2020届陕西省高二物理下学期月考试题及答案

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。答案解析 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 t 3，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。