安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（普通班）(1)

安徽省滁州市定远县育才学校2020学年高二物理下学期期末考试试题（普通班）(1)

育才学校2020学年度第二学期期末考试 ‎ 高二普通班物理试卷 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分。1-8小题为单选题，9-12小题为多选题。)‎ ‎1.如图所示为氢原子的能级示意图，对于处于n=4激发态的一群氢原子来说，则 A. 由n=2跃迁到n=1时发出光子的能量最大 B. 由较高能级跃迁到较低能级，电子轨道半径减小，动能增大 C. 当氢原子自发向低能级跃迁时，可发出3种光谱线 D. 由n=4跃迁到n=1发出光子频率是n=4跃迁到n=2发出的光子频率的6倍 ‎2.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如右图所示，则(　　)‎ A. 若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动 B. 若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 C. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动 D. 若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动 ‎3.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C. 遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎4..两根通电直导线M、N都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行．现将线圈从位置A沿M、N连线中垂线迅速平移到B位置，则在平移过程中，线圈中的感应电流(　　)‎ A. 沿顺时针方向，且越来越小 B. 沿逆时针方向，且越来越大 C. 始终为零 D. 先顺时针，后逆时针 ‎5.如图所示，金属杆MN在金属框上以速度向左平移的过程中，在MN上产生的感应电动势E随时间变化的规律应是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎6.如图，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲人一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么（ ）‎ A．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下 B．线圈在磁场中某位置停下 C．线圈在未完全离开磁场时即已停下 D．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来 ‎7.如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成—个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a、b与长直金属杆导通，在外力F作用下，正弦形金属线可以在杆上无摩擦滑动。杆的电阻不计，导线电阻为R，ab间距离为‎2L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆距离都是L／2。在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。现在外力F作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直。t=0 时刻导线从O点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F所做功为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎8.如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，Rt为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R1为定值电阻．若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电．下列说法中正确的是 A．输入变压器原线圈的交流电压的表达式为 B．变压器原、副线圈中的电流之比为4：l C．t=0.0ls时，发电机的线圈平面位于中性面 D．Rt温度升高时，变压器的输入功率变小 ‎9.关于原子核的结合能，下列说法正确的是 A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．钚核Pu的衰变方程为：Pu―→U＋He，衰变产物α粒子和铀核的结合能之和一定大于钚核的结合能 C．比结合能越大，原子核越不稳定 D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 ‎10.在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大．一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为v，则下列说法正确的是（ ）‎ A．此时圆环中的电功率为 B．此时圆环的加速度为 C．此过程中通过圆环截面的电量为 D．此过程中回路产生的电能为0.75mv2‎ ‎11.在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的相应的Uc﹣v图象，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是（　　）‎ A. 甲、乙图线斜率表示普朗克常数h B. 甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功大 C. 在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大 D. 在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光电效应 ‎12.图为一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的线框面积为S，共有n匝，总电阻为r，外电路上接有一个阻值为R的定值电阻、理想交流电流表A和二极管D。线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，以下说法正确的是（ ）‎ A. 交流发电机产生电动势的最大值为nBSω B. R两端电压的有效值 C. 交流电流表的示数一直在变化 D. 若用一根导线连接M、N两点，电阻R上的功率不变 二、填空实验题(共3小题,共16分)‎ ‎13.曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，如图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc的中点，与ab边平行，它的一端有一半径r0＝‎1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动．设线框由N＝800匝线圈组成，每匝线圈的面积S0＝‎20 cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B＝0.010 T，自行车车轮的半径R1＝‎35 cm，小齿轮的半径R2＝‎4.0 cm，大齿轮的半径R3＝‎10.0 cm(如图乙)．现从静止开始使大齿轮加速运动，使摩擦小轮逆时针转动（从上往下看）则：线圈的角速度ω=_____才能使发电机输出电压的峰值U＝3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动)，此时大齿轮的转速为_______转/分钟。‎ ‎14.若U俘获一个中子裂变成Sr及Xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.043 9 u、89.907 7 u和135.907 2 u，中子质量为1.008 7 u(1 u＝1.660 6×10‎ ‎－‎27 kg,1 u相当于931.50 MeV)‎ ‎(1)写出铀核裂变的核反应方程_________________________________‎ ‎(2)求‎9.2 kg纯铀235完全裂变所释放的能量是___________ (取两位有效数字)‎ ‎15.如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作：‎ ‎（1）用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流．调节滑动变阻器，将触头P向___端滑动（选填“a”或“b”），使微安表示数恰好变为零，记下电压表示U1．‎ ‎（2）用频率为ν2的光照射光电管，重复①中的步骤，记下电压表示数U2．已知电子的电量为e，由上述实验可知，普朗克常量h=________（用上述已知量和测量量表示）．‎ ‎（3）关于光电效应，下列说法正确的是____________.‎ A．光照时间越长光电流越大 B．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 C．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能最够大时，就能逸出金属 D．不同频率的光照射同一种金属时，频率越高，光电子的最大初动能越大．‎ 三、解答题(共3小题 ,共36分)‎ ‎16.某同学采用如图所示的实验电路研究光电效应，用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的示数U称为反向遏止电压．根据反向遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能．现分别用ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的比荷为e/m，求：‎ ‎(1)阴极K所用金属的极限频率；‎ ‎(2)用题目中所给条件表示普朗克常量h.‎ ‎17.交流发电机转子有N匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈电阻为r，外电路电阻为R，当线圈处于中性面时开始计时，逆时针匀速转动180°过程中，求：‎ ‎（1）写出R两端的电压瞬时值的表达式 ‎（2）R上产生的电热Q ‎（3）通过R的电荷量q ‎18.如图（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上。导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。‎ ‎（1）求导体棒所达到的恒定速度v2；‎ ‎（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？‎ ‎（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？‎ ‎（4）若t＝0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图B.所示，已知在时刻t导体棋睥瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。‎ 答 案 ‎1.B 2.C 3.D 4.C 5.D 6.D 7.C 8.C 9.AB 10.AC 11.CD 12.AB ‎13. ‎ ‎14. U＋n→Sr＋Xe＋10n 3.3×1027 MeV ‎15. （1）a， （2） ， （3）D．‎ ‎16.（1） ．（2） ．‎ 解（1）由于阳极A和阴极K之间所加电压为反向电压，根据动能定理．‎ ‎−eU′1＝0−mv12，‎ ‎−eU2＝0−mv22‎ 根据光电效应方程 mv12＝hv1−W0‎ mv22＝hv2−W0‎ 其中W0=hv0‎ 解以上各式得 ‎（2）由以上各式得，‎ eU1=hv1-W0，eU2=hv2-W0‎ 解得h=．‎ ‎17.（1） ；（2） ；（3）‎ 解（1）线圈由中性面开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为 由闭合电路欧姆定律可知 电阻R两端的电压为： ‎ 解以上三式得： ‎ ‎（2）感应电动势的最大值为 感应电动势的有效值为 由闭合电路欧姆定律可知 由焦耳定律可知， ，其中 解以上四式得： ‎ ‎（3）通过电阻R的电荷量为 由闭合电路欧姆定律得： ‎ 由法拉第电磁感应定律得： ， ，‎ 联立以上四式得： ‎ ‎18.（1）（2）‎ ‎（3） （4）‎ 解：（1）有电磁感应定律，得 E=BL（v1﹣v2）‎ 闭合电路欧姆定律 I=‎ 导体棒所受安培力 速度恒定时有 可得 ‎（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过所受的最大安培力，即导体棒不动时，安培力最大为 ‎（3）根据能量守恒，单位时间内克服阻力所做的功，即摩擦力的功率 电路中消耗的电功 ‎（4）因导体棒要做匀加速运动，必有v1﹣v2为常数，设为△v，则：‎ 则 可解得