【物理】2020-2021學(xué)年度高二下學(xué)期期末測試卷-(二)-(2019新人教版)【解析版】

第第頁2020-2021學(xué)年度高二下學(xué)期期末測試卷(二)物理試卷注意事項(xiàng)：1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是()ABCDA．原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，運(yùn)行軌道的半徑是任意的B．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小的空間范圍C．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說明了光具有波動性D．射線甲由α粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷【答案】B【解析】據(jù)玻爾理論可以知道，電子繞原子核運(yùn)動過程中是沿著特定軌道半徑運(yùn)動的，A錯；根據(jù)盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以知道B對；光電效應(yīng)表明了光的粒子性，C錯；根據(jù)左手定則可以判斷射線甲帶負(fù)電，D錯．故選B。2．若用大寫字母代表原子核，E經(jīng)α衰變成為F，再經(jīng)β衰變成為G，再經(jīng)α衰變成為H。上述系列衰變可記為下式：Eeq\o(→,\s\up7(α))Feq\o(→,\s\up7(β))Geq\o(→,\s\up7(α))H另一系列衰變?nèi)缦拢篜eq\o(→,\s\up7(β))Qeq\o(→,\s\up7(β))Req\o(→,\s\up7(α))S已知P和F是同位素，則()A．Q和G是同位素，R和H是同位素B．R和E是同位素，S和F是同位素C．R和E是同位素，S和H是同位素D．Q和E是同位素，R和F是同位素【答案】B【解析】由于P和F是同位素，設(shè)它們的質(zhì)子數(shù)為n，則其他各原子核的質(zhì)子數(shù)可分別表示如下：n＋2Eeq\o(→,\s\up7(α))nFeq\o(→,\s\up7(β))n＋1Geq\o(→,\s\up7(α))n－1HnPeq\o(→,\s\up7(β))n＋1Qeq\o(→,\s\up7(β))n＋2Req\o(→,\s\up7(α))nS由此可以看出R和E是同位素，S和F是同位素，Q和G是同位素，B正確。故選B。3．如圖所示的坐標(biāo)系中,第一象限存在與y軸平行的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)方向沿y軸負(fù)方向,第二象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。P、Q兩點(diǎn)在x軸上,Q點(diǎn)橫坐標(biāo)是C點(diǎn)縱坐標(biāo)的2倍。一帶電粒子(不計(jì)重力)若從C點(diǎn)以垂直于y軸的速度v0向右射入第一象限,恰好經(jīng)過Q點(diǎn)。若該粒子從C點(diǎn)以垂直于y軸的速度v0向左射入第二象限,恰好經(jīng)過P點(diǎn),經(jīng)過P點(diǎn)時,速度方向與x軸正方向成90°角,則電場強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值為 ()A.v0B.QUOTEv0C.QUOTEv0D.QUOTEv0【答案】B【解析】畫出粒子運(yùn)動軌跡如圖所示;O點(diǎn)為粒子在磁場中運(yùn)動軌跡的圓心;則∠POC=90°,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為r=QUOTE,OC=r,粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,有:OQ=2OC=2r,粒子在電場中運(yùn)動的時間為t=QUOTE=QUOTE=QUOTE,OC=QUOTEat2=QUOTE×QUOTE×t2,聯(lián)立解得E=QUOTEBv0,因此E∶B=QUOTE,故B正確。故選B。4．2020年初,新型冠狀病毒來襲。我國廣大醫(yī)務(wù)工作者表現(xiàn)出無私無畏的獻(xiàn)身精神,給國人留下了深刻的印象。如圖是醫(yī)務(wù)人員為患者輸液的示意圖,在輸液的過程中,下列說法正確的是 ()A.A瓶與B瓶中的藥液一起用完B.B瓶中的藥液先用完C.隨著液面下降,A瓶內(nèi)C處氣體壓強(qiáng)逐漸增大D.隨著液面下降,A瓶內(nèi)C處氣體壓強(qiáng)保持不變【答案】C【解析】在藥液從B瓶中流下時,封閉氣體體積增大,溫度不變,根據(jù)玻意耳定律知?dú)怏w壓強(qiáng)減小,A瓶中空氣將A瓶中藥液壓入B瓶,補(bǔ)充B瓶流失的藥液,即B瓶藥液液面保持不變,直到A瓶中藥液全部流入B瓶,即A瓶藥液先用完,A、B錯誤;A瓶瓶口處壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)相等,但A瓶中液面下降,由液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)減小,因此A瓶中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)逐漸增大,C正確,D錯誤。故選C。5．固體可以分為晶體和非晶體兩類，下列說法正確的是()A．同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)B．窗戶上的玻璃有規(guī)則的幾何外形，因此玻璃是晶體C．金屬沒有確定的幾何形狀，也不顯示各向異性，因此金屬是非晶體D．用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟的云母片背面，蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體【答案】A【解析】物質(zhì)在一定條件下可以在晶體和非晶體相互轉(zhuǎn)化，所以同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，故A正確；窗戶上的玻璃雖然有規(guī)則的幾何外形，但玻璃沒有固定的熔點(diǎn)，因此玻璃是非晶體，故B錯誤；金屬雖然沒有確定的幾何形狀，也不顯示各向異性，但其具有固定的熔點(diǎn)，因此金屬是晶體，故C錯誤；用燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟的云母片背面，蜂蠟呈橢圓形，說明云母各向異性，是晶體，故D錯誤。故選A。6．如圖所示，空間有一勻強(qiáng)磁場，一直金屬棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，當(dāng)它以速度v沿與棒和磁感應(yīng)強(qiáng)度都垂直的方向運(yùn)動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為ε；將此棒彎成兩段長度相等且相互垂直的折線，置于與磁感應(yīng)強(qiáng)度相垂直的平面內(nèi)，當(dāng)它沿兩段折線夾角平分線的方向以速度v運(yùn)動時，棒兩端的感應(yīng)電動勢大小為ε′.則eq\f(ε′,ε)等于()A.eq\f(1,2)B.eq\f(\r(2),2)C．1D.eq\r(2)【答案】B【解析】感應(yīng)電動勢E＝Blv成立的條件是B⊥l、B⊥v、l⊥v，即B、l、v三者兩兩垂直，式中的l應(yīng)該取與B、v均垂直的有效長度(即導(dǎo)體的有效切割長度)．假設(shè)題中金屬棒的長度為l，那么折線的有效切割長度為eq\f(\r(2),2)l，所以eq\f(ε′,ε)＝eq\f(\r(2),2).選項(xiàng)B正確．故選B。7．如圖所示,一個邊長為2L的等腰直角三角形ABC區(qū)域內(nèi),有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,其左側(cè)有一個用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abdc,線框以水平速度v勻速通過整個勻強(qiáng)磁場區(qū)域,設(shè)電流逆時針方向?yàn)檎?。則在線框通過磁場的過程中,線框中感應(yīng)電流i隨時間t變化的規(guī)律正確的是 ()【答案】B【解析】線框開始進(jìn)入磁場運(yùn)動的過程中,只有邊bd切割,感應(yīng)電流不變,前進(jìn)L后,邊bd開始出磁場,邊ac開始進(jìn)入磁場,回路中的感應(yīng)電動勢為ac邊產(chǎn)生的電動勢減去bd邊在磁場中的部分產(chǎn)生的電動勢,隨著線框的運(yùn)動,回路中電動勢逐漸增大,電流逐漸增大,方向?yàn)樨?fù)方向;當(dāng)再前進(jìn)L時,邊bd完全出磁場,ac邊也開始出磁場,有效切割長度逐漸減小,電流方向不變,B正確。故選B。8．如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Umsinωt的交流電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為 ()A.QUOTE B.QUOTEC.4QUOTEr D.4QUOTEr【答案】C【解析】因?yàn)閡=Umsinωt,所以有U1=QUOTE,根據(jù)變壓器變壓規(guī)律有:U2=QUOTE,根據(jù)P=U2I2得:I2=QUOTE=QUOTE,線路損失的功率為ΔP=2QUOTEr=QUOTE,所以C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯誤。故選C。多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9．如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的規(guī)律認(rèn)識正確的是()A．用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離B．一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷所輻射的光中，有3種不同頻率的光能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)C．一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eVD．用能量為10.21eV光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)【答案】ABC【解析】用能量為14.0eV的光子照射，氫原子可以從基態(tài)躍遷到無窮遠(yuǎn)，多余的能量轉(zhuǎn)化為電離后的動能，故A正確；一群處于n＝4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射光子種類數(shù)目為6種，其中有3種光子能量大于3.34eV，故B正確；一群處于n＝3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時輻射光子最大能量為12.09eV，克服逸出功后剩余的最大動能為8.75eV，故C正確；當(dāng)氫原子吸收的光子能量剛好等于能級差時，氫原子會躍遷到對應(yīng)的高能級上去，由于沒有任何一個高能級與基態(tài)的能級差等于10.21eV，而且又不足以躍遷到無窮遠(yuǎn)發(fā)生電離，所以用能量為10.21eV的光子照射，不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷，故D錯誤。故選ABC。10．將一定質(zhì)量的某種理想氣體密閉在容積可變的容器中，其壓強(qiáng)(p)隨密度(ρ)變化的規(guī)律如圖所示，其狀態(tài)經(jīng)歷了如圖所示ab、bc、cd、da四個過程的變化，其中cd的延長線通過原點(diǎn)，ab與水平軸平行，bc與豎直軸平行，da是雙曲線的一部分，則下列說法正確的是()A．da過程氣體溫度保持不變B．a(chǎn)b過程氣體可能從外界吸收熱量C．bc過程氣體一定向外界放出熱量D．cd過程氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少【答案】CD【解析】根據(jù)一定質(zhì)量理想氣體方程eq\f(pV,T)＝C，且V＝eq\f(m,ρ)得到：p＝eq\f(CT,m)ρ，所以圖象斜率與溫度成正比所以da過程氣體溫度變大，A錯誤；根據(jù)A選項(xiàng)分析，ab過程斜率變小，溫度降低，而理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)，內(nèi)能減小。密度變大，體積減小，所以外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律：ΔU＝Q＋W得Q<0，所以氣體放熱，B錯誤；bc過程斜率變小，溫度降低，內(nèi)能減小，密度不變，體積不變，W＝0，結(jié)合ΔU＝Q＋W得到Q<0，所以氣體放熱，C正確；cd過程斜率不變，氣體溫度不變，分子平均動能不變，但氣體壓強(qiáng)減小，根據(jù)壓強(qiáng)微觀解釋，氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積碰撞次數(shù)減少，D正確。故選CD。11．單匝閉合矩形線框電阻為R,在勻強(qiáng)磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線框的磁通量Φ與時間t的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是 ()A.QUOTE時刻線框平面與中性面垂直B.線框的感應(yīng)電動勢有效值為QUOTEC.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為QUOTED.從t=0到t=QUOTE過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為QUOTE【答案】BC【解析】由圖像可知QUOTE時刻線圈的磁通量最大,因此此時線圈處于中性面位置,因此A錯誤;由圖可知交流電的周期為T,則ω=QUOTE,交流電的電動勢的最大值為Em=nBSω=ΦmQUOTE,則有效值為E有=QUOTE=QUOTE,故B正確;線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動一周的發(fā)熱量,W=QUOTET=QUOTE,故C正確;從t=0時刻到t=QUOTE時刻的平均感應(yīng)電動勢為E=QUOTE=QUOTE=QUOTE,D錯誤。故選BC。12如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子()A．從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的電磁波的波長長B．從n＝5能級躍遷到n＝1能級比從n＝5能級躍遷到n＝4能級輻射出的電磁波在真空中的速度大C．處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外放出能量【答案】AD【解析】由能級圖及hν＝Em－En，λ＝eq\f(c,ν)可得從n＝4能級躍遷到n＝3能級比從n＝3能級躍遷到n＝2能級輻射出的電磁波的能量小，頻率小，波長長，A正確；電磁波在真空中的速度都是一樣的，B錯誤；電子軌道與能級對應(yīng)，處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的，C錯誤；從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外釋放能量，D正確。故選AD。非選擇題：本題共3小題，共24分。13．(9分)在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中H的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。(1)中微子與水中的H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（n）和正電子（e），即：中微子＋H→n＋e，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是___________。(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（γ），即e＋e→2γ，已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10－31kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為___________J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是什么？__________________?！敬鸢浮?1)0和0(2)8.2×10－14產(chǎn)生一個光子違反動量守恒定律【解析】(1)發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0。(2)產(chǎn)生能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，則ΔE＝Δmc2，故一個光子的能量為，代入數(shù)據(jù)得。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故只有產(chǎn)生2個光子，此過程才遵循動量守恒定律，即產(chǎn)生一個光子違反動量守恒定律。14．(6分)觀察如圖實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)操作中,當(dāng)導(dǎo)體棒AB沿著磁感線方向上下運(yùn)動時,電流計(jì)指針____(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”);當(dāng)導(dǎo)體棒AB垂直磁感線方向左右運(yùn)動時,電流計(jì)指針____(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”);若流入電流計(jì)的電流從右接線柱進(jìn)入,指針就往右偏轉(zhuǎn),則為使圖中電流計(jì)指針往左偏轉(zhuǎn),導(dǎo)體棒AB應(yīng)往____(選填“上”“下”“左”“右”)運(yùn)動。

【答案】不偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)右【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒AB沿著磁感線方向上下運(yùn)動時,不切割磁感線,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,則電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn);當(dāng)導(dǎo)體棒AB垂直磁感線方向左右運(yùn)動時,切割磁感線,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,則電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn);若流入電流計(jì)的電流從右接線柱進(jìn)入,指針就往右偏轉(zhuǎn),則為使圖中電流計(jì)指針往左偏轉(zhuǎn),即電流從左端流入,則根據(jù)右手定則可知,導(dǎo)體棒AB應(yīng)往右運(yùn)動。15．(9分)在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL。用注射器抽得1mL上述溶液，共有液滴50滴。把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓，隨后把玻璃板放在坐標(biāo)紙上其形狀如圖所示，坐標(biāo)中正方形小方格的邊長為20mm。則(1)油酸膜的面積是____；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是____；(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，估測出油酸分子的直徑是____?！敬鸢浮?1)2.40×10－2_m2(2)1.2×10－5_mL(3)5×10－10_m【解析】(1)數(shù)輪廓包圍方格約60個，則油酸膜的面積S＝60×(2×10－2)2m2＝2.40×10－2m2。(2)每滴溶液中含純油酸的體積V＝eq\f(1,50)×eq\f(6,104)mL＝1.2×10－5mL(3)油酸分子直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\f(1.2×10－5×10－6,2.40×10－2)m＝5×10－10m計(jì)算題：本題共3小題，共36分。16．(10分)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測得流過電流表G的電流I與A、K之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示的規(guī)律，取h＝6.63×10－34J·s。結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，求：(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大的初動能；(2)該陰極材料的極限波長（能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的光的最大波長）?！敬鸢浮?1)4.0×1012個(2)9.6×10—20J(3)0.66μm【解析】(1)光電流達(dá)到飽和時，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個數(shù)個光電子的最大初動能。(2)設(shè)陰極材料的極限波長為λ0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得代入數(shù)據(jù)得。17．(12分)如圖甲所示，理想變壓器原線圈通有正弦式交變電流，副線圈接有3個電阻和一個電容器．已知R1＝R3＝20Ω，R2＝40Ω，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，原線圈的輸入功率為P＝35W，已知通過R1的正弦交流電如圖