江苏省邗江中学2015-2016学年高二下学期期末考试物理试题

江苏省邗江中学2015—2016学年度第二学期
高二物理期末试卷
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分
第Ⅰ卷（共9小题，共31分）
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意。
1．一正弦交流电的电动势e＝200sin（100πt）V，若将它加在阻值为100Ω的电阻两端（电源内阻不计），则下列说法正确的是
A．t=0时刻，电流的瞬时值为i＝2A
B．电流的最大值为2A
C．交流电的频率为100Hz
D．电阻消耗的电功率为400w
2．如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电容器、线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值，三个电流表各有不同的示数。现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为，。改换电源后，三个电流表的读数变化变化情况正确的是
A．A1变大，A2变小，A3变大
B．A1变小，A2变大，A3变小
C．A1变小，A2变大，A3不变
D．A1变大，A2变小，A3不变
3．如图所示，理想变压器的原线圈接交流电压，副线圈接两个完全相同的灯泡“110V、0.5A”，已知原、副线圈的匝数比为2∶1，两个灯泡均正常发光，则原线圈中的电流为
A．2A
B．1A
C．0.5A
D．0.25A
4．如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压V。变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是
A．电压表V示数为22V
B．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数减小
C．当传感器R2所在处出现火警时，电流表A的示数减小
D．当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小
5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R=55
Ω，原线圈两端加如图乙所示的电压，下列说法正确的是
A．电流表的读数为A
B．电压表的读数为110
V
C．灯泡L的功率为440.W
D．副线圈两端电压为110V
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
6．下列有关理想变压器的说法正确的是
A．负载空载时，原线圈中的电流为零
B．当副线圈空载时，原线圈上的电压为零
C．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大
D．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大
7．远距离输送一定功率的交变电流，若将输电电压提高n倍，则
A．输电导线的电能损失减少
B．输电导线的电能损失不变，电压损失减少1/(n-1)
C．若保持输电线上电能损失不变，输电导线的截面积应是原来的1/
D．输电线上电能损失减少，电压损失增大
8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，单匝矩形线圈面积S=1m2
,电阻,绕垂直于磁场的轴OOˊ匀速转动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接。V为理想交流电压表，A1
、A2
为理想交流电流表，L1、L2为两个完全相同的电灯泡，标称值为“20V，30W”,且均正常发光，电流表Ａ1的示数为1.5A。则
以下说法正确的是
A．电流表A1
、A2的示数之比2:1
B．理想电压表原副线圈的匝数之比2:1
C．线圈匀速转动的角速度ω=120rad/s
D．电压表的示数为V
9．如图所示，交流发电机与理想变压器原线
( http: / / www.21cnjy.com )圈相连，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L1、L2均能发光.
要使两灯泡均变亮，可以采取的方法有
A．向下滑动P　　　
B．向上滑动P
C．增加发电机的线圈匝数
D．增大电容器的电容，减小线圈的自感系数
第Ⅱ卷（共4题，共89分）
三、选修模块：本题为选修3-3和选修3-5部分，共60分，请将解答填写在答题卡相应的位置。
第一部分不定项选择，（10-14题为选修3
( http: / / www.21cnjy.com )-3部分，15-19题为选修3-5部分共10小题每题3分，共30分。）（每小题四个选项中有1-2个选项正确，选择正确的给3分，错误的得零分，正确但不全的得1分）请将答案填涂在答题卡上。
10．下列关于分子数量的说法中，正确的是
A．1g的氢气和1g的氧气中含有的分子数相等，都是6.02×1023个
B．体积相等的固体和液体相比较，固体中含有较多的分子
C．无论是什么物质，只要他们的摩尔数相同，就含有相同的分子数
D．无论是什么物质，只要他们的体积相同，就含有相同的分子数
11．关于物体的内能下列说法正确的是
A．分子的动能与分子的势能的和叫分子的内能
B．物体所有分子的动能与分子的势能的和叫物体的内能
C．当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化
D．一个物体内能的多少与它的机械能多少无关
12．关于下列说法正确的是
A．气体越压缩越困难，是因为气体分子间只存在斥力
B．是否具有固定的熔点是单晶体和多晶体的区别
C．干湿泡湿度计是利用了湿泡因蒸发吸热温度低于干泡的原理制成的
D．一定温度下，液体的饱和汽压与大气压强有关
13．用r表示分子间的距离，EP表示两个分子间相互作用的势能，r0为分子引力等于斥力时的距离，设两分子相距很远时EP=0
A．当r＞ro时，EP随r的增大而增加，（r＜10r0）
B．当r＜ro时，EP随r的减小而增加
C．当r＜ro时，EP不随r的变化而变化
D．当r=ro时，EP=0
14．一定质量理想气体从状态A经绝热过程A
→B，等容变化B→C，等温变化C→
A又回到了状态A，则
A．A→B过程气体内能不变
B．B→C过程气体吸热，内能增加
C．C→A过程气体放热，内能不变
D．全部过程气体做功为零
15．下列说法中正确的是
A．阴极射线的比荷比质子的比荷大
B．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1
C．核力存在于原子核内任意两个核子之间
D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）
16．下列说法中正确的是
A．波尔认为氢原子的能级是量子化的
B．一个动量为p的电子对应的物质波波长为hp（h为普朗克常量）
C．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构
D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长方向移动
17．下列说法中正确的是
A．氢原子从激发态向基态跃迁可以辐射任何频率的光子
B．铀235的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期不变
C．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
D．任何金属都存在一个“极限波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
18．氢原子处于基态时，原子能量E1＝－1
( http: / / www.21cnjy.com )3.6
eV，已知氢原子各定态能量与基态能量之间关系为En＝，式中n＝2、3、4、5……下列说法正确的是
A．若氢原子处于n＝2的定态，该氢原子的电离能为10.2
eV
B．若氢原子处于n＝2的定态，该氢原子的电离能为3.4
eV
C．一个处于n＝3定态的氢原子在向基态跃迁时最多放出3种频率的光子
D．氢原子从n＝4定态向n＝3定态跃迁时要放出光子，电子的动能减小
19．已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是
20．选修模块3-3组合题（本题15分）
（1）（4分）某同学为本实
( http: / / www.21cnjy.com )验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.25m2的蒸发皿，滴管，量筒（60滴溶液滴入量筒体积约为1毫升），纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径约为2×10－10m，则每滴油酸酒精溶液中油酸的体积约为
，该同学配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为
。
（2）（4分）一定质量的理想气体，从初
( http: / / www.21cnjy.com )始状态A经状态B、C再回到状态A，变化过程如图所示，其中A到B曲线为双曲线．图中V0和P0为已知量．从B到C的过程中，气体做功大小为
；从A经状态B、C再回到状态A的过程中，气体吸放热情况为__
__(选填“吸热”、“放热”或“无吸放热”)。
（3）（3分）前段时间扬州市空气污
( http: / / www.21cnjy.com )染严重，出现了持续的雾霾天气．一位同学受桶装纯净水的启发，提出用桶装的净化压缩空气供气，每个桶能装10atm的净化空气20L．如果人在27℃气温下每分钟吸入1atm的净化空气8L．在27℃，1个标准大气压的情况下，1mol空气的体积是24.6L，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol﹣1，请估算人在27℃气温下每分钟吸入空气的分子数（保留一位有效数字）．
（4）（4分）内壁光滑的导热气缸里
( http: / / www.21cnjy.com )封闭了一定质量的理想气体，活塞的横截面积为S，质量不计，离缸底的距离为L1。由于环境温度缓慢下降，使得活塞缓慢下降到距离缸底L2处。已知大气压强为p0，被封闭气体初始状态的热力学温度为T1。
①求活塞下降到距离缸底L2处时，缸内封闭气体的温度；
②若该过程中气体内能减少的数值为ΔU，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q.
21．选修模块3-5组合题（本题共15分）
（1）（4分）核电站所需的能量是由铀核裂变提供的，裂变过程中利用
（选填“石墨”或“镉棒”）吸收一定数量的中子，控制反应堆的反应速度．核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子（符号），又观察到反电子中微子（不带电，质量数为零）诱发的反应：，其中x代表
（选填“电子”或“正电子”）．
（2）（4分）如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，碰撞过程中，当弹簧的弹性势能最大时，Q的速度大小为
；此时弹簧的最大弹性势能为
（3）（3分）氘核的平均结合能为1.1
Me
( http: / / www.21cnjy.com )v
，氦核的平均结合能为7.1
Mev，2
个氘核结合成一个氦核质量的亏损为
多少千克？（1MeV=106eV，1eV=1.6×10－19J）
(计算结果保留两位有效数字)。
（4）（4分）强激光的出现
( http: / / www.21cnjy.com )丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应。如图所示，用波长为λ的强激光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收3个光子形成光电效应
(已知该金属K的极限波长为λ0，普朗克常量为h，电子电荷量为e)。
①
求光电子的最大初动能.
②
当光电管两极间反向电压增加到多大时，光电流恰好为零。
四、计算题：本题共2小题，共计29分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
22．（14分）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05
m2，线圈转动的频率为50
Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝
T．为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220
V，440W”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
(1)发电机的输出电压有效值为多少？变压器原、副线圈的匝数比为多少？
(2)
与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？
(3)若在a,b两点之间去掉变压器，并直接接一个阻值为R=55Ω的电阻，从图示位置开始转过900过程中流过电阻的电量多大？
23．（15分）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=100的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为，线圈的电阻为R1=0.50Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计），从t=0时刻开始计时。求：
（1）写出线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式以及电压表中的示数；
（2）通电40s
小电珠L消耗的电能；
（3）t=0.1s时外力F的大小。
高二期末考试物理参考答案
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分，每小题只有一个选项符合题意。
题号
1
2
3
4
5
答案
B
D
C
B
A
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。
题号
6
7
8
9
答案
AD
AC
BC
BCD
三、选修模块：
第一部分不定项选择，（1
( http: / / www.21cnjy.com )0-14题为选修3-3部分，15-19题为选修3-5部分共10小题每题3分，共30分。）（每小题四个选项中有1-2个选项正确，选择正确的给3分，错误的得零分，正确但不全的得1分）请将答案填涂在答题卡上。
题号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
答案
C
BD
C
AB
BC
AB
AC
BD
B
A
20．（1）
每空2分
（2），放热
每空2分
（3）
3分
（4）①气体作等压变化
解得：
2分
②外界对气体做功
由热力学第一定律得：
放热
2分
21．（1）镉棒，正电子
每空2分
（2），
每空2分
（3）ΔE=4×7.1－2×2×1.1=24Mev=3.84×10－12J
1分
2分
（4）①
2分
②
2分
22．解：（1）线圈转动的角速度
1分
转动过程中最大电动势
2分
线圈的输出电压
2分
由变压器电压关系
解得：
2分
（2）副线圈中的电流
2分
由变压器的电流关系
解得：
2分
（3）
3分（其它解法正确同样给分）
23．解：（1）电动势最大值
2分
线圈转动的角速度
1分
电动势的瞬时值
1分
电动势的有效值
1分
电流的有效值
1分
电压表的示数
1分
（2）
3分
（3）
t=0.1s时
1分
1分
此时线圈的速度最大而加速度为零
3分
A1
A2
A3
u
R
L
C
U1
P
V
V0
2V0
2P0
P0
A
B
C
3V0
O
L1
L2
S
N
N
N
N
乙
右视图
剖面图
N
N
S
P
L
C
D
甲
线圈
v/ms-1
0
t/s
0.2
0.4
2
-2
丙
V