广东省深圳市高级中学2020学年高二物理下学期期中试题(1)

广东省深圳市高级中学2020学年高二物理下学期期中试题(1)

深圳高级中学（集团）2020－2020学年高二年级第二学期期中物理考试 ‎ ‎　　本试卷由两部分组成：‎ ‎　　第一部分：高二物理第二学期前的基础知识和能力考查，共34分；‎ ‎　　实验题部分包括1题，分值共10分 ‎　　计算题题部分包含2题，分值共24分；第14题10分，第16题14分 ‎　　第二部分：高二物理第二学期期中前所学的基础知识和能力考查，共66分；‎ ‎　　选择题部分有11题，分值共49分，包含第1题～第11题 ‎　　选择题部分有1题，分值共5分，为第12题 ‎　　计算题部分有1题，分值共12分，为第14题 ‎　　全卷共计100分. 考试时间90分钟 ‎　　一、单项选择题(本题共6小题；每小题4分，共24分)‎ ‎1.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像，由图可知 A.交流电的周期为2 s B.用电压表测量该交流电压时，读数为311 V C.交变电压的有效值为220 V D.将它加在电容器上时，电容器的耐压值等于220 V ‎2.如图所示的电路图中，变压器是理想变压器，原线圈匝数n1=600匝，装有‎0.5A的保险丝，副线圈的匝数n2=120匝．要使整个电路正常工作，当原线圈接在180V的交流电源上时，则副线圈 A.可接耐压值为36 V的电容器 B.可接“36 V、40 W”的安全灯两盏 C.可接电阻为14Ω的电烙铁 D.可串联量程为‎3 A的电流表测量其电路的总电流 ‎　　3.【仅中心校区完成】如果液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，下列说法错误的是 ‎　　A.附着层里分子的密度大于液体内部分子的密度 ‎　　B.附着层分子的作用力表现为引力 ‎　　C.管中的液面一定是凹形弯月面 ‎　　D.液面跟固体接触的面积有扩大的趋势 ‎　　3.【仅东校区完成】下列说法正确的是 ‎　　A.用打气筒打气很费劲，这是气体分子间存在斥力的宏观表现 ‎　　B.水的体积很难被压缩，这是水分子间存在斥力的宏观表现 ‎　　C.气缸中的气体膨胀推动活塞，这是分子间的斥力对外做功的宏观表现 ‎　　D.夏天轮胎容易爆裂，说明温度越高，气体分子间的斥力越大 ‎　　4.关于原子核的有关知识，下列说法错误的是 ‎　　A.核力具有短程性决定了核力具有饱和性 ‎　　B.虽然原子核内的中子不带电，但是相邻的两个中子间仍存在核力作用 ‎　　C.正因为重核中的核子的平均结合能小，所以重核分裂成两个中等质量的核时会放出结合能 ‎　　D.核子结合成原子核时放出的结合能是由亏损的质量转化而来的 ‎　　5.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是 ‎　‎ ‎　‎ ‎　　　　　A 　 B 　　 C D ‎　　6.有一块矿石，其中含有两种物质，它们的元素符号分别是和，其中是由放射性元素衰变而成的稳定的元素，在这块矿石中和的质量比为 m:n。求经过一个半衰期后它们的质量比是 ‎　　二、多项选择题(本题共5小题；每小题5分，共25分。全对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分)‎ ‎7.下列说法正确的是 A.法拉第发现了电磁感应现象，并定量得出了法拉第电磁感应定律 B.安培通过实验发现磁场对电流有作用力，此力的方向与磁场方向垂直 C.汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 D.天然放射现象说明原子核内部是有结构的 ‎　‎ ‎8.如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则 A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大 B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小 C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大 D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小 ‎9.有一台输出电压按图甲所示规律变化的交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，如图乙所示。现已知发电机的输出功率为1100 W，T1的原副线圈匝数比为1∶10，则下列说法正确的是 A.发电机E所产生的交流电的电压表达式 为e＝220cos 100πt(V)‎ B.电流表的示数为‎0.5 A C.当用户消耗的功率变大时，输电线上消耗的功率也变大 D.若只增加T2的原线圈匝数，则发电机的输出功率将变大 ‎10.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，‎ 电流表读数为0。则 A.光电管阴极的逸出功为1.8 eV B.开关K断开后，没有电流流过电流表G C.光电子的最大初动能为0.7 eV D.改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小 ‎ 11.【仅中心校区完成】一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的P－V图上，气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态，再沿与横轴平行的直线变化到c状态，a、c两点位于与纵轴平行的直线上，以下说法中正确的是 ‎　　A.由a状态至b状态过程中，气体放出热量，内能不变 ‎　　B.由b状态至c状态过程中，气体对外做功，内能增加，平均每个气体分子在单位时间内与器壁碰撞的次数不变 ‎　　C.c状态与a状态相比，c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大 ‎　　D.b状态与a状态相比，b状态分子平均距离较小，分子平均动能相等 ‎　　11.【仅东校区完成】图示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3激发态的氢原子，则这些原子 A.能发出3种不同频率的光子 B.发出的光子最小能量是0.66 eV C.发出的光子最大能量是12.75 eV D.由n＝3跃迁到n＝1时发出的光子频率最高 ‎　　三、实验题(本题共2小题；第1小题5分，第2小题10分，共15分)‎ ‎12.(5分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中 ‎①.若油酸酒精溶液体积浓度为0.12%，一滴该溶液的体积为5.2×10－3ml，测得其形成的油膜的面积是‎48cm2，则估算出油酸分子直径的数量级为________m。‎ ‎　　②.用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的（______）‎ ‎　　A.摩尔质量 B.摩尔体积 C.质量 D.体积 ‎【答案】10－9 　　B ‎　　【解析】⑴1滴酒精油酸溶液的体积为 V0=5.2×10-3ml，由油酸酒精溶液体积浓度为0.12%，可得1滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积为V=0.12%V0；在水面上形成的油酸薄膜轮廓面积 S=48×10‎-4m2‎；所以油酸分子直径 ‎ ‎　　⑵知道油滴分子的直径可求得分子的体积，然后用摩尔体积除以油分子的体积可求解阿伏伽德罗常数，故选B。‎ ‎　　13.(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“2V、0.6W”的小灯泡、导线和开关外，还有：‎ ‎　　A.电源(电动势约为3V，内阻可不计)‎ ‎　　B.电流表(量程0～‎3A，内阻约为(0.1Ω)‎ ‎　　C.电流表(量程0～300mA，内阻约为2Ω)‎ ‎　　D.电压表(量程0～15V，内阻约为20kΩ)‎ ‎　　E.电压表(量程0～2.5V，内阻约为5kΩ)‎ ‎　　F.滑动变阻器(最大阻值5Ω，允许通过的最大电流为‎2A)‎ G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ，允许通过的最大电流为‎0.5A)‎ 实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.‎ ‎⑴实验中电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______；(均用序号字母表示)‎ ‎　　⑵请在图甲所示的虚线框内补画出满足实验要求的电路图。‎ ‎　　⑶图乙为通过实验描绘小灯泡的U－I图象，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为3V的电源两端，如图丙所示，则通过每盏小灯泡的电流强度约为________A。此时每盏小灯泡的电功率约为_______W。‎ ‎　　【答案】⑴C； E； F ⑵如图所示； （3）0.2； 0.2‎ ‎【解析】⑴灯泡的额定电流I=P/U=0.6/2=‎0.3A；故电流表应选择C；灯泡的额定电压为2V，因此电压表选择大于等于2V的即可，故选E；因本实验采用分压接法，滑动变阻器应选小电阻，故滑动变阻器选择F；‎ ‎　　⑵本实验要求电压从零开始变化，故采用分压接法；同时因电流表内阻与灯泡内阻接近，故电流表选用外接法；故原理图如图所示；‎ ‎　　⑶将定值电阻等效电源内阻，E=U+2I(R+r),U=E-2(R+r)I,作出等效电源的伏安特性曲线如图所示；与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点，由图可知，此时灯泡的电压为1.0V；电流为‎0.2A；‎ 则灯泡的功率P=UI=1.0×0.2W=0.2W；‎ θ a F b B R c d e f ‎ 四、计算题(本题共3题；第1小题10分，第2小题12分，第3小题14分，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的推理、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)‎ ‎　　14.(10分)如图所示，有两根足够长、不计电阻，相距L的平行光滑金属导轨cd、ef与水平面成θ角固定放置，底端接一阻值为R的电阻，在轨道平面内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直轨道平面斜向上。现有一平行于ce、垂直于导轨、质量为m、电阻为r的金属杆ab，在沿轨道平面向上的恒定拉力F作用下，从底端ce由静止沿导轨向上运动，当ab杆速度达到稳定后，撤去拉力F，最后ab杆又沿轨道匀速回到ce端。已知ab杆向上和向下运动的最大速度相等。求：拉力F和杆ab最后回到ce端的速度v ‎　　【答案】‎ ‎　　【解析】当ab杆沿导轨上滑达到最大速度v时，其受力如图所示。由平衡条件可知 ‎　　 (1分)‎ 安培力　　　　　　 (1分)‎ 感应电流　 (1分)‎ 感应电动势　　　　 (1分)‎ 联立上述式得 (2分)‎ ‎　　同理可得，ab杆沿导轨下滑达到最大速度时　 (2分)‎ 联立上述两式解得 (1分)‎ ‎ (1分)‎ ‎15.(12分)如图，一导热性能良好，内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为s=2×10－‎3m，质量为m=‎4kg，厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为‎24cm，在活塞的右侧‎12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强P0=1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图b所示，求该情况下(取g=‎10m/s2)‎ ‎　　⑴活塞与气缸底部之间的距离 ‎　　⑵缓慢对气缸加热，当温度升至多高时活塞与卡环刚好接触？‎ ‎　　⑶缓慢对气缸加热，当温度升至多高时活塞队卡环的压力为60N？‎ ‎　　解析：⑴气缸水平放置时，封闭气体压强P1=P0=1.0×105Pa，温度，体积。‎ ‎　　当气缸竖直时，封闭气体压强 ，温度，体积 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(2分)‎ 根据理想气体状态方程有 　 解得　H=‎20cm 　　　　　(1分＋1分)‎ ‎⑵设活塞到卡环时的温度为T3，此时，等压变化，由盖·吕萨克定律有 ‎　　解得　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分＋2分)‎ ‎　　⑶，　　　　　　　　　 (1分)‎ 由查理定律得 　解得　　　　　　　　　　　　　 (2分＋1分)　　‎ ‎16.(14分)如图，倾角为θ=37°的斜面上存在有界的磁场，磁场的上、下边界水平，相距为d=‎0.356m，磁感应强度大小为B＝1.00T，方向垂直斜面向上。在斜面上距离磁场上边界为‎2L=‎0.400m处由静止释放一个匝数N＝5、质量为m=‎0.125kg、电阻为R=2.00Ω、边长为L=‎0.200m (L＜d)的正方形细小导线框，导线框与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.350。已知导线框下边刚进入磁场时的速度和下边刚离开磁场时的速度相同，运动过程中导线框下边保持水平，重力加速度g=‎10m/s2，sin37°=0.6。求 ‎⑴线框下边刚进入磁场时，线框的加速度a的大小 ‎⑵线框穿越磁场的过程中的最小速度的大小 ‎⑶线框穿越磁场的过程中产生的总焦耳热Q 解析：⑴设线框进入磁场时的速度为v0，由动能定理可得 ‎　　　　　 (1分)‎ 解得　　 (1分)‎ ‎　　进入磁场瞬间线框受安培力 (1分)‎ ‎　　线框进入磁场的瞬间，由运动定律得　 (1分)‎ ‎　　解得加速度　，方向沿斜面向上 (1分)‎ ‎　　⑵当线框全进磁场后将再次加速，故线框全进磁场瞬间速度为最小值 (1分)‎ ‎　　由题意和对称性可知：当线框下边到达磁场下边界时的速度为，线框全部出磁场的瞬间的速度为最小值 (1分)‎ ‎　　设线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为，由能量转化和守恒定律得 ‎　　　　 (2分)‎ ‎　　对线框全部进入磁场的瞬间到全部离开磁场的瞬间，由能量转化和守恒定律得 ‎　　　　 (2分)‎ ‎　　联立解得　 (1分)‎ ‎　　　　　　　 (1分)‎ ‎⑶故线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为　 (1分)‎ ‎　‎ 错解：⑵当a=0时，速度最小。由平衡条件可得 ‎　　　　　　　‎ ‎　　解得　‎ ‎　　⑶对线框进入磁场的过程，由能量转化和守恒定律可得 ‎　　　　‎ ‎　　解得　‎ ‎　　故线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为　‎ ‎　错因：即使线框匀减速进入磁场，线框全部进入磁场时的速度也不可能减为‎0.8m/s ‎　　 ‎