【物理】安徽省滁州市民办高中2019-2020学年高二下学期期末考试试卷 10页

滁州市民办高中2019-2020学年度下学期期末试卷 高二物理试题 考试范围：选修3-2、选修3-5‎ 第I卷 选择题(48分)‎ 一、选择题(共12小题,1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，每小题4分,共48分) ‎ ‎1.氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，则下列选项说法正确的是（ ）‎ A. 氢原子能量状态由n=2能级跃迁到n=1能级，放出光子为可见光 B. 大量氢原子处于n=4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子 C. 氢原子光谱是连续光谱 D. 氢原子处于n=2能级时，可吸收2.54 eV的能量跃迁到高能级 ‎2.如图所示，直角坐标系Oxy的2、4象限有垂直坐标系向里的匀强磁场磁感应强度大小均为B，在第3象限有垂直坐标系向外的匀强磁场磁感应强度大小为2B，现将半径为R，圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ在外力作用下以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动．t=0时线框在图示位置，设电流逆时针方向为正方向．则下列关于导线框中的电流随时间变化关系正确的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎3.如图所示，用相同导线绕成的两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，若磁场的磁感应强度均匀增大，开始时的磁感应强度不为0，则（　　）‎ A. 任意时刻，穿过a、b两线圈的磁通量之比均为1：4‎ B. a、b两线圈中产生的感应电动势之比为1：2‎ C. a、b两线圈中产生的感应电流之比为4：1‎ D. 相同时间内a、b两线圈产生的热量之比为2：1‎ ‎4.图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（　　）‎ A. 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B. 由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C. 遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 D. 不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 ‎5.质量为和（未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间极短．其图象如图所示，则（ ）‎ A. 此碰撞一定为弹性碰撞 B. 被碰物体质量为 C. 碰后两物体速度相同 D. 此过程有机械能损失 ‎6.如图，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。当磁感应强度均匀增大时，会产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向（从上往下看）的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等，此带电粒子的( )‎ ‎ ‎ A. 动能保持不变，是因为洛仑兹力和管道的弹力对粒子始终不做功 B. 动能减小，是因为洛仑兹力对粒子做负功 C. 动能减小，是因为电场力对粒子做负功 D. 动能增大，是因为电场力对粒子做正功 ‎7.如图所示，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好的接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当ef从静止下滑经一段时间后闭合S，则S闭合后（ ）‎ ‎ ‎ A. ef的加速度可能小于g B. ef的加速度一定大于g C. ef最终速度随S闭合时刻的不同而不变 D. ef的机械能与回路内产生的电能之和一定增大 ‎8.如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间按正弦规律变化，其et图像如图乙所示。发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω。则（ ）‎ A. 线圈的转速n＝480 r/min B. 电压表的示数为10V C. t＝0.125s 时，穿过线圈的磁通量为零 D. 0 ～0.125s的时间内，流过灯泡的电量为C ‎9.下列说法正确的是(　　)‎ A. 当光子静止时有粒子性，当光子传播时有波动性 B. 某放射性元素的原子核经过1次α衰变和一次β衰变，核内质子数减小1‎ C. 红外线、紫外线、γ射线都是处于激发态的原子辐射出的 D. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大 ‎10.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，圆形区域的左侧有一半径为r的金属线圈，R＞r．现让金属线圈沿两圆心的连线方向以大小为v的速度向右匀速运动，在线圈从左侧进入磁场区域开始到从右侧完全离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 线圈中一直有顺时针方向的电流 B. 进人磁场时线圈中有逆时针电流 C. 线圈中有电流的时间为 D. 线圈中有电流的时间为 ‎11.如图所示，光滑圆形管道固定在竖直面内，直径略小于管道内径可视为质点的小球A、B质量分别为mA、mB，A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B球相碰，碰后A、B球均能刚好到达与管道圆心O等高处，关于两小球质量比值的说法正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎12.如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径．两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MP＞QN．将两个完全相同的小球a、b分别从M、Q点无初速释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 两球的动量变化大小相同 B. 重力对两球的冲量大小相同 C. 合力对a球的冲量较大 D. 弹力对a球的冲量较大 第II卷 非选择题(52分)‎ 二、实验题(共2小题,共12分) ‎ ‎13.如图,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.‎ ‎(1)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 ‎(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球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.‎ 接下来要完成的必要步骤是________.(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开始释放高度h C.测量抛出点距地面的高度H D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E.测量平抛射程OM、ON ‎(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_______(用(2)中测量的量表示).‎ ‎(4)经测定,m1＝45.0g,m2＝7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′,则p1:p1′＝_____:11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′:p2′＝11:________.实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值为________.‎ ‎14.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：‎ ‎①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。‎ ‎②将木板向远离槽口方向平移一段距离，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。‎ ‎③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。‎ ‎④用天平测量出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)小球a与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C，其中小球a撞在木板上的________(选填“A”或“C”)点。‎ ‎(2)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)。‎ 三、计算题(共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明与演算步骤.) ‎ ‎15.（12分）皮球从某高度落到水平地板上，每弹跳一次上升的高度总等于前一次的0.64倍，且每次球与地板接触的时间相等。若空气阻力不计，与地板碰撞时，皮球重力可忽略。‎ ‎(1)求相邻两次球与地板碰撞的平均冲力大小之比是多少？‎ ‎(2)若用手拍这个球，使其保持在0.8 m的高度上下跳动，则每次应给球施加的冲量为多少？(已知球的质量m＝0.5 kg，g取10 m/s2)‎ ‎16.（12分）如图所示，两平行导轨间距L＝1.0 m，倾斜轨道光滑且足够长，与水平面的夹角θ＝30°，水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接．倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度B＝2.5 T，水平轨道处没有磁场．金属棒ab质量m＝0.5 kg，电阻r＝2.0 Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨．电阻R＝8.0 Ω，其余电阻不计．当金属棒从斜面上离地高度h＝3.0 m处由静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离x＝1.25 m，而且发现金属棒从更高处静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离不变．(取g＝10 m/s2)求：‎ ‎(1)从高度h＝3.0 m处由静止释放后，金属棒滑到斜面底端时的速度大小；‎ ‎(2)金属棒与水平轨道间的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)金属棒从某高度H处静止释放后至下滑到底端的过程中流过R的电量q＝2.0 C，求该过程中电阻R上产生的热量．‎ ‎17.（16分）如图所示，光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v0=2m/s匀速转动。物块A、B（大小不计，视作质点）与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，物块A、B质量均为m=1kg。开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定，弹簧弹开A、B，弹开后B滑上传送带，A掉落到地面上的Q点，已知水平台面高h=0.8m，Q点与水平台面间右端间的距离S=1.6m，g取10m/s2。‎ ‎（1）求物块A脱离弹簧时速度的大小；‎ ‎（2）求弹簧储存的弹性势能；‎ ‎（3）求物块B在水平传送带上运动的时间。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.B 2.B 3.D 4.D 5.A 6.D 7.A 8.D 9.BD 10.BD 11.AB 12.BC ‎13. (1)C； (2)ADE； (3) (4)14； 2.9； 1.01‎ ‎14. C ‎ ‎15.(1)5∶4　(2)1.5 N·s　方向竖直向下 ‎【解析】(1) ， 每弹跳一次上升的高度总等于前一次的0.64倍，则碰撞后的速度是碰撞前的0.8倍。设皮球所处的初始高度为H，与地板第一次碰撞前瞬时速度大小为，第一次碰撞后瞬时速度大小(亦为第二次碰撞前瞬时速度大小) 和第二次碰撞后瞬时速度大小。设两次碰撞中地板对球的平均冲力分别为F1、F2，取竖直向上为正方向，根据动量定理，有 ‎ ‎ ‎ 则 ‎(2)欲使球跳起0.8 m，应使球由静止下落的高度为，球由高1.25 m从静止落到高0.8 m处的速度 解得，，则应在0.8 m处(此时速度为零)给球的冲量为，方向竖直向下。‎ ‎16.(1)4.0 m/s　(2)0.64　(3)12.8 J ‎【解析】 (1)由题意知，金属棒从离地高h＝3.0 m以上任何地方由静止释放后，在到达水平面之前均已经开始匀速运动，设最大速度为v，则感应电动势E＝BLv 感应电流I＝ ‎ 安培力F＝BIL 匀速运动时，有mgsin θ＝F 解得v＝4.0 m/s ‎(2)在水平轨道上运动时，金属棒所受滑动摩擦力Ff＝μmg 金属棒在摩擦力作用下做匀减速运动，有Ff＝ma v2＝2ax 解得μ＝0.64‎ ‎(3)下滑的过程中q＝ ‎ 得：H＝4.0 m>h 由动能定理可得：mgH－W＝mv2‎ 安培力所做的功等于电路中产生的焦耳热，有Q＝W＝16 J 电阻R上产生的热量：QR＝ Q ‎ 解得QR＝12.8 J.‎ ‎17.（1）4m/s；（2）16J；（3）4.5s。‎ ‎【解析】（1）A作平抛运动，竖直方向：（2分），水平方向：（1分）‎ 解得：vA=4m/s（1分）‎ ‎（2）解锁过程系统动量守恒：（1分）‎ 由能量守恒定律：（2分）‎ 解得：Ep="16J" （1分）‎ ‎（3）B作匀变速运动，由牛顿第二定律，（1分）‎ 解得：（1分）‎ B向右匀减速至速度为零，由，解得SB=4m＜L=8m，所以B最终回到水平台面。（1分）‎ 设B向右匀减速的时间为t1：（1分）‎ 设B向左加速至与传送带共速的时间为t2，（1分）‎ 由（1分），共速后做匀速运动的时间为t3：（1分）‎ 总时间：（１分）‎