吉林省白城市通榆县第一中学2020学年高二物理下学期第二次月考试题 11页

吉林省通榆县第一中学2020学年度高二下学期第二次月考物理试题 ‎ 第Ⅰ卷(选择题　共48分)‎ 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一个选项符合题目要求，第8～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)‎ ‎1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)‎ A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现 C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现 ‎2．一个处于基态的氢原子吸收光子后，跃迁到另一定态，下列说法中正确的是(　　)‎ A．电子绕原子核运动的动能将会变大 B．电子绕原子核运动的频率将会变大 C．向低能级跃迁时，发出光子的频率一定等于吸收光子的频率 D．吸收光子属于紫外线，发出的光子可能含有可见光 ‎3．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线不能求出(　　)‎ A．该金属的极限频率和极限波长 B．普朗克常量 C．该金属的逸出功 D．单位时间内逸出的光电子数 ‎4．关于下列四幅图说法不正确的是(　　)‎ A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围 ‎5.如图所示，质量为m的人立于平板车上，人与车的总质量为M，人与车以速度v1在光滑水平面上向东运动。当此人相对于车以速度v2竖直跳起时，车的速度变为(　　)‎ A.　向东　　　‎ B．　向东 C.　向东 D．v1　向东 ‎6．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接有阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。从t＝0时刻开始棒受到一个平行于导轨向上的外力F，由静止开始沿导轨向上运动，运动过程中棒始终与导轨垂直且接触良好，通过R的感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示。下面分别给出了穿过回路abPM的磁通量Φ、磁通量的变化率、棒两端的电势差Uab和通过金属棒的电荷量q随时间变化的图象，其中正确的是( )‎ ‎7．某种角速度计，其结构如图所示。当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则( )‎ A．电路中电流随角速度的增大而增大 B．电路中电流随角速度的增大而减小 C．弹簧的伸长量为x＝ D．输出电压U与ω的函数式为U＝ ‎8．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定电压为U0的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为R，图中电压表为理想电表。下列说法正确的是( )‎ A．变压器输入电压的瞬时值为u＝Umsin(t)(V)‎ B．电压表的示数为U0‎ C．变压器的输入功率为 D．变压器的匝数比为Um∶ U0‎ ‎9．如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是( )‎ A．交流电流表的示数I＝NBS B．一个周期内通过R的电荷量q＝ C．R两端电压的有效值U＝NBS D．图示位置电流表的示数为0‎ ‎10．关于光子和运动着的电子，下列叙述正确的是(　　)‎ A．光子和电子一样都是实物粒子 B．光子和电子都能发生衍射现象 C．光子和电子都具有波粒二象性 D．光子具有波粒二象性，而电子只具有粒子性 ‎11．如图所示，一根足够长的水平滑杆SS′上套有一质量为m的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道PP′，PP′穿过金属环的圆心．现使质量为M的条形磁铁以水平速度v0沿绝缘轨道向右运动，则(　　)‎ A．磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来 B．磁铁将不会穿越滑环运动 C．磁铁与圆环的最终速度为 D．整个过程最多能产生热量v ‎12．利用金属晶格(大小约10－‎10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是(　　)‎ A．该实验说明了电子具有波动性 B．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ＝ C．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显 D．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 第Ⅱ卷(非选择题　共52分)‎ 二、填空题(共3小题，共18分。把答案直接填在横线上)‎ ‎13．(6分)气垫导轨工作时能够通过喷出的气体使滑块悬浮从而基本消除掉摩擦力的影响，因此成为重要的实验器材，气垫导轨和光电门、数字毫秒计配合使用能完成许多实验。‎ 现提供以下实验器材：(名称、图象、编号如图所示)‎ 利用以上实验器材还可以完成“验证动量守恒定律”的实验。为完成此实验，某同学将实验原理设定为：m1v0＝(m1＋m2)v ‎(1)针对此原理，我们应选择的器材编号为：________。‎ ‎(2)在我们所选的器材中：________器材对应原理中的m1(填写器材编号)。‎ ‎14.(6分)如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．‎ ‎(1)现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．‎ ‎(3)光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有________(填“粒子性”或“波动性”)．甲图中金属片张开是因为验电器带________(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板________(填“能”或“不能”)使金属片张开；乙图中ν1________ν(填 “>”、“<”或“＝”)．‎ ‎15．(6分)(1)研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是________．‎ ‎(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”、“减小”或“不变”)‎ 三、计算题(本题有4小题，共34分，解答应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)‎ ‎16．(8分)如图所示，阴极材料由铝制成，已知铝的逸出功为W0，现用波长为λ的光照射铝的表面，使之产生光电效应，已知电子的电量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c。求：‎ ‎(1)光电子的最大初动能；‎ ‎(2)电压表示数至少为多大时电流表示数才为零；‎ ‎(3)若射出的具有最大初动能的光电子与一静止的电子发生正碰，则碰撞中两电子电势能增加的最大值是多少？‎ ‎17．(9分)如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA＝‎4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB＝‎2 kg。现对A施加一个水平向右的恒力F＝10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t＝0.6 s，二者的速度达到vt＝‎2 m/s.求 ‎(1)A开始运动时加速度a的大小；‎ ‎(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；‎ ‎(3)A的上表面长度l。‎ ‎18．(6分)发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2‎ ‎ Ω，如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户。‎ ‎(1)画出全过程的线路图；‎ ‎(2)求用户得到的电压和功率；‎ ‎(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。‎ ‎19．(9分)如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ＝37°放置，在斜面上虚线aa′和bb′与斜面底边平行，在aa′、b′b围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B＝1 T；现有一质量为m＝‎10 g、总电阻为R＝1 Ω、边长d＝‎0.1 m的正方形金属线圈MNPQ，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，(取g＝‎10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：‎ ‎(1)线圈进入磁场区域时，受到的安培力大小；‎ ‎(2)线圈释放时，PQ边到bb′的距离；‎ ‎(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热。‎ 参考答案 ‎1. C 2. D 3.D　4. A 5.D 6. B 7.D 8.AC 9.AB 10. BC 11.CD 12.AB ‎13.(1)ABC　(3分)(2)B(3分)‎ ‎14. (1) 减小　(2)无(3)粒子性　正　能　> (每空1分)‎ ‎15.(1)C　(3分) (2)减小　(3分)‎ ‎16.(8分)答案：(1)h－W0　(2)－　(3)(－W0)‎ 解析：(1)最大初动能Ek＝h－W0‎ ‎(2)电压表示数至少为eUc＝Ek＝h－W0 解得：Uc＝－ ‎(3)要使电势能最大，即二者为完全非弹性碰撞，设碰前速度为v，碰后二者共速为v′，则：‎ mv2＝h－W0①‎ mv＋0＝2mv′②‎ mv2＋0＝E电＋2mv′2③‎ 由①②③解得：E电＝(－W0)‎ ‎17(9分)答案：(1)‎2.5m/s2　(2)‎1m/s　(3)‎‎0.45m 解析：(1)以A为研究对象，由牛顿第二定律有F＝mAa①‎ 代入数据得a＝‎2.5m/s2②‎ ‎(2)对A、B碰撞后共同运动t＝0.6s的过程，由动量定理得 Ft＝(mA＋mB)vt－(mA＋mB) v③‎ 代入数据解得v＝‎1m/s④‎ ‎(3)设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有 mAvA＝(mA＋mB)v⑤‎ A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理有Fl＝mAv⑥‎ 由④⑤⑥式，代入数据解得l＝‎‎0.45m ‎18.(8分)答案　(1)　(2)219.6 V　43.92 kW　(3)36 kW　180 V 解析　(1)线路图如图所示。‎ ‎(2)升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝2 200 V 升压变压器次级输出电流I2＝I1‎ 升压变压器初级输入电流，由P＝I1U1得 I1＝＝ A＝‎‎200 A 所以I2＝I1＝×‎200 A＝‎‎20 A 输电线路上的电压损失和功率损失分别为 UR＝I2R＝4 V PR＝IR＝0.08 kW 加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压分别为I3＝I2＝‎‎20 A U3＝U2－UR＝2 196 V 降压变压器的输出电压和电流U4＝U3＝219.6 V I4＝I3＝‎‎200 A 用户得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW。‎ ‎(3)若不经变压器直接送到用户，用户得的电压为U＝U1－I1R＝180 V 得到的功率为P＝UI1＝36 kW。‎ ‎19. (9分)答案　(1)2×10－2 N　(2)‎1 m　(3)4×10－3 J 解析　(1)对线圈受力分析有：F安＋μmgcos θ＝mgsin θ 代入数据得：F安＝2×10－2 N ‎(2)F安＝Bid E＝Bvd I＝ 解得：F安＝ 代入数据得：v＝‎2 m/s 线圈进入磁场前做匀加速运动，a＝gsin θ－μgcos θ＝‎2 m/s2‎ 线圈释放时，PQ边到bb′的距离x＝＝‎‎1 m ‎(3)由于线圈刚好匀速穿过磁场，则磁场宽度等于d＝‎‎0.1 m Q＝W安＝F安·2d 解得：Q＝4×10－3 J。‎