2019-2020高二物理下学期期中试题（含答案Word版）

第 1 页，共 8 页 绝密★启用前 【考试时间：5 月 14 日 8:00—9:30】 2020 年高 2021 级高二下期期中考试 物理测试试题卷 注意事项 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。 2.作答时,务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。 3.考试结束后,将答题卡交回。 一、 单项选择题：本题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求，选对得 3 分，选错得 0 分 1．关于卢瑟福的 α 粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法不正确的是 A．绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进 B．该实验证实了汤姆孙的“西瓜模型”是错误的 C．α 粒子发生大角度散射并不是 α 粒子撞到金原子核后发生反弹造成的 D．卢瑟福的“核式结构模型”很好的解释了氢原子光谱的分立特征 2．下列说法符合历史事实的是 A．普朗克指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短 B．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程 C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但并没有准确测出其电量 D．查德威克用 α 粒子轰击 Be，发现了质子 3．放射性原子核 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，最终变为稳定的原子核 ，则 A．n=7，m=5 B．n=5，m=7 C．n=9，m=7 D．n=7，m=9 4．抗击新冠肺炎疫情的战斗中，某手机运营商通过 5G 超高清技术向广大用户进行九路信 号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G 是“第 五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G 信 号一般采用 3.3×109—6×109Hz 频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术 4G 的频段 范围是 1.88×109—2.64×109Hz，则 A．5G 信号比 4G 信号所用的无线电波在真空中传播得更快 B．5G 信号比 4G 信号波动性更显著 C．5G 信号比 4G 信号更不容易绕过障碍物，所以 5G 通信需要搭建更密集的基站 D．无线电波是波长较短的电磁波 5．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态 的氢原子，受到激发后的氢原子只能辐射出三种不同频率的光 a、 b、c，频率 νa＞νb＞νc，下列说法正确的是 A．照射氢原子的光子能量为 12.75eV 234 91 Pa 206 82 Pb第 2 页，共 8 页 B．从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出的光频率为 νa C．从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级辐射出的光频率为 νc D．光 a 能使逸出功为 10.2eV 的某金属发生光电效应 6．某同学在做如图所示的自感实验时，在灯泡两端并联了自感系数 L 很大的线圈，其直流 电阻大于灯泡电阻。则关于该实验，下列说法正确的是 A．开关 S 接通瞬间，灯泡会逐渐变亮 B．开关 S 接通稳定后，灯泡会熄灭 C．开关 S 断开后瞬间，流过灯泡的电流从 b 向 a D．开关 S 断开后，灯泡会闪亮一下再熄灭 7．原子核的比结合能与原子序数的关系如图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻 核聚变，核反应方程为 A+B→C。对于金、铂等重金属的产生，目前科学界有一种理论 认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在该能 量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为 D+E→F，下列说法正确的是 A．较轻的核 A 和 B 聚合成 C 的过程中核子平均质量变大 B．重核 F 裂变成 D 和 E 的过程中，会产生质量亏损 C．较重的核 D 和 E 聚合成 F 的过程中，会释放较大能量 D．A 和 B 聚合成 C 的过程中，C 的结合能小于 A 和 B 的结合能之和 8．若以 M 表示水的摩尔质量，Vm 表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ 表示标准状态下水 蒸气的密度，NA 表示阿伏伽德罗常数，m 和 v 分别表示每个水分子的质量和体积，下列 关系正确的是 A． B． C． D． 9．为了行驶安全，汽车轮胎在冬季和夏季的胎压应有差异。按照行业标准，冬夏两季的胎 压分别为 2.4atm 和 2.2atm。某地冬季路面的平均温度为 7℃，夏季路面的平均温度为 57℃。为了使胎压与标准一致，夏季来临时要给车胎放气。假设车胎密闭性良好，放气 过程缓慢，且忽略放气前后车胎容积的变化。则放出的气体与胎内剩余气体分子数目的 比值为 A． B． C． D． 10．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为 m 的 A、B 分子从 x 轴上的 -x0 和 x0 处由静止释放，如图甲所示。其中 B 分子的速度 v 随 位置 x 的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是 A vN m ρ= m AV N v= ⋅ A M N v ρ < A Mm N > 2 7 2 9 77 607 77 684 A B C D E F 比结合能 原子序数O ba S xx0-x0 O A B 甲 x0 x1 v1 v2 v xO 乙第 3 页，共 8 页 A．A、B 间距离为 x1 时分子力为零 B．A、B 间距离为 2（x1-x0）时分子力为零 C．释放时 A、B 系统的分子势能为 D．A、B 间分子势能最小值为 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有错选的得 0 分。 11．下列说法中正确的有 A．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，它们都是分子的运动 B．理想气体的分子间作用力为零，分子势能为零（取无限远处势能为零） C．温度相同的不同气体，分子的平均动能不同 D．物体的内能与物体的机械运动状态无关，内能与机械能可以相互转化 12．由铅块包裹的放射源可以从右侧小孔向外发射 α、β 和 γ 三种射线，射线出射的速度方 向均平行于纸面水平向右，速度大小分别为 0.1c，0.99c 和 c（c 为光速），且离开铅块 后立刻进入匀强电场和匀强磁场并存的区域，其中电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸 面向外，区域面积足够大。现调整匀强电场和匀强磁场的强度，使在该区域中仅能观察 到两条轨迹 a 和 b，则下列说法正确的是 A．γ 射线一定在 a 轨迹中 B．β 射线一定在 b 轨迹中 C．a 轨迹中可能同时包含 α 射线和 γ 射线 D．b 轨迹中可能同时包含 α 射线和 β 射线 13．一定质量的理想气体被封闭在容器中，其 p－V 图如图所示，气体状态从 A→B→C→D→A 完成一次循环，A→B 和 C→D 为等温过程，温度分别为 T1 和 T2。D→A 为等压过程，B→C 为等容过程。下列判断正确的是 A．T1>T2 B．气体分子的平均速率 vA = vB < vC = vD C．从微观角度讲 B→C 过程压强降低是由于分子的密集程度减 少引起的 D．气体分子在单位时间内对器壁单位面积碰撞的次数 ND>NA>NB>NC 14．某单位应急供电系统配有一小型发电机，该发电机的内阻为 r = 5.0Ω，产生的电动势随 时间的变化规律如图甲所示。配电原理示意图如图乙所示，理想变压器原副线圈的匝数 比为 5︰2，R1 = 5.0Ω，R2 = 5.2Ω，电压表电流表均为理想电表，系统正常运作时电流 表的示数为 I = 10A。则系统正常运作时下列说法正确的是 2 2 1 2 mv 2 2 2 1mv mv− p VO A B C D T1 T2 a b放 射 源 e/V t/sO 0.02 0.01 720 2 甲 乙 V A R1 R2 ～ 发 电 机第 4 页，共 8 页 A．交流电压表的示数为 720V B．灯泡的工作电压为 272V C．变压器输出的总功率为 2720W D．若负载电路的灯泡增多，发电机的输出功率会增大 三、实验题（本题共 2 小题，共 14 分，请在答题卷上相应位置作答） 15．某同学用 DIS 研究一定质量理想气体在温度不变时，压强 与体积关系的实验装置如图所示。实验步骤如下：①把注 射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、 数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的 刻度值 V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值 p； ③用 图象处理实验数据。 （1）在实验操作过程中，要采取以下做法：______是为了保证实验的恒温条件，_____是为 了保证气体的质量不变。（填入相应的字母代号） A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 D．在注射器光滑活塞一周涂润滑油 （2）实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中该同学发现，环境温度 逐渐升高，则实验得到的 图象应是 16．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、 光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成。其原理是：当 光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电流 产生的磁场使铁芯 M 被磁化，将衔铁 N 吸住．当光照消失 时，电路中电流消失，衔铁 N 自动离开 M． （1）示意图中，为了尽可能增大光电流，a 端应是电源的______ 极（填“正”或“负”）。 （2）当用绿光照射光电管阴极 K 时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是 A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大 B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大 C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不变 D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大 1p V − 1p V − p 1/VO p 1/VO p 1/VO p 1/VO A B C D M N a b A K 电源 衔铁 放大器第 5 页，共 8 页 （3）已知用光照强度为 Ja 的 a 光和光照强度为 Jb 的 b 光照射该光电管，分别产生的光电流 I 随电源电压 U 的关系如图中曲线所示（其中电源按（1）问连接时电压为正），且在电 源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成正比。则 a 光的频率______b 光的频 率（填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”）。实验发现，用光照强度为Ja 的 a 光 照射该光电管时，电压须大于+0.2V，继电器才能将衔铁吸附。若用光照强度为 Jb 的 b 光照射该光电管，调整电源电压，当继电器刚好不能将衔铁吸附时，电源电压为_____V （需指出正负）；若将电源电压调整为+1.6V，用 a 光照射该光电管，能使继电器将衔铁 吸附的最小光强为______Ja（结果保留两位有效数字）。 四、计算题（本题共 4 小题，依次为 8 分，8 分，12 分，12 分，共 40 分，解答应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。） 17．如图所示为一台小型发电机的示意图，该发电机内的矩形线圈面积为 S = 0.2m2、匝数 为 N =100 匝、电阻为 r = 2.0Ω，线圈所处的空间是磁感应强度为 B = T 的匀强磁场， 发电机正常供电时线圈的转速为 n = r/min。已知外接灯泡的电 阻 R = 18Ω，其余电阻不计。线圈逆时针转动，发电机正常工作。 若从图示位置开始计时，求： （1）0～ 内流过灯泡的电量 q； （2）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功 W。 18．α 粒子以初速度 v0 轰击静止的氮 14 原子核打出一种新的粒子，同时产生原子核氧 17， 新的粒子速度为 3v0，且方向与 α 粒子初速度相同，反应过程中释放的能量完全转化为 系统的动能。已知中子质量为 m，质子质量和中子质量相等，质量数为 A 的原子核的 质量为 m 的 A 倍，光速为 c，求： （1）写出该反应的核反应方程式； （2）计算此反应过程中的质量亏损。 2 2 150 π 4 T I U/VO 1.0 2.0 3.0-1.0 a 光 b 光 V O O′ N S第 6 页，共 8 页 19．如图所示，一粗细均匀的细玻璃管竖直置于水平地面上，内部灌有水银，左端封闭了一 部分气体，右侧与大气相通。玻璃管底部长 10 cm。起初两侧液面相差 19 cm，气柱长 19 cm。外界环境温度恒为 27℃，大气压强为 76cmHg，重力加速度为 g = 10 m/s2。现通过 几种方法，使玻璃管两侧液面相平，则： （1）若通过继续注入水银的方法使玻璃管两侧液面相平，求注入的水银柱的长度； （2）若通过加热管内气体的方法使玻璃管两侧液面相平，求需将温度升高到多少； （3）若玻璃管在纸面内沿水平地面匀加速运动，求使玻璃管两侧液面 相平的加速度大小和方向。 20．如图所示，平行、光滑、间距为 L = 1 m 的金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角为 θ = 37°，导轨底部有一与导轨垂直的绝缘固定挡板 P。质量均为 m = 0.1 kg 的金属直杆 a 和 b 间系一轻质弹簧，a 杆紧靠挡板 P，b 杆静止在导轨上。在 b 上方某处，沿导轨宽 为 d = 0.75 m 的矩形范围内有垂直导轨向下的匀强磁场。质量也为 m 的金属直杆 c 从沿 导轨方向距磁场上边界 d 的位置由静止释放。c 杆 恰好能匀速地穿过整个磁场，与 b 杆碰撞后立即与 b 杆结为一体，之后 a 杆恰好不能离开挡板 P，c 杆恰好没有再次进入磁场。已知 c 杆在导轨间的 电阻为 R = 4 Ω，其余所有电阻不计，弹簧始终没 有超出弹性限度，g = 10 m/s2，sin37° = 0.6。 （1）求磁感应强度 B 的大小； （2）求 b 杆初始位置到磁场下边界在沿导轨方向的距离 x 和轻弹簧的劲度系数 k； （3）若将 c 杆换成相同材料相同长度但截面积为 c 杆 3 倍的 e 杆，其余条件均不变， 求 a 杆第一次刚要离开挡板 P 时 be 杆整体的速度大小。 a b c L d d θP第 7 页，共 8 页 高二下半期考试参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 D C A C D C B C A D BD AC AD CD 15.（6 分）（1）BC，AD（2）B 16.（8 分）（1）正（2）BD（3）小于，-0.4，0.77—0.80 17.（8 分）解：（1）由 可得， （2）线圈转动过程产生的交变电流电动势瞬时值为 又 回路电流的有效值为 外力做功等于回路产生的焦耳热，故 18.（8 分）解：（1） （2）反应过程遵循动量守恒，4mv0 = 3mv0 + 17mv 反应过程能量守恒， 解得 19.（12 分）解：（1）未注入水银前，封闭气体压强 p1 = p0－ph = 57 cmHg，注入后，p2 = p0 该过程 T 不变，故 p1l1 = p2l2 解得 l2 = 14.25cm 由几何关系得需注入的水银柱长度 Δh = 28.5cm （2）两侧液面相平时，由几何关系得气柱长度 l3 = 28.5cm，T1 = 300K 解得 T2 = 600K （3）该过程 T 不变，故 p1l1 = p3l3，解得 p3 = p0/2 = 38cmHg 对玻璃管底部水银柱，p0S－p3S = ma m = ρSl 可得 a = 38 m/s2，方向水平向左 p0 = ρgh 20.（12 分）解：（1）（3 分）c 杆刚进入磁场前 ，得 恰好能匀速进入磁场 n ΦE t ∆= ∆ EI R r = + 2 C2 BSq n R r = =+ q I t= ∆ cose nBS tω ω= nπω 2= 2.5A 2( ) mEI R r = = + 2 ( ) 50 JW I R r T π= + = 4 14 17 1 2 7 8 1He N O H+ → + 2 2 2 2 0 0 1 1 1(3 ) 17 42 2 2v v v+ = ∆ +m m mc m 2 0 2 43 17 v∆ = mm c 0 31 1 1 2 = p lp l T T 21sin 2mgd mvθ = 3m/sv =第 8 页，共 8 页 得 （2）（6 分）c 与 b 碰前速度为 v1 碰后为 v2，则 碰前： 碰撞： b 杆最初静止时，弹簧压缩量记为 x1 a 杆恰好离开 P 时，弹簧伸长量记为 x2 两状态弹簧形变量相同，故弹性势能相等，bc 杆从碰后到恰好不能进入磁场 得 由 得 （3）（3 分）对于 e 杆 ， 由（1）问可知，e 杆仍以速度 v 匀速通过磁场并以 v1 与 b 杆相碰。 碰时： 由（2）问可知，碰时和 a 杆刚要离开 P 时，弹性势能相等，从碰后瞬间至末态 得 sinθ = BLvmg B LR 2 5 T5 =B ( ) 2 1 1sin 2mg d x mvθ+ = 1 22mv mv= 1 sinkx mg θ= 2 sinkx mg θ= 2 2 1 2 2 sin2 mv mgx θ× = 0.25mx = 1 2x x x+ = 4.8N/mk = 3em m= 3e RR = 1 23 (3 )mv m m v′= + ( ) ( ) ( )2 2 2 3 1 13 3 sin 32 2m m v m m gx m m vθ′+ = + + + 3 15 m/s2v =