【物理】陕西省咸阳市2019-2020学年高二下学期期末考试教学质量检测试题（解析版）

【物理】陕西省咸阳市2019-2020学年高二下学期期末考试教学质量检测试题（解析版）

‎2019-2020学年度第二学期期未教学质量检测 高二物理试题 全卷满分100分，答题时间90分钟；‎ 第Ⅰ卷（选择题 共40分）‎ 一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，计40分，其中1~6题为单选题，每题有一项是正确的。第7-10题为多选题，每题有几项是正确的，全部选对得4分，漏选得2分，错选、不选得0分）‎ ‎1. 下列说法错误的是（　　）‎ A. 等势面上的两点之间电势差为零 B. 爆炸过程中，物体的机械能和动能都守恒 C. 匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向一定相同 D. 如果带电体本身大小和形状对它们之间的相互作用的影响可忽略，则可视为点电荷 ‎【答案】B ‎【解析】A．等势面上各点的电势相等，两点之间电势差为零，选项A正确；‎ B．爆炸过程中，物体的动能都守恒，但机械能不守恒，选项B错误；‎ C．匀强电场中任意两点的电场强度大小一定相等，方向一定相同，选项C正确；‎ D．如果带电体本身大小和形状对它们之间的相互作用的影响可忽略，则可视为点电荷，选项D正确。本题选错误的，故选B。‎ ‎2. 如图甲是我国自行研制成功的中央处理器（CPU）芯片“龙芯”系列，图乙中，R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，R2的尺寸远远小于R1的尺寸。现给R1、R2通以相同的电流，则（　　）‎ A. 芯片两端的电压 B. 通过两芯片的电流 C. 芯片在相同时间内产生的焦耳热 D. 芯片的电功率 ‎【答案】A ‎【解析】AB．设电阻R1的厚度为d，其正方形的边长为a，则 可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则R1=R2‎ 给R1、R2通以相同的电流，根据U=IR可知U1=U2 选项A正确，B错误；‎ C．根据Q=I2Rt可知芯片在相同时间内产生的焦耳热Q1=Q2 选项C错误；‎ D．根据P=I2R可知P1=P2 故D错误。故选A。‎ ‎3. 如图所示的电路中，电源为一交流发电机，发电机线圈的电阻忽略不计。若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,下列说法正确的是（　）‎ A. 发电机输出电压变小 B. 交流电的频率增大 C. L1变亮、L2变暗、L3不变 D. L1变暗，L2不变、L3变亮 ‎【答案】C ‎【解析】A．根据交流发电机工作时的电动势最大值可知发电机电枢的转速减小一半，减小为原来的一半；同时将把电枢线圈的匝数n增加一倍，则电动势最大值不变，有效值不变，输出电压不变，选项A错误；‎ B．设转速为n，频率为f，则有 可知发电机转子的转速减小一半，频率减小一半，选项B错误；‎ CD．由于频率变小，则与L1串联的电感线圈感抗变小，L1变亮；与L2串联的电容容抗变大，L2变暗；与L3串联的是定制电阻，L3亮度不变，选项C正确，D错误。故选C。‎ ‎4. 如图甲为氢原子的能级图，设一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，发出的频率最大的光照射光电管阴极K。阴极K在极短时间内吸收频率最大的光子后逸出光电子，实验测得的其反向遏止电压为10.92V（如图乙）。下列判断正确的是（　　）‎ A. 频率最大的光子是氢原子由能级4跃迁到能级1时发出的 B. 频率最大的光子能量是12.09eV C. 阴极K的逸出功为10.92eV D. 阴极K逸出的光电子的最大初动能为1.83eV ‎【答案】A ‎【解析】A．频率最大的光子对应着能级差最大的跃迁，则是氢原子由能级4跃迁到能级1时发出的，选项A正确；‎ B．氢原子从n=4能级向基态跃迁，辐射光子的能量为E=E4-E1=-0.85+13.6eV=12.75eV 选项B错误； CD．逸出光电子最大初动能为Ek初=eUC=10.92eV 根据光电效应方程得阴极K的逸出功W0=E-Ek初=12.75-10.92eV=1.83eV 选项CD错误。故选A。‎ ‎5. 湖北武当山金殿，以前在雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。近些年为了保护古建筑，在金殿顶部安装了避雷针，此后，雷火炼殿的奇观消失了。假设某次雷雨时，有一团带大量负电荷的乌云经过其正上方时，发生放电现象。下列说法正确的是（　　）‎ A. 通过避雷针电流，方向是从云到殿 B. 通过避雷针的电流，所受安培力方向偏东 C. 通过避雷针的电流，所受安培力方向偏西 D. 通过避雷针的电流，所受安培力方向竖直向下 ‎【答案】C ‎【解析】A．电流的方向为正电荷移动的方向与负电荷移动方向相反，大量负电荷从云通过避雷针，说明电流方向是从殿到云，A错误；‎ BCD．地磁场大致方向是从南到北，根据左手定则，其所受安培力方向偏西，C正确，BD错误。故选C。‎ ‎6.‎ ‎ 如图所示，某发电厂通过升压变压器和降压变压器向远距离输送电能，假设输电线路电阻发热是电能损失的唯一原因。若远距离输电电压加倍，其他条件不变，下列说法正确的是（　　）‎ A. 输电线上的电流加倍 B. 输电线上的电能损失加倍 C. 输电线上的电能损失是原来的二分之一 D. 输电线上的电能损失是原来的四分之一 ‎【答案】D ‎【解析】输电线上输送的功率一定，根据P=UI 知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的2倍，则电流减小到原来的倍，根据 可知，电线上损失的功率为原来的，故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎7. 匀强磁场中有一细金属圆环，圆环平面位于纸面内，如图甲所示．磁场方向垂直纸面，规定垂直纸面向里的方向为正，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示．用I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流，F1、F2、F3分别表示圆环产生对应感应电流时其中一小段受到的安培力．则 A. I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向 B. I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向 C. F1方向指向圆心，F2方向指向圆心 D. F2方向背离圆心向外，F3方向指向圆心 ‎【答案】AD ‎【解析】AB．由题图乙可知，在Oa段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I1沿逆时针方向，在ab段磁场方向垂直纸面向里，穿过圆环的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流I2沿顺时针方向，在bc段磁场方向垂直纸面向外，穿过圆环磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流I3沿顺时针方向，选项A正确，B错误；‎ CD．由左手定则可知，Oa过程中某一小段电流受到的安培力F1方向指向圆心，ab过程中某一小段电流受到的安培力F2方向背离圆心向外，bc过程中某一小段电流受到的安培力F3‎ 方向指向圆心，选项C错误，D正确．‎ ‎8. ‎2019年4月22日，中国环流器二号M聚变实验装置开始组装，并计划在2020年投入使用，该装置主要用于研究和平利用核聚变。现已知氘、氚的核聚变方程式为，氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，核反应中放出了光子。对此方程式有（　　）‎ A. 核聚变反应释放的能量为（m1+m2-m3-m4）c2 B. 光子来源于核外电子的能级跃迁 C. 反应前的总结合能小于反应后的总结合能 D. 方程式中的A=3‎ ‎【答案】AC ‎【解析】A．核聚变反应的质量亏损为∆m＝m1+m2-m3-m4‎ 根据∆E=mc2可知释放的能量为E=（m1+m2-m3-m4）c2 选项A正确；‎ B．γ光子来源于原子核受激产生的能量，选项B错误；‎ C．由于核聚变的过程中释放能量，则反应前的总结合能小于反应后的总结合能，选项C正确；‎ D．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程式中的A=4，选项D错误。故选AC。‎ ‎9. 如图是P、Q两点电荷的电场线分布图，c、d为电场中的两点，且c、d到P、Q连线的中垂线距离相等。一个离子从a运动到b（不计重力），轨迹如图所示。则下列判断正确的是（　　）‎ A. c点电势大于d电势 B. c、d两点的电场强度相等 C. 从a到b，离子受到的电场力做负功 D. 该离子在a、b两点所受库仑力的大小相同 ‎【答案】AC ‎【解析】A．沿着电场线方向电势逐渐降低，所以c点的电势大于d点的电势，选项A正确；‎ B．由图中电场线的分布情况可知c、d电场强度大小相等，方向不同，选项B错误；‎ C．离子从a运动b的过程中，轨迹向内弯曲，则离子受到P的吸引力作用，从a到b电场力做负功，选项C正确；‎ D．由图中电场线的分布情况可知a、b两点电场强度大小不等，离子所受库仑力的大小不同，选项D错误。故选AC。‎ ‎10. 如图所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V的灯泡A和B，当输入的交流电时，两灯泡均能正常发光，设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（　　）‎ A. 原、副线圈匝数比为11：1‎ B. 原、副线圈中电流的频率比为1：1‎ C. 当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡B变亮 D. 当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡A变亮 ‎【答案】BD ‎【解析】A．交流电压有效值为 两灯均正常发光，则原线圈输入的电压的为 副线圈电压 根据理想变压器变压比 故A错误； B．变压器不改变交流电的频率，即频率比为1：1，故B正确； CD．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，阻值减小，副线圈电流变大，根据，可知原线圈电流变大，灯泡A分担的电压变大，灯泡A变亮，原线圈输入的电压变小，输出电压变小，所以灯泡B亮度变暗，故C错误，D正确；故选BD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共60分）‎ ‎（一）必考题：共45分。每道试题考生都必须做答。‎ 二、实验题（本大题共2小题，计15分）‎ ‎11. 如图所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于桌面上，G1和G2为两个光电门，A、B均为弹性滑块，且A的质量大于B的质量，两遮光片的宽度均为d，实验过程如下：‎ ‎①使导轨水平 ‎②轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为 ‎③A与B相碰后，B和A先后经过G2的遮光时间分别为和 请回答下列问题：‎ ‎(1)用螺旋测微器测得遮光片宽度如图所示，读数为_____mm；‎ ‎(2)实验还需要测量物理量为_____；‎ ‎(3)利用上述测量的物理量表示动量守恒成立的式子为_____。‎ ‎【答案】 (1). 1.145（1.144~1.146） (2). 两滑块的质量mA，mB (3). ‎ ‎【解析】(1) [1]由图甲所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为：‎1mm+14.5×‎0.01mm=‎1.145mm。‎ ‎(2)(3)[2][3]碰前A的速度为 碰后A、B的速度分别为 ‎ 若碰撞动量守恒则应有 整理得 ‎ 由上式可知，实验中还应测量两小球的质量mA，mB。‎ ‎12. 在“测定电池电动势和内电阻”的实验中。‎ ‎(1)小组成员先用多用电表粗测电池的电动势。将开关置于2.5V直流档位后，测得的结果如图甲所示，则电动势U1=_____V；‎ ‎(2)该同学利用图乙所示电路测得多组电流、电压值，并根据实验数据得到如图丙所示的U-I图线，由此可知该电池的电动势E=_____V，内阻r=_____（均保留两位有效数字）；按照此电路测得的结果会_____（选填“偏大”或“偏小”）。‎ ‎【答案】 (1). 1.40 (2). 1.5 0.83 偏小 ‎【解析】（1）[1]由表盘可知，最小刻度为0.05V，则电动势U1=1.40V；‎ ‎（2）[2][3]根据U=E-Ir结合图像可知该电池的电动势E=1.5V,内阻 ‎（3）[4]相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示， 由图象可知，电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值。‎ 三、计算题（本大题共3小题，计30分。解答应写出文字说明、计算过程或演算步骤，只写出结果的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13. 如图所示，一个士兵用自动步枪射击静止在桌面上质量M=‎0.1kg的物块。自动步枪在2s时间内沿水平方向连续出10发子弹，每发子弹的质量是‎10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是‎800m/s。‎ ‎(1)连续射击时枪对子弹的平均作用力是多大？‎ ‎(2)第一发子弹以‎750m/s的速度水平撞上物块后穿出，该过程中物块的速度变为‎20m/s，子弹与物块作用时间极短。求子弹穿出瞬间的速度。‎ ‎【答案】(1)40N；(2)‎550m/s ‎【解析】(1)每颗子弹的发射时间为 对子弹，由动量定理可知Ft=mv-0 代入数据解得 ‎(2)由动量守恒可知mv1=Mv0+mv2 解得v2=‎550m/s ‎14. 如图所示，长L=‎1.0m，阻值r=0.3、质量m=‎0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面的两条平行光滑金属导轨上。导轨间距也是‎1.0m ‎，与金属棒接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有R=0.5的电阻，电流表与电阻R串联、垂直导轨平面的匀强磁场竖直向下，现以向右的恒定外力F使CD向右运动，当其以速度v=‎2m/s匀速滑动时，观察到电压表的示数为1V。两电表均可视为理想电表，求： ‎ ‎(1)此时电流表的示数；‎ ‎(2)磁感应强度B的大小；‎ ‎(3)拉动金属棒的外力F的大小。‎ ‎【答案】(1)‎2A；(2)0.8T；(3)1.6N ‎【解析】(1)由欧姆定律可得电流表的示数 ‎(2)由闭合电路欧姆定律可得电动势为E=I（r+R）=1.6V 由电磁感应定律可知E=BLv 解得B=08T ‎(3)匀速运动，则拉动金属棒的外力的大小F=F安=BIL=1.6N ‎15. 如图所示，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小不相等。在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，电场强度E大小未知，一个质量为m、电荷量为q的带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，OP之间的距离为d，并恰好与y轴的正方向成45°角进入第Ⅰ象限的磁场，然后垂直于x轴进入第Ⅳ象限的磁场，粒子重力不计。求： ‎ ‎(1)电场强度E的大小；‎ ‎(2)粒子在第Ⅰ象限内磁场中运动的时间t；‎ ‎(3)已知粒子恰好垂直于y轴从第Ⅳ象限飞出，求第Ⅳ象限内磁场强度的大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】(1)粒子的运动轨迹如图所示，在匀强电场中做类平抛运动，出电场时的速度与y轴正方向成45°角，则有 加速度 沿电场方向 联立解得 ‎(2)粒子进入磁场的速度 OF =2d 由几何知识得粒子在磁场中做圆周运动的半径 圆心角 粒子在Ⅰ象限的磁场中运动的时间 ‎(3)由几何关系知，粒子在第Ⅳ象限中运动的半径 则有 解得 ‎（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题目中任选一题做答，如果多做，则按第一题即模块【选修3-3】计分。‎ ‎【选修3-3】（共15分）‎ ‎16. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 分子间距离增大时，分子间的引力增大、斥力减小 B. 布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动 C. 液晶既具有液体的流动性，又具有光学各向异性 D. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小 ‎【答案】CD ‎【解析】A．分子间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，选项A错误；‎ B．布朗运动的小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，布朗运动不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动，选项B错误；‎ C．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，选项C正确；‎ D．根据热力学第二定律，在任何自然的过程中，一个孤立系统的总墒不会减小，选项D正确。‎ 故选CD。‎ ‎17. 如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为p0，经历从状态A→B→C→A的过程．则气体在状态C时压强为________；从状态C到状态A的过程中，气体的内能增加ΔU，则气体吸收的热量为________．‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】根据理想气体状态方程：，可得：，所以V-T图中过原点的直线表示等压变化，所以从C到A过程是等压变化，，从状态C到状态A的过程中，外界对气体做功，根据热力学第一定律，整理得吸收热量：．‎ ‎18. 某天早晨，张老师到4S店为轿车调节胎内气压。调节前，TPMS（胎压监测系统）显示某一轮胎内气体压强为225kPa，温度为‎15°C；调节后，TPMS显示该轮胎内气体压强为250kPa，温度为‎15°C，不计胎内气体体积变化：‎ ‎(i)求调节前、后该轮胎内气体的质量之比；‎ ‎(ii)若下午TPMS显示温度为‎30°C，求该轮胎内气体压强的显示值。‎ ‎【答案】(i)；(ii)kPa ‎【解析】(i)若压强kPa，体积为V2（轮胎容积）的气体，保持温度T1不变，压强变为kPa时体积变为V1，由玻意耳定律得 解得 ‎(ii)设末态轮胎内气体压强为p3，温度为T3，初态和末态体积相同，由查理定律得 解得 kPa ‎【选修3-4】（共15分）‎ ‎19. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（　　）‎ A. 该波的周期为0.3s B. 该波的波速等于‎10m/s C. t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动 D. 波源由平衡位置开始振动时，一定是向上运动的 ‎【答案】BD ‎【解析】A．t=0.3s时，质点A第二次出现在正向最大位移处，则有 ‎1.5T=t 解得周期 T=0.2s 选项A错误；‎ B．由图读出波长为λ=‎2m，则波速为 选项B正确；‎ C．t=0.6s时，质点B振动了3个周期，振动情况与t=0时刻相同，因波沿x轴正方向传播，所以质点B在平衡位置处且向上运动，选项C错误；‎ D．波传播方向上各点的起振方向都相同，都与t=0时刻质点B的振动方向相同，由平衡位置开始向上运动，选项D正确。‎ 故选BD。‎ ‎20. 在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝‎1m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为1.68×10‎-4m，则相邻两明条纹中心间距为_____m。若改用氦氖激光器作光源（发出红光），其它条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的_____（选填“大”或“小”）。‎ ‎【答案】 (1). 3.51×10-3 (2). 大 ‎【解析】[1]由公式代入数据得 ‎[2]由磁波谱可知，红光波长比黄光的长，由公式可知，红光波长比黄光的长，则红光相邻两明条纹中心间距比黄光的大。‎ ‎21. 如图所示，一束单色光从A点射入一半径为‎0.2m的玻璃球体，再从B点射出，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，光路如图所示，其中O为圆心，A、B、C在正三角形的三个顶点上，光在真空中的传播速度为，求： ‎ ‎① 此玻璃的折射率；‎ ‎② 光在玻璃球内由A到B的传播时间。‎ ‎【答案】① ；② ‎ ‎【解析】① 光路图如图所示，由几何关系可知，折射角，所以玻璃的折射率为 ‎② 光在玻璃中传播的距离为 在玻璃中的传播速度为 故在玻璃中的传播时间为