【物理】陕西省延安市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】陕西省延安市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

‎2019－2020学年度第二学期期中 高二年级物理试题 一、单项选择（每题4分，共计48分；其中1--8为单选；9--12为多选，选不全得2分，错选或多选得0分）‎ ‎1.关于原子结构理论和粒子散射实验，描述不正确的是（　　）‎ A. 卢瑟福做粒子散射实验发现绝大多数粒子仍沿着原来的方向前进，说明原子内部很空旷 B. 卢瑟福做粒子散射实验少数粒子发生了较大的偏转，极个别粒子甚至被反弹回来，说明圆周内部有一个质量很大体积很小的带正电的核心 C. 卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论 D. 卢瑟福做粒子散射实验目的是为了推翻汤姆生的原子“枣糕式”结构 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卢瑟福做粒子散射实验发现绝大多数粒子仍沿着原来的方向前进，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，A选项不合题意，故A错误；‎ B．卢瑟福做粒子散射实验，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，极个别粒子甚至被反弹回来，说明圆周内部有一个质量很大体积很小的带正电的核心，B选项不合题意，故B错误；‎ C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，解释了粒子散射实验的现象，C选项不合题意，故C错误；‎ D．卢瑟福设计的粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了推翻汤姆生的原子“枣糕式”结构，D选项符合题意，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.以下核反应中，属于核聚变的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、是发现质子的核反应，不是α衰变，故A错误；‎ B、，该反应自发进行，产生氦核，是α衰变，故B正确；‎ C、是聚变反应，故C错误；‎ D、是β衰变，故D错误；故选B．‎ ‎【点睛】α衰变是自发进行，衰变后产生氦核，根据这一特点分析判断．‎ ‎3.在如图所示装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 A. 动量守恒、机械能守恒 B. 动量不守恒、机械能不守恒 C. 动量守恒、机械能不守恒 D. 动量不守恒、机械能守恒 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒，故B正确，ACD错误．‎ ‎4.物体做简谐运动，其图像如图所示，在t1和t2两时刻，物体的（　　）‎ A. 回复力相同 B. 位移相同 C. 速度相同 D. 加速度相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．由振动图像看出，在t1时刻和t2时刻，物体的位移大小相等，方向相反，则根据简谐运动的特征可知，加速度、回复力也大小相等，方向相反，所以两个时刻位移、回复力和加速度都不同，故ABD错误；‎ C．两个时刻位移大小相等，方向相反，物体的位置关于平衡位置对称，速度大小相等，由图可知两个时刻物体的速度方向均为负方向，方向相同，则两个时刻物体的速度相同，故C正确。故选C。‎ ‎5.如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（　　）‎ A. 改用红光照射 B. 改用厂的高温炉子上开一个小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温紫光照射 C. 增大光电管上的加速电压 D. 增大绿光的强度 ‎【答案】B ‎【解析】AB．由爱因斯坦光电效应方程 可知同种物质的逸出功相同，当入射光的频率增大时，最大初动能增大，而紫光的频率大于红光的频率，故应该改用厂的高温炉子上开一个小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，确定炉内的温紫光照射，故A错误，B正确；‎ CD．由爱因斯坦光电效应方程 可知与增大光电管上的电压或增大绿光的强度无关，故CD错误。故选B。‎ ‎6.如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，在到达斜面底端的过程中（　　）‎ A. 重力的冲量相同 B. 弹力的冲量相同 C. 合力的冲量相同 D. 以上说法均不对 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】高度相同，则下滑的距离x=，加速度a=gsinθ，根据x=，得：，由于倾角不同，则运动的时间不同，根据I=mgt知，重力的冲量不同．故A错误．对于弹力，大小不等，方向不同，弹力的冲量不同．故B错误．合力的大小F合=mgsinθ，可知合力大小不等，方向也不同，则合力的冲量不同，故C错误．故选D．‎ ‎7.如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流(电流方向abcda为正方向)．若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由题图乙可知，0～t1‎ 内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故0～t1内磁感应强度与时间的关系是一条斜线，A、B错误；‎ CD.又由于0～t1时间内电流的方向为正，即沿abcda方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向向里，故0～t1内原磁场方向向里减小或向外增大，因此D正确，C错误．‎ ‎8.如图所示，电感线圈L的直流电阻，小灯泡A的电阻R＝6.0Ω，闭合开关S，待电路稳定后再断开开关，则在断开开关S的瞬间，小灯泡A ( )‎ A. 不熄灭 B. 立即熄灭 ‎ C. 逐渐熄灭 D. 闪亮一下再逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】因为电感线圈的直流电阻RL＜R灯，当电流达到稳定时，小灯泡中的电流小于线圈中的电流，开关S断开瞬间，线圈L产生自感电动势， L中电流要逐渐变小，灯泡中的电流与L中的电流变化一致，由于电流比灯泡原来的电流大，所以灯泡要闪亮一下再逐渐熄灭。故选D。‎ ‎9.下列关于实物粒子，光的波粒二象性说法正确的是（　　）‎ A. 对于同种金属产生光电效应时，照射光的频率越大，逸出的所有光电子的初动能也越大 B. 德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想 C. 光电效应和康普顿效应都为光子具有粒子性提供了有力的证据 D. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构说明了实物粒子也具有波动性 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据光电效应方程知 光电子的频率越大最大初动能越大，但并不是所有光电子的动能越大，故A错误；‎ B．德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后1927年的电子衍射实验证实了他的猜想，故B正确；‎ C．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故C正确；‎ D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故D正确。故选BCD。‎ ‎10.弹簧振子在AOB之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得AB间距为‎8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s．则(　　)‎ A. 振动周期是2 s，振幅是‎8 cm B. 振动频率是2 Hz C. 振子完成一次全振动通过的路程是‎16 cm D. 振子过O点时计时，3 s内通过的路程为‎24m ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A、B之间的距离为‎8 cm，则振幅是‎4 cm，故A错误；‎ B．T＝2 s，f＝0.5 Hz，故B错误；‎ CD．振子完成一次全振动通过的路程是‎4A，即‎16 cm，3 s内运动了1.5个周期，故总路程为‎24 cm，CD正确．故选CD。‎ ‎11.如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，则 A. 可以辐射6种不同频率的光 B. 波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的 C. 使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D. 若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从n＝4的激发态向基态跃迁时可以辐射种不同频率的光，选项A正确；‎ B．波长最长的对应着频率最小的光，即从n＝4到n=3时产生的，选项B错误；‎ C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0-(-0.85)=0.85 eV的能量，选项C正确；‎ D．从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为-3.4-（-13.6）=10.2eV；从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为-1.51-（-3.4）=1.89eV，即若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子不一定能使该板发生光电效应，选项D错误．‎ ‎12.金属圆盘置于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，圆盘中央和边缘各引出一根导线，与套在铁芯上部的线圏A相连．套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上如图所示．导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法正确的是 A. 圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向右运动 B. 圆盘顺时针减速转动时，ab棒将向右运动 C. 圆盘逆时针减速转动时，ab棒将向右运动 D. 圆盘逆时针加速转动时，ab棒将向右运动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由右手定则可知，圆盘顺时针加速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向下且磁场增强．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动,故A错误；‎ B.同理可知，若圆盘顺时针减速转动时，则ab棒将向右运动，选项B正确；‎ C.由右手定则可知，圆盘逆时针加减速转动时，感应电流从圆心流向边缘，线圈A中产生的磁场方向向上且磁场减弱．由楞次定律可知，线圈B中的感应磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，ab棒中感应电流方向由a→b．由左手定则可知，ab棒受的安培力方向向左，ab棒将向左运动，故C错误 D.同理可知，若圆盘逆时针加减速转动时减速转动时，则ab棒将向右运动，选项D正确；‎ 二、填空题（共计18分）‎ ‎13.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象．‎ ‎(1)请为这位同学完成电路连接________;‎ ‎(2)他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，电键闭合后，他还进行了下列操作：将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱E移动，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）．‎ ‎【答案】 (1). (2). 左偏 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）电路连接如图：‎ ‎（2）闭合电键的瞬间，穿过副线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转；电键闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱E移动，通过原线圈的电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转．‎ ‎14.某研究小组设计了如下实验来验证动量守恒定律：‎ 两条相同的细线分别挂着两个等体积小球，质量分别是m1和m2，中间夹有一轻弹簧，再用一细线穿过弹簧连接两球，弹簧处于压缩状态但不与小球连接．用火烧断细线，两球向左右运动，测出它们最大的摆角分别为，，如图所示．‎ ‎(1)实验过程中，______（选填“有”或“没有”）必要测出竖直细线的长度.‎ ‎(2)理论上，质量大的小球摆角______（选填“大”或“小”）‎ ‎(3)试写出验证动量守恒的表达式：______．（用题中所给物理量表示）‎ ‎【答案】 (1). 没有 (2). 小 (3). m1=m2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设细线的长度为L，烧断细线过程两球组成的系统在水平方向动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：‎ ‎，‎ 烧断细线后小球摆到过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：‎ 对：‎ ‎，‎ 对：‎ ‎，‎ 整理得：‎ ‎；‎ ‎[1]根据以上分析实验过程中，没有必要测出竖直细线的长度；‎ ‎[2]余弦函数是减函数，由可知，质量m大的摆球摆角小；‎ ‎[3]以上推导过程可知，实验需要验证的表达式是：；‎ 三、计算题（共计34分）‎ ‎15.湖面上静止的一条小船，船长L=‎3m，质量M为‎120kg．质量m为‎60kg的人从船头走向船尾，求在此过程中，人和船相对于地面的位移x1和x2.‎ ‎【答案】‎2m；‎‎1m ‎【解析】‎ ‎【详解】船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向右退，有 人从船头走到船尾 ‎，‎ 即 又因船长为 联立解析 ‎16.如图所示，水平的平行虚线间距d＝‎10cm，其间有磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场．一个正方形线圈ABCD的边长l＝‎10cm，质量m＝‎100g，电阻R＝0.04Ω。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离h＝‎80cm。将线圈由静止释放，取g＝‎10m/s2，求：‎ ‎（1）线圈下边缘刚进入磁场时，CD两端的电势差 ‎（2）线圈下边缘刚进入磁场时加速度的大小 ‎（3）整个线圈穿过磁场过程中产生的电热Q．‎ ‎【答案】（1）0.3V；（2）0；（3）0.2J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设线框进入磁场的速度为v，根据动能定理可得 mgh=mv2‎ 解得v=‎4m/s 根据法拉第电磁感应定律可得产生的感应电动势为 E=BLv=0.4V CD两端电压路端电压，则有 UCD=E=0.3V ‎（2）根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为 I==‎‎10A 此时的安培力大小为F=BIL=1N，方向向上，‎ 重力为 G=mg=1N 所以加速度为 a==0；‎ ‎（3）根据功能关系可知，产生的热量等于重力势能减少量，则 Q=2mgd=0.2J ‎17.如图所示，实线是一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在 t=0.2s 时刻的波形图，求:‎ ‎（1）由图读出波的振幅和波长；‎ ‎（2）若波沿 x 轴正方向传播，求波速的可能值；‎ ‎（3）若波沿 x 轴负方向传播，求波速的可能值．‎ ‎【答案】（1）波长λ＝‎0.24 m，振幅为‎10m；‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由波形图知波长λ＝‎0.24 m，振幅‎10m ‎（2）若波沿 x 轴正方向传播，传播距离Δx满足 ‎ 由速度公式知：‎ ‎（3）波沿x轴负方向传播时，传播距离 ‎ 由速度公式知 ‎ 故本题答案是：（1）波长λ＝‎0.24 m，振幅为‎10m；‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎