2018-2019学年四川省遂宁中学外国语实验学校高二下学期期中考试物理试题 解析版 16页

遂中实验校高2020届第四期期中考试 物理科试题 一：选择题 ‎1. 如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )‎ A. ①表示γ射线，③表示α射线 B. ②表示β射线，③表示α射线 C. ④表示α射线，⑤表示γ射线 D. ⑤表示β射线，⑥表示α射线 ‎【答案】C ‎【解析】‎ α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。‎ ‎2.若某个质子的动能与某个氦核的动能相等，则质子和氦核的德布罗意波波长之比为(　 　)‎ A. 1∶2 B. 2∶1 C. 1∶4 D. 4∶1‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】质子和氦核的质量之比为，根据公式：可知，动能相等的质和氦核的动量之比为，根据公式：‎ ‎，所以这两个粒子的德布罗意波波长之比为。故B正确。‎ ‎3.如图所示，A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率PA:PB等于( )‎ A. 5:4 B. 3:2‎ C. D. 2:1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：据题意，通过电热器A的电流有效值为：,即：，则电热器A的电功率为：,通过电热器B得到电流有效值为：，则电热器B的电功率为：，故选项A正确。‎ 考点：本题考查交变电流的有效值的计算。‎ ‎4.如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是 220 V和 10 A。已知甲图中原、副线圈匝数比为 100 : 1，乙图中原副线圈匝数比为1 : 10，则（ ）‎ A. 甲图中的电表是电压表，输电电压为 2200 V B. 甲图中的电表是电流表，输电电流是 100 A C. 乙图中的电表是电压表，输电电压为 22000 V D. 乙图中电表是电流表，输电电流是 100 A ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.甲图是电压互感器，根据变压器的电压与匝数的关系可得：，甲图中的电表是电压表。故AB错误。‎ CD.乙图是电流互感器，只有一个副线圈的变压器，根据电流比电压匝数比的反比可得：。故D正确。‎ ‎5.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大。为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如右图所示的电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则（ ）‎ A. 电灯L亮度不变 B. 电灯L亮度变亮 C. 电流表的示数增大 D. 电源的内耗功率增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】C.探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻的阻值变大，则电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流变小，所以电流表的示数减小。故C错误 AB.根据闭合电路欧姆定律，又因为减小，路端电压增大，所以灯泡两端的电压增大，则电灯L变亮。故A错误，B正确。‎ D.总电流减小，由公式可知，电源的内耗功率减小。故D错误。‎ ‎6.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( 　)‎ A. (m1＋m2－m3)c B. (m1－m2－m3)c C. (m1＋m2－m3)c2 D. (m1－m2－m3)c2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据质能方程知，核反应过程中释放的能量等于质量的减少量与光速c平方的乘积，C正确，A、B、D错误。‎ 考点： 主要考查质能方程 ‎7.如图所示是描述原子核核子平均质量与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是(　 　)‎ A. 将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量 B. 将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量 C. 将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量 D. 将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 若A分裂成B、C，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放．故A错误； D、E结合成F，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，B错误．若A分裂成B、F，也有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放．故C正确；F、C结合成B，反应后的质量大于反应前的质量，则需吸收能量，D错误．故选C.‎ ‎8.如图所示，为氢原子能级图，现有大量氢原子从n＝4的能级发生跃迁，并发射光子照射一个钠光电管，其逸出功为2.29 eV，以下说法正确的是(　 　)‎ A. 氢原子只能发出6种不同频率光 B. 能够让钠光电管发生光电效应现象的有3种光子 C. 为了增大钠光电管的光电流，可增大入射光的频率 D. 光电管发出的光电子与原子核发生β衰变时放出的电子都是来源于原子核内部 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据可知，氢原子可能放出6种不同频率的光子。故A正确。‎ B.由氢原子的能级图可得：氢原子从跃迁到辐射的光子能量为；从跃迁到辐射的光子能量为；从跃迁到辐射的光子能量为；从跃迁到辐射的光子能量为，这4中光子的能量大于2.29 eV，能够让钠光电管发生光电效应现象，其余的2种跃迁都不能让钠光电管发生光电效应现象。故B错误。‎ C.为了增大钠光电管的光电流强度，可增加入射光的强度，而入射光的频率大小影响最大初动能。故C错误。‎ D.光电管发出的光子是来自核外，而原子核发生衰变时飞出的电子是原子核内中子转变为质子时产生的。故D错误。‎ ‎9.根据玻尔理论，下列说法正确的是( 　)‎ A. 原子处于定态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量 B. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电势能的减少量大于动能的增加量 C. 氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 D. 电子没有确定轨道，所以轨道是连续的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据玻尔理论，原子处于定态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量，选项A正确； 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，总能量减小，电势能的减少，动能的增加量，则电势能的减少量大于动能的增加量，选项B错误；氢原子只能吸收小于使氢原子电离能量的一定能量频率的光子，轨道半径不是连续增大，原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，选项C错误；电子有确定轨道，选项D错误；故选A。‎ 点睛：解答此题关键是掌握玻尔原子模型的三个假设：‎ ‎（1）轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是不连续的．‎ ‎（2）定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是稳定的，不向外辐射能量．‎ ‎（3）跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率光子，光子的能量等于两个状态的 能级差，即hν=Em-En．‎ ‎10.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，可行的方法是( 　　) ‎ A. 只将线圈的转速减半 B. 只将线圈的匝数减半 C. 只将匀强磁场的磁感应强度减半 D. 只将线圈的边长减半 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、由，，，得，故A、C不符合题意；‎ B、又因为电阻R与匝数有关，当匝数减半时电阻R也随之减半，则 不变，故B符合题意；D、当边长减半时，面积S减为原来的，而电阻减为原来的，故D不符合题意。‎ ‎11.太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)．下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是 (　　)‎ 粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n 质量/u ‎1.007 3‎ ‎4.001 5‎ ‎0.000 55‎ ‎1.008 7‎ A. 核反应方程式为 B. 核反应方程式为 C. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.02715u D. 4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据电荷数守恒、质量数守恒，核反应方程为。故A正确，B错误。‎ C.在核反应过程中质量亏损为：。故C错误。‎ D.在核反应过程中释放的核能为：。故D正确。‎ ‎12.图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A．则下列说法正确的是(　　)‎ A. 电压表V1示数增大 B. 电压表V2、V3示数均增大 C. 该变压器起升压作用 D. 变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 电流表示数增大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应从c向d滑动，故D正确；电压表V1、V2示数不变，故A、B错误；原副线圈中的电流和匝数成反比，即n1I1=n2I2，电流变化时，n1ΔI1=n2ΔI2，故，应是降压变压器，C错误。‎ ‎【考点定位】考查理想变压器和电路知识。‎ 二：实验题 ‎13.（1）如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是__________‎ A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时稍多些 C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 ‎（2）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时_______ ‎ A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电 ‎（3）某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，如光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是________‎ A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出 B．逸出的电子数减少 C．逸出的电子数和最大初动能都减小 D．逸出的电子最大初动能不变．‎ ‎【答案】 (1). AD (2). B (3). BD ‎【解析】‎ ‎【详解】（1)A.放在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A正确 ‎ B.放在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，知原子内部带正电的体积小。故B错误。‎ ‎ C.放在、位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少，说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大。故C错误；‎ ‎ D.放在位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，说明很少很少的射线发生大角度的偏折。故D正确。 ‎ ‎（2）用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度，锌板、指针均带正电，故ACD错误，B正确。‎ ‎（3)A.光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，但是仍能发生光电效应。故A错误 ‎ B.光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生 的光电子数目减小。故B正确 C.发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：，为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度无关。故C错误。‎ D. 根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：‎ ‎，由于光的频率不变，所以逸出的电子最大初动能不变。故D正确。‎ ‎14.如图所示传感器装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k ,电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g.V为理想电压表.当木板(不计重力)上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零.在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移.由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k.(g取9.80 m/s2)‎ ‎(1)写出m、U、k、L、E、g之间所满足关系式 m=______________.‎ ‎(2)已知E＝1.50 V，L＝12.0 cm，测量结果如下表：‎ m/kg ‎1.00‎ ‎1.50‎ ‎3.00‎ ‎4.50‎ ‎6.00‎ ‎7.50‎ U/V ‎0.108‎ ‎0.154‎ ‎0.290‎ ‎0.446‎ ‎0.608‎ ‎0.740‎ ‎①在下图中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U的关系图像（ ）.‎ ‎②m－U直线的斜率为________kg/V(结果保留3位有效数字).‎ ‎③弹簧的劲度系数k＝________N/m(结果保留三位有效数字).‎ ‎【答案】 (1). (1)m＝　 (2). (2)①见解析图　 (3). ②10.0；　‎ ‎【解析】‎ ‎（1）由平衡可知：mg=kx     ‎ ‎   所以 ‎（2）①根据m-U的关系，知m-U成正比，图线如图所示；‎ ‎     ②通过图线求出斜率为：10.0      ③已知，所以k==1.23×103 N/m。‎ 三：计算题 ‎15.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100 匝，转速为，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb，则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知穿过线圈的磁通量的最大值为：‎ 线圈转动的加速度为：‎ 线圈转至与磁感线平行时，感应电动势最大，故：‎ 感应电动势瞬时值表达式：‎ 当线圈平面与中性面夹角为时，即，所以可求此时的感应电动势为：‎ ‎16.1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是.经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的 ‎(1)求m、n的值；‎ ‎(2)一个静止的氡核()放出一个α粒子后变成钋核()．已知钋核的速度v＝1×106 m/s，求α粒子的速率．‎ ‎【答案】（1）m=4，n=4 （2）5.45×107m/s ‎【解析】‎ ‎①4m=222－206， m=4 ‎ ‎86=82+2m－n， n=4 ‎ ‎②由动量守恒定律得 －=0 ‎ ‎=5.45×107m/s ‎ ‎17.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W0，电子质量为m，电荷量为e.求：‎ ‎(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；‎ ‎(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）时间最短的光电子，是以最大初动能垂直B板飞出，由光电效应方程，设最大初动能为Ek0　到达A板的动能为Ek, 由光电效应方程 h＝W＋Ek0（1） 2分 得Ek0= h－ w （2） 2分 ‎（2）由动能定理得 Ek＝Ek0　+ eU （3） 2分 联立得　Ek＝eU +h－w （4） 2分 ‎（3）时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子 由运动规律得 d ＝at2 （5）　1分 a ＝（6）　1分 得t＝d（7） 2分 本题考查电子的跃迁和光电效应现象，由光电效应方程可求得最大初动能，一车电子在电场力作用下做匀减速运动，电场力做功等于动能的变化量，可求得末动能大小，时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子，由电子在匀强电场中做类平跑运动，可求得运动时间 ‎18.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.‎ ‎(1)当村民和村办小企业需要220 V电压时，求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)‎ ‎(2)若不用变压器而由发电机直接输送，则村民和村办小企业得到的电压和功率各是多少？‎ ‎【答案】(1)1∶3　72∶11　(2)320 V　5 760 W ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)建立如图甲所示的远距离输电模型 由线路损耗的功率：，且由题意知：‎ 联立以上方程可得： ‎ 又由公式，由此可求：‎ 则降压变压器得到的电压：‎ 由理想变压器电压与匝数成正比的关系可求：‎ 所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.‎ ‎(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图乙所示).‎ 由公式，可得输电电流：‎ 所以线路损耗的功率：‎ 用户得到的电压：‎ 用户得到的功率：‎ ‎ ‎