【物理】内蒙古包头市第六中学2018-2019学年高二下学期期中考试试题（解析版） 14页

物理试卷 一、选择题：（1-10为单选，每题3分，11-15为多选，每题4分）‎ ‎1.已知矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（）‎ A. t=0时刻线圈平面与中性面垂直 ‎ B. t=0.01s时刻的变化率达最大 C. t=0.02s时刻感应电动势达到最大 ‎ D. 该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.t=0时刻磁通量最大，线圈位于中性面位置，故A错误；‎ B.t=0.01s时刻磁通量为零，线圈位于垂直中性面的位置，电动势最大，磁通量的变化率最大，故B正确；‎ C.t=0.02s时刻磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误；‎ D.感应电动势与磁通量的变化率成正比，电动势随时间变化的图象为正弦曲线，D错误．‎ ‎2.如图，理想变压器的匝数比n1 ：n2：n3=4：2：1，线圈Ⅱ接两只标有“6 W，6 V”的灯泡且正常发光．线圈Ⅲ接四只额定功率为3W的灯泡且正常发光，则阻值为3的电阻Rl的实际功率为 A. 3W B. 6W C. 12W D. 24W ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于是理想变压器，所以有:P1=P2+P3；所以P1=2×6+4×3=24W；又 ，所以；所以原线圈中的电流为，所以电阻R消耗的功率为PR=I12•R=22×3W=12W，故选C.‎ ‎3.氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B. 氢原子从n＝4跃迁到n＝3的能级辐射光的波长小于656 nm C. 一群处于n＝3能级上氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D. 用波长为633 nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时的能级差大于氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级差，则辐射光子的频率大于从n＝3跃迁到n＝2辐射光的频率，则波长小于656 nm，选项A错误；同理，氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时的能级差大于氢原子从n＝4跃迁到n＝3的能级差，则辐射光子的频率大于从n＝4跃迁到n＝3辐射光的频率，则氢原子从n＝4跃迁到n＝3的能级辐射光的波长大于656 nm，选项B错误；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，选项C正确；氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级，只能吸收波长为656 nm的光子，不能吸收波长为633 nm的光子，选项D错误．‎ ‎4.如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是 A. 卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型 B. 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C. 电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D. 链式反应属于重核的裂变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误 B.放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最弱，选项B错误 C.电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项C错误 D.链式反应属于重核的裂变，轻核聚变是通过反应产生高温，使得反应能够持续，选项D正确 ‎5.下列关于核反应及衰变的表述正确的有（　　）‎ A. ，X表示 B. 是轻核聚变 C. 半衰期与原子所处的化学状态有关 D. 衰变中产生的粒子实际上是核外电子挣脱原子核的束缚 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，可知中，X的电荷数是2，质量数是4，故X表示，故A错误；‎ B．轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，故是轻核聚变，故B正确；‎ C．半衰期是一个统计规律，只与放射性元素本身有关，与所处的化学状态无关，故C错误；‎ D．衰变中产生的粒子实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎6.下列说法正确的是( )‎ A. 天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构 B. 一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少 C. 某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短 D. 目前核电站的能量主要来自轻核的聚变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】天然放射性现象表明了原子核是有复杂的结构，选项A错误；根据玻尔理论，一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少，选项B正确；某放射性元素的半衰期与元素所处的化合状态无关，选项C错误；目前核电站的能量主要来自重核的裂变，选项D错误；故选B.‎ ‎7.如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距‎0.2m．当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，则这列波的波长可能是（ ）‎ A. ‎‎0.2‎m B. ‎0.4m C. ‎0.6m D. ‎‎0.8 m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，那么，P、Q两质点平衡位置间距离为波长的（n+）倍，n=0，1，2，3…，故有：‎0.2m=（n+）λ，所以波长为：λ=，n=0，1，2，3…；当n=0时，λ=‎0.4m；由于n是整数，其他值不可能，故B正确，ACD错误．‎ ‎8.核反应 中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是 A. X来自原子核外的电子 B. 该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关 C. 核的比结合能大于 核的比结合能 D. 反应中的质量亏损为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X质量数为0，电荷数为-1，则X为电子，来自原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项A错误；该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化无关，选项B错误；由于在衰变的过程中释放能量，可知核的结合能大于核的结合能，由结合能与比结合能的定义可知，核的比结合能小于核的比结合能．故C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在该核反应中质量亏损为．故D正确．故选D.‎ ‎9.关于原子核的衰变，下列说法正确的是 A. β衰变中产生的β射线实质上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 B. 原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒和动量守恒 C. 发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，且常常伴有γ射线产生，γ射线是原子核衰变过程中的质量亏损即减少的质量 D. 衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变，同时伴有γ衰变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、β衰变中产生的β射线是原子核内部的中子转化为质子同时释放出的电子，故A错误；‎ B、原子核发生衰变时伴随着质量亏损，所以不遵守质量守恒，而是遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，故B错误；‎ C、γ射线是伴随α衰变和β衰变产生的，产生的新核具有较大的能量，而处于激发态，在向低能级跃迁时以γ光子的形式辐射出来，故C错误；‎ D、铀核（）衰变为铅核（）的过程中，α衰变一次质量数减少4个，次数，β衰变的次数为，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确；‎ 故选D．‎ ‎10.如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了‎0.2 A，电流表A2的示数增大了‎0.8 A，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 该变压器起升压作用 B. 电压表V1示数增大 C. 电压表V2、V3示数均增大 D. 变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，可知原线圈的匝数大于副线圈的匝数，再根据电压与匝数成正比，可知原线圈的电压大于副线圈的电压，所以该变压器起降压作用，故A错误；‎ BCD．观察到电流表A1的示数增大了‎0.2A，电流表A2的示数增大了‎0.8A，即副线圈电流增大，由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，即原线圈两端的电压不变，并且匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V1，V2示数不变，根据欧姆定律得负载电阻减小，所以变阻器滑片是沿c→d的方向滑动；由于电流表A2的示数增大，所以R0两端电压增大，所以滑动变阻器R两端电压减小，即电压表V3示数减小，故BC错误，D正确。‎ 故选D。‎ 二、多选题 ‎11.一矩形线在匀强硬场中转动时产生的电动势，下列说法正确的是 A. 该交流电的频率为100Hz B. 该交流电的电动势有效值为100V C. t＝0．1s时，穿过矩形线圈的磁通量最大 D. 该交波电的电动势有效值比交流电的小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由电动势的表达式可知，线圈转动的角速度为：，所以可得交流电的频率为：．故A错误．‎ B.此交流电为正弦式交流电，所以该交流电的电动势的有效值为．故B正确．‎ C.时，感应电动势为，所以穿过矩形线圈的磁通量最大．故C正确．‎ D.两个交流电的表达式相同，故他们的有效值一定相同．故D错误．‎ ‎12.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（ ）‎ A. 若b光为绿光，c光可能是紫光 B. 若a光为绿光，c光可能是紫光 C. 若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 D. 若b光光子能量为2.81 eV，用它直接照射大量处于n＝2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 考查光电效应方程，能级跃迁，光电效应实验规律。‎ ‎【详解】AB．由光电效应方程：‎ Ek＝hν－W0‎ 及 eU＝Ek 联立解得：‎ eU＝hν－W0‎ 即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样且均大于a光的频率，故A错误，B正确；‎ C．用光子能量为2.81 eV的b光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为：‎ Ek＝hν－W0＝2.81 eV－2.13 eV＝0.68 eV 大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量：‎ ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV 从而跃迁到n＝4能级，当大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C＝6种频率的光，C正确；‎ D．氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用b光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此b光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎13.如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下列说法中正确的是(　 　)‎ A. 只有A球、C球振动周期相等 B. A球、B球、C球振动周期相等 C. C球的振幅比B球大 D. C球的振幅比B球小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由题意，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等，则B正确，A错误；‎ CD．由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比B摆大．所以C正确，D错误．‎ ‎14.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则由图可知 ( )‎ ‎ ‎ A. 波速v＝‎20m/s B. 质点振动的周期T＝0.2s C. 因一个周期质点运动‎0.8m，所以波长λ＝‎‎0.8m D. 从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了‎3m ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由甲可知，波长为λ=‎4m，由乙图可知T=0.2s，则波速，故AB正确；一个周期内质点的运动的路程和波传播的距离是两个不同的物理量，则选项C错误；从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了x=vt=20×‎0.15m=‎3m，选项D正确．‎ ‎15.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻，这列波刚好传到Q点，波形图如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q为介质中的质点，则下列说法正确的是( )‎ A. 这列波的波长为‎40m B. 这列波的波速为‎16.7m/s C. 质点c在这段时间内通过的路程一定为‎30cm D. 从t时刻到s时刻，质点a恰好第一次到达平衡位置 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可知，该波的波长为=‎40m；波从P传到Q的距离为 x=‎90m-60m=‎‎30m 所用时间t=0.6s，则波速为 代入数据解得 v=‎50m/s 故A正确，B错误；‎ C．根据 代入数据解得这列波的周期T=0.8s，波从P传到c的时间为=0.2s，在0.6s时间内质点c振动了半个周期，通过的路程等于‎2A=‎20cm，故C错误；‎ D．从t时刻开始计时，质点a的振动方程为 cmcm 当y=0时，则有 解得 s 故在s时刻质点a第一次到达平衡位置，故D正确。‎ 故选AD。‎ 三、实验题 ‎16.在用“单摆测重力加速度”的实验中：‎ ‎（1）有下列备选器材中，需选用哪些器材较好（ ）‎ A．长‎1m左右的粗一点结实棉线 B．长‎1m左右的细棉线 ‎ C．带细孔的直径‎2cm左右的铁球 D． 带细孔的直径‎2cm左右的橡胶球 E．时钟 F．秒表 G．学生用刻度尺 H．最小刻度是毫米的米尺 ‎ ‎ ‎ ‎（2）甲同学先用米尺测得摆线长，再用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为_______cm，然后用秒表记录单摆完成50次全振动所用的时间如图乙所示，则单摆的周期为________s（保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). BCFH (2). 0.97 (3). 1.50‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）单摆的摆线应该选择长‎1m左右的细棉线，故选B；摆球选择体积小质量较大的带细孔的直径‎2cm左右的铁球 ，故选C；用秒表记录时间，故选F；另外还要选择最小刻度是毫米的米尺 测量摆长，故选H；‎ ‎（2）摆球直径为：‎0.9cm+‎0.1mm×7=‎0.97cm；秒表读数为：60s+15.2s=75.2s，则单摆的周期：‎ 四、解答题 ‎17.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=‎10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，在外力的作用下，绕垂直于磁感线的对称轴OO`匀速转动，角速度ω=2π rad/s，电阻R=4Ω．求：‎ ‎（1）写出流过电阻R电流的瞬时值表达式；‎ ‎（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈产生的感应电动势的值；‎ ‎（3）由图示位置转过300角的过程中，通过电阻R的电量；‎ ‎（4）电压表的示数；‎ ‎（5）线圈转动一周过程中，外力做的功．‎ ‎【答案】（1）i=0.2πcos2πt（A）（2）0（3）‎0.05C（4）‎1.78A（5）0.99J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值：Em=100×0.5×0.12×2πV=πV；‎ 则通过电阻R电流的最大值： ‎ 则流过电阻R的电流的瞬时值表达式： ‎ ‎（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈转过的角度为，此时线圈平面与磁场垂直，则产生的感应电动势的值为0；‎ ‎（3）由图示位置转过30°角的过程中，通过电阻R的电量： ；‎ ‎（4）电压表的示数 ‎ ‎（5）线圈转动一周过程中，外力做的功等于产生的电功率：‎ ‎.‎ ‎18.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别表示前后间隔△t＝0.2s的两个时刻的波形图，图中a点是实线与x轴的交点．‎ ‎（1）如果波是向x轴正方向传的，周期是多少？‎ ‎（2）如果波是向x轴负方向传播的，且该波的周期大于0.2s，则 a．波速是多少?‎ b．画出图中a质点的振动位移y随时间t变化的y-t图像，（要求至少画出一个周期内的图像，图像包含必要的基础信息）‎ ‎【答案】(1)；(2)a.‎‎2.25‎m/s，‎ b ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由波形图可知波长 由题意波向x轴正方向传播，可得 则波速 （n=0,1,2…）‎ 周期 （n=0,1,2…） ‎ ‎（2）a由波形图可知波长，‎ 由题意波向x轴负方向传播，可得 则波速 （n=0,1,2…）‎ 周期 （n=0,1,2…）‎ 因，故 波速 b.a点的振动图像如图 ‎19.一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为‎20cm．P、Q两点的坐标分别为－‎1m和－‎5m，波由右向左传播已知t＝0．5s时，P点第一次出现波谷试计算：‎ ‎①这列波的传播速度多大；‎ ‎②从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波谷 ‎③当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程为多少 ‎【答案】（1）‎10m/s （2）0.9s （3）‎‎180cm ‎【解析】‎ ‎【详解】①由图可知，波长为：，质点的起振方向竖直向上 又：‎ 解得： ‎ 由波速公式；‎ ‎②当波峰传到Q点时，需要1.5T，Q再经四分之三周期第一次到达波谷，则有：‎ ‎；‎ ‎③从波从P点传到Q点再到Q点第二次出现波峰的总时间为： ‎ 则P通过的路程为：．‎