江西省靖安中学2019-2020高二物理4月线上考试试题（有答案PDF版）

靖安中学高二物理线上考试试题（1） 满分 100 分 时间 90 分钟。 一、选择题(共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的四个选项中，第 1～7 小题只有一个选项符合 题目要求，第 8～10 小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分) 1．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是 ( ) 2．关于核反应方程 21H＋31H→42He＋X，以下说法中正确的是 ( ) A． X 是 10n，该核反应属于聚变 B． X 是 11H，该核反应属于裂变 C．X 是 10n，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料 D．X 是 11H，该反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料 3．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是 ( ) A．一个氢原子从 n＝4 的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出 6 种不同频率的光子， 这时电子动能减少，原子势能减少 B．已知可见光的光子能量范围约为 1.62eV－3.11eV，处于 n＝3 能级的氢原子可以吸 收任意频率的紫外线，并发生电离 C．有一群处于 n＝4 能级的氢原子，如果原子 n＝2 向 n＝1 跃迁所发生的光正好使某 种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有 3 条谱线能使该金属产生光电效应 D．有一群处于 n＝4 能级的氢原子，如果原子 n＝2 向 n＝1 跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应， 从能级 n＝4 向 n＝1 发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV 4．如图所示，为一光电管电路，滑动变阻器触头位于 ab 上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电 表指针偏转，可采取的措施有 ( ) A．加大照射光的强度 B．换用波长短的光照射 C．将 P 向 b 滑动 D．将电源正、负极对调 5．由于放射性元素 23793Np 的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现。已 知 23793Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成 20983Bi，下列论述中正确的是 ( ) A．核 20983Bi 比核 23793Np 少 28 个中子 B．衰变过程中共发生了 7 次α衰变和 4 次β衰变 C．衰变过程中共发生了 4 次α衰变和 7 次β衰变 D．发生β衰变时，核内中子数不变6．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 7．一个边长为 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为 0.36 Ω。磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( ) A. 2×10－5 A B. 6×10－5 A C. 2 2 ×10－5 A D．3 2 2 ×10－5 A 8．一个探究性学习小组利用示波器，绘制出了一个原、副线圈匝数比为 2∶1 的理想变压器的副线圈两端输出 电压 u 随时间 t 变化的图象，如图所示(图线为正弦曲线)。则下列说法错误的是( ) A．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u＝20sin100πt V B．接在副线圈两端的交流电压表的示数为 7.1 V C．该变压器原线圈输入频率为 50 Hz D．接在副线圈两端阻值为 20 Ω的白炽灯，消耗的功率为 2.5 W 9.2013 年 12 月中旬，中国自行研制的“玉兔”号月球车，在 38 万千米之外的月球表面闲庭信步。月球的表面 长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的 32He 含量十分丰富，科学家认为，32He 是发生核聚变的极好原料，将 来 32He 也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大。关于 32He，下列说法正确的是 ( ) A．32He 的原子核内有三个中子两个质子 B．32He 的原子核内有一个中子两个质子 C．32He 发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损 D．32He 原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起 10．下列说法中正确的是 ( ) A．卢瑟福通过实验发现了质子，其核反应方程为 42He＋147N→178O＋11H B．铀核裂变的核反应是：23592U→14156Ba＋9236Kr＋210n C．质子、中子、α粒子的质量分别为 m1、m2、m3。质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是：(m1＋m2－ m3)c2 D．如图，原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态时发射波长为λ1 的光子；原子从 b 能级状态跃迁到 c 能级状态 时吸收波长为λ2 的光子，已知λ1＞λ2。那么原子从 a 能级状态跃迁到 c 能级状态时将要吸收波长为 λ1λ2 λ1－λ2 的光子二、填空题(共 3 小题，共 18 分。把答案直接填在横线上) 11．(6 分)人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。 (1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位， 指出他们的主要成绩。 ①__________________________________。 ②__________________________________。 (2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运 动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。 ________________________________________________________________________ 12．(4 分)如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时， 红外光敏电阻 R3 受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画 出)。经实际试验，灯的亮灭的确能反映门的开、关状态。 (1)门打开时 R2 两端电压 UR2 与门关闭时相比________(选填“增大”或“减小”)； (2)门打开时________(选填“红”或“绿”)灯的发光。 13．(8 分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒定电源(在正常工作状态下输出的电流 恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。 (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在如图所示的实物图 上连线。 (2)实验的主要步骤： ①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值； ②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关； ③重复第②步操作若干次，测得多组数据。 (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得 R－t 关系图线如图所示，请根据图线写出该热 敏电阻的 R－t 关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留 3 位有效数字)。三、计算题(共 4 小题，共 42 分。解答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) 14．(10 分)一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量 mH＝1.007 3u，中子质量 mn＝1.008 7u，氚核 质量 m＝3.018 0u。 (1)写出聚变方程； (2)释放出的核能多大？ (3)平均每个核子释放的能量是多大？ 15．(10 分)为了测定带电粒子的比荷q m ，让这个带电粒子垂直电场飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为 E，在通过长为 L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为 d，如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁 场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为 B，则粒子恰好不偏离原来方向(如图)，求 q/m 的值。 16．(10 分)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输出电压为 400 V，向距离较远的用户供电， 为了减少电能损耗，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电力，求： (1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1 n2 ； (2)输电线路导线电阻 R； (3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n3 n4 。17．(12 分)如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，金属球系在金 属丝的下端，金属丝的上端悬挂在 O 点，AB 是一根长为 L 的电阻丝，其电阻值为 R。金属丝与电阻丝接触良好， 摩擦不计，电阻丝的中点 C 焊接一根导线。从 O 点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表 V(金属丝和导线电 阻不计)；图中虚线 OC 与 AB 垂直，且 OC＝h，电阻丝 AB 接在电压为 U 的直流稳压电源上，整个装置固定在列车 中，使 AB 沿着前进的方向，列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向， 从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。 (1)当列车向右匀加速运动时，试写出加速度 a 与电压表读数 U′的关系式，以便重新刻制电压表表面使它成为 直接可读出加速度数值的加速计。 (2)用此装置测得的最大加速度是多少？ (3)为什么 C 点设置在电阻丝 AB 的中间？对电压表的选择有什么特殊要求？靖安中学高二物理线上考试试题（1）答案解析 1.答案：A 解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。 2． 答案：A 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知 X 是 10n，此核反应属于聚变，A 正确 B 错误。当前核电站采用的燃料 是铀 235，C、D 错误。 3．答案：A 解析：根据 C24＝6 知，一群氢原子处于量子数 n＝4 的激发态，它们向较低能级跃迁时可能辐射出 6 种不同频 率的光子，这时动能增大，电势能减小，故 A 错误；可见光的光子能量范围约为 1.62eV－3.11eV，则紫外线的能量 高于 3.11eV，而 n＝3 能级的氢原子能量为－1.51eV，因此处于 n＝3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并 发生电离，故 B 正确。根据光电效应产生条件，原子 n＝4 向 n＝1，n＝3 向 n＝1，n＝2 向 n＝1 跃迁所发生的光， 能使其发生光电效应，故 C 正确；由 C 选项分析，结合光电效应方程 Ekm＝hν－W，可知，从能级 n＝4 向 n＝1 发 出的光照射时，辐射能量为 E＝13.6eV－0.85eV＝12.75eV，原子 n＝2 向 n＝1 跃迁所发出的光的能量为 E′＝13.6eV －3.4eV＝10.2eV，则产生的光电子的最大初动能为 Ekm＝12.75eV－10.2eV＝2.55eV，故 D 正确。 4． 答案：B 解析：电表无偏转，说明没有发生光电效应现象，即入射光的频率小于极限频率，要能发生光电效应现象，只 有增大入射光的频率，即减小入射光的波长。 5． 答案：B 解析：20983Bi 的原子核比 23793Np 少 93－83＝10 个质子，质子数和中子数总共少 237－209＝28，故 20983Bi 的原子核 比 23793Np 少 18 个中子，故 A 错误；设 20983Bi 变为 23793Np 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 B 正确，C 错误；β衰变是原子核内的中子转化为 质子释放一个电子，所以中子数减少，故 D 错误。故选 B。 6． 答案 D 解析 由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表 V1、V2 的读数均不变，选项 AB 均错误。由题意可知，该 变压器起降压作用，选项 C 错误。由于副线圈的电压不变，电流表 A2 的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻 变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项 D 正确。 7．答案 B 解析 感应电动势 E＝ΔΦ Δt ＝ΔB Δt ·l2，线圈电阻 R＝0.36 Ω，则感应电流为：I＝E R ＝l2 R·ΔB Δt ，0～3 s 内：ΔB Δt ＝2×10 －3 T/s，I1＝2×10－5 A,3～5 s 内：ΔB Δt ＝3×10－3 T/s，I2＝3×10－5 A。设线框中感应电流的有效值为 I，由电流有效值 的定义得：3I21R＋2I22R＝5I2R，解得：I＝ 6×10－5 A，故选项 B 正确。 8．答案 AC 解析 由图象知，输出电压的峰值为 10 V，周期为 0.04 s，由电压与匝数 比关系知，输入电压 峰值为 20 V，交变电压的频率为 f＝1 T ＝25 Hz，角频率ω＝2π T ＝50π rad/s，输 入电压的瞬时值表达 式为 u＝20sin50πt V，选项 A、C 错误；输出电压的有效值为 U2＝U2m 2 ＝5 2 V＝7.1 V，选项 B 正确；电灯的功率为 P＝U22 R ＝2.5 W，选项 D 正确。 9. 答案：BC 解析：32He 是氦元素的一种同位素，质量数是 3，电荷数是 2，原子核内有两个质子一个中子，所以 A 错误，B 正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C 正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有 引力紧密结合在一起，D 错误。 10． 答案：AD 解析：卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，故 A 正确；B 选项不是裂变反应，故 B 错误；质子和中子结合成 一个α粒子的核方程为：211H＋210n→42He，故释放能量为：(2m1＋2m2－m3)c2，故 C 错误；bc 能级之间能量等于 ac 能级与 ab 能级之间能量之和，即有：hc λ2 ＝hc λ1 ＋hc λ3 ，故从 a 能级状态跃迁到 c 能级状态时将要吸收波长为：λ3＝ λ1λ2 λ1－λ2 的光子，故 D 正确，故选 AD。 11．(6 分) 答案：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱 规律；查德威克发现了中子 (2)2 为γ射线；利用γ射线的贯穿本领，工业用来探伤。 解析：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)。 玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱规律(或其他成就)。 查德威克发现了中子(或其他成就)。 (2)1 为α粒射线；利用α射线的电离作用消除有害静电。 或：2 为γ射线；利用γ射线很强的贯穿本领，工业用来探伤。 或：3 为β射线；利用β射线自动控制铝板厚度。 12． 答案 (1)减小 (2)红 解析 当门打开时，R3 受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，总电流增大，R2 两端电压减小，R2 中电流减小，故 R3 中电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮。 13． 答案 (1)如图所示 (2)记录电压表的示数 记录温度计的示数 (3)100 0.400 解析 每次加热水后，都需要重新读出温度计和电压表的示数。根据绘得的 R－t 图线可以看出，电阻值 R 与 温度 t 之间是线性关系，故可写成数学表达式 R＝a＋bt(Ω)，其中 b 为直线斜率，据图线可求 b＝128－104 70－10 ＝0.400。 当 t＝0 时，a＝100 Ω，所以上式可写为 R＝100＋0.400t。14．(10 分) 答案：(1)11H＋210n→31H (2)6.24MeV (3)2.08MeV 解析：(1)聚变方程 11H＋210n―→31H (2)质量亏损Δm＝mH＋2mn－m＝(1.007 3＋2×1.008 7－3.018 0)u＝0.006 7u 释放的核能 ΔE＝Δmc2＝0.006 7×931.5MeV≈6.24MeV。 (3)平均每个核子放出的能量为 E＝ΔE n ＝6.24 3 MeV＝2.08MeV。 15．(10 分) 答案：2dE B2L2 解析：仅加电场时 d＝1 2(Eq m )·(L v0 )2，加复合场时 Bqv0＝Eq。 由以上两式可得q m ＝2dE B2L2 。 16．(10 分) 答案 (1)1 5 (2)20 Ω (3)95 11 解析 (1)升压变压器原、副线圈匝数比为：n1 n2 ＝U1 U2 ＝ 400 2000 ＝1 5 。 (2)由 P 损＝I22R 知，输出电流取决于输出电压及输送功率， 由 I2＝ P U2 得 R＝P 损 I22 ＝ P 损  P U2 2 ＝10000－9500 10000/20002 Ω＝20 Ω。 (3)设降压变器线圈上电压为 U3， U3＝U2－I2R＝(2000－5×20) V＝1900 V 所以降压变压器原、副线圈匝数比为： n3 n4 ＝U3 U4 ＝1900 220 ＝95 11 。 17．(12 分) 答案 (1)a＝gU′l Uh (2)gl 2h (3)还可以测定列车做匀减速运动时的负加速度。要求电压表的零点在 中间，量程大于U 2 解析 (1)设列车加速度为 a 时悬挂小球的金属丝偏离竖直方向θ角，这时小球受到的合外力为 F＝mgtanθ，根 据牛顿第二定律有 F＝ma，故这时的加速度表达式为 a＝gtanθ，而 tanθ＝ DC h ，故 a＝g· DC h ，该式就是触点 D 的 位移与加速度的关系式。从电路部分看，设此时电压表的读数为 U′，根据串联电路的电压与电阻成正比，对均匀 电阻丝来说，应有电压与电阻丝长度成正比，即： U U′＝RAB RDC ＝ l DC ，故 a＝gU′l Uh 。 上式中 g、U、l、h 都是常数，表明 U′与 a 成正比；根据上式可以将电压表上的电压读数一一对应改写成加 速度的数值，电压表便改制成了加速度计。(2)加速度最大时 D 点移到 A 点，这时的电压表读数 U′＝U 2 ，所以 amax＝gl 2h 。 (3)C 点设置在 AB 的中间的好处是：利用这个装置还可以测定列车做匀减速运动的加速度，这时小球偏向 OC 线的右方。要求电压表的零点在中间，量程大于U 2 。