【物理】新疆吐鲁番市2018-2019学年高二下学期期末考试试题（解析版）

【物理】新疆吐鲁番市2018-2019学年高二下学期期末考试试题（解析版）

‎2018—2019学年第二学期期末试卷 高二物理 ‎（卷面分值：100分 考试时间：90分钟）‎ 一、选择题（1-8为单选，每题4分；9-12为多选。每题4分，选不全得2分，多选不计分）‎ ‎1.某一交变电流的电流变化如图所示，该交变电流的有效值为( ) ‎ A. A B. 3.5A C. ‎5A D. 7A ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设交流电电流的有效值为，周期为，电阻为，则有：，解得：，故选项A正确，B、C、D错误．‎ ‎2.如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为R1的输电线连接一只灯泡L和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻R2．若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是( ) ‎ A. 原线圈中的电流增大 B. 流过R2的电流减小 C. 加在R1两端的电压增大 D. 灯泡L变暗 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、照射R2的光的强度减弱则其电阻变大，而电压不变，则副线圈电流变小，原线圈的电流也变小，则A错误；‎ B、因副线圈电流变小，则R1电压变小，则L的分压变大，通过L的电流增大，则通过R2的电流减小，则B正确.‎ C、D、负载电阻变大后，电流减小，则R1‎ 上的电压减小，所以L上的电压增大，L变亮，故C，D错误.故选B.‎ ‎3.质量为‎2kg的物体放在光滑水平面上，受到水平方向成30°角的斜向上的拉力F=3N的作用，经过10s(取g=‎10m/s2)(　　)‎ A. 力F的冲量为15N·s B. 物体的动量的变化是‎30kg·m/s C. 重力的冲量是零 D. 地面支持力的冲量是185N·s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】拉力F向上的分量为Fsin30°=1.5 N 地面支持力为=18.5 N 拉力F沿水平方向的分力为 根据I=Ft，所以力F的冲量为IF=30 N·s。‎ 合力的冲量为 则动量的变化量为15 kg·m/s，重力的冲量为200 N·s，地面支持力的冲量为185 N·s，选项D正确。故选D。‎ ‎4.氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是 A. 氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，动能也越大 B. 用动能为12.3eV的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级 C. 用光子能量为12.3eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=2的能级 D. 用光子能量为1.75eV的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子不能发生电离 ‎【答案】B ‎【解析】根据玻尔理论，氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，根据 可知动能越小，选项A错误；因12.3eV大于n=1和n ‎=2之间的能级差10.2eV，则用动能为12.3eV的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级，选项B正确；因12.3eV不等于n=1和n=2之间的能级差，则用光子能量为12.3eV的光照射一群处于基态的氢原子，光子不能被氢原子吸收，则氢原子不能跃迁到n=2的能级，选项C错误；用光子能量为1.75eV的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子能发生电离，选项D错误.‎ ‎5.如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框中不能产生感应电流的是（　　）‎ A. 导线中的电流变大 B. 线框以PQ为轴转动 C. 线框向右平动 D. 线框以AB边为轴转动 ‎【答案】B ‎【解析】A．导线中电流强度变大，磁场增大，线框中的磁感应强度增大，故磁通量增大，可以产生感应电流，故A错误；‎ B．线框以直导线PQ为轴转动，由于直导线的磁感线为以导线为圆心的同心圆，故穿过线框的磁通量不变化，则没有产生感应电流，故B正确； ‎ C．线框向右运动时，线框所在处的磁场变小，磁通量变小，故能产生感应电流，故C错误；‎ D．线框以AB边为轴转动，则线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，选项D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是（　　） ‎ A. 合上开关K瞬间，A1、A2同时亮 B. 合上开关K瞬间，A2立刻亮，A1逐渐变亮 C. 合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A2立刻熄灭，A1逐渐熄灭 D. 合上开关K一段时间后，再断开开关K时，A1和A2都立刻熄灭 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．合上开关K瞬间，由于电感线圈会阻碍电流的增大，所以A1支路电流缓慢增大，A1逐渐变亮，A2支路由于只有灯泡，所以A2立刻亮，故A错误，B正确；‎ CD．合上开关K一段时间后，再断开开关K时，电感线圈会阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，而此时开关断开，所以A1、A2组成闭合回路，两灯泡都是逐渐熄灭，故CD错误。故选B。‎ ‎7.如图所示的电路中，A、B、C三灯泡亮度相同，电源为220V，50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是（　　）‎ A. 改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 B. 改接220V，100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮 C. 改接220V直流电源时，A灯熄灭，B灯变暗，C灯亮度不变 D. 改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过A灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B所在支路的电流变小，流过灯泡C所在支路的电流不变．故灯泡A变亮，灯泡B变暗，灯泡C亮度不变，故A正确、B错误；‎ CD．改接220 V的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈对直流电无阻碍作用，所以A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变，故C、D错误。故选A。‎ ‎8.一小水电站，输出的电功率为P0=20kW，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=10Ω，最后经理想降压变压器T2‎ 降为220V向用户供电，下列说法正确的是（　　）‎ A. 变压器T1的匝数比n1：n2=1：10 B. 输电线上电流为‎50A C. 输电线上损失的电功率为1kW D. 变压器T2的匝数比n3：n4=100：11‎ ‎【答案】C ‎【解析】A．升压变压器的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比,则有变压器的匝数比 故选项A错误；‎ B．输出的电功率为，而升压变压器变为2000V电压远距离输送，所以根据可知输电线上的电流为 故选项B错误；‎ C．输电线上损失的电功率为 故选项C正确；‎ D．降压变压器的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为 根据则有变压器的匝数比 故选项D错误；故选C ‎9.如图是电饭锅结构示意图，关于电饭锅下列说法正确的是 A. 电饭锅中的感温磁体也是永磁体 B.‎ ‎ 开始煮饭时，压下开关按钮的原因是克服弹簧的弹力使永磁体一端上升，上下触点接触接通电路 C. 用电饭锅煮米饭，饭熟后水分被大米吸收，锅底的温度会升高，当升高到“居里温度”时，电饭锅会自动断电 D. 用电饭锅烧水，水沸腾后也可以自动断电 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 电饭锅应用了温度传感器，它的主要元件感温铁氧体，故A错误；‎ B. 开始煮饭时，压下开关按钮的原因是克服弹簧的弹力使永磁体一端上升，上下触点接触接通电路，从而开始加热，当达到温度升高达到‎103℃‎时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故B正确；‎ C. 饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”‎103℃‎时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C正确；‎ D. 如果在1标准大气压下，当电饭锅烧水，水沸腾后，温度达到‎100℃‎，不会达到‎103℃‎，因此不可以自动断电，故D错误；‎ 故选BC.‎ ‎10.如图所示，A、B两物体的质量之比MA:MB=3:2，原来静止在平板小车C 上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑．当弹簧突然释放后，A、B两物体被反向弹开，则A、B两物体滑行过程中（ ）‎ A. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒 B. 若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为2:3，A、B组成的系统动量守恒 C. 若A、B所受的动摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒 D. 若A、B所受的摩擦力大小相等，则A、B、C组成的系统动量不守恒 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】本题考查动量守恒的条件，解题的关键是明确研究对象（即系统），判断系统所受的外力是否为零．‎ ‎【详解】A.因为A、B的质量不等，若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，则所受摩擦力大小不等，A、B组成的系统所受的外力之和不为零，所以A、B组成的系统动量不守恒，故A错误；‎ B.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数之比为2:3，A、B两物体的质量之比MA:MB=3:2，所以A、B两物体所受摩擦力大小相等，方向相反，A、B组成的系统所受的外力之和为零，所以A、B组成的系统动量守恒，故B正确；‎ C.若A、B与平板车上表面间的动摩擦力相同，A、B组成的系统所受的外力为零，所以A、B两物体的系统总动量守恒，故C正确；‎ D.因地面光滑，则无论A、B所受的摩擦力大小是否相等，则A、B、C组成的系统合外力均为零，则系统的总动量守恒，故D错误．故选BC ‎11.关于原子学物理知识，下列说法正确的是（　　）‎ A. 升高放射性物质的温度，其半衰期不变 B. 发生光电效应现象时，增大照射光的频率，同一金属的逸出功变大 C. 经过7次衰变和5次衰变后变成 D. 根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时只放出符合两能级能量差的光子 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．半衰期仅仅与放射性元素本身有关，与外界的因素无关，温度升高时，其半衰期不变，故A正确；‎ B．金属的逸出功与照射光的频率无关，与金属的种类有关，故B错误；‎ C．每次衰变核电荷数减少2，质量数减少4，每次衰变核电荷数增加1，质量数不变；故变成经过7次衰变，经过4次衰变，故C错误；‎ D．根据波尔的理论，氢原子向低能级跃迁时只辐射符合两能级能量差的光子，故D正确；‎ 故选AD。‎ ‎12.在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（　　）‎ ‎① ②‎ ‎③ ④‎ A. X1是电子 B. X2是质子 C. X3是中子 D. X4是中子 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，因此为，为，为，为；‎ 故A、D错误，B、C正确；故选BC。‎ 二、实验题（每空2分，14分）‎ ‎13.如图，在验证动量守恒定律的实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ‎（1）在这个实验中，为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1_________m2（选填“>”、“<”或“=”）；两个小球的半径应满足r1_________r2（选填“>”、“<”或“=”）‎ ‎（2）关于本实验的实验操作，下列说法中正确的是_________（填选项前的字母）‎ A．如果小球每次从同一位置由静止释放，每次的落点一定是重合的 B．重复操作时发现小球的落点并不重合，说明实验操作中出现了错误 C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 D．仅调节斜槽上固定位置S，它的位置越低，线段OP的长度越大 ‎（3）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。‎ A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程 ‎（4）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后，把被碰小球m2‎ 静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N。接下来需要测量是_________（填选项前的符号）。‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2 B．测量小球m1开始释放的h C．测量抛出点距地面的高度H D．测量平抛射程OM，ON ‎（5）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________[用（4）中测量的量表示]。‎ ‎（6）经测定，m1=‎45.0g，m2=‎7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示。实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为_________。‎ ‎【答案】 (1). > = (2). C (3). C (4). AD (5). (6). 1.007‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]为保证碰撞后小球不反弹，则必须满足；‎ 为保证两小球对心碰撞，则必须满足;‎ ‎（2）[3]‎ ABC．该实验中，由于存在偶然误差，因此每次小球落点不一定完全重合，多次实验，取小球落点的平均位置，即取包围小球所有落点的圆的圆心作为小球的落点，故A、B错误；C正确；‎ D．S越低，小球平抛的初速度越小，其水平位移也越小，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎（3）[4]小球飞出后做平抛运动，每次下落高度相同，故落地时间相同，由可知，其水平初速度与位移成正比，故只需要测出小球的水平位移即可，故A、B错误，C正确；‎ 故选C。‎ ‎（4）为验证碰撞前后动量守恒，即 由可得，需验证的表达式为 故需要测量的物理量有两小球的质量和，碰后梁晓秋的平抛射程OM，ON ‎，故A、D正确；B、C错误；‎ 故选AD。‎ ‎（5）由前面分析可知，验证的表达式为 ‎（6）由前面分析可知 三、解答题（第14、15题各9分，第16、17题各10分，共38分）‎ ‎14.如图所示，一个圆形线圈的匝数n=1000，圈面积S=‎200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图所示。求：‎ ‎（1）第3s时的感应电动势；‎ ‎（2）第5s时流过电阻R的电流。‎ ‎【答案】（1）1V；（2）‎‎0.8A ‎【解析】（1）由法拉第电磁感应定律可得 ‎（2）第5s时的感应电动势为 故通过R的电流为 ‎15.一宇宙飞船以v=1.0×‎104m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10‎-7kg/m3的微陨石流中，如果飞船在垂直于运动方向上的最大截面积S=‎5m2‎，且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上．为使飞船的速度保持不变，飞船的牵引力应增加多大？‎ ‎【答案】飞船的牵引力应增加100N ‎【解析】‎ ‎【详解】设t时间内附着在飞船上的微陨石总质量为△m，则△m=ρSv t ①‎ 这些微陨石由静止至随飞船一起运动，其动量增加是受飞船对其作用的结果，由动量定理有:F•t=∆mv-0 ②‎ 则微陨石对飞船的冲量大小也为Ft，为使飞船速度保持不变，飞船应增加的牵引力为:‎ ‎△F=F ③‎ 综合①②③并代入数值得△F=100N，即飞船的牵引力应增加100N．‎ ‎16.如图所示，一光滑水平轨道上静止一质量为‎2m的小球B．另一大小相同的质量为m的小球A以速度向右运动并与B球发生弹性正碰，求：‎ ‎（1）碰撞结束时A球速度的大小及方向；‎ ‎（2）碰撞过程B球对A球的冲量大小及方向.‎ ‎【答案】（1）A球得速度大小为，方向水平向左（2），方向水平向左 ‎【解析】（1）以向右为正，碰撞过程动量守恒、能量守恒，有：‎ 联立解得： ‎ 故A球得速度大小为，方向水平向左 ‎（2）对A球由动量定理有：‎ 解得：‎ 故B对A的冲量大小为，方向水平向左 ‎17.如图，两根足够长的固定的平行光滑金属导轨位于倾角θ=30°的固定斜面 上，导轨上、下端分别接有阻值 R1=15Ω和 R2=15Ω的电阻，导轨自身电阻忽略不计， 导轨宽度 L=‎2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度 B=0.5T．质量为 m=‎0.1kg，电阻 r=0.5Ω的金属棒 ab在较高处由静止释放，金属 棒 ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好．当金属棒 ab下滑高度 h =‎‎4m ‎ 时，速度恰好达到最大值．（g =‎10m/s2）求：‎ ‎（1）金属棒 ab达到的最大速度 vm ；‎ ‎（2）该过程通过金属棒的电量 q；‎ ‎（3）金属棒 ab在以上运动过程中导轨下端电阻 R1 中 产生的热量．‎ ‎【答案】(1) ；(2) ；(3) ‎ ‎【解析】解：(1)切割产生的感应电动势：‎ 根据串并联电路的特点知，外电路总电阻： ‎ 根据闭合电路欧姆定律得：‎ 安培力：‎ 当加速度零时，速度达最大，有：‎ 解得速度最大值：‎ ‎(2)根据电磁感应定律有：‎ 根据闭合电路欧姆定律有：‎ 通过金属棒的电量：‎ ‎(3)金属棒下滑过程中根据能量守恒定律可得：   ‎ 代入数据解得：‎ 电阻中产生的热量：‎