广东省四校（佛山一中、石门中学、顺德一中、国华纪中）2020学年高二物理下学期期末联考试题（含解析）

广东省四校（佛山一中、石门中学、顺德一中、国华纪中）2020学年高二物理下学期期末联考试题（含解析）

广东省四校（佛山一中、石门中学、顺德一中、国华纪中）2020学年高二物理下学期期末联考试题（含解析） ‎ 一．单项选择题（每题只有一个正确选项，共7小题，每题4分，合计28分）‎ ‎1.下列说法正确的是 A. 奥斯特首先发现了电磁感应定律，开辟了能源利用新时代 B. 牛顿利用扭秤实验，首先测出引力常量，为人类实现飞天梦想奠定了基础 C. 卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 D. 卡文迪许利用实验的方法，得出了力不是维持物体运动的原因 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．法拉第首先发现了电磁感应定律，开辟了能源利用的新时代，故A错误；‎ B．卡文迪许利用扭秤实验，首先测出引力常量，为人类实现飞天梦想奠定了基础，故B错误；‎ C．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型．故C正确；‎ D．伽利略利用实验和推理相结合的方法，得出了力不是维持物体运动的原因，故D错误。‎ ‎2.如图所示，有界匀强磁场区域的半径为r，磁场方向与导线环所在平面垂直，导线环半径也为r， 沿两圆的圆心连线方向从左侧开始匀速穿过磁场区域，在此过程中．关于导线环中的感应电流i随时间t的变化关系，下列图象中（以逆时针方向的电流为正）最符合实际的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】导线环开始进入磁场时回路中磁通量增加，由楞次定律可判定回路中感应电流为逆时针，方向为正方向，当导线环开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生感应电流为顺时针，方向为负方向，因此BC错误；导线环开始进入磁场运动2r的过程中，切割的有效长度逐渐增大，当导线环与磁场圆重合时，切割的有效长度达最大，由法拉第电磁感应定律可知，回路中的感应电动势逐渐增大，根据闭合电路的欧姆定律知电流逐渐增大，当导线环与磁场圆重合时电流达最大，当导线环从2r处开始出磁场时，切割的有效长度逐渐变小，由法拉第电磁感应定律可知，回路中的感应电动势逐渐变小，根据闭合电路的欧姆定律知电流逐渐变小，故A正确，D错误．所以选A．‎ ‎3.如图所示，金属杆MN的电阻为R，金属杆PQ的电阻为2R，平行金属导轨电阻不计，电压表为理想直流电压表。当MN以速度v向右匀速滑动而PQ固定不动时，电压表正常工作且示数为U；若MN固定不动，为使电压表读数不变，下面做法可行的是　　‎ A. 使PQ以速度2v向右匀速滑动 B. 使PQ以速度2v向左匀速滑动 C. 使PQ以速度向右匀速滑动 D. 使PQ以速度向左匀速滑动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设导轨宽度为L，磁感应强度为B，当MN以速度v向右匀速滑动而PQ固定不动时，电动势为：，电流为：，电压表正常工作且示数为：，根据右手定则可知上方电势高；若MN固定不动，为使电压表读数不变，应该使PQ向右运动，仍使上方电势高，设匀速运动的速度为v′，则，解得v′=2v，故A正确，BCD错误。‎ ‎4.太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：，若已知的质量为，的质量为，的质量为，x的质量为，则下列说法中正确的是　　‎ A. x是质子 B. x是电子 C. 这个反应释放的核能为 D. 和在常温下就能够发生聚变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据核反应方程式质量数和核电荷数守恒，可知x的电荷数是0，质量数是1，所以x是中子，故AB错误；‎ C．由质能方程可知，这个反应释放的核能为，故C正确；‎ D．和在只有在极高温度下才能够发生聚变反应，故D错误。‎ ‎5.用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图则这两种光（ ）‎ A. 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大 B. b光的光子能量小 C. a光的频率小 D. 用a光照射产生的光电流一定大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据知，a光对应的遏止电压较小，则a光使其逸出的光电子最大初动能较小，故A错误；‎ BC、根据光电效应方程得， ，a光产生的光电子最大初动能较小，则a光的光子能量较小，频率较小，故B错误，C正确；‎ D、由图可以知道，a光产生的饱和电流较大，但是用a光照射产生的光电流不一定大，光电流大小还与光电管两端电压有关，故D错误。‎ ‎6.用如图所示实验能验证动量守恒定律，两块小木块A和B中间夹着一轻质弹簧，用细线捆在一起，放在光滑的水平台面上，将细线烧断，木块A、B被弹簧弹出，最后落在水平地面上落地点与平台边缘的水平距离分别为，。实验结果表明下列说法正确的是 A. 木块A、B离开弹簧时的速度大小之比 B. 木块A、B的质量之比 C. 弹簧对木块A、B做功之比 D. 木块A、B离开弹簧时的动能之比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两个木块被弹出离开桌面后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，因为下落的高度相等，所以运动的时间相等，水平方向上根据公式x=v0t及lA=1m，lB=2m，得：vA：vB=lA：lB=1：2，故A错误；‎ B．弹簧弹开两个物体的过程，对两个木块组成的系统，取向左为正方向，根据动量守恒定律得：mAvA-mBvB=0，解得：mA：mB=vB：vA=2：1，故B错误；‎ CD．由mA：mB=vB：vA=2：1，根据动能的表达式可得：EkA：EkB=1：2，根据动能定理，弹簧对木块A、B做功之比WA：WB=EkA：EkB=1：2，故D正确，C错误。‎ ‎7.下列有关分子运动理论的各种说法中正确的是( )‎ A. 温度低的物体内能小 B. 温度低的物体，其分子运动的平均动能也必然小 C. 做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大 D. 0℃的水和0℃的冰，它们的分子平均动能可能不相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体的内能与物体的物质的量、温度和体积都有关，温度低的物体内能不一定小．故A错误；‎ B．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子运动的平均动能一定小，故B正确；‎ C．分子平均动能的大小仅与温度有关，与速度没有关系．故C错误．‎ D．温度是分子平均动能的标志，0℃的水和0℃的冰，它们的分子平均动能相同．故D错误。‎ 二、多项选择题（每题有两个或两个以上为正确选项，共6小题，每题4分，漏选得2分，错选不得分，合计24分）‎ ‎8.如图，水平固定放置足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨上的金属棒ab与导轨接触良好。让ab棒以水平初速度v0向右运动，最后静止在导轨上。比较棒与导轨间无摩擦和有摩擦的两种情况，对该过程，说法正确的是( )‎ A. 安培力对ab棒所做的功相等 B. 导轨有摩擦时电流所做的功多 C. 转化的总内能相等 D. 导轨光滑时通过ab棒的电荷量较多 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当导轨光滑时，金属棒克服安培力做功，动能全部转化为焦耳热，产生的内能等于金属棒的初动能；当导轨粗糙时，金属棒在导轨上滑动，一方面要克服摩擦力做功，摩擦生热，把部分动能转化为内能，另一方面要克服安培力做功，金属棒的部分动能转化为焦耳热，摩擦力做功产生的内能与克服安培力做功转化为内能的和等于金属棒的初动能；所以，导轨粗糙时，安培力做的功少，导轨光滑时，安培力做的功多，故A错误；‎ B．电流所做的功等于回路中产生的焦耳热，根据功能关系可知导轨光滑时，金属棒克服安培力做功多，产生的焦耳热多，电流做功大，故B错误；‎ C．两种情况下，产生的总内能相等，都等于金属棒的初动能；故C正确；‎ D．根据电荷量公式 ，x是ab棒滑行的位移大小，B、R、导体棒长度L相同，光滑时阻力只有安培力，而粗糙时，阻力有安培力和滑动摩擦力，所以光滑时滑行的距离x较大，电荷量较多，导轨光滑时通过ab棒的电荷量较多．故D正确。‎ ‎9.如图所示，质量为m，半径为r的小球，放在内半径为R，质量为M=5m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上，当小球由图中位置无初速释放沿内壁滚到最低点时，下列说法中正确的是（ ）‎ A. M与m系统动量守恒 B. M与m系统动量不守恒 C. M的对地位移大小为 D. m的对地位移大小为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、因为M与m系统在竖直方向合外力不为0，所以M与m系统动量不守恒，故B正确，A错误；‎ CD、因为M与m系统在水平方向合外力为0，所以M与m系统动量不守恒，但水平方向动量守恒，设大球M的水平位移大小为x，小球m滑到最低点所用的时间为t，发生的水平位移大小为R-r-x，取水平向左方向为正方向．由人船模型可知：，解得： M的对地位移大小为；m的对地位移大小为，故C正确，D错误。‎ ‎10.如图，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时释放光子的波长分别是λa、λb、λc，则下列说法正确的是( )‎ A. 从n=3能级跃迁到n=1能级时，释放光子的波长可表示为λb=λa+λc B. 从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的势能减小，氢原子的能量也减少 C. 若用波长为λc的光照射某金属恰好能发生光电效应，则用波长为λa的光照射该金属时一定不能发生光电效应 D. 用12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出三种频率的光 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由玻尔理论，因为Em-En=hv，知Eb=Ea+Ec，所以，解得，故A错误；‎ B．n=3能级跃迁到n=2能级时，释放能量，则电子的势能减小，动能增加，而氢原子的能量减小，故B正确；‎ C．c光的光子的能量大于a光的光子的能量，所以若用波长为λc的光照射某金属恰好能发生光电效应，则用波长为λa的光照射该金属时一定不能发生光电效应，故C正确；‎ D．12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，电子能从n=1能级跃迁到n=3能级，大量电子处于n=3能级，则可以发出三种频率的光，故D正确。‎ ‎11.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、 C，最后到D状态，BC平行于横轴，CD平行于纵轴，下列判断中正确的是( )‎ A. A→B温度升高，压强不变 B. B→C体积不变，压强变大 C. B→C体积不变，压强不变 D. C→D体积变小，压强变大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知 A→B是一条过原点的倾斜直线，所以A→B是一个等压升温过程，温度升高，压强不变，故A正确；‎ BC．由图可知B→C过程体积不变，温度降低，根据查理定律，可知压强变小，故BC错误；‎ D．由图可知C→D过程温度不变，体积变小，根据玻意耳定律，可知压强变大，故D正确。‎ ‎12.如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，三个理想变压器的匝数之比为n1:n2:n3，电压之比为U1：U2：U3，则以下说法正确的是（ ）‎ A. 变压器是利用电磁感应原理输送电能的 B. ‎ C. n1:n2:n3=1:1:1‎ D. n1:n2:n3=3:2:1‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．变压器的原理是互感现象，变压器是利用电磁感应原理输送电能的，故A正确；‎ B．根据变压器原理，理想变压器线圈两端电压与线圈匝数成正比，所以，故B正确；‎ CD．灯泡正常发光，可得 ，所以，根据变压器原理得：，灯泡正常发光，可得；由，得：， ，所以，故D正确，C错误。‎ ‎13.如图甲所示，将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是( )‎ A. 电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin(200πt)V B. 电阻R消耗的电功率约为0.6W C. 如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1A D. 这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为2：‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由乙图可知，Im=0.5A，所以Um=ImR=2.5V，周期T=0.01s，按正弦规律变化，所以电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin(200πt)V，故A正确；‎ B．电流的有效值，电阻R消耗的电功率，故B正确；‎ C．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，最大电动势也增大一倍，电流的最大值也增大一倍，电流表的读数，故C错误。‎ D．图丁所示电流其有效值I1=Im=0.5A，图乙交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比，故D错误。‎ 三、实验题（14题8分，15题7分，合计15分）‎ ‎14.一同学测量某干电池的电动势和内阻．‎ ‎（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线图中虚线所示时的实验电路实验中他注意到了正确选择内阻为1Ω的电流表的量程，并将电阻箱的阻值调到了零，结合图，指出该同学在器材操作上存在的两个不妥之处：_____________________；_________________________．‎ ‎（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的，数据见表。根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像_______。由图像计算出该干电池的电动势为_________V（结果保留3位有效数字）；内阻为__________Ω．（结果保留1位小数）‎ ‎【答案】 (1). 开关未断开 (2). 电阻箱电阻为零 (3). ‎ ‎ (4). 1.30（1.35-1.39均可） (5). 0.3（0.3-0.7均可）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空．实验开始前，连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；‎ 第二空．另一错误是电阻箱接入电路电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。‎ 第三空．将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。如图所示 第四五空．根据闭合电路欧姆定律E=I(R+RA+r)得，，所以图线的斜率表示电源电动势V=1.39V，截距绝对值表示RA+r=1.3.Ω，所以电池内阻r=0.3Ω ‎15.在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图所示的装置进行如下的实验操作：‎ A．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处，使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；‎ B．将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；‎ C．然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；‎ D．用天平测量a、b的质量分别为ma、mb，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的竖直距离分别为y1、y2、y3。‎ ‎（1）a、b的质量需要满足ma________mb（填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎（2）小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果________（选填“会”或“不会”）产生误差。‎ ‎（3）用本实验中所测量的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为________（仅用ma、mb、y1、y2、y3表示）。‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 不会 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空、为了防止碰后反弹，入射小球a、被撞小球b的质量需要满足ma大于mb；‎ 第二空、从原来挡板处由静止释放，小球在斜槽末端的速度一样，故小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力对实验结果不会产生误差.‎ 第三空、小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间距离为x，由平抛运动规律得：‎ 水平方向：x=vt，竖直方向：，解得：；‎ 碰撞前，小球m1落在图中的B点，设其水平初速度为v0．小球m1和m2‎ 发生碰撞后，m1的落点在图中的C点，设其水平初速度为v1，m2的落点是图中的A点，设其水平初速度为v2．‎ 小球碰撞的过程中若动量守恒，则： ，‎ 即：‎ 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为：‎ 四、计算题（共3小题，16题12分，17题15分，18题16分，合计43分）‎ ‎16.如图所示，一固定密闭导热性良好的气缸竖直开口向上放置，气缸上部有一质量为m的活塞，活塞距气缸底部高为h0，活塞与气缸壁的摩擦不计，现在活塞上加一质量为m的小物块。已知大气压强为p0，温度为To ，气缸横截面积为S，重力加速度为g。求 ‎①活塞上加上质量为m的小物块后，活塞静止时距离气缸底部的距离；‎ ‎②现对气缸加热让活塞上升至距离气缸底部为处（活塞未滑出气缸），则此时气缸内气体的温度为多少？‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎①活塞上加上质量为m的小物块后被封闭气体做等温变化，找到气体初态和末态的状态参量，结合玻意耳定律求解活塞静止时距离气缸底部的距离；②气体先等温变化，后等压变化，根据理想气体状态方程求解气缸内气体的温度.‎ ‎【详解】①被封闭气体初状态： ，‎ 末状态： ，‎ 根据玻意耳定律 ‎ 代入数据，得 ‎②气体先等温变化，后等压变化。‎ 初状态： ，‎ 末状态： ，‎ 根据理想气体状态方程 代入数据，得 ‎17.如图甲所示，电阻不计且间距L=1m的光滑平行金属导轨倾斜放置，与水平面倾角θ=37°，上端接一阻值0.8Ω的电阻，虚线下方有垂直于导轨平面向上、磁感应强度为1T的匀强磁场。现将质量0.5kg、电阻0.2Ω的金属杆ab从的上方某处由静止释放，金属杆ab在下滑的过程中与导轨保持良好接触且始终平行，下滑3m的过程中加速度a与下滑距离x的关系图象如图乙所示，g取10m/s2，求：‎ ‎（1）ab棒在下滑至3m时的速度；‎ ‎（2）ab棒在下滑3m过程中，R产生的热量；‎ ‎（3）ab棒从上方多远处由静止释放？‎ ‎【答案】（1）3m/s（2）5.4J（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）ab棒在下滑至3m时，ab棒做匀速运动，所以 ab棒切割磁感线产生的感应电动势 由闭合电路欧姆定律得：‎ 联立解得：v=3m/s ‎（2）ab棒在下滑3m过程中，能量守恒定律得：‎ R产生的热量与棒产生热量之比 联立解得：QR=5.4J ‎（3）ab棒刚进入磁场时，速度为v1，由牛顿第二定律得：‎ 由机械能守恒定律得：‎ 联立解得：ab棒静止释放离OO'上方距离 ‎18.足够长的固定水平轨道左端通过一小段圆弧与竖直面内一倾斜轨道OQ连接，右端与一竖直半圆形轨道连接。小物块B的左端与一轻质弹簧相连，静止于水平轨道的左端。小物块A在倾斜轨道上的O点从静止开始释放，经过一段时间进入水平轨道，与弹簧发生碰撞，碰后A返回倾斜轨道上的P点时，速度恰为0且OQ=4PQ。小物块B冲上圆弧轨道，恰能通过最高点。已知轨道各处光滑，小物块A的质量为m，圆轨道半径为R，求：‎ ‎（1）小物块B的质量；‎ ‎（2）小物块A释放点O的高度；‎ ‎（3）弹簧最大的弹性势能。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）以水平向右为正方向 A从O下滑至Q：‎ A碰后返回P：‎ 得：‎ A与B完全弹性碰撞：‎ 得：‎ 联立可得 ‎（2）B从圆弧最低点滑至最高点：‎ B在最高点：‎ 联立得：‎ 据可解得：‎ O点高度为：‎ ‎（3）当AB共速，弹簧具有最大弹性势能。‎ 从A在Q至AB共速：‎ 得：‎ ‎ ‎