作用最强，γ射线的穿透能力最强，故C错误；‎ D．铀核衰变为铅核的过程中，电荷数少10，质量数少32，设经过n次α衰变，m次β衰变，则有：‎ 解得：‎ 故D正确。‎ ‎4.氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为的光子。若，则氢原子从能级A跃迁到能级C时，下列说法正确的是 A. 释放频率为的光子 B. 释放频率为的光子 C. 吸收频率为的光子 D. 吸收频率为的光子 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】氢原子从能级A跃迁到能级B释放光子，则B能级的能量小于A能级的能量，从能级B跃迁到能级C，吸收光子，则B能级的能量小于C能级的能量；由于 ‎，可知C能级的能量小于A能级的能量。A与C能级间的能量为 所以从A到C将释放光子，根据玻尔理论可知 故A正确。‎ ‎5.如图所示，某运动员用头颠球，足球质量为0.4kg，空气阻力不计，g＝10 m/s2，设竖直向上为正方向。若足球用头顶起，，在足球离开头部以4 m/s的初速度竖直向上运动的过程中，足球的动量变化量和受到重力的冲量分别是 A. -1.6kg·m/s、-1.6N·s B. 1.6kg·m/s、1.6N·s C. 1.6kg·m/s 、-1.6N·s D. - 1.6kg·m/s 、1.6N·s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】上升过程中动量的该变量为 根据动量定理可知重力的冲量为 故A正确，BCD错误。‎ ‎6.如图所示，两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成电路（线圈L的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S，待电路稳定后两灯均正常发光。下列说法正确的是 ‎ A. 闭合开关瞬间，通过a灯和b灯的电流相等 B. 闭合开关后，a灯逐渐变亮，b灯立即变亮 C. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流方向不变 D. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，a灯逐渐变暗，b灯先闪一下再变暗 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．闭合开关的瞬间，b灯立即正常发光，a灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，a灯逐渐变亮，故A错误，B正确；‎ CD．由于线圈中自感电动势的阻碍，通过a灯的电流小于通过b灯的电流。闭合开关，待电路稳定后断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，a、b两灯串联，同时逐渐变暗，两灯不会闪亮；通过a灯的电流方向不变，通过b灯的电流方向与开始时相反，故C错误，D错误。‎ ‎7.一理想变压器原、副线圈的匝数比为50∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是 A. 电压表的读数为6.2V B. P向左移动时，电压表的示数增大 C. P向左移动时，原线圈的电流减小 D. P向左移动时，变压器的输出功率增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V，所以副线圈的电压的最大值为 所以电压有效值为 故A错误；‎ B．原副线圈电压之比等于匝数的正比，与负载无关，所以电压表的示数不变，故B错误；‎ C．P左移，R变大，原副线的电流都变小，故C正确；‎ D．P左移，R变大，原副线的电流都变小，而电压不变，所以功率减小，故D错误。‎ ‎8.如图所示，一个金属导体做成的三角形线圈，以恒定的水平速度v穿过匀强磁场区域（L＞d），若设顺时针方向为电流的正方向，从进入磁场的左边界开始计时，则下列表示线圈中电流i随时间t变化的图象中正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据楞次定律判断可知，线圈进入磁场时产生的感应电流的方向为逆时针，为正。线圈出磁场过程中感应电流方向为顺时针，为负，设从开始进入起线圈运动的时间为t，三角形左下角的角为α．线圈进入磁场过程：感应电动势 感应电流 此段i-t图象是在t轴下方过原点的直线，线圈完全在磁场中过程：磁通量不变，没有感应电流产生；同理，线圈出磁场的过程，感应电流均匀增大，i-t图象是在t轴上方向上倾斜的直线，故D正确。‎ ‎9.“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风。其中原子弹是一种没有减速剂、不加控制的爆炸性链式反应装置，它在工作中有一种核裂变反应方程式为U＋n→X＋Ba＋3n，下列说法正确的是 A X原子核中有36个中子 B. 铀块体积只有在大于临界体积时才能发生链式反应 C. 裂变反应中由于质量亏损释放出能量 D. 原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据质量数守恒可知X的质量数 电荷数 所以中子数 故A错误；‎ B．根据链式反应的条件可知，铀块体积只有在大于临界体积时才能发生链式反应。故B正确；‎ C．根据裂变的特点可知，裂变反应中由于质量亏损释放出能量，故C正确；‎ D．根据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象是不违背能量守恒定律的，故D错误。‎ ‎10.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示。由该图可得出的正确判断是 A. t=0.01s时，线圈平面处于中性面位置 B. t=0.02s时，线圈平面的磁通量变化率最大 C. 该交流电的频率为100Hz D. 1s内电流的方向变化100次 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图象可知，0.01s时，感应电流为零，则感应电动势为零，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，故A正确；‎ B．由图象可知，0.02s时，感应电流为零，则感应电动势为零，线圈平面的磁通量变化率最小为0，磁通量最大，线圈平面处于中性面位置，故B错误；‎ C．由图象可知，该交流电的周期T=0.02s，则频率 故C错误；‎ D．该交流电的频率为50Hz，一个周期内电流方向改变两次，故1s内电流的方向变化 ‎50×2=100次 故D正确。‎ ‎11.如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，P中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，Q所受重力为G，细线对Q的拉力为F，下列说法正确的是 A. t1时刻 F＜G B. t2时刻 F＞G C. t3时刻 F＜G D. t4时刻 F＝G ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由楞次定律可知，线圈总是阻碍磁通量的变化，所以t1电流增大，磁通量变大，所以两线圈间有相互排斥作用，所以 t2与t4时刻，无电流变化，不会出现磁感应现象，两线圈间无相互作用，所以 t3时刻，线圈P有感应电流，但线圈Q中没有电流，因此 故AD正确 ‎12.如图所示，边长为L的单匝正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外。磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，已知细线所能承受的最大拉力为3mg，下列说法正确的是 ‎ A. 线框中产生的感应电流方向为逆时针 B. 线框的感应电动势大小为kL2‎ C. 从t＝0开始直到细线被拉断所经历的时间为 D. 从t＝0开始直到细线被拉断的过程中，金属框产生的热量为mgL ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．磁感应强度随时间均匀增大，故通过线圈的感应电流的磁场方向和原磁场方向相反，根据右手定则判断感应电流方向为逆时针，故A正确；‎ B．根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势为 故B错误；‎ C．当细线刚好被拉断时有 即 所用时间为 故C正确；‎ D．根据焦耳定律可知产生的热量为 故D正确。‎ 第Ⅱ卷 非选择题 二．实验题 ‎13.某实验探究小组用如图所示的装置来验证碰撞中的动量守恒定律。‎ ‎（1）下列说法中不符合本实验要求的是______ ‎ A．安装轨道时，轨道末端必须水平 B．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺 C．在同一组实验的多次碰撞中，每次入射小球可以从斜槽上的不同位置由静止释放 ‎（2）若入射小球和被碰小球的质量分别为m1 、m2，则小球质量应该满足m1 ______m2（填“大于”、“小于”或“等于”）；‎ ‎（3）实验中轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次实验，两小球在记录纸上三个落地点的平均位置分别为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON，验证碰撞中动量守恒的表达式为________________________。‎ ‎【答案】 (1). C (2). 大于 (3). m1OP = m1OM + m2ON ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] A．为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故A正确；‎ B．在该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移，需要的测量仪器是天平、刻度尺，故B正确；‎ C．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，故C错误。‎ ‎(2)[2]为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；‎ ‎(3)[3]放上被碰小球后小球的落地点依次是图中水平面上的M点和N点，碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得 小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，得 即 ‎14.由压敏电阻制成的压力传感器组成的电路可用于对汽车“称重”。经实测，某压力传感器（内含电源）输出电压U与压力N的关系（在一定范围内）如下表:‎ ‎0‎ ‎1.0‎ ‎2.0‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎5.0‎ ‎0‎ ‎0.8‎ ‎1.6‎ ‎2.4‎ ‎3.2‎ ‎4.0‎ 将该压力传感器水平放置，并和电阻箱R （最大电阻999.9Ω）及部分其它器材组成了图甲所示的电路，电磁继电器控制电路的电压由传感器的输出电压U提供，继电器线圈的电阻r =10Ω，当线圈中的电流I ≥40mA时，继电器的衔铁被吸合。‎ ‎（1）根据表格中数据，请在图乙坐标系中描绘出压力传感器的输出电压U随压力N变化的图象____；‎ ‎（2）当汽车的总重超过某一值时电铃会报警，说明汽车超载，则图甲中电铃应接在__________(选填“A、B”或“C、D”)两端；‎ ‎（3）通过调整电阻箱R的阻值，可以调整报警车重。若要提高报警车重，电阻箱的阻值应调_____（选填“大”或“小”）；当调节电阻箱的阻值R=70Ω，报警车重G ≥______N。‎ ‎【答案】 (1). (2). C、D (3). 大 (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图线如图所示 ‎(2)[2]由图示图线可知，随汽车重量的增加，压力传感器输出电压增大，电路电流增大，电磁铁磁性增大，电磁继电器的衔铁被吸下来，此时电铃报警，说明电铃接入报警电路，由图示电路图可知，电铃应接在C、D两端；‎ ‎(3)[3]若要提高报警车重，压力传感器输出电压增大，电铃报警时电阻箱分压增大，电阻箱的阻值应调大；‎ ‎[4]电铃报警时压力传感器的输出电压 由图示图象可知，此时压力为，由此可知，电阻箱的阻值R=70Ω，报警车重 三、计算题（本题有4小题，共38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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎15.质量m=0.02kg的子弹以速度v0=200m/s射入质量M=2kg静止在光滑水平面上的木块，子弹射穿木块的时间t=0.02s，穿出时速度v1=100m/s，求：‎ ‎（1）子弹穿出木块时木块的速度大小v2‎ ‎（2）木块对子弹的平均阻力大小f ‎【答案】(1)1m/s （2）100N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据动量守恒定律 ‎ ‎ 代入数据解得：‎ ‎(2)对子弹，根据动量定理，‎ ‎ ‎ 代入数据解得：‎ ‎16.如图所示，某发电机输出功率为30KW，输出电压U1=300V，用原、副线圈匝数比n1:n2=1:5的变压器升压后向远处用户供电，输电线的总电阻R=10Ω，用户端用一降压变压器把电压降为U4=220V。（变压器均为理想变压器）求：‎ ‎（1）输电线上损失的电功率ΔP ‎（2）降压变压器的匝数比n3:n4‎ ‎【答案】（1）4000W （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)变压器原线圈电流 ‎ ‎ 由 可得 ‎ ‎ 输电线路上损失的功率 ‎(2)输电线路上降低的电压 则 降压变压器匝数比 ‎17.如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=20匝的矩形线圈，其面积S=0.02m2，线圈绕轴以角速度ω=50rad/s逆时针匀速转动（不计一切摩擦）。矩形线圈的电阻r=2.0Ω，外电路负载电阻R=8.0Ω，匀强磁场B只分布在转轴的左侧，垂直纸面向里，B=0.5T。求：‎ ‎（1）线圈产生感应电动势的峰值Em ‎（2）线圈由中性面转过的过程中，产生的平均感应电动势 ‎（3）线圈转动过程中，交流电压表的示数U ‎【答案】（1）10V （2）6.37V (3)4V ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)感应电动势的峰值 ‎(2)由图示位置转过的过程中，时间为 线圈产生的平均感应电动势 代入数据可得 ‎(3)电动势的有效值，由电流热效应有 代入数据可得 根据闭合电路的欧姆定律，电压表的读数 ‎18.如图所示，PQ、MN两轨道间距L=1 m，其中Pe、Mf段是光滑轨道且ce、df段水平，而eQ、fN段为水平粗糙轨道，同时在efhg区域存在方向竖直向下、磁感应强度B=1 T的匀强磁场，定值电阻R1=2 Ω。现有质量m=1 kg、电阻R2=2 Ω的两根相同导体棒ab和cd，导体棒cd静止在水平轨道上，导体棒ab在距cd高H=0.45 m处由静止释放，ab棒在光滑轨道上下滑至cd 棒处与其发生弹性碰撞，两者速度交换后导体棒cd进入匀强磁场区域，在磁场中运动距离x=1.5m后恰好停在磁场右边界gh处，其中导体棒cd与水平粗糙轨道间的动摩擦因数μ=0.1，g取10 m/s2，不计轨道电阻。求：‎ ‎（1）导体棒cd刚进入磁场时,通过导体棒cd的电流大小I ‎（2）导体棒cd进入磁场区域后直至停止，定值电阻R1产生的热量Q1‎ ‎（3）导体棒cd进入磁场区域到停止的运动时间t ‎【答案】(1)1A (2)0.5J (3)2.5s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)导体棒ab由静止释放至与cd碰撞前，由动能定理得：‎ 两导体棒发生弹性碰撞后，ab棒静止，cd棒以v=3 m/s的速度进入磁场区域 回路的总电阻 导体棒cd刚进入磁场时，通过导体棒cd的电流大小 联立以上公式得 ‎(2) 导体棒cd在磁场中运动，根据动能定理得 回路产生的总焦耳热 因为定值电阻R1与ab棒并联后再与cd棒串联且三者电阻均为2 Ω，三者电流之比为1∶1∶2，所以热量之比为1∶1∶4，故定值电阻R1产生的热量：‎ Q1=Q总=05J ‎(3)导体棒cd通过的电荷量为 对导体棒cd由动量定理得 ‎ ‎ 解得 t =2.5s ‎ ‎ ‎ ‎