吉林省白城市通榆县第一中学2020学年高二物理下学期第三次月考（期中）试题（含解析）

吉林省白城市通榆县第一中学2020学年高二物理下学期第三次月考（期中）试题（含解析）

吉林省通榆县第一中学2020学年度高二下学期期中考试 ‎ 物理试卷 一、选择题(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1～7小题只有一个选项符合题目要求，第8～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)‎ ‎1.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动， MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为(　　)‎ A. c→a ,2∶1 B. a→c ,1∶2‎ C. a→c ,2∶1 D. c→a ,1∶2‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由楞次定律判断可知，中产生的感应电流方向为，则通过电阻的电流方向为；产生的感应电动势公式为，其他条件不变，与成正比，则得，故选项B正确，A、C、D错误。‎ ‎2.如图所示为含有理想变压器电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V　5 W”字样，L4标有“5 V　10 W”字样，若它们都正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率Pab和输入电压Uab应为(　　)‎ A. 20 W　25 V B. 20 W　20 V C. 25 W　25 V D. 25 W　20 V ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：L2、L3并联后与L4串联，灯泡正常发光．可知：U2=10V；P2=5+5+10W=20W，根据U1I1=P2得：U1=20V，所以Uab=U1+UL1=20+5=25V；而Pab=20W+5W=25W，故C正确.‎ 考点：变压器；电功率 ‎【名师点睛】此题是关于变压器的计算题；要知道理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入功率。‎ ‎3.科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中(　 )‎ A. 能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′‎ B. 能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′‎ C. 能量守恒，动量守恒，且λ<λ′‎ D. 能量守恒，动量守恒，且λ>λ′‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：光子与静止电子碰撞后，动量守恒，能量守恒，通过能量守恒判断光子频率的变化，从而得出波长的变化．‎ 光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小，根据知，波长变长，即，C正确．‎ ‎4. 近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为(　　)‎ A. 光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的 B. 光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 C. 大量光子表现光具有粒子性 D. 光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性.在光线好的时候大量光子表现波动性，光线暗时表现出粒子性，因此D正确。‎ 考点：波粒二象性 点评：本题考查了对于光的本性的理解。光既具有波动性又具有粒子性。‎ ‎5.一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m。铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有 （ ）‎ A. 经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了 B. 经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变 C. 经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8‎ D. 经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 半衰期指有半数原子衰变所需要时间，剩余的原子数和质量分别为，经过两个半衰期后这块矿石中剩余1/4的铀，AB错；C对，经过一个半衰期后，铀的质量剩下m/2，矿石中其他元素质量不变 ‎6.在核反应方程式中(　　)‎ A. X是质子，k＝9 B. X是质子，k＝10‎ C. X是中子，k＝9 D. X是中子，k＝10‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 令生成物为，则在核反应过程中反应遵循质量数守恒故有92+0=38+54+kZ，在核反应过程中反应遵循质量数守恒故有235+1=90+136+kA，由此得kZ=0，kA=10，因k≠0，则Z=0，A=1，故生成物X为中子且k=10，故D正确，ABC错误。‎ ‎7.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为其中n >1。已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 物质波的波长 则 得：‎ 由动能定理可得：‎ 解得：，故应选C。‎ 点晴：因电子在传播过程为形成物质波，故在测量中应使波长较小；由德布罗意波的波长公式可知电子的动量及速度；则可求得电子的动能，由动能定理可求得加速电压。‎ ‎8.下列叙述中符合物理史实的有(　　)‎ A. 爱因斯坦提出光的电磁说 B. 卢瑟福提出原子核式结构模型 C. 麦克斯韦提出光子说 D. 汤姆孙发现了电子 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、麦克斯韦提出光的电磁说，认为光是一种电磁波，故选项A错误；‎ B、卢瑟福根据粒子散射实验的研究结果，提出原子核式结构模型，故选项B正确；‎ C、爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应，故选项C错误；‎ D、汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，故选项D正确。‎ ‎9.氢原子核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 核外电子受力变小 B. 原子的能量减少 C. 氢原子要吸收一定频率的光子 D. 氢原子要放出一定频率的光子 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：根据得，轨道半径减小，则核外电子受力变大．故A错误．由较远轨道跃迁到较低轨道，原子能量减小．故B正确．因为原子能量减小，知氢原子放出一定频率的光子．故C错误，D正确．‎ 故选BD 考点：库仑定律；波尔理论 ‎【名师点睛】此题是对库仑定律及波尔理论的考查；解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，放出光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子。‎ ‎10.下列关于布朗运动的叙述，正确的是(　　)‎ A. 悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的 B. 液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢．当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止 C. 被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动 D. 做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显 E. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫热运动 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】布朗运动的特征之一就是无规则性，故A对；布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动；布朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故B错，C对；布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故D对；热运动是分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动，E错；故选ACD．‎ ‎11.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知(　　)．‎ A. 该金属的逸出功等于E B. 该金属的逸出功等于hν0‎ C. 入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D. 入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 根据光电效应方程：，可知图线的斜率表示普朗克常量h，当γ=0时，，由图象知纵轴截距-E，所以，即该金属的逸出功E，故A正确；图线与γ轴交点的横坐标是，该金属的逸出功，故B正确；入射光的频率时，等于极限频率，恰能发生光电效应，最大初动能为0，故C错误；根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能为E，故D错误。所以AB正确，CD错误。‎ ‎12.如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（   ）‎ A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收   B. 照射光中有三种频率的光子被吸收 C. 氢原子发射出三种不同波长的光  D. 氢原子发射出六种不同波长的光 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 因为-13.6+10=-3.6eV，-13.6eV+12.9eV=-0.7eV，可知照射光中有三种频率的光子被吸收．氢原子跃迁的最高能级为n=4能级，根据知，氢原子发射出六种不同波长的光．故BC正确，AD错误．故选BC．‎ 点睛：解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即Em-En=hv；从高能态向基态跃迁时能辐射的光子数为种.‎ 二、实验题(共2小题，共14分)‎ ‎13.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析：‎ 压力F/N ‎0‎ ‎50‎ ‎100‎ ‎150‎ ‎200‎ ‎250‎ ‎300‎ 电阻R/Ω ‎300‎ ‎280‎ ‎260‎ ‎240‎ ‎220‎ ‎200‎ ‎180‎ ‎(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式 ‎（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？‎ ‎（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？‎ ‎【答案】（1） （2） 550N （3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：压敏电阻R其阻值随压力大小变化而变化，首先应确定电阻R随压力F的变化关系，再利用电路确定电压与电流的值。‎ ‎（1）通过表中数据可得：，故R与F成线性变化关系，设它们的关系为R=KF+b，代入数据得：‎ ‎(2)由题意，上的电压为5V，通过的电流为,利用及R=300-0.4F，可求得 ‎(3)由和R=kF+b可得即该测力显示器的刻度不均匀。‎ 考点：本题考查了闭合电路的欧姆定律。‎ ‎14.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，按照油酸与酒精的体积比为m∶n配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得k滴溶液的总体积为V，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸上每个小正方形的边长为a.‎ ‎(1)求油膜面积__________‎ ‎(2)估算油酸分子的直径___________．‎ ‎【答案】 (1). 31a2 (2). mV/31a2k（m+n）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出31格，则油酸薄膜面积为；‎ ‎(2) 油酸酒精溶液油酸的浓度为，则一滴中纯油酸的体积，则分子直径 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、方程式和重要的演算步骤，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.如图所示，小车的质量M＝2.0 kg，带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC，一小物块(可视为质点)质量为m＝0.5 kg，与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.10，BC部分的长度L＝0.80 m，重力加速度g取10 m/s2。‎ ‎(1)若小车固定在水平面上，将小物块从AB轨道的D点静止释放，小物块恰好可运动到C点。试求D点与BC轨道的高度差；‎ ‎(2)若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从AB轨道的D点静止释放，试求小物块滑到BC中点时的速度大小。‎ ‎【答案】h＝8.0×10－2 m v1＝0.80 m/s ‎【解析】‎ ‎（1）设D点与BC轨道的高度差为h 则小物块从D运动到C的过程中，根据动能定理可知：‎ 解得：h=0.08m ‎（2）设物块滑到BC中点时，物块的速度大小为，小车的速度大小为，‎ 根据动量守恒定律得：‎ 又根据能量守恒定律得：‎ 联立方程并代入数据得：=080m/s ‎【点睛】（1）小车被固定，对全过程运用动能定理求出D点到BC轨道的高度差；（2）小车不固定，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出小物块滑到BC中点的速度。‎ ‎16.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W0，电子质量为m，电荷量为e.求：‎ ‎(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；‎ ‎(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）时间最短的光电子，是以最大初动能垂直B板飞出，由光电效应方程，设最大初动能为Ek0　到达A板的动能为Ek, 由光电效应方程 h＝W＋Ek0（1） 2分 得Ek0= h－ w （2） 2分 ‎（2）由动能定理得 Ek＝Ek0　+ eU （3） 2分 联立得　Ek＝eU +h－w （4） 2分 ‎（3）时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子 由运动规律得 d ＝at2 （5）　1分 a ＝（6）　1分 得t＝d（7） 2分 本题考查电子的跃迁和光电效应现象，由光电效应方程可求得最大初动能，一车电子在电场力作用下做匀减速运动，电场力做功等于动能的变化量，可求得末动能大小，时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子，由电子在匀强电场中做类平跑运动，可求得运动时间 ‎17.如图所示，PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道，其间距为L，O、P连线水平，M、N在同一水平高度，圆弧轨道电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：‎ ‎(1)棒到达最低点时金属棒两端的电压；‎ ‎(2)棒下滑过程中金属棒产生的热量；‎ ‎(3)棒下滑过程中通过金属棒的电荷量。‎ ‎【答案】(1) ； (2) ；　(3) ；‎ ‎【解析】‎ ‎(1)到达最低点时，设棒的速度为v，由牛顿第二定律得：2mg－mg＝m 得v＝；‎ E＝BLv＝BL；‎ U＝.‎ ‎(2).由能量转化和守恒得：Q＝mgr－mv2＝mgr；‎ Q0＝.‎ ‎(3).电量q＝IΔt＝Δt＝.‎ ‎18.一个静止的氮核俘获了一个速度为2.3×107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比RB：RC=11：30，求：‎ ‎（1）C核的速度大小；‎ ‎（2）根据计算判断C核什么？‎ ‎（3）写出核反应方程．‎ ‎【答案】（1）3×106m/s；（2）氦核（3）核反应方程为 ‎【解析】‎ ‎(1)设中子的质量为m,则氮核的质量为14m,B核的质量为11m,C核的质量为4m,根据动量守恒可得:mv0=11mvB+4mvC,代入数值解得vC=3×106m/s.‎ ‎(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式:R=可得:所以;又qC+qB=7e 解得:qC=2e,qB=5e,所以C核为^4_2He.‎ ‎(3)核反应方程147N+10n→115B+42He.‎