【文档说明】【精准解析】陕西省宝鸡市渭滨区2019-2020学年高二下学期期末考试物理试卷.doc,共(18)页,1.089 MB,由小赞的店铺上传
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渭滨区2019-2020-2高二年级物理试题一、选择题(本题共15小题,共50分。在每小题的四个选项中,第1-10题只有一项符合题目要求,每题3分。第11-15题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但选不全得2分,有错或不选的得0分,并把选项填涂在答题卡上)1.一闭合金属线框的两边接有电阻R
1、R2,框上垂直搁置一根金属棒,棒与框接触良好,整个装置放在匀强磁场中(如图所示),当用外力使ab棒右移时,作出的下列判断中正确的是()A.其穿线框的磁通量不变,框内没有感应电流B.框内有感应电流,电流方向沿顺时针方向绕行C.框
内有感应电流,电流方向沿逆时针方向绕行D.框内有感应电流,左半边逆时针方向绕行,右半边顺时针方向绕行【答案】D【解析】【详解】虽然整个框架内磁通量不变,但由于ab棒的运动,使左右两边都产生磁通量的变化,故两边均产生感应电流;由右手定则可知,左侧电流为逆时针,右侧电流为顺时针,故D正确,A
BC错误。故选D。2.如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直,且一半处在磁场中,在t时间内,磁感应强度的方向不变,大小由B均匀的增大到2B.在此过程中,线圈中产生的感应电动势为
()A.22BatB.22nBatC.2nBatD.22nBat【答案】B【解析】【详解】在此过程中,线圈中的磁通量改变量大小22222BBaBat−==,根据法拉第电磁感应定律22BnBaEnnSttt===
,B正确;BEnnStt==,知道S是有效面积,即有磁通量的线圈的面积.3.交流发电机正常工作时,电动势的变化规律为msineEt=,如果把发电机转子的转速减小一半,并且把电枢线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,则()A.只是电动
势的最大值增加一倍B.电动势的最大值和周期都增加一倍C.电动势的最大值和周期都减小一半D.只是频率减小一半,周期增加一倍【答案】D【解析】【详解】发电机转子的转速n减小一半,根据2n=可知角速度变为原来的一半,根据2T=可知周期增加一倍,
根据1fT=可知频率减小一半;如果把发电机转子的转速减小一半,并且把电枢线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,交流发电机工作时的电动势最大值表达式mENBS=可知电动势的最大值不变,故D正确,ABC错误。故选D。4.“西电东送”工程是缓解我国东部沿海城市能源紧张的有效措施,由西向东的
远距离输电要采用高压电。关于高压输电的优点,下列说法中正确的是()A.可根据需要调节交流电的频率B.可加快输电的速度C.可节省输电成本D.可减少输电线上的能量损失【答案】D【解析】【详解】A.交流电的频率等于发电机转动的频率,频率是不改
变的,故A错误;B.电路中电场建立的速度是光速,与是否高压输电无关,故B错误;CD.在输电的过程中输送的功率一定,根据PUI=和2PIR=,有22ΔPRPU=则可知高压输电可以降低功率损耗,不能节约成本,故C错误,D正确;故选D。5.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后
作业人员的现场检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化,在如图所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻R的倒数与酒精气体的
浓度C成正比,那么,电压表示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是()A.U越大,表示C越小,C与U成反比B.U越大,表示C越小,但C与U不成反比C.U越大,表示C越大,C与U成正比D.U越大,表示C越大,但C与U不成正比【答案】D【解析】【详解】酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中,电压表测
0R两端的电压,根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,可得1kCR=其中k是比例系数,根据欧姆定律得0001UEERRRrRrkC==++++联立可得001ERURrkC=++由数学知识可知U越大,C越大,但两者不成正比,故A、B、C错误,D正确;故选D。6.人们在运动时
穿着运动鞋感觉更加舒适,其物理学原理是()A.减小了脚落地时的动量B.减小了脚落地过程中的动量变化量C.缩短了运动中脚落地的缓冲时间D.延长了运动中脚落地的缓冲时间【答案】D【解析】【详解】A.脚在落地前的
速度大小相等,故落地前的动量相等,故A错误;B.脚落地后最后的速度均为零;故说明动量的变化一定相等,故B错误;CD.由于运动鞋的底软硬度比较适中,适当延长了运动中脚落地的缓冲时间,从而导致冲击力较适中,
感觉更加舒适,故C错误,D正确;故选D。7.下列关于碰撞的理解正确的是()A.碰撞是指相对运动的物体相遇时,在很长时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程B.在碰撞现象中,一般内力都远远大于外力,所以可以认为碰撞时系统的总动量守恒C.如果碰撞过程中机械能也守
恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞D.微观粒子的碰撞由于不发生直接接触,所以不满足动量守恒的条件,不能应用动量守恒定律求解【答案】B【解析】【详解】A.碰撞是十分普遍的现象,它是相对运动的物体相遇时发生的一种现象,碰撞时
在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化,故A错误;B.在碰撞现象中,由于内力远大于外力,故可以忽略外力的作用;认为碰撞时系统的总动量守恒,故B正确;C.如果碰撞过程中机械能也守恒,则碰撞为弹性碰撞,故C错误;D.微观粒子相互接近时,虽然不发生直接碰撞,在相互作用的过程中,符
合动量守恒的定义,所以其动量是可能守恒的,故D错误。故选B。8.1909年英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔,下列关于该实验的描述错误的是()A.粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成B.粒子的散射实验揭示了原子核有
复杂的结构C.实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后没有发生散射D.粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息【答案】B【解析】【详解】当粒子穿过原子时,电子对粒子影响很小,影响粒子运动的主要是原子核,离核远则粒子
受到的库仑斥力很小,运动方向改变小。只有当粒子与核十分接近时,才会受到很大库仑斥力,而原子核很小,所以粒子接近它的机会就很少,所以只有极少数大角度的偏转,而绝大多数基本按直线方向前进。A.粒子轰击金箔的实验需在
真空条件下完成,故A正确,不符合题意;B.粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构,故B错误,符合题意;C.实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后不发生了散射,故C正确,不符合题意;D.从金原子内部出来后携带了原子内部的信息,故D正确,不符合题意。故选B。
9.首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是714312LiHkHe→+,已知mLi=7.0160u,mH=1.0078u,mHe=4.0026u,则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是()A.1和4.0212uB.1和2.0056uC.2和0.0186uD.2和1.9970u【
答案】C【解析】【详解】根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得:7+1=4k;3+1=2k,可得k=2;m前=mLi+mH=7.0160u+1.0078u=8.0238u,反应后的总质量m后=2mHe=2×4.0026u=8.0052u,
反应前后质量亏损为Δm=m前-m后=8.0238u-8.0052u=0.0186u;A.1和4.0212u,与结论不相符,选项A错误;B.1和2.0056u,与结论不相符,选项B错误;C.2和0.0186u,与结论相符,选项C正确;D.2和1.9970u,与结
论不相符,选项D错误;10.如图,当电键S断开时,用光子能量为3.1eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60eV时,电流表读数仍不为零;当电
压表读数大于或等于0.60eV时,电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为()A.2.5eVB.0.60eVC.1.9eVD.3.1eV【答案】A【解析】【详解】根据题意光电子的初动能为0.6eVkE=,根据爱因斯坦光电方程有0kEhW=−可知阴极材料的逸出功
02.5eVW=,故A正确,BCD错误。故选A。11.下列说法中正确的是()A.根据玻尔理论,氢原子辐射光子后,能量减小,轨道半径也减小B.核聚变是释放能量的核反应,核裂变是吸收能量的核反应C.卢瑟福的原子核式结构学说成功地解
释了氢原子光谱的规律D.金属的极限频率越大,该金属电子的逸出功越大【答案】AD【解析】【详解】A.根据玻尔理论,氢原子辐射光子后,能量减小,动能增大,电势能减小,其轨道半径减小,故A正确;B.不论核裂变还是聚变,都会质量亏损,释放能量,故B错误;C.玻尔理论成功地解释了氢
原子光谱的规律,故C错误;D.根据0Wh=可知极限频率与逸出功成正比,金属的极限频率越大,该金属电子的逸出功越大,故D正确;故选AD。12.如图,是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从4n=的能级跃迁到3n=的能级时,辐射出a光。当氢原子从3n=的
能级跃迁到2n=的能级时,辐射出b光。则以下判断正确的是()A.a光光子的能量小于b光光子的能量B.a光的波长小于b光的波长C.a光的频率小于b光的频率D.在真空中a光的传播速度小于b光的传播速度【答
案】AC【解析】【详解】AC.根据能级跃迁的频率条件mnEEEh=−=可知,氢原子从4n=的能级跃迁到3n=时辐射出a光光子的能量为()43430.85eV1.51eV0.66eVEEE=−=−−−=氢原子从3n=
的能级跃迁到2n=时辐射出b光光子的能量为()32321.51eV3.4eV1.89eVEEE=−=−−−=由此可知光子a光光子的能量小于b光光子的能量,所以a光的频率小于b光的频率,故A、C正确;B.a光的频率小于b光的频率,根据频率越大波长越短可知a光的波长大于b光的波长,故B错误
;D.在真空中a光的传播速度等于b光的传播速度,故D错误;故选AC。13.关于天然放射性,下列说法正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有
放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强【答案】BCD【解析】【详解】A.有些原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,故A错误;B.放射性元素的半衰期由原子核内部因素决定,与外界的温度无关,故B正确;C.放射性元素的放射性与核外电子无关,放射性元
素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故C正确;D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,故D正确;故选BCD。14.如图所示,固定于水平面的U形导线框处于竖直向下的匀强磁场中(磁场足够大),磁场的磁感应强度为
B,点a、b是U形导线框上的两个端点。水平向右恒力F垂直作用在金属棒MN上,使金属棒MN以速度v向右做匀速运动。金属棒MN长度为L,恰好等于平行轨道间距,且始终与导线框接触良好,不计摩擦阻力,金属棒MN的电阻为R。已知导线ab的横截面积为S、单位体积
内自由电子数为n,电子电量为e,电子定向移动的平均速率为0v。导线ab的电阻为R,忽略其余导线框的电阻。则,在t时间内()A.导线ab中自由电子从b向a移动B.金属棒MN中产生的焦耳热QFL=C.导线
ab受到的安培力大小0FnSLevB=D.通过导线ab横截面的电荷量为0BLvtR【答案】AC【解析】【详解】A.根据右手定则可得电流方向是NMab,则ab中自由电子从b向a移动,故A正确;B.金属棒MN运动的位移不知道,无法计算MN中产生的焦耳热Q,故B错误;C.导线中电
流强度大小为0IneSv=所以ab受到的安培力大小0FBILnSLevB==安故C正确;D.通过导线ab横截面的电流强度为02BLvIR=则在t时间内通过导线ab横截面的电荷量为02BLvtqItR=
=故D错误。故选AC。15.如图所示,两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为02v,方向向右,滑块B的质量为m,速度大小为0v,方向向左。两滑块发生碰撞后粘在一起,下列说法正确的是()A.碰撞过
程中机械能守恒B.碰撞过程中动量守恒C.碰后A和B一起向左运动,速度大小为02vD.碰后A和B一起向右运动,速度大小为02v【答案】BD【解析】【详解】AB.两球碰撞的过程动量守恒,以两球组成的系统为研究对象,由于合外力为零
,所以系统的动量守恒。碰撞过程中机械能不守恒,转化为内能,故A错误,B正确。CD.取水平向右方向为正方向,碰撞前,A、B的速度分别为02Avv=、0Bvv=−,根据动量守恒定律得()0022mvmvmv+−=解得02vv=,故C错误,D正确。故选BD。二、填空与实验题(每空或每问2分
,计32分)16.一个电热器接在20V的直流电源上,在时间t内产生的热量为Q,今将该电热器接在一正弦式交流电源上,它在2t内产生的热量为Q,这一交流电源的交流电压的最大值为________。【答案】20V【解析】【详解】根据交变电流有效值的定义有2220·2UQttRR==解
得这一交流电源的交流电压的有效值为102VU=这一交流电源的交流电压的最大值为max220VUU==17.贝可勒尔发现天然放射现象,揭开了人类研究原子核结构的序幕。如图中P为放在匀强电场中的天然放射源,其放出的射线在电场中分成A、B、C三束。(1)构成A射线的粒
子是____;构成B射线的粒子是_____;构成C射线的粒子是_____。(2)三种射线中,电离作用最强,动量最大,经常用来轰击原子核的是____射线;当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个_____粒子。(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程:__
_________2730113150+AlP+n→;2342349091ThPa+→__________【答案】(1).电子(或β粒子)(2).γ光子(3).氦核(或α粒子)(4).α(5).β(6).42He(7).01e−【解析】【详解】(1)[1][2][3]α射线为氦核,带正电,
β射线为电子流,带负电,γ射线为高频电磁波,不带电;故根据电荷所受电场力特点可知构成A射线的粒子是β射线,构成B射线的粒子是γ射线,构成C射线的粒子α射线;(2)[4]三种射线中,电离作用最强,动量最大,经常用来轰击原子核的是α射线;[5]根据质量数和电荷数守恒定律则有11001
-1nHe→+所以当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个β粒子;(3)[6][7]根据质量数和电荷数守恒定律则有427301213150He+AlP+n→234234090911ThPa+e−→18.一些材料的电阻随温度的升高而变化.如图(
甲)是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像,若用该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻不计)、电阻箱R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改
为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.(1)电流刻度较大处对应的温度刻度____________;(填“较大”或“较小”)(2)若电阻箱阻值R′=150Ω,当电流为5mA时对应的温度数值为________°C.【答案】
(1).较小(2).50【解析】【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律得,电路中电流EIRR=+可见,电阻R越小,电流I越大,对应的温度越低,所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小。(2)[2]当电流为5mA时,由闭合电路欧姆定律EIRR=+得31.
5150150510ERRI−=−=−=由R-t图象,根据数学得到R=t+100(Ω),当R=150Ω可得t=50°C19.铋210的半衰期是5天,10g铋210经过10天后还剩下__________g。【答案】2.5g【解析】【详解】铋的半衰期为5
天,10g铋经过10天后,即经过2个半衰期,未衰变的质量为010502.(512g1)4mmm===20.质量为m的物体以初速度0v开始做平抛运动,经过时间t,下降的高度为h,速率变为v,重力加速度为
g,在这段时间内物体动量变化量的大小为___________【答案】mgt或2mht或220mvv−或2mgh【解析】【详解】根据动量定理得,合力的冲量等于动量的变化量,所以在这段时间内物体动量变化量的大小为Δpmgt=又因为物体做平抛运动,在竖直方向上则有2
12hgt=可得2hgtt=所以有2Δmhpmgtt==末位置的动量为mv,初位置的动量为0mv,根据三角形定则,知动量的变化量的大小为220Δ2ypmvmvvmgh==−=21.在“验证动量守恒定律”的
实验中,一般采用如图所示的装置:(1)若入射小球质量为1m,半径为1r;被碰小球质量为2m,半径为2r,则_____。A.12mm,12rrB.12mm,12rrC.12mm,12rr=D.12mm,12rr=(2)以下所提供的测量工具中必需的是_____。A.刻度尺B
.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)在做实验时,对实验要求,以下说法正确的是__。A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下D.释放点越高,两球碰后水平位移越大,水平位移测量的
相对误差越小,两球速度的测量越准确(4)设入射小球的质量为1m,被碰小球的质量为2m,则在用如图所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置),所得“验证动量守恒定律”的表达式为_______。(用装置图中的字母表示)【答案】(1).C(2).AC(3).BCD(4).112mOPmOM
mON=+【解析】【详解】(1)[1]在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律,则有101122mvmvmv=+在碰撞过程中能量守恒,则有222101122111222mvmvmv=+解得121012mmvvmm−=+要碰后入射小球的速度10v,则有120
mm−解得12mm;为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,即12rr=,故C正确,ABD错误。故选C。(2)[2]P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,根平抛运动的规律,则可得碰撞前入射小球的速度12vgOPh=碰
撞后入射小球的速度22vgOMh=碰撞后被碰小球的速度32vgONh=若满足表达式112312mvmvmv=+则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,整理得112mOPmOMmON=+故需要测量的工具有刻度尺和天平,故AC需要,BDE不
需要。选AC。(3)[3]AB.验证动量守恒定律实验,必须保证斜槽轨道末端切线水平,斜槽轨道不必要光滑,故A错误,B正确;C.为保证球的初速度相等,入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确;D.为保证两球发生对心正碰,碰撞后两球做平
抛运动,碰撞的瞬间,入射球与被碰球的球心连线与轨道末端的切线平行,故D正确。故选BCD。(4)[4]根据(2)的解答可知,表达式为112mOPmOMmON=+三、计算题(共18分,每小题各6分。解答应写出必要的文字说明、方程式和必要的演
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。)22.分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属的逸出功是多大?【答案】23hc【解析】【详解】设此金
属的逸出功为W0,根据光电效应方程当用波长为λ的光照射时01kchWE−=当用波长为34λ的光照射时:0243khcWE−=又因为k1k21=2EE联立得23hcW=23.如图所示,导体框位于竖直平面内,匀
强磁场垂直于纸面向里,磁感应强度大小2.0T=B,水平导体棒MN可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离,且始终与导轨垂直,导体棒MN质量0.1kgm=,接入电路的电阻1.0Ωr=;导轨宽度1.0mL=,定值电阻3.0ΩR=,装置的其余部分电阻可忽略不计。将导体棒MN无初速度释放,导体棒下滑2
.0mh=高度时速度达到最大,重力加速度g取210ms,求则导体棒下滑的最大速度和从释放到下滑h高度过程中,电阻R产生的热量。【答案】1m/s;1.4625J【解析】【详解】导体棒匀速运动时速度最大,设导体棒的最
大速度为mv,则有mEBLv=EIRr=+FBIL=Fmg=联立可得max1m/sv=从释放到下滑h高度过程中,根据能量守恒定律得212mghmvQ=+电阻R产生的热量为RRQQRr=+联立可得1.4625JRQ=
24.如图所示,A、B两个木块质量分别为2kg与0.9kg,A、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为0.1kg的铁块以10m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5m/s,求:①A的最终速度;②铁块刚滑上B时的速度.【答案】(1)0.25?/Avms=;(2)2.75
?/ums=【解析】解析:(1)选铁块和木块A、B为一系统,由系统总动量守恒得:mv=(MB+m)vB+MAvA可求得:vA=0.25m/s.(2)设铁块刚滑上B时的速度为u,此时A、B的速度均为vA=0.25m/s.由系统动量守恒得:mv=mu+(
MA+MB)vA可求得:u=2.75m/s.