【文档说明】甘肃省张掖市第二中学2020-2021学年高二下学期期中考试物理试题 含答案.doc，共(10)页，428.500 KB，由小赞的店铺上传

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张掖二中2020—2021学年度第二学期期中考试试卷高二物理（理科）命题人：马虎山做题人：方玉凤审题人：施晓红一、单选题（1—14单选，每小题2分，总共28分)1．(原创)我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。高

铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（）A．波长更长B．能量子的能量更小C．能量子的能量更大D．传播速度更快2．关于光电效应，下列说法

正确的是（）A．光子与光电子的本质都是电子B．光电效应现象表明光具有波动性C．只要入射光的频率大于金属的截止频率，就能发生光电效应现象D．用相同频率的光照射不同的金属表面，发生光电效应时逸出的光电子最大初动能相同3．关于物质波下列说法中正确的是（）A．实

物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质B．物质波是概率波，光波是电磁波也是概率波C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性D．粒子的动量越小，其波动性越不易观察4．以下核反应方程42He＋94Be→z＋126C其中

z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子5．23592U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb，则()A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9D．m＝14，n＝186．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法,正确的是()A．同种放射性元素,在

化合物中的半衰期比单质中长B．把放射性元素放在低温处,可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理状态和化学状态无关,它是一个统计规律,只对大量的原子核适用D．钍的半衰期为24天,1g钍经过120天后还剩0.2g7．已知

氦原子核的质量为MHeu，电子的质量为meu，质子的质量为mpu，中子的质量为mnu，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知：1u对应于931.5MeV的能量，若取光速c＝3×108m/s，则两个质子和两个中子聚变成一

个氦核，释放的能量为()A．[2(mp＋mn)－MHe]×931.5MeVB．[2(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5MeVC．[2(mp＋mn＋me)－MHe]·c2JD．[2(mp＋mn)－MHe]·c2J8．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应

方程，表述正确的有()A.31H＋21H→42He＋10n是α衰变B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变9．关于磁通量及其变化，下

列说法正确的是()A.磁通量和磁通量的变化都有正负，所以它们是矢量B.穿过线框的磁通量一定等于磁感应强度与线框面积的乘积C.当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电动势D.当金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中一定有感应电

流10．如图(a)所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图(b)所示的交变电流，t＝0时电流方向为顺时针(如图中箭头所示)，在t1～t2时间段内，对于线圈B，下列说法中正确的是()A．线圈B内有

顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B．线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D．线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势11．将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下

列表述正确的是()A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同12．如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮

度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则()A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定不相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同13．（原创）

新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，

然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是()A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D．提高磁场变化的频率，不会提高电磁炉的加热效

果14．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V．已知R＝10Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是(

)A．线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i＝2sin50πtAC．流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次D．电阻R上的热功率等于10W二．多选题（15—24多选题，每小题3分，总共30分，选不全得2分，有错选得0分）15．可

见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内．若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图所示)可判断()A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出可见光B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出可见光C．大量氢原子处于n＝4能级最多能发出6种频率

的光子D．一个氢原子处于n＝4能级最多能发出6种频率的光子16．某种原子序数大于90的原子核不稳定,分裂成三个质量较小的新核和某种射线。关于该分裂过程正确的是()A.放出的射线可能为X射线B.新核的比结合能更小C.一定放出能量D.比结合能的定义是原子核的结合能

与其核子数之比,比结合能越大的原子核越稳定17．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和

它所受安培力的方向的说法正确的是（）A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力方向水平向左D.安培力方向水平向右18．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的

变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知()A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5eV19．某n匝线圈,线圈所围面积为S,匀速转动的角速度为ω,线圈总电阻

为r,外电路电阻为R,匀强磁场的磁感应强度为B。当线圈在外力作用下由图中位置匀速转动90°过程中,下列说法正确的是()A.通过R的电荷量q为nBSRr+B.通过R的电荷量q为22(Rr)nBS+C.交流电的最大值Em=nBSωD.交流电的有效值E=nBSω20．如图所示，一理想

变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是()A．若电压表读数为6V，则输入电压的最大值为242VB．若输入电压不

变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍21．某小型水电站的电能输

送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220V的用电器正常

工作，则()A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝2202sin100πtVB．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220V，所以n1n2＝n4n3C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率22

．如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法正确的是()A．

作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热23．如图所示，在坐标系xOy中，有边长为L

的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处．在y轴右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行．t＝0时刻，线框以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿

过磁场区域．取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则在线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的()24．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图所示的径迹，图中箭头表

示衰变后粒子的运动方向．不计放出的光子的能量，则下列说法正确的是()A．发生的是α衰变，b为α粒子的径迹B．发生的是β衰变，b为β粒子的径迹C．磁场方向垂直于纸面向内D．磁场方向垂直于纸面向外二．计算题（本题共4小题，共52分，在答题卷上解答，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写

最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）25．(10分)如图甲所示，N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连，线圈内有指向纸内方向的磁场。线圈中的磁通

量按图乙所示规律变化。0.10s内磁通量由0.010Wb变为0.015Wb（1）判断通过电阻R的电流方向：（2）求线圈产生的感应电动势E；（3）求电阻R两端的电压U。26．(12分)如图所示，在水平面内固定着两根平行且足够长的光滑金属

导轨，导轨间距L＝2m，在虚线ab右侧存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T，在导轨左端连接一个电阻，电阻R=1.5Ω。一根电阻为1.5Ω、长度也为L的金属棒在外力F的作用下以3m/s的速度进入磁场并匀速运动，金属棒与导轨始终保持良

好接触，不计导轨电阻和空气阻力。求：(1)金属棒切割磁感线产生的感应电动势(2)电阻R的功率P；(3)外力F的大小。27.(12分)如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为30=的绝缘斜面上，两

导轨间距为L=1m，M、P两点间接有阻值为R=2Ω的电阻。一根质量为m=0.2kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆沿导轨由静止开始下滑，经过一段时间后，金属杆达到最大速度

Vm=2m/s开始做匀速直线运动，在这个过程中，电阻R上产生的热量为Q=3.6J。导轨和金属杆接触良好，重力加速度为g=10m/s。求：(1)金属杆达到最大速度时安培力的大小；(2)磁感应强度的大小；(3)金属杆从静止开始至达

到最大速度的过程中下降的高度。28．(18分)如图所示，两光滑金属导轨，间距d＝0.2m，在桌面上的部分是水平的，处在磁感应强度B＝0.1T、方向竖直向下的有界磁场中，电阻R＝3Ω，桌面高H＝0.8m，金属杆ab的质量m＝0.2k

g，电阻r＝1Ω，在导轨上距桌面h＝0.2m的高处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离s＝0.4m，g＝10m/s2.求：(1)金属杆ab刚进入桌面磁场的速度(1)金属杆刚进入磁场时，R上的电流大小；(2)整个过程中R上产生的热量．张掖二中202

0—2021学年度第二学期期中考试试卷高二物理（理科）答案一．单选题（每小题2分，总共28分)1．答案C【详解】A．由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，已知电磁波的波长与频率的关系为λ=c，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5

G使用的电磁波波长更短，A错误；B．C．已知能量子的能量为εhν=，由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，C正确；D．电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c=3×108m/s，D错误。故选C。

2．答案CA．光子是量子化的能量单位，光电子本质是电子，故A错误；B．光电效应现象表明光具有粒子性，故B错误；C．只要入射光的频率大于金属的截止频率，就能发生光电效应现象，故C正确；D．根据光电效应方程km

0EhW=−可知光电子的最大初动能kmE由逸出功0W与入射光频率共同决定，逸出功与金属材料有关，不同金属的逸出功不同，所以最大初动能不同，故D错误。3．答案BAC．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，AC错误；B

．根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B正确；D．根据德布罗意的物质波理公式hp=粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D错误。4答案C解析核反应是发现中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得是10n，C

正确．5答案B解析衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．先写出核反应方程：23592U→20782Pb＋m42He＋n0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程235＝207＋4m92＝82＋2m－n解得m＝7，n＝4，故选项B正确，选项A、C、D错误．6答案C放射性元素的半衰期只取决于原子核

的内部因素,与其是单质还是化合物无关,与其所处的物理、化学状态也无关,故A、B错;半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核适用,对于少量的原子核不适用,故C对;钍的半衰期为24天,1g钍经过120天后,发生5次衰变,根据m=m01()2tT=0.03125g,D错误。7.答案A解析核反应方程为

211H＋210n→42He，质量亏损Δm＝2(mp＋mn)－MHe)，所以释放的能量为ΔE＝Δm×931.5MeV＝[2(mp＋mn)－MHe]×931.5MeV，选项A正确.8答案C解析β衰变时释放出电子(

0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A错误；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中

子是典型的核裂变反应，C正确．9.【答案】C【解答】A.磁通量和磁通量的变化都有正负，但它们是标量，A项错误；B.当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量才等于磁感应强度与线框面积的乘积，B项错误；当穿过闭合金属线框的磁通量发生变化时，金属线框中才会有感应

电流，若线框不闭合，则金属线框只有感应电动势，没有感应电流，C项正确，D项错误。故选C。10答案A解析在t1～t2时间段内，A线圈的电流为逆时针方向，产生的磁场垂直纸面向外且是增加的，由此可判定B线圈中的电流为顺时针方向．线圈的扩张

与收缩可用阻碍Φ变化的观点去判定．在t1～t2时间段内B线圈内的Φ增强，根据楞次定律，只有B线圈增大面积，才能阻碍Φ的增加，故选A.11答案C解析由法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt可知感应电动势的大小E与n有关，与ΔΦΔt即磁通量变化的快慢成正比，所以A、B错误，C正确

．由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化，即原磁通量增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故D错误．12答案B解析根据题设条件可知，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R

的阻值与线圈L的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A项错误，B项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端电势差也相同，所以C项，D项错误．13.答案C解析由电磁感应原理可知

，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、正确．14.答案D解析线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电流最大，A错．从线圈平面与磁场平行时开始计时，Εm＝102V，f＝25Hz，i＝2cos50π

tA，B错．电流方向每秒改变50次，C错．PR＝U2R＝10W，D正确．二．多选题（每小题3分，总共30分，选不全的2分，有错选0分）15.答案BC解析四个选项中，只有B选项的能级差在1.61eV～3.10eV范围内，大量氢原子最多能放出n(n-1)/2种频率的光子,一个氢原子最

多能发出(n-1)种频率的光子故BC选项正确16.答案CD放出的射线只可能是α、β、γ中的某一种,不可能是X射线,A错误;分裂后的原子核的质量数比分裂前小,所以比结合能增大,一定放出能量,B错误C正确;组成原子核的核子越

多,它的比结合能并不是越大,只有比结合能越大,原子核中的核子结合得越牢固,原子核才越稳定,D正确。17.【答案】AC【详解】以导体棒MN为研究对象，所处位置磁场方向向下、运动方向向右。由右手定则可知，感应电流方向是N→M；再由左手定则可知，

安培力方向水平向左。故BD错，AC对。故选AC。18.答案AC解析图线在横轴上的截距为截止频率，A正确，B错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为W0＝h

νc＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV＝1.77eV，D错误．19.AC解析:求通过电阻R的电荷量,需用平均电流,而求平均电流必须知道平均感应电动势,所以采用定义式求电动势:线圈转过90°平均感应电动势E=,平均感应电流I=,所以通过R的电荷量q

=IΔt=,A对、B错,交流电的有效值E=2nBS,所以要先求最大值Em=nBSω,C对,D错。20答案AD解析本题考查变压器的原理以及交流电的有关知识，意在考查考生对交变电流的认识和理解．因为电压表的读数为6V，则变压器的输出电压的有效值为6V，由U

1U2＝n1n2，故U1＝4U2＝24V，所以输入电压的最大值为Um＝2U1＝242V，所以选项A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U2增大，由I2＝U2R可知，电流表示数增大，所以选项B错；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R变大时，则I2＝U2R，电流变小，

又P1＝P2＝U2I2，故输入功率也减小，所以选项C错；若负载电阻R不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I2＝U2R则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P2＝U2I2变为原来的4倍，所以选项D正确．21答案AD解析由

于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2>U3，故P2>P3，选项D正确；因为n1n2＝U1U2，n4n3＝U4U3，由于U1＝U4＝220V，U2>U3，所以n1n2<n4n3，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错．22.答案AC解析根据动能定理，合力做的功等于

动能的增量，故A对；重力做的功等于重力势能的减少，重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和，而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，所以B、D错，C对．23答案AD解析在ab边通过磁场的过程中，利用楞次定律或右手定则可判断出电流方向为逆时针方向，即沿正

方向，电流在减小，Uab＝－I(Rbc＋Rcd＋Rda)在减小．在cd边通过磁场的过程中，可判断出电流为顺时针方向，即沿负方向，电流逐渐减小，Uab＝－IRab逐渐减小，A、D正确.24选BC解析：原子核衰变过程中动量

守恒，所以粒子与反冲核的动量等大反向，由径迹是两内切圆知，是β衰变，B正确；由于粒子和反冲核均做匀速圆周运动，由R＝mvqB知，电荷量小的电子半径大，新原子核带正电，运动轨迹是a,由左手定则判断C正确。三．计算题（本题共4小题，共52分，在答题卷上解

答，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）25、(10分)（1）线圈相当于电源，由楞次定律可知a相当于电源的正极，b相当于电源的负极；通过电阻R的电流方向ab→；（2）由法拉第电磁感

应定律得：10EnVt==；（3）由闭合电路的欧姆定律得：0.2EIARr==+又由部分电路的欧姆定律得：。26．(12分)【解析】(1)导体棒匀速切割磁感线产生动生电动势：E＝BLv＝6V(2)通过的电流为2AERIr+==则电阻消耗功率P

＝2IR＝6W。(3)因导体棒匀速运动，受力平衡，有：F＝FA＝BIL联立可得：F＝4N。27.答案：(1)1N(2)1T(3)2m.(12分)解析：(1)当金属杆加速度为零时，速度最大，设金属杆受到的安培力

为Fm，金属杆受力平衡Fm＝mgsinθ=1N(2)当金属杆达到最大速度时，感应电动势为Em，感应电流为Im，则Em＝BlVm，Im＝mBlVR由Fm＝BIml，得B＝1T。(3)设金属杆从静止开始至达到最大速度的过程中下降的高度为h由能量守恒定律得mgh＝12mvm2＋

Q，得h＝2m。28.(18分)答案(1)2m/s(2)0.01A(3)0.225J解析(1)设杆ab刚进入磁场时的速度为v1，刚离开磁场时的速度为v2，则有mgh＝12mv21得v1＝2m/s(2)金属杆刚进入磁场时感应电动势E＝Bdv1＝0.04VI＝ER＋r＝0.01A(3)金属杆飞出桌面

后做平抛运动，H＝12gt2得t＝0.4ss＝v2t得v2＝1m/s整个过程回路中产生的总热量Q＝12mv21－12mv22＝0.3J整个过程中R上产生的热量QR＝RR＋r·Q＝0.225J