物理卷·2018届上海市金山中学高二下学期期中考试（等级）试题（解析版）

物理卷·2018届上海市金山中学高二下学期期中考试（等级）试题（解析版）

全*品*高*考*网， 用后离不了！‎ 上海市金山中学2016-2017学年高二下学期期中考试（等级）物理试题 一、选择题（共40分，1~8每小题3分，9~12每小题4分。每小题只有一个正确选项。）‎ ‎1. 关于感应电流,下列说法中正确的是（ ）‎ A. 只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生.‎ B. 穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生.‎ C. 线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流.‎ D. 只要电路的一部分作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流.‎ ‎【答案】C ‎.........‎ ‎2. 关于三种天然放射线，下列说法正确的是 （ ）‎ A. α射线是高速运动的氦原子 B. 穿透能力最强的是β射线 C. 天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构 D. α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查 ‎【答案】C ‎【解析】α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；穿透能力最强的是γ射线，选项B错误；天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构，选项C正确； γ射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查，选项D错误；故选C.‎ 点睛：解决本题的关键知道三种射线的实质，α射线是氦核流，电离本领最强；β射线是电子流，γ射线是电磁波，穿透本领最强．‎ ‎3. 现已建成的核电站发电的能量来自于（ ）‎ A. 天然放射性元素衰变放出的能量 B. 人工放射性同位素放出的能量 C. 重核裂变放出的能量 D. 化学反应放出的能量 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：重核裂变过程中质量亏损，伴随着巨大能量放出，因此目前核电站均是采用了重核裂变放出的能量进行的，故ABD错误，C正确．故选C。‎ 考点：核电站 ‎4. 如图为卢瑟福的α粒子散射实验，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为（ ）‎ A. 轨迹a B. 轨迹b C. 轨迹c D. 轨迹d ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），据此可得出沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹．‎ 解：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强，故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ 点评：本题考查了卢瑟福α粒子散射实验的现象，难度不大，属于基础题，注意搞清为何会偏转，何处偏转程度最大．‎ ‎5. 下列关于物质结构的叙述中不正确的是（ ）‎ A. 天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 B. 质子的发现表明了原子核都是由质子组成的 C. 电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D. α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 ‎【答案】B ‎【解析】天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的，选项A正确；质子的发现表明了原子核内有质子，但不是只有质子组成的，选项B错误；电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的，选项C正确；α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.‎ ‎6. 属于β衰变的核反应方程式是（ ）‎ A. 42He＋94Be→126C＋X B. 23490→23491Pa＋X C. 21H＋31H→10n＋X D. 3015P→3014Si＋X ‎【答案】B ‎【解析】A反应是原子核的人工转变方程，选项A错误；B反应放出的是负电子，则是β衰变方程，选项B正确；C反应是轻核的聚变反应，选项C错误；D反应放出的是正电子，不是β衰变方程，选项D错误；故选B.‎ ‎7. 奥斯特深信电和磁有某种联系。为了研究这种联系，有一次他拿一根细铂丝接到电源上，在它的前面放一枚磁针，试图用铂丝来吸引磁针。结果铂丝变灼热，甚至发光了，磁针却纹丝不动。你认为，奥斯特该次实验失败的主要原因可能是（ ）‎ A. 电源的正负极颠倒了 B. 磁针的磁性颠倒了 C. 地球磁场的干扰 D. 磁针位置不正确 ‎【答案】D ‎【解析】在地球的周围存在沿南北方向的磁场，所以小磁针静止时沿南北方向，若奥斯特实验时，电流的磁场方向也沿南北方向，则小磁针不能发生偏转．所以奥斯特该次实验失败的主要原因可能是由于电流的方向沿东西方向，电流的磁场受到地球的磁场的干扰．故选C.‎ 点睛：特的电流磁效应的实验中，通电后导线附近的小磁针的偏转是由于受到了电流产生的磁场的影响；当电流的方向沿南北方向时实验的效果最明显．‎ ‎8. 如图所示，一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速通过宽为d（d＜L）的匀强磁场，在此过程中线框中有感应电流的时间是（ ）‎ A. 2d/v B. 2L/v C. （L－d）/v D. （L－2d）/v ‎【答案】A ‎【解析】只有穿过闭合线圈的磁通量发生变化时才有感应电流，在线圈进入磁场后磁通量不变，没有感应电流，时间为2d/v，A对；‎ ‎9. 如图所示，两圆形线圈套在条形磁铁中部，线圈平面与磁铁垂直，a线圈面积大于b线圈面积，则比较a与b线圈中穿过的磁通量的大小Φa与Φb的关系有（ ）‎ A. Φa＝Φb B. Φa＞Φb C. Φa＜Φb D. 无法比较 ‎【答案】C ‎【解析】根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下．由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，b的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以Φa＜Φb．故选C.‎ 点睛：此题是易错题，要知道磁感线出发进入S极，在磁铁内部，磁感线从S极指向N极．磁感线是闭合曲线，磁铁内外总条数相等．穿过环面的磁感线方向有两种，存在抵消情况，抵消后磁感线多，磁通量大．‎ ‎10. 如图所示，折成不同形状的四个导线框质量相等、匝数相同，高度相同，MN边长度相等，将它们用相同的细线悬挂在空中，四个导线框的下边处在同一水平线上，且四个线框的下半部分都处在与线框平面垂直的同一匀强磁场中，磁场的上边界水平（如图中虚线所示），四个导线框中都通有顺时针方向、电流强度相同的电流，均处于平衡状态。若使磁场缓慢变强，细线最不易拉断的是（ ）‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】B ‎【解析】据左手定则，四个导线框受的安培力方向均向下。‎ 处于磁场中的导体，导体的有效长度越短，根据知导体受的安培力越小；当磁场缓慢变强，安培力缓慢增大，安培力最小的，细线最不易拉断。‎ 由图知，选项B中线框的有效长度最短。所以B项正确。‎ 点晴：导线在磁场中的有效长度是处于磁场中导线两端点连线在垂直磁场方向上的长度。‎ ‎11. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。 这几种反应总的效果可以表示为62 1H→k4 2He＋d1 1H＋21 0n。由平衡条件可知（ ）。‎ A. k＝1 d＝4 B. k＝2 d＝2‎ C. k＝1 d＝6 D. k＝2 d＝3‎ ‎【答案】B ‎【解析】在核反应的过程由质量数守恒可得：6×2=4k+d+2×1；根据核电荷数守恒可得：6×1=2k+d 联立两式解得：k=2，d=2．故选B.‎ ‎12. 如图所示，Ⅰ、Ⅲ为两匀强磁场区，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向里，Ⅲ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感强度均为B，两区域中间为宽l的无磁场区Ⅱ，有边长为L＝2l的正方形金属框abcd置于I区域，ab边与磁场边界平行，以Ⅰ、Ⅱ区域分界处为坐标原点O。现使金属框向右匀速移动，在ab边从x＝0到x＝3l的过程中，能定性描述线框中感应电流随位置变化关系的是（ ） ‎ A. A B. B C. C D. D ‎【答案】A ‎【解析】ab边刚进入中央无磁均区Ⅱ时，cd边在磁场Ⅰ区内切割磁感线产生感应电动势BLv, 感应电流为I =, 由右手定则，方向顺时针方向;‎ ‎ ab边刚进入磁场区Ⅲ时，ab边、cd边都切割磁感线产生感应电动势且都为顺时针方向，大小都为BLv，所以感应电流为原来的2倍，方向顺时针方向；cd边进入无磁场Ⅱ区内，ab边则在磁场区Ⅲ切割磁感线产生感应电动势BLv, 由右手定则，方向顺时针方向，电流大小仍为I；则选项A正确，故选A．‎ 点睛：此题容易出错的地方是：当两个边切割磁感线时，电路中有两个电动势，总电动势为2BLv．要能根据右手定则或楞次定律判断感应电流的方向．‎ 二、填空题（共24分，每空格3分。）‎ ‎13. 223 88Ra（镭）→207 82Pb（铅）发生了_____次α衰变和______次β衰变。‎ ‎【答案】 (1). 4 (2). 2‎ ‎【解析】设发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为： 则：223=207+4x，解得：x=4 又：88=82+4×2-y，得：y=2‎ 点睛：知道发生α、β衰变的实质：原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变．能够运用质量数和电荷数守恒进行求解．‎ ‎14. 如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快速摆动，则此时cd棒受到的安培力方向为________（选填“向右”或“向左”），这个过程中右侧装置的工作原理相当于_________（选填“电动机”或“发电机”）。‎ ‎【答案】 (1). 向右 (2). 电动机 ‎【解析】用外力使ab棒向右快速摆动，则由右手定则可知在ab中产生从b到a的感应电流，则电流由c导体流过cd棒，由左手定则可知受到的安培力方向为向右，这个过程中右侧装置的工作原理相当于电动机.‎ ‎15. 1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现______________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是吸收______________‎ ‎【答案】 (1). 质子 (2). α粒子 ‎【解析】卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的α粒子； 实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生。‎ ‎16. 如图所示，水平面上有一对平行光滑金属导轨，导轨左端串有一电阻R，金属杆ab垂直平放在两导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，忽略导轨的电阻，但ab杆的质量和电阻都不能忽略。现给ab杆施以水平向右的恒力F，在ab杆从静止开始向右运动过程中，外力F做的功 _______（选填：“大于”、“等于”或“小于”）整个电路消耗的电功，磁场对ab杆作用力的功率 _______（选填：“大于”、“等于”或“小于”）电阻R上消耗的电功率。‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 大于 ‎【解析】在ab杆从静止开始向右运动过程中，ab杆的动能逐渐增大，回路中产生焦耳热，根据功能关系可知：外力做功应等于整个回路中产生的内能与杆获得的动能之和．所以外力F做的功大于整个电路消耗的电功．磁场对ab杆作用力的功率等于整个回路消耗的电功率，由于ab杆也有电阻，所以磁场对ab杆作用力的功率大于电阻R上消耗的电功率． 点睛：解决本题关键要明确能量是如何转化的，不能忘记杆有电阻和质量这个条件，知道磁场对ab杆作用力的功率等于整个回路消耗的电功率．‎ 三、综合题（共36分）‎ ‎17. 首先发现中子的科学家是__________，其核反应方程是：94Be＋42He→126C+__________。实验装置如图所示，图中（1）为放射源Po，（4）为________________，（6）为_________________。‎ ‎【答案】 (1). 查德威克 (2). 94Be＋42He→126C＋10n (3). 中子 (4). 质子 ‎【解析】首先发现中子的科学家是查德威克，其核反应方程是：94Be＋42He→126C+＋10n；实验装置如图所示，图中（1）为放射源Po，（4）为中子，（6）为质子.‎ ‎18. 为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路：‎ ‎(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是（_______）‎ A、电键的位置接错 B、电流表的正、负接线柱上导线接反 C、线圈B的两个接线柱上导线接反 D、蓄电池的正、负极接反 ‎(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是：___________________________‎ ‎【答案】 (1). A (2). 闭合电路磁通量发生变化 ‎【解析】（1）该同学将线圈B放置在线圈A中，再闭合、断开电键，磁通量不变，无感应电动势，故电流表指针不偏转；应改为电键闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将电键接在B线圈所在回路中，故选A． （2）通过实验得出产生感应电流的条件是：当闭合电路磁通量发生变化时会产生感应电流.‎ ‎19. 如图所示，光滑竖直平行导轨上端连有一电阻R，导轨上套有一质量为m的导体棒ab，导轨与导体棒电阻均不计。现导体棒自由下落，以速度v进入高为h的水平匀强磁场区域，穿出磁场时的速度为v/2。求此过程中电阻R上产生的热量 ‎【答案】‎ ‎【解析】根据能量守恒定律得：此过程中电阻R上产生的热量 Q=mgh+mv2-m()2]=mgh+ mv2‎ ‎20. 如图所示，一对足够长平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距为L，左侧接两个阻值为R、额定功率为P的相同灯泡甲和乙，其中乙灯泡处于断开状态。有一质量为m、电阻为r的金属棒静止且与两轨道垂直地放在轨道上，轨道的电阻忽略不计。整个装置处于垂直轨道平面竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。现用一恒定的外力沿轨道方向拉金属棒，最终甲灯泡刚好正常发光，请回答如下问题：‎ ‎(1)简述金属棒做什么运动？‎ ‎(2)最终金属棒运动的速度是多少？‎ ‎(3)在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，则在闭合K的瞬间金属棒的加速度是多少？‎ ‎【答案】(1）金属棒先做加速度减小速度增加的变加速运动，最终做匀速直线运动（2）（3）‎ ‎【解析】（1）金属棒受向右的拉力和向左的安培力作用，开始时拉力大于安培力，金属棒做加速运动，随速度的增加，感应电流增大，安培力增大，则加速度逐渐减小，当加速度为零时速度达到最大，最后匀速运动；此题只最终甲灯泡刚好正常发光，说明通过甲灯的感应电流不变，根据欧姆定律得 可知，金属棒的速度不变，做匀速直线运动． （2）由P=I2R得又 联立解得 ‎（3）在甲灯泡正常发光后，闭合开关K，两灯并联，此时金属棒产生的感应电动势为 E=BLv=（R+r） 电路中感应电流为 I′=‎ 根据牛顿第二定律得 F-BI′L=ma 又 F=BIL 解得 ，负号表示加速度方向向左 点睛：解决本题的关键要搞清金属棒的受力情况，推导出安培力与速度的关系，运用力学的方法解决电磁感应问题．‎