2020学年度高二物理第二学期期末检测卷 人教版 12页

‎2020学年度高二物理第二学期期末检测卷 ‎ ‎（范围：电磁感应——原子核）‎ ‎（ 考试时间：90分钟；满分：100分）‎ ‎（本卷刊登在《中学生理化报》高二版2020年6月）‎ 山东省沂源县第一中学（256100）任会常 一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得3分，选不全的得2分，选错或不答的不得分。）‎ ‎1．按照麦克斯韦磁场理论，以下说法中不正确的是（ ）‎ A．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场 B．变化的电场周围产生磁场，变化磁场周围产生电场 C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 D．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围产生同频率的振荡电场 ‎2．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退。对此现象正确的解释是（ ）‎ A．同沙漠蜃景具有相同的原理，是由于光的全反射造成的 B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人们产生的幻觉 C．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率减小，发生全反射 D．太阳辐射到地面，使地表空气温度升高，折射率增大，发生全反射 图1‎ ‎3．如图1所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场区域运动到位置2，下述说法中正确的是（ ）‎ A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大 B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流是恒定的 C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且感应电流越来越大 D．线圈加速穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，且感应电流越来越大 图2‎ ‎4．如图2所示，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压(V)，如果保持电压的有效值不变，只将电源的频率改为100Hz,下列说法正确的是（ ）‎ A、 电流表示数增大 B、电压表示数增大 图3‎ C、灯泡变暗 D、灯泡变亮 ‎5．2000年底，我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的速度已达到每小时‎500km,可载5人。如图3所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B水平地放在磁铁A上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A的上方空中（    ）‎ A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失 B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在 C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向如图所示 D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向与图中所示的方向相反 图4‎ ‎6．在一次观察光衍射的实验中,观察到如图4所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(黑线为暗纹)( )‎ A．很小的不透明的圆板 B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板 C．很大的不透明的圆板 D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板 ‎7．使电子脱离铯金属所需的功W=1.9eV，在下列各图中，能正确地表示放出的电子的动能EK与入射光的能量hv的关系的是（ ）‎ 图5‎ 图6‎ ‎8．如图6所示，金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN，使它以速度v向右匀速运动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都相同，那么在MN运动的过程中，闭合回路的( ) A．感应电动势保持不变 B．感应电流保持不变 C．感应电动势逐渐增大 D．感应电流逐渐增大 ‎9．如图7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1，b是原线圈的中心抽头，电压表V 和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为: (V)。下列说法中正确的是:( )‎ 图7‎ A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V B． 时，c、d两点间的电压瞬时值为110V C．单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 ‎10．2020年2月4日，由中科院等离子体物理研究所设计、制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段，其目的是建成一个受控核聚变反应堆，届时就相当于人类为自己制造了一个小太阳，可以得到无穷尽的清洁能源。据专家介绍，七、八月份如能按期完成首次放电实验，合肥将成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方，核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富。已知氘核()的质量为2.0136u,中子()的质量为1.0087u,的质量为3.0150u，1u=931.5MeV，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．两个氘核聚变成一个所释放的核能为3.26MeV B．两个氘核聚变成一个所释放的核能为3.16MeV C．两个氘核聚变成一个所释放的核能为4.26MeV D．与这种受控核聚变比较，核裂变反应堆产生的废物具有放射性 二、填空与实验题（本题共5小题，共29分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。）‎ ‎11．（6分）如图8所示，一圆环及内接、外切的两个正方形框均由材料、横截面积相同的相互绝缘导线制成，并各自形成闭合回路，则三者的电阻之比为_______。若把它们置于同一匀强磁场中，当各处磁感应强度发生相同变化时，三个回路中的电流之比为_______。‎ 图8‎ ‎　　‎ 图9‎ ‎12．（5分）家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积小．某电子调光灯经调整后电压波形如图9所示，则灯泡两端的电压为 ‎13．（5分）原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为，式中n=1，2，3…表示不同的能级，A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是 P2 × ‎ ‎× P4‎ P1×‎ ‎× P3‎ 图10‎ ‎14．（6分）某同学利用一半圆柱形玻璃砖用插针法测量玻璃的折射率，图10中的半圆是描出的玻璃砖主截面的位置，P1、P2、P3、P4是该同学插下的四个针的位置。‎ ‎⑴ 完成测量玻璃折射率的光路图；‎ ‎⑵ 若不管眼睛放在何处，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，原因是 ；‎ ‎⑶ 为了测量出玻璃砖的折射率,需要测量的物理量有 ‎(要求在图上标出)；‎ ‎⑷ 写出计算折射率的公式n = 。‎ ‎15．（7分）⑴ 如图11所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：‎ ‎①光源、② 、③ 、④ 、⑤遮光筒、⑥光屏。‎ ‎① ② ③ ④ ⑤ ⑥‎ 图11‎ ‎⑵ 以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离( )‎ A. 将红色滤光片改为绿色滤光片 B. 增大双缝之间的距离 C. 减少④和⑥之间的距离 D. 增大④和⑥之间的距离 ‎15‎ ‎20‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎30‎ ‎15‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎0‎ ‎40‎ ‎45‎ ‎30‎ ‎35‎ ‎30‎ 甲 乙 图12‎ ‎⑶ 转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹中心，对应的读数如图12(甲)所示为x1=________mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第5条亮纹中心，对应的读数如图12（乙）所示为x2=________mm，如果已经量得双缝的间距是‎0.50mm、双缝和光屏之间的距离是‎1m，单缝到双缝之间的距离是‎100mm，则待测光的波长是 nm （取三位有效数字）。‎ 三、计算题（本题有5小题：共41分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎16．（7分）如图13所示，三棱镜的顶角是30º，出射光线与入射光线夹角也为30º。问：‎ ‎⑴ 该三棱镜的折射率是多大？‎ ‎⑵ 光在棱镜里的传播速度是多大？（真空中光速c =3.0×‎108m/s）‎ ‎30°°°°°° °°°°°2°‎ ‎30°‎ 图13‎ ‎17．（6分）红宝石激光器发射的激光是一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲。现有一红宝石激光器，发射功率为W，所发射的每个光脉冲持续的时间△t=1.0×10－11s，波长为693.4nm，问每列光脉冲的长度是多少？其中含有的光子数n是多少？‎ ‎18．（8分）钚的同位素离子Pu发生衰变后生成铀(U)的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09 MeV的光子。从静止的钚核中放出的α粒子在垂直通过正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，已知匀强电场的电场强度为E=2.22×104 N／C，匀强磁场的磁感应强度为B=2.00×10-4 T。(普朗克恒量h=6.63×10-34 J·s，真空中的光速为c=3×‎108 m/s，电子电量为e=1.6×10‎-19 C) ‎(1)写出该核反应方程式; ‎(2)该光子的波长为多少; ‎(3)求放出的α粒子的速度大小; ‎(4)若不计光子的动量，求出α粒子和铀核的动能之比.‎ ‎19．（9分）如图14所示，在方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中，有两条光滑的平行金属导轨，其电阻不计，间距为L，导轨平面与磁场方向垂直，ab、cd为两根垂直导轨放置的、电阻都为R、质量都为m的金属棒。棒cd用能承受最大拉力为f的水平细线拉住，棒ab在水平拉力F的作用下以加速度a静止开始向右做匀加速运动，求：‎ ‎（1）F随时间t的变化规律；‎ ‎（2）经多长时间细线将被拉断；‎ ‎（3）从ab棒开始运动到cd棒刚要运动过程中，流过cd棒的电量。‎ 图14‎ d O′‎ O L B 图15‎ a b c ‎20．（11分）如图15所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab=‎0.25m，宽度bc=‎0.20m，共有n=100匝，总电阻r=1.0W，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO’转动。线圈处于磁感应强度B=0.40T 的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0V，1.8W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8W。（不计转动轴与电刷的摩擦）‎ ‎（1）推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em=nBSω（其中S表示线圈的面积）；‎ ‎（2）求线圈转动的角速度ω；‎ ‎（3）线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能。‎ ‎[参考答案]‎ 一、选择题 ‎1．A 2．AC 3．AD 4．BC 5．BD 6．D 7．A 8．BC 9．A. 10．AD 二、填空与实验题 ‎11．π∶2∶4；∶1∶‎ P2 ‎ ‎× P4‎ P1×‎ ‎× P3‎ θ1‎ θ2‎ ‎×‎ 图d-1‎ ‎12．‎ ‎13．‎ ‎14．⑴ 如图d-1.‎ ‎⑵ 发生了全反射. (意思答对皆可得分)‎ ‎⑶ θ1 、 θ2 如图（也可用其他字母表示）‎ ‎⑷ （与图对应，正确皆可得分 ‎15．⑴ ②滤光片、③单缝、④双缝。‎ ‎⑵ D ‎⑶ x1=‎2.190mm ~ 2.192mm x2=‎7.869mm ~ 7.871mm λ=700nm ~ 720nm 三、计算题 ‎16．解析：⑴ 由光路可逆得：i = 60°，γ = 30° ①‎ n == ②‎ ‎⑵ 由 n = ③‎ 得： v = =×‎108m/s ④‎ ‎17．解析：每列光脉冲长度m 每个光子的能量, 每列光脉冲含有的光子数（个）‎ ‎18．解析：(1) Pu→U +He ‎(2) E =hν,λ=c/ν λ= m=1.35×10-11 m ‎(3)vα==1.11×‎107 m/s (4)动量大小相等,动能大小与质量成反比,所以:=‎ ‎19．解析：（1）时刻t，棒的速度 v=at ①‎ 此时棒中感应电动势为 E=BLv=Blat ②‎ 此时棒中的感应电流为 I= ③‎ 由牛顿第二定律得 F-BIL=ma ④‎ 得 F= ⑤‎ ‎（2）细线拉断时满足 BIL=f ⑥‎ 即 ⑦‎ 得 t= ⑧‎ ‎（3） Q= ⑨‎ ‎20．解析：（1）线圈平面与磁场方向平行时产生感应电动势最大，设ab边的线速度为v，该边产生的感应电动势为 E1=BLabv ①‎ 线圈的cd边产生的感应电动势为 E2= BLcdv ②‎ 线圈产生的总感应电动势为：Em=n（E1+E2） ③‎ 因为 Lab=Lcd， ④‎ 所以，Em=2nBLabv ⑤‎ 线速度v=ωLbc， ⑥‎ 所以Em= nBLab Lb cω=nBSω（其中S= Lab Lb c表示线圈的面积） ⑦‎ ‎（2）设小灯泡正常发光时的电流为I，则 I==‎0.60A ⑧‎ 设灯炮正常发光时的电阻为R， R==5.0Ω ⑨‎ 根据闭合电路欧姆定律得：E=I（R+r）=3.6V ⑩‎ 发电机感应电动势最大值为Em=E， Em=nBSω ⑾‎ 解得ω==1.8 rad/s =2.5 rad/s ⑿‎ ‎（3）发电机产生的电能为Q=IEt， ⒀‎ t=100T=100s 解得Q=5.0×102J