湖北省黄石实验高中2020学年高二物理下学期期末考试模拟卷 15页

此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ ‎2020学年下学期高二期末考试模拟测试卷 ‎ 物 理 （A）‎ 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合物理学发展史实的是( )‎ A．汤姆逊通过对天然放射性现象的研究发现了电子 B．波尔进行了α粒子散射实验提出了著名的原子核式模型 C．约里奥居里夫妇用α粒子轰击金属铍发现并命名了中子 D．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在 ‎2．随着科技的不断发展，手机无线充电已经实现了从理论研发到实际应用的转化，下图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图，关于无线充电，下列说法错误的是( )‎ A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应现象 B．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电 C．只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电 D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 ‎3．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠。下列说法正确的是( )‎ A．这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短 B．这群氢原子能发出2种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小 C．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60 eV D．这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应 ‎4．在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是( )‎ A．合上开关后，c先亮，a、b后亮 B．断开开关时，N点电势高于M点 C．断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭 D．断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭 ‎5．如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘顺时针旋转（从上往下看），下列说法正确的是( )‎ A．穿过圆盘的磁通量发生变化 B．圆盘中心电势比边缘要低 C．R上的热功率与圆盘转动角速度成正比 D．产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比 ‎6．如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是( )‎ A．原线圈中的电流增大 B．通过灯泡L1的电流增大 C．副线圈两端M、N的输出电压减小 D．副线圈输电线等效电阻R上的电压降减小 ‎7．如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是( )‎ ‎8．如图甲所示为风速测量仪的简易模型，在风力的作用下，风叶通过杆带动与其固定在一起的永磁铁转动，假设杆的转速与风速成正比，在某一风速作用下，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，下列说法中正确的是( )‎ A．风叶带动杆的转速为10 r/s B．电流的表达式为(A)‎ C．风速加倍时线圈中电流的有效值为A D．风速加倍时电流的表达式为(A)‎ ‎9．下列说法正确的是( )‎ A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定释放核能 B．碘131的半衰期约为8天，32个碘131经过40天后只剩下1个 C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子带走能量后，氢原子的电势能，核外电子的动能均减小 D．经过一系列衰变后变成，此过程一共发生了7次α衰变和4次β衰变 ‎10．如图甲所示，质量M＝1‎ ‎ kg的绝缘底板座静止在动摩擦因数μ1＝0.1的粗糙水平地面上，位于磁场中的正方形金属框ABCD为动力源，其质量m＝1 kg，边长为1 m，电阻为Ω，与绝缘板间的动摩擦因数μ2＝0.4，OOʹ为AD、BC的中线。在金属框内有可随金属框同步移动的磁场，OOʹCD区域内磁场的磁感应强度B1随时间t的变化情况如图乙所示，CD恰在磁场边缘以外；OOʹBA区域内磁场的磁感应强度B2随时间t的变化情况如图丙所示，AB恰在磁场边缘以内。若绝缘板足够长且认为绝缘板与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从t＝0时刻由静止释放金属框，则金属框由静止释放瞬间(g＝10 m/s2) ( )‎ A．金属框产生的感应电动势为1 V B．金属框受到的安培力大小16 N C．若金属框固定在绝缘板上，金属框的加速度为3m/s2‎ D．若金属框不固定，金属框的加速度为4 m/s2，绝缘板的加速度为2 m/s2‎ ‎11．图甲为磁控健身车，图乙为其车轮处结构示意图，在金属飞轮的外侧有磁铁与飞轮不接触，人用力蹬车带动飞轮旋转时，需要克服磁铁对飞轮产生的阻碍，通过调节旋钮拉线可以实现不同强度的健身需求（当拉紧旋钮拉线时可以减少磁铁与飞轮间的距离），下列说法正确的是( )‎ A．飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力 B．人蹬车频率一定时，拉紧旋钮拉线，飞轮受到的阻力越小 C．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，受到的阻力越小 D．控制旋钮拉线不动时，飞轮转速越大，内部的涡流越强 ‎12．放在光滑水平面的小车上AC间夹了一压缩轻质弹簧（未栓接在一起），用两手分别控制小车A端和滑块C处于静止状态，释放C会离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起。忽略一切摩擦，对于A、B、C组成系统，下列说法中正确的是( )‎ A．先放开右手，再放开左手后，系统动量不守恒 B．先放开左手，再放开右手，A、B、C的总动量向左 C．两手同时放开后，C与油泥粘在一起时，车立即停止运动 D．无论先放哪个手，C与油泥粘在一起时，车都立即停止运动 二、非选择题（本题共5小题，共52分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．(6分)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．小球做平抛运动的水平射程 C．小球做平抛运动所用的时间 D．小球抛出点距地面的竖直高度H ‎(2)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 (用图中标识的量表示)；‎ ‎(3)若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 (用图中标识的量表示)。‎ ‎14．(8分)如图所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω，当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。‎ ‎(‎ ‎1)应该把恒温箱内的加热器接在____________端（填“A、B”或“C、D”）；‎ ‎(2)若恒温箱系统要保持温度为50℃，则需把滑动变阻器调节到_________Ω；为了实现调节滑动变阻器到此阻值进行了下列步骤：‎ ‎①电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值应为_______Ω；‎ ‎②将单刀双掷开关向________（填“c”或“d”）端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合。‎ ‎③保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷向另一端闭合，恒温箱系统即可正常使用。‎ ‎15．(10分)如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈的长l1＝0.50 m，宽l2＝0.40 m，匝数N＝20匝，线圈总电阻r＝0.10 Ω，磁场的磁感强度B＝0.10 T，线圈绕OO′轴以ω＝50 rad/s的角速度转动，线圈两端外接一个R＝9.9 Ω的电阻和一块内阻不计的交流电流表。求：‎ ‎(1)电流表的读数；‎ ‎(2)线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热。‎ ‎16．(12分)在图甲中，直角坐标系Oxy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里。现将半径为L，圆心角为90°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为R。‎ ‎(1)求导线框中感应电流最大值；‎ ‎(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象；(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t＝0)‎ ‎17．(16分)如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，两导轨间距L＝1 m，M、P两点间接有阻值R＝3 Ω的电阻。整个装置处于磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。一根质量m＝1 kg的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计。金属杆ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度取g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)金属杆ab沿导轨向下运动时的最大速度v以及此时杆中电流方向；‎ ‎(2)若金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为QR＝1.5 J，则流过电阻R的总电荷量q为多少；‎ ‎(3)金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，经历的时间t。‎ ‎2020学年下学期高二期末考试模拟测试卷 物 理（A）答 案 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1．【答案】D ‎【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；卢瑟福通过α 粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子，并预言了中子的存在，原子核是由质子和中子组成的，故D正确。‎ ‎2．【答案】B ‎【解析】无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应现象，故A正确；被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件，与手机电池相连，当有交变磁场时，则出现感应电动势，那么普通手机不能够利用无线充电设备进行充电，故B错误；当充电设备通以恒定直流，无线充电设备不会产生交变磁场，那么不能够正常使用，只有将充电底座接到交流电源上才能对手机进行充电，故C正确；接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，故D正确。‎ ‎3．【答案】C ‎【解析】一群氢原子处于n＝3的激发态，可能发出3中不同频率的光子，因为n＝3和n＝2间能级差最小，所以从n＝3跃迁到n＝2发出的光子频率最低，根据，所以波长最长，故AB错误；所以从n＝3跃迁到n＝1发出的光子频率最高，发出的光子能量为△E＝13.60－1.51eV＝12.09eV．根据光电效应方程EKm＝hv－W0得，最大初动能EKm＝12.09－2.49eV＝9.‎ ‎60Ev，故C正确；从n＝2到n＝1和n＝3到n＝1能级发出的光均可以使金属钠发生光电效应，故D错误。‎ ‎4．【答案】B ‎【解析】开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；断开开关S的瞬间，因线圈L的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，N点电势高于M点；L和a、b组成的回路中有电流，由于原来a灯的电流小于b灯的电流，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以b灯会闪暗后a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，马上熄灭，故B正确，C、D错误。‎ ‎5．【答案】D ‎【解析】实验过程中，穿过圈盘的磁通量不变，产生感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，故A错误；从上向下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知，感应电流方向是从边缘流向圆心，可知圆盘中心电势比边缘要高，故B错误；根据法拉第电磁感应定律可知，故产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比，故D正确；R上的热功率，可知R上的热功率与圆盘转动角速度的平方成正比，故C错误。‎ ‎6．【答案】A ‎【解析】对理想变压器输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率。当S接通时，MN两端电压不变而负载电阻减小，因此输出电流（副线圈中电流）增大，则输入电流（原线圈中电流）也增大。副线圈中电流增大，则等效电阻R上的电压增大。等效电阻上电压增大而输出电压不变，因此灯泡L1两端电压减小，则通过灯泡L1的电流减小，故A正确，B、C、D错误。‎ ‎7．【答案】D ‎【解析】第一过程从①移动②的过程中，左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以E＝2Blv，则电流为 ‎，电流恒定且方向为顺时针。‎ ‎ ‎ 在从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零。然后从③到④的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为，方向是逆时针。当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化，故D正确。‎ ‎8．【答案】C ‎【解析】根据可知转速为5 r/s，故A错误；由图象可知，线圈转动周期T＝0．2s，则rad/s，由交流电的电流表达式(A)，故B错误；由转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，电流的最大值Im＝1.2A，则电流的表达式为(A)，线圈中电流的有效值A，故C正确，D错误。‎ ‎9．【答案】AD ‎【解析】比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能，故A正确；半衰期是大量放射性元素的原子衰变过程中的统计规律，对个别的粒子没有意义，故B错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子从高轨道跃迁到低轨道，电子与原子核之间的距离变小，由库仑力提供向心力可得，核外电子的运动速度增大，核外电子的动能增大，故C错误；设经过一系列衰变后变成 ‎，需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93＝2x－y+83，4x＝237－209，所以解得：x＝7，y＝4，故D正确。‎ ‎10．【答案】CD ‎【解析】金属框固定在绝缘板上，由题意得V，则电流为A，那么安培力FAB＝B2IL＝8N，取绝缘板和金属框整体进行受力分析，由牛顿第二定律有FAB－μ1(M+m)g＝(M+m)a，解得a＝3m/s2，故A、B错误，C正确；金属框不固定，对金属框进行受力分析，假设其相对绝缘板滑动，有f1＝μ2mg＝4N，对金属框应用牛顿第二定律得：FAB－f1＝ma1，解得a1＝4m/s2；对绝缘板应用牛顿第二定律得f1－f2＝Ma2，f2＝μ1(M+m)g ＝2N，解得a2＝2m/s2，a1>a2，假设正确，故D正确。‎ ‎11．【答案】AD ‎【解析】飞轮在磁场中做切割磁感线的运动，会产生感应电动势和感应电流，根据楞次定律可知，磁场会对运动的飞轮产生阻力，以阻碍飞轮与磁场之间的相对运动，所以飞轮受到的阻力主要来源于磁铁对它的安培力，故A正确；拉紧旋钮拉线，磁铁越靠近飞轮，飞轮处于的磁感应强度越强，所以在飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大；飞轮受到的阻力越大，故B错误；控制旋钮拉线不动时，则有磁铁和飞轮间的距离一定，飞轮转速越大，根据法拉第电磁感应定律可知，飞轮上产生的感应电动势和感应电流越大，飞轮受到的阻力越大，内部的涡流越强，故D正确，C错误。‎ ‎12．【答案】BC ‎【解析】先放开右手，再放开左手后，系统在水平方向不受外力作用，系统的动量守恒，故A错误；先放开左手，后放开右手，放开右手时，小车已经有向左的速度，系统的动量不为零，所以A、B、C的总动量向左，故B正确；两手同时放开后，系统的总动量为零，C与油泥粘在一起时，根据动量守恒可知车立即停止运动，故C正确；‎ 先放开左手，后放开右手，此后ABC的总动量向左，C与油泥粘在一起时，车向左运动，先放开右手，后放开左手，此后ABC的总动量向右，C与油泥粘在一起时，车向右运动，故D错误。‎ 二、非选择题（本题共5小题，共52分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎13．(6分)‎ ‎【答案】(1) B (2)m1∙OM＋m2∙ON＝m1∙OP (3)m1∙OM2＋m2∙ON2＝m1∙OP2 (每空2分)‎ ‎【解析】(1)小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，故选B。‎ ‎(2)要验证动量守恒定律定律，即验证：m1v1＝m1v2+m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得m1v1t＝m1v2t+m2v3t，得m1∙OM+m2∙ON＝m1∙OP。‎ ‎(3)若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有，即m1∙OM2＋m2∙ON2＝m1∙OP2成立。‎ ‎14．(8分)‎ ‎【答案】(1)A、B (2)260 90 c (每空2分)‎ ‎【解析】(1)由图知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当大到继电器的衔铁被吸合时的电流，恒温箱内的加热器，停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端；‎ ‎(2)当恒温箱内的温度保持50℃，应调节可变电阻R′的阻值使电流达到20mA，由闭合电路欧姆定律得，即Ω，即可变电阻R′的阻值应调节为260Ω。‎ ‎①电路接通前，滑动变阻器调节最大，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，电阻箱的阻值应等于热敏电阻的电阻，应为90Ω，②‎ 将单刀双掷开关向c端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至继电器的衔铁被吸合。‎ ‎15．(10分)‎ ‎【解析】(1)由，解得： (2分)‎ 由，解得： (1分)‎ 由，解得： (2分)‎ ‎(2)由， (3分)‎ 解得： (2分)‎ ‎16．(12分)‎ ‎【解析】(1)线框从图甲位置开始(t＝0)转过900的过程中，产生的感应电动势为： (2分)‎ 由闭合电路欧姆定律得，回路电流为： (1分)‎ 联立以上各式解得： (1分)‎ 同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为: (1分)‎ 故感应电流最大值为: (1分)‎ ‎(2)I－t图象如图所示 (6分)‎ ‎17．(16分)‎ ‎【解析】（1）金属棒速度最大时，满足： (2分)‎ 解得v＝6m/s，电流方向为由a到b；(2分)‎ ‎（2）金属杆由静止释放至达到最大速度的过程中，由动能定理：‎ ‎ (2分)‎ 其中： (1分)‎ 流过电阻R的总电荷量q为： (2分)‎ 联立解得 (1分)‎ ‎（3）由动量定理： (2分)‎ 其中安培力的冲量： (2分)‎ 联立解得： (2分)。‎