白水县2021-2022学年高二下学期期末质量检测
物理
注意事项:
1.本试卷共6页,总分100分,答题时间90分钟;
2.答卷前,考生须准确填写自己的姓名、准考证号,并认真核准条形码上的姓名、准考证号;
3.第Ⅰ卷选择题必须使用2B铅笔填涂,第Ⅱ卷非选择题必须使用0.5毫米黑色墨水签字笔书写,涂写要工整、清晰;
4.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试题卷不回收.
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,计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,有选错或不选的得0分)
1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是
A.伦琴射线的发现 B.α粒子散射实验
C.康普顿效应 D.氢原子光谱的发现
2.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是
A.光电效应是瞬时发生的 B.所有金属都存在极限频率
C.光电流随着入射光增强而变大 D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大
3.下列说法正确的是
A.半衰期就是原子核全部衰变所需要时间的一半
B.α射线是由原子核内放射出的氦核,它具有较强的电离能力
C.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢靠,原子核越稳定
D.根据玻尔理论,氢原子辐射出一个光子后能量减小,核外电子运动的加速度减小
4.在图示电路中,电阻R和线圈L的阻值相同,L1和L2是两个完全相同的灯泡,线圈电感足够大且线圈L的阻值小于灯泡阻值.下列说法正确的是
A.闭合开关瞬时,L2先亮,L1后亮
B.断开开关后,L1和L2都慢慢熄灭
C.断开开关后,L1慢慢熄灭,L2立即熄灭
D.断开开关后,L1闪亮一下后慢慢熄灭,L2立即熄灭
5.一个铁球,从静止状态由20m高处自由下落,然后陷入泥潭中,从进入泥潭到静止用时0.4s,该铁球的质量为0.5kg,g取10m/s2,则泥潭对小球的平均作用力为
A.30 N B.25 N C.20 N D.15 N
6.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电,在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV特高压输电,不考虑其他因素的影响,则
A.输电电流变为原来的2倍 B.输电线上降落的电压将变为原来的
C.输电线上降落的电压将变为原来的2倍 D.输电线上损耗的电功率将变为原来的
7.如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是
A.向右加速运动
B.向左匀速运动
C.向左减速运动
D.向右减速运动
8.甲、乙两种交流电的电流I随时间t变化的关系分别如图甲、乙所示,则甲、乙电流的有效值之比为
A. B. C. D.
9.一个静止的铀核(质量为232.0372u)放出一个α粒子(质量为4.0026u)后衰变成钍核(质量为228.0287u).已知1u相当于931 MeV的能量.下列说法正确的是
A.该核衰变反应方程为
B.该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeV
C.该反应产生的针核和α粒子的动量相同
D.若释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能,则钍核获得的动能约为0.09 MeV
10.如图甲所示,理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电,副线圈接有阻值为R=8Ω的定值电阻,已知原、副线圈的匝数比n1∶n2=5∶3,各电表均为理想交流电表.下列说法正确的是
A.电压表的示数为V B.通过副线圈的交变电流的频率为50 Hz
C.电流表的示数为1.5A D.理想变压器的输入功率为18W
11.如图所示,用两根长度都等于L的细绳,分别把质量相等、大小相同的a、b两球悬于同一高度,静止时两球恰好相接触.现把a球拉到细绳处于水平位置,然后无初速释放,当a球摆动到最低位置与b球相碰后,b球可能升高的高度为
A. B. C. D.
12.如图甲所示,在光滑绝缘水平面上的AB、CD间存在一匀强磁场,在磁场左侧有一单匝正方形闭合线框.
t=0时刻,线框在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,线框穿过磁场过程中,线框中电流i随时间t变化的图像如图乙所示,已知磁感应强度B=1T,线框总电阻R=2Ω,下列说法正确的是
A.磁场的宽度为2m
B.线框的质量为1kg
C.在1~3s内,外力F做功24J
D.在1~1.5s内,通过线框横截面的电荷量为1C
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、实验探究题(本大题共2小题,计15分)
13.(6分)验证动量守恒的实验装置如图甲所示,气垫导轨置于水平桌面上,G1和G2为两个光电门,滑块A(含遮光片)的质量为mA,滑块B(含高黏性橡皮泥)的质量为mB,遮光片沿运动方向的宽度为D.实验过程如下:
①调节气垫导轨成水平状态;
②轻推滑块A,测得A通过光电门G1的遮光时间为t1;
③滑块A与滑块B相碰后,B和A粘在一起经过光电门G2,遮光时间为t2.
回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得遮光片的宽度如图乙所示,则遮光片的宽度为 mm;
(2)碰前A的速度大小为 (用题中涉及的物理量符号表示);
(3)验证动量守恒成立的关系式为 (用题中涉及的物理量符号表示).
14.(9分)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中.某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的关系如图1所示.
(1)由图1可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力 (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影响更 (选填“敏感”或“不敏感”).
(2)某同学利用上述热敏电阻制作了一个简易的温控装置,实验原理如图2所示.现欲实现衔铁在某温度时(此时热敏电阻的阻值为R0)被吸合,下列操作步骤正确顺序是 .(填写各步骤前的序号)
a.将热敏电阻接入电路
b.观察到继电器的衔铁被吸合
c.断开开关,将电阻箱从电路中移除
d.合上开关,调节滑动变阻器的阻值
e.断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至R0
(3)若热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如表所示:
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/Ω 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1
当继电器的电流超过20mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控.已知继电器的电阻为Rz=20Ω,为使该装置实现对30~80℃之间任一温度的控制,电源E应选用 ,滑动变阻器R应选用 .(填选项前面的字母)
A.电源E1(3V,内阻不计) B.电源E2(6 V,内阻不计)
C.滑动变阻器R1(0~200Ω) D.滑动变阻器R2(0~500Ω)
三、计算题(本大题共4小题,计37分.解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(7分)风能是可再生清洁能源,某县在城市较远的地方修建了一座小型风力发电站,为本县工业园区用户供电,输电过程示意图如图所示.发电机输出功率P=100kW,输出电压为500V,输送线路的总电阻R=10Ω.允许线路损耗的功率为输出功率的1%,用户需要的电压是220V,求所用升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比各为多少?(不计变压器的损耗)
16.(8分)如图是研究光电效应的实验电路和氢原子的能级示意图.现用等离子态的氢气(即电离态,n=∞)向低能级跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K.测得电压表的示数是15 V.已知光电管阴极材料的逸出功是2.7eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,e=1.60×10-19 C,c=3.0×108m/s.求:
(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时氢气发光的波长为多少nm;
(2)该光电管阴极材料发生光电效应的极限波长为多少nm;(结果保留整数位)
(3)光电子到达阳极A的最大动能为多少eV.
17.(10分)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=6.0kg和mB=4.0kg用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的图像如图乙所示.求:
(1)物块C的质量;
(2)B离开墙后,弹簧中的弹性势能最大时,B的速度多大?最大弹性势能多大?
18.(12分)如图所示,两根光滑固定导轨相距0.4m竖直放置,导轨电阻不计,在导轨末端P、Q两点间接一定值电阻R.相距0.2m的水平线MN和JK之间的区域内存在着垂直导轨平面向里的匀强磁场,且磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示.在t=0时刻,质量为0.02kg、阻值为0.3Ω的金属棒ab从虚线MN上方0.2m高处由静止开始释放,下落过程中保持水平,且与导轨接触良好.结果棒ab在t1时刻从上边界MN进入磁场中做匀速运动,在t2时刻从下边界JK离开磁场,g取10m/s2.求:
(1)在0~t1时间内,电路中感应电动势的大小;
(2)定值电阻R的阻值为多大;
(3)棒ab在0~t2时间内产生的焦耳热.
白水县2021-2022学年高二下学期期末质量检测
物理参考答案及评分标准
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,计48分)
1.B 2.C 3.B 4.D 5.A 6.B 7.D 8.C 9.AD 10.BD 11.BCD 12.AD
二、实验探究题(本大题共2小题,计15分)
13.(6分,每空2分)(1)3.35
(2)
(3)
14.(9分)(1)增强 敏感(每空1分)
(2)edbca(3分)
(3)B D(每空2分)
三、计算题(本大题共4小题,计37分.解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15.(7分)解:由线路损耗的功率可得(2分)
又因为,所以(1分)
(1分)
根据理想变压器规律可得升压变压器的匝数比为(2分)
降压变压器匝数比为(1分)
16.(8分)解:(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时释放光子的能量为
(1分)
根据,可知波长为,代入数据得 (2分)
(2)极限频率满足,则极限波长,代入数据解得(2分)
(3)根据光电效应方程,可知光电子从K中逸出时最大初动能为
(1分)
根据能量守恒定律可知光电子到达阳极A的最大动能为
(2分)
17.(10分)解:(1)由图知,物块C与A碰前速度为,碰后速度为
C与A碰撞过程C与A组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得
(2分)
解得(1分)
(2)由图乙知,4s末C与A发生碰撞,之后AC压缩弹簧,根据对称性知12s末后B离开墙壁,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A、C与B速度相等时弹簧弹性势能最大,设系统的共同速度为,最大弹性势能为.取水平向左为正方向,根据动量守恒定律,有(2分)
12s末A、C的速度大小(1分)
根据机械能守恒定律,有(2分)
联立解得,(2分)
18.(12分)解:(1)棒ab做自由落体运动,由,解得(1分)
磁感应强度的变化率(1分)
时间内的感应电动势(2分)
(2)棒ab刚进入磁场时的速度(1分)
棒ab刚进入磁场时的感应电动势(1分)
棒ab进入磁场区域做匀速运动,由平衡条件得,代入数据解得(2分)
由闭合电路欧姆定律可得(1分)
(3)在内感应电流(1分)
棒ab在内产生的焦耳热:(2分)