【物理】陕西省咸阳市实验中学2019-2020学年高二下学期第二次月考试题 14页

咸阳市实验中学2019-2020学年高二下学期第二次月考 物理 ‎ 一．选择题（每题4分，1-8为单选题，9-12为多选题，共48分）‎ ‎1．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）‎ A．布朗运动是无规则的，反映了大量液体分子的运动也是无规则的 ‎ B．微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动 ‎ C．布朗运动是由于悬浮微粒受周边其它微粒撞击的不平衡性引起的 ‎ D．悬浮微粒越大，在相同时间内撞击它的分子数越多，布朗运动越剧烈 ‎2．如图所示，一绝热容器（与外界没有热交换）被隔板K隔开成a、b两部分，a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中（　　）‎ A．气体对外界做功，内能减少 B．气体对外界做功，内能增加 ‎ C．气体不做功，内能不变 D．外界对气体做功，内能增加 ‎3．如图所示，是氧气分子在‎0℃‎和‎100℃‎的速率分布图，下列说法正确的是（　　）‎ A．在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例大 ‎ B．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 ‎ C．随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移 ‎ D．随着温度的升高，速率小的分子所占的比例增高 ‎4．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是 （　　）‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎5．如图所示为氢原子能级示意图。下列有关氢原子跃迁的说法正确的是（　　）‎ A．大量处于n＝4激发态的氢原子，跃迁时能辐射出4种频率的光 ‎ B．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，辐射出的光子能量为4.91eV ‎ C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n＝2激发态 ‎ D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应 ‎6．如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（　　）‎ A．将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 ‎ B．如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 ‎ C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 D．将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 ‎7．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了‎45mm，当时雨滴竖直下落速度约为‎12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×‎103kg/m3，伞面的面积约为‎0.8m2‎，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（　　）‎ A．0.1N B．1.0N C．10N D．100N ‎8．如图，倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的小物块A和B（质量均为m），弹簧的劲度系数为k，B靠着固定挡板，最初它们都是静止的。现沿斜面向下正对着A发射一颗质量为m、速度为v0的子弹，子弹射入A的间极短且未射出，子弹射入后经时间t，挡板对B的弹力刚好为零，重力加速度大小为g。则（　　）‎ A．子弹射入A之前，挡板对B的弹力大小为2mg ‎ B．子弹射入A的过程中，A与子弹组成的系统机械能守恒 ‎ C．在时间t内，A发生的位移大小为 ‎ D．在时间t内，弹簧对A的冲量大小为2mv0+2mgtsinθ ‎9．如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有电阻R和小灯泡。电流表和电压表均可视为理想电表。闭合开关S，下列说法正确的是（　　）‎ A．电流表A1的示数减小 B．电流表A2的示数增大 ‎ C．电压表V1的示数减小 D．电压表V2的示数减小 ‎10．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片（如图所示），已知两个相切圆半径分贝为r1、r2．下列说法正确的是（　　）‎ A．原子核可能发生的是α衰变，也可能发生的是β衰变 ‎ B．径迹2可能是衰变后新核的径迹 ‎ C．若衰变方程是U→Th+He，则r1：r2＝1：45 ‎ D．若是α衰变，则1和2的径迹均是顺时针方向 ‎11．如图甲所示，理想变压器原副线图的匝数之比n1：n2＝10：1．电阻R＝5Ω，L1、L2、L3为三个完全相同的小灯泡，S1、S2为开关，变压器原线圈输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1闭合，S2断开，此时L1正常发光。下列说法正确的是（　　）‎ A．输入电压u的瞬时值表达式为u＝10sin5πt（V） ‎ B．R消耗的电功率为0.1W ‎ C．若S1、S2均闭合，三个小灯泡均正常发光 ‎ D．若S1、S2均断开，三个小灯泡均正常发光 ‎12．如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m1和m2．图乙为它们碰撞前后的s﹣t图象。已知m2＝‎0.6kg，规定水平向右为正方向。由此可知（　　）‎ A．m1＝‎1.5kg B．碰撞过程m2对m1的冲量为3N•s ‎ C．两小球碰撞过程损失的动能为1.5J D．碰后两小球的动量大小相等、方向相反 三．实验题（共1小题，12分）‎ ‎13．（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图甲为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力　增强　（选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更敏感。‎ ‎（2）利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图乙所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U﹣I关系图线。‎ ‎（a）实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0～10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0～100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时，滑动变阻器选用的是　A　（选填“A”或“B”）；请在图丙的方框中完成该实验的电路图。‎ ‎（b）将该小灯泡接入如图丁所示的电路中，已知电流传感器的示数为‎0.3A，电源电动势为3V．则此时小灯泡的电功率为　0.69　W，电源的内阻为　2.3　Ω．（各保留两位有效数字）‎ 四．计算题（共3小题,40分）‎ ‎14．（10分）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。我们知道光子的能量E＝hv，动量p＝‎ ‎，其中γ为光的频率，h为普朗克常量，λ为光的波长。由于光子具有动量，当光照射到物体表面时，会对物体表面产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为p0的激光器发出一束频率为γ0的激光，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收（即光子的末动量变为0）。求：‎ a．该激光器在单位时间内发出的光子数N；‎ b．该激光作用在物体表面时产生的光压I。‎ ‎15．（15分）为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站．三峡水利工程中某水电站发电机组设计为：水以v1＝‎3m/s速度流入水轮机后以v2＝‎1m/s的速度流出．流出水位比流入水位低‎10m，水流量为Q＝‎10m3‎/s．水轮机效率为75%，发电效率为80%．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明组成的用户．发电机的输出电压是500V，升压变压器原副线圈的匝数之比1：10，输电线上功率损失为5%，用户需要电压为220V，则：‎ ‎（1）画出远距离输电的原理图；‎ ‎（2）该发电机组的输出功率是多少？‎ ‎（3）输电线的电阻为多少？‎ ‎（4）降压变压器的匝数比为多少？‎ ‎（5）若有60kW分配给生产用电，其余电能用来照明，那么，可装25W的电灯多少盏？‎ ‎16．（15分）如图所示，长为L＝‎1m、质量为M＝‎1kg的长木板静止在光滑的水平平台上，质量为m＝‎0.5kg的小物块放在长木板上表面（水平）的左端，在平台右侧边缘固定一个定滑轮，绕过定滑轮的细线一端系在物块上，细线保持水平，另一端用大小为F＝5N的拉力向下拉，使物块由静止开始向右做加速运动。已知物块由静止开始与长木板间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g＝‎10m/s2，长木板右端离定滑轮距离足够远，平台离地面足够高，求：‎ ‎（1）物块在长木板上运动的时间；‎ ‎（2）若不用拉力，而在细线上悬挂一个重为G＝5N的物块，释放物块，则物块滑离长木板时，长木板运动的距离为多少；‎ ‎（3）若（2）问中物块运动到长木板正中间时，细线断开，试判断此后物块能否滑离长木板。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【解答】解：A、布朗运动是无规则的，是由外界条件无规律的不断变化引起的，因此它说明了液体分子的运动是无规则的，故A正确；‎ B、布朗微粒运动是微粒分子做无规则运动的反映，不是微粒内部分子是不停地做无规则运动的反应。故B错误；‎ C、布朗运动是由于悬浮微粒受周边液体分子撞击的不平衡性引起的，故C错误；‎ D、形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，悬浮颗粒越小，温度越高，颗粒的受力越不均衡，布朗运动就越明显。故D错误。‎ 故选：A。‎ ‎2.【解答】解：稀薄气体向真空扩散没有做功，W＝0；‎ 绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q＝0，W＝0，则根据热力学第一定律得知内能不变；故C正确，ABD错误。‎ 故选：C。‎ ‎3.【解答】解：A、由图知，在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例不一定大，故A错误；‎ B、由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，氧气分子的平均速率增大。故B错误；‎ C、随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移，故C正确；‎ D、由图可知，随着温度的升高，速率小的分子所占的比例减少。故D错误；‎ 故选：C。‎ ‎4.【解答】解：根据分子力、分子势能与分子之间距离关系可知，当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小，由此可知B正确。‎ 故选：B。‎ ‎5.【解答】解：A、根据＝6知，大量处于第4激发态的氢原子向低能级跃迁，可能辐射6种不同频率的光子，故A错误；‎ B、氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时辐射出光子的能量为：△E＝﹣1.51﹣（﹣3.4）＝1.89eV，故B错误；‎ C、由上可知，可使处于基态的氢原子跃迁到n＝2激发态用能量为10.2eV，那么能量为10.3eV的光子照射，不能发生跃迁，故C错误；‎ D、由能级差可知，用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光能量为：△E＝﹣3.4﹣（﹣13.6）＝10.2eV，当其照射逸出功为6.34eV的金属铂时，满足光电效应条件，不低于逸出功，因此能发生光电效应，故D正确；‎ 故选：D。‎ ‎6.【解答】解：A、滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；‎ B、如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误；‎ C、将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；‎ D、电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确；‎ 故选：D。‎ ‎7.【解答】解；不计重力，选向下为正，对雨水由动量定理得：Ft＝△mv＝﹣ρshv 则：F＝﹣　代入数据得F≈﹣1.0N，负号表方向 由牛顿第三定律可知雨水对伞的平均撞击力为1.0N 故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎8.【解答】解：A、子弹射入A之前，AB系统所受合力为0，挡板对B的弹力大小为2mgsinθ，故A错误 B、弹射入A的过程中，A与子弹之间的摩擦生热，组成的系统机械能不守恒，故B错误 C、子弹射入A前弹簧为压缩状态，压缩量为：△x1＝，挡板对B的弹力刚好为零时弹簧处于伸长状态，伸长量为：△x2＝，则在时间t内，‎ A发生的位移大小为：△x＝△x1+△x2＝，故C正确 D、选沿斜面向上为正，时间t初态A的动量为﹣mv0，在时间t的末态，对于系统弹性势能相同，重力势能增加，则动能变小，即此位置A动量大小P′要小于mv0，时间t内由动量定理有：I弹﹣2mgtsinθ＝P﹣（﹣mv0）＜2mv0‎ 即为：I弹＜2mv0+2mgtsinθ．故D错误 故选：C。‎ ‎9.【解答】解：闭合开关S，由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输入电压和输出的电压始终不变，即电压表V1的示数不变；‎ 当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，电流表A2的示数增大，所以电阻R上消耗的电压变大，由于输出的电压不变，所以电压表V2的示数减小；‎ 当S接通后，副线圈电路的总电阻减小，输出的电压不变，总电流变大，根据P＝UI得副线圈输出功率变大，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，所以原线圈的输入功率变大，电流表A1的示数增大；故ABC错误、D正确。‎ 故选：A D。‎ ‎10.【解答】解：A、原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是α衰变，但不是β衰变，故A错误；‎ B、核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m，解得：r＝＝，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆为粒子的运动轨迹，故B错误；‎ C、由B选项的分析知：r1：r2＝2：90＝1：45，故C正确；‎ D、若是α衰变，生成的两粒子电性相同，图示由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，故D正确；‎ 故选：CD。‎ ‎11.【解答】解：A、由图可知周期T＝0.2s，则有ω＝10πrad/s，所以输入电压u的表达式应为u＝10sin10πt（V），故A错误；‎ B、将S1闭合，S2断开，根据变压器的电压与匝数关系可知电阻R电压有效值为：，R消耗的电功率为：P＝＝0.1W，故B正确；‎ CD、将S1闭合，S2断开时，小灯泡L2与L3短路，此时小灯泡L1两端电压等于V，正常发光；若S1、S2均闭合，三个小灯泡并联，此时三个小灯泡两端电压都等于V，正常发光；若S1、S2均断开，三个小灯泡串联，此时三个小灯泡两端电压都等于V，不能正常发光，故C正确，D错误；‎ 故选：BC。‎ ‎12.【解答】解：A、由图知碰撞前m2位置不变，则m2静止。根据s﹣t图象的斜率等于速度，知m1的速度为 vm1＝m/s＝‎4m/s 碰撞后 vm2′＝m/s＝‎5m/s，而vm1′＝m/s＝‎2m/s 由动量守恒定律知：m1vm1＝m1vm1′+m2vm2′，代入数据得 m1＝‎1.5kg，故A正确；‎ B、根据动量定理，碰撞过程m2对m1的冲量 I1＝m1vm1′﹣m1vm1＝（1.5×2﹣1.5×4）N•s＝﹣3N•s，故B错误；‎ C、碰撞前后，系统损失的动能为△Ek＝m1vm12﹣m1vm1′2﹣m2vm2′2，代入数据得△Ek＝1.5J，故C正确；‎ D．碰后两小球的动量方向都沿正方向，故D错误。‎ 故选：AC。‎ ‎13.【解答】解：（1）由图1所示图象可知，热敏电阻阻值随温度升高而减小，由此可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力增强。‎ ‎（2）a、为方便实验操作，滑动变阻器可以选A；小灯泡电阻较小，电流传感器应采用外接法，描绘小灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，电路图如图所示：‎ b、由图甲可知，通过灯泡的电流是‎0.3A时，灯泡两端电压是2.3V，则灯泡功率P＝UI＝2.3V×‎0.3A＝0.69W；‎ 电源电动势是3V，过点（‎0.3A，2.3V）和纵轴上3V的点作一直线，该直线是电源的U﹣I图象，如图所示：‎ 该直线斜率绝对值等于电源的内阻r＝＝≈2.3Ω。‎ 故答案为：（1）增强；（2）a、A；电路图如图所示；b、0.69；2.3。‎ ‎14.【解答】解：（a）△t时间内，该激光器发出的光子数n＝，单位时间该激光器发出的光子数N＝‎ ‎（b）该激光作用在物体表面，有动量定理，F△t＝np，且P＝，λ＝‎ 产生的光压I＝，解得：I＝。‎ 答：a．该激光器在单位时间内发出的光子数为；‎ b．该激光作用在物体表面时产生的光压。‎ ‎15.【解答】解：（1）远距离输电的原理图如图所示．‎ ‎（2）根据能量守恒得，发电机组的输出功率P＝＝×75%×80%W＝6.24×105W．‎ ‎（3）输出电压U2＝500×10V＝5000V 输送电流I＝＝，‎ 根据＝5%P，得 电阻R＝＝2Ω．‎ ‎（4）输电线上的电压损失△U＝IR＝124.8×2V＝249.6V，‎ 则降压变压器的输入电压U3＝U2﹣△U＝5000﹣249.6V≈4750V 则降压变压器的匝数比．‎ ‎（5）输电线上损失的功率＝31200W，‎ 则n＝＝21312．‎ ‎16.【解答】解：（1）物块在长木板上运动的加速度 长木板运动的加速度 设物块在长木板上运动的时间为t1，根据运动学关系有 解得 ‎（2）释放悬挂重物后，设物块的加速度为a1′，根据牛顿第二定律有 T﹣μmg＝ma1′‎ 解得 设物块滑离的时间为t2，根据运动学公式有 解得 此过程，长木板运动的位移 ‎（3）在（2）问中，设物块运动到长木板正中间的时间为t3，根据运动学公式有 解得 此时物块的速度 长木板的速度 此时细线断开，设此后物块不会滑离长木板，物块与长木板的共同速度为v，根据动量守恒定律有mv1+Mv2＝（m+M）v 解得 设此后物块在长木板上滑行的距离为x，根据功能关系有 解得即物块刚好不滑离木板。‎