【物理】2020-2021學(xué)年度高二下學(xué)期期末測試卷-(三)-(2019新人教版)【解析版】

第第頁2020-2021學(xué)年度高二下學(xué)期期末測試卷(三)物理試卷注意事項：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．關(guān)于下列四幅圖說法正確的是()A．玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為，電子繞核運行軌道的半徑是任意的B．光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為：光強大于臨界值C．電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了運動電子具有波動性D．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明金原子質(zhì)量大而且很堅硬【答案】C【解析】根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯誤；光電效應(yīng)實驗產(chǎn)生的條件為：光的頻率大于極限頻率，故B錯誤；電子束通過鋁箔時的衍射圖樣證實了電子具有波動性，故C正確；α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍，故D錯誤。故選C。2．長度為L、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中,電流方向與磁場方向如圖所示,已知磁感應(yīng)強度為B,對于下列各圖中,導(dǎo)線所受安培力的大小計算正確的是 ()A.F=BILcosθB.F=BILcosθC.F=BILsinθ D.F=BILsinθ【答案】A【解析】A圖中,導(dǎo)線不和磁場垂直,故將導(dǎo)線投影到垂直磁場方向上,故F=BILcosθ,A正確;B圖中,導(dǎo)線和磁場方向垂直,故F=BIL,B錯誤;C圖中,導(dǎo)線和磁場方向垂直,故F=BIL,C錯誤;D圖中,導(dǎo)線和磁場方向垂直,故F=BIL,D錯誤。故選A。3．下列關(guān)于核反應(yīng)方程及描述，正確的是（）A.42He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)是居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性的核反應(yīng)方程B.eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋eq\o\al(1,0)n是核聚變方程C.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是α衰變方程D.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是α衰變方程【答案】A【解析】該方程是居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性的核反應(yīng)方程，找到了放射性的同位素30P，故A正確；該方程是核裂變方程，但方程書寫錯誤，故B錯誤；該方程是輕核聚變反應(yīng)，故C錯誤；該方程是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的方程，故D錯誤.故選A。4-A（選修3-3）．在一定溫度下,當(dāng)一定量氣體的體積增大時,氣體的壓強減小,這是由于 ()A.單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少,單位時間內(nèi)對單位面積器壁碰撞的次數(shù)減少B.氣體分子的密集程度變小,分子的平均動能也變小C.每個分子對器壁的平均撞擊力變小D.氣體分子的密集程度變小,分子勢能變小【答案】A【解析】氣體溫度不變,分子的平均動能不變,氣體分子對器壁的平均撞擊力不變,當(dāng)氣體的體積增大時,氣體分子的密集程度減小,氣體壓強減小,A正確,B、C錯誤;氣體的體積增大,分子勢能增大,D錯誤。故選A。4．一束白光通過雙縫后在屏上觀察到干涉條紋，除中央白色條紋外，兩側(cè)還有彩色條紋，是因為()A．各色光的波長不同，因而各色光產(chǎn)生的干涉條紋間距不同B．各色光的速度不同，造成條紋間距不同C．各色光的強度不同D．各色光通過雙縫的距離不同【答案】A【解析】雙縫干涉條紋的寬度與波長成正比，各色光的波長不同，則條紋寬度不同，A項正確．故選A。5．新冠肺炎疫情期間，某班級用于消毒的噴壺示意圖如圖甲所示。儲氣室內(nèi)氣體可視為理想氣體，在噴液過程中儲氣室內(nèi)溫度保持不變，噴液全過程儲氣室內(nèi)氣體在p－V圖像中的變化圖線如圖乙所示，A、B是雙曲線上的兩點。下列說法正確的是()A．氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能一定大于在狀態(tài)B的內(nèi)能B．圖中Rt△OAC和Rt△OBD的面積一定相等C．氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體吸收的熱量大于氣體做的功【答案】B【解析】由于該雙曲線為等溫線，則氣體在狀態(tài)A、B時的分子平均動能相等,又由于氣體為理想氣體，則氣體的分子勢能可忽略不計，所以氣體在狀態(tài)A的內(nèi)能一定等于在狀態(tài)B的內(nèi)能，A錯誤；由題意可知,圖線為等溫曲線，由理想氣體狀態(tài)方程＝C可得PV＝CT，由于C是常量，溫度T保持不變，則pV為定值，則圖中Rt△OAC和Rt△OBD的面積相等，B正確；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體的體積增大，氣體對外界做功，由熱力學(xué)第一定律得氣體從外界吸收熱量，又由于ΔU＝Q＋W＝0，則氣體吸收的熱量等于氣體對外界所做的功，C錯誤；從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中氣體的壓強減小，則氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積上的碰撞次數(shù)減少，D錯誤。故選B。6．如圖所示，用兩根相同的導(dǎo)線繞成匝數(shù)分別為n1和n2的圓形閉合線圈A和B，兩線圈所在平面與勻強磁場垂直．當(dāng)磁感應(yīng)強度隨時間均勻變化時，兩線圈中的感應(yīng)電流之比IA∶IB為()A.eq\f(n1,n2)B.eq\f(n2,n1)C.eq\f(n\o\al(2,1),n\o\al(2,2))D.eq\f(n\o\al(2,2),n\o\al(2,1))【答案】B【解析】由題意知線圈A和B的長度、橫截面積和材料(電阻率)都相同，所以電阻相同，由LA＝n1·2πr1＝LB＝n2·2πr2得eq\f(r1,r2)＝eq\f(n2,n1)，兩線圈中的感應(yīng)電流之比等于兩線圈感應(yīng)電動勢之比，由法拉第電磁感應(yīng)定律E＝neq\f(ΔB,Δt)S，得eq\f(IA,IB)＝eq\f(E1,E2)＝eq\f(n1SA,n2SB)＝eq\f(n1πr\o\al(2,1),n2πr\o\al(2,2))＝eq\f(n2,n1)，所以B正確．故選B。7．圖中兩條平行虛線之間存在勻強磁場，虛線間的距離為l，磁場方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l.t＝0時刻，bc邊與磁場區(qū)域邊界重合(如圖)．現(xiàn)令線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域．取沿a→b→c→d→a的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線可能是()【答案】B【解析】線框進入時，磁通量是增加的，線框穿出時磁通量是減少的，由楞次定律可判斷兩次電流方向一定相反，故只能在A、B中選擇，再由楞次定律及規(guī)定的電流正方向可判斷進入時電流為負(fù)方向，故選B.故選B。8．如圖甲所示,A、B兩端接直流穩(wěn)壓電源,UAB=100V,R0=40Ω,滑動變阻器的總電阻R=20Ω;滑片處于滑動變阻器中點;如圖乙所示,自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源,其電壓有效值UAB=100V,R0=40Ω,滑片處于線圈中點位置。則下列分析正確的是 ()A.甲圖中UCD=50V,R0中電流為1.25AB.乙圖中UCD=200V,R0中電流的有效值為5AC.甲圖中UCD=80V,R0中電流的最大值約為2.83AD.乙圖中UCD=80V,R0中電流的最大值約為2.83A【答案】B【解析】由題圖甲可知,R的上半部分與R0串聯(lián)的總電阻為R′=R0+QUOTE=50Ω,由歐姆定律可得流過R0的電流為I0=QUOTE=QUOTEA=2A,R0兩端的電壓為U0=I0R0=2A×40Ω=80V,故UCD=80V,通過R0的電流為2A,選項A、C錯誤。由題圖乙可知A、B之間的線圈是原線圈,C、D之間的線圈是副線圈,滑片處于線圈中點位置時,原、副線圈匝數(shù)比為1∶2,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得,C、D兩端的電壓為UCD=2UAB=200V,通過R0的電流為I=QUOTE=QUOTEA=5A,選項B正確,選項D錯誤。故選B。多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．下列說法中正確的是()A．鈾核裂變的核反應(yīng)是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,56)Kr＋2eq\o\al(1,0)nB．已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2C．鈾(eq\o\al(238,92)U)經(jīng)過多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子D．一個處于n＝5能級態(tài)的氫原子，自發(fā)向低能級躍遷的過程中能輻射10種不同頻率的電磁波【答案】BC【解析】鈾核裂變時要用中子轟擊鈾核才能產(chǎn)生核反應(yīng)，不能直接反應(yīng)，故A錯誤；已知質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，因兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子，那么質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，質(zhì)量虧損為2m1＋2m2－m3釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2,故B正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知238－206＝4×8發(fā)生8次α衰變；92＝82＋2×8－6,發(fā)生6次β衰變，β衰變的實質(zhì)即為中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時釋放電子，所以有6個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子，故C正確；一個處于n＝5能級態(tài)的氫原子，自發(fā)向低能級躍遷的過程中最多能夠輻射4種不同頻率的電磁波，故D錯誤。故選BC。10．一定質(zhì)量的理想氣體，沿箭頭方向由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，氣體吸收熱量的變化過程是()【答案】ACD【解析】A選項，由eq\f(pV,T)＝C可知，溫度T一定時(ΔU＝0)，p與V成反比，1到2體積V增大，氣體對外做功，W＜0，由ΔU＝Q＋W可得Q＞0(吸熱)。B選項，由eq\f(pV,T)＝C知T減小(ΔU＜0)，而V減小(W＞0)，得Q＜0(放熱)。C選項，由eq\f(pV,T)＝C知壓強p一定，T增大(ΔU＞0)，V增大(W＜0)，則Q＞0(吸熱)。D選項，由V－T圖象可知V一定(W＝0)，T增大(ΔU＞0)，可得Q＞0(吸熱)。故選ACD。11．在勻強磁場中,一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,如圖乙所示,產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化規(guī)律的圖象如圖甲所示,已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0Ω,外接一只電阻為9.0Ω的燈泡,則 ()A.電壓表V的示數(shù)為20VB.電路中的電流方向每秒改變10次C.燈泡實際消耗的功率為36WD.電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e=20cos5πt(V)【答案】BC【解析】交變電動勢的有效值E=QUOTE=20V,電壓表的示數(shù)U=QUOTE·E=18V,A選項錯誤;交變電流的周期T=0.2s,一個周期內(nèi)電流方向改變2次,每秒改變10次,B選項正確;燈泡實際消耗的功率P=QUOTE=36W,C選項正確;線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω=QUOTE=10π,電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為e=20QUOTEcos10πt(V),D選項錯誤。故選BC。12如圖所示為氫原子的能級結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是()A．這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級躍遷到n＝2能級所發(fā)出的光波長最短B．這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減少，電勢能增加C．能發(fā)生光電效應(yīng)的光有兩種D．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能是9.80eV【答案】CD【解析】一群氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，向外輻射出不同頻率的光子數(shù)為Ceq\o\al(2,3)＝3種。由玻爾理論知，三種光子的能量分別為：12.09eV、1.89eV、10.2eV。由n＝3躍遷到基態(tài)的光子的波長最短，A錯誤；氫原子在不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，庫侖力做正功。由動能定理知電子繞核運動的速度增大，則動能增大，電勢能減小，B錯誤；用三種光子去照射逸出功為2.29eV的金屬鈉，只有兩種光子的能量大于2.29eV，這兩種能發(fā)生光電效應(yīng)，C正確；由光電效應(yīng)方程：Ek＝12.09eV－2.29eV＝9.80eV，D正確。故選CD。三、非選擇題：本題共3小題，共24分。13．(6分)如圖所示，這是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備用到的光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管、放電器、電磁繼電器等幾部分組成。(1)示意圖中，a端應(yīng)是電源____極。(2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時，____。(3)當(dāng)用綠光照射光電管陰極K時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，則下列____說法正確。A．增大綠光照射強度，光電子最大初動能增大B．增大綠光照射強度，電路中光電流增大【答案】(1)正(2)陰極K發(fā)射電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M磁化，將銜鐵N吸住。無光照射光電管時，電路中無電流，N自動離開M(3)B【解析】見答案。14．(9分)圖為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實驗裝置．(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補接完整．(2)如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么合上開關(guān)后可能出現(xiàn)的情況有：①將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將________；②原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器的阻值調(diào)大時，靈敏電流計指針________．(3)在做“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗時，如果副線圈兩端不接任何元件，則副線圈電路中將________．A．因電路不閉合，無電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．有電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但無感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動勢C．不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向D．可以用楞次定律判斷感應(yīng)電動勢方向【答案】(1)如圖所示(2)①向右偏轉(zhuǎn)一下②向左偏轉(zhuǎn)一下(3)BD【解析】(2)依照楞次定律及靈敏電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與流過它的電流方向的關(guān)系來判定，則①向右偏轉(zhuǎn)一下；②向左偏轉(zhuǎn)一下．(3)穿過電路中的磁通量發(fā)生變化即產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象．如電路不閉合無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢，且可以用楞次定律判斷出感應(yīng)電動勢．要產(chǎn)生感應(yīng)電流，電路要求必須閉合．故答案選BD．15．(9分)在粗測油酸分子大小的實驗中,具體操作如下:①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶內(nèi),然后向瓶中加入酒精,直到液面達到250mL的刻度為止,搖動瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達到1.0mL為止,恰好共滴了100滴;③在邊長約40cm的淺水盤內(nèi)注入約2cm深的水,將細(xì)石膏粉均勻地撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,輕輕地向水面滴一滴溶液,酒精揮發(fā)后,油酸在水面上盡可能地散開,形成一層油膜,膜上沒有石膏粉,可以清楚地看出油膜輪廓;④待油膜形狀穩(wěn)定后,將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上繪出油酸膜的形狀;⑤將畫有油酸膜形狀的玻璃板放在邊長為1.0cm的方格紙上,算出完整的方格有67個,大于半格的有14個,小于半格的有19個。(1)這種粗測方法是將每個分子視為,讓油酸盡可能地在水面上散開,則形成的油膜可視為,這層油膜的厚度可視為油酸分子的。

(2)利用上述具體操作中的有關(guān)數(shù)據(jù)可知一滴油酸的酒精溶液含油酸為m3,油膜面積為m2,求得的油酸分子直徑為m。(結(jié)果全部取兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)球形單分子油膜直徑(2)4.0×10-128.1×10-34.9×10-10【解析】(1)球形,單分子油膜,直徑。(2)一滴酒精溶液中含有純油酸的體積為:V=QUOTE×QUOTEmL=4×10-6mL=4.0×10-12m3形成油膜的面積:S=1×(67+14)cm2=8.1×10-3m2油酸分子的直徑:d=QUOTE=4.9×10-10m四、計算題：本題共3小題，共36分。16．(10分)有一個10匝正方形線框，邊長為20cm，線框總電阻為1Ω，線框繞OO′軸以10πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如右圖所示，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為0.5T．求：(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？(2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？(3)寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式．【答案】見解析【解析】(1)交變電流電動勢最大值為Em＝NBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V，電流的最大值為Im＝eq\f(Em,R)＝eq\f(6.28,1)A＝6.28A.(2)線框轉(zhuǎn)過60°時，感應(yīng)電動勢e＝Emsin60°＝5.44V.(3)由于線框轉(zhuǎn)動是從中性面開始計時的，所以瞬時值表達式為e＝Emsinωt＝6.28sin10πtV.17．(12分)有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機,供給一個學(xué)校照明用電,如圖所示,升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻R=4Ω。全校共22個班,每班有220V40W的燈6盞,若保證全部電燈正常發(fā)光,則:(1)發(fā)電機輸出功率多大?(2)發(fā)電機的電動勢多大?(3)輸出效率是多少?(4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光,發(fā)電機輸出功率是否減半?【答案】(1)5424W(2)250V(3)97%(4)不減半【解析】(1)降壓變壓器輸出的功率為:P4=22×6×40W=5280W,且U3=QUOTE×U4=QUOTE×220V=880V,所以I2=I3=QUOTE=QUOTEA=6A。對升壓變壓器,初級輸入