2021-2022学年江西省吉安市第一中学高二下学期第一次段考物理试题（Word版）

吉安一中2021—2022学年度下学期第一次段考

高二物理试卷

一、选择题（9——12多选）

1.如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡，最初电键S是断开的，现闭合电键S，则(   )

A.副线圈两端电压变大 B.灯泡变亮

C.电阻R中的电流变小 D. 电流表示数变大

2.人们在抗击新冠病毒过程中常使用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是(   )

A.说明分子间存在斥力

B.这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果

C. 如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道

D. 如果场所温度降到0ºC以下，就闻不到刺鼻的味道了

3.桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24 cm，高为35 cm；柱形压水气囊直径为6 cm，高为8 cm；水桶颈部的长度为10 cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于10 m高水柱产生的压强，当桶内的水还剩5 cm高时，桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从细出水管流出？（不考虑温度的变化）(   )
 

A.1次 B.2次 C.3次 D.4次

4.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是(   )

A.阴极K金属的逸出功为6.75eV

B.氢原子跃迁时共发出4种频率的光

C.光电子最大初动能与入射光的频率成正比

D.保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数可能变大

5.下列叙述正确的是(   )

A.康普顿效应和光电效应深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具有能量，后者表明光子除具有能量之外还具有动量

B.氢原子的核外电子，由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近轨道，放出光子，电子的动能减小，电势能增加

C.从到，共发生7次α衰变和3次β衰变

D.卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度偏转提出了原子的核式结构模型

6.2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置通过磁场将粒子约束在小范围内实现核聚变。其简化模型如图所示，核聚变主要原料氕核（）和氘核（）均从圆心O沿半径方向射出，被约束在半径为R和两个同心圆之间的环形区域，该区域存在与环面垂直的匀强磁场。则下列说法正确的是(   )

A.若有粒子从该约束装置中飞出，则应减弱磁场的磁感应强度

B.若两种粒子在磁场中做圆周运动的半径相同，则两种粒子具有相同的动能

C.若两种粒子从圆心射出到再次返回圆心的时间相同，则两种粒子具有相同的动量

D.若氘核（）在磁场中运动的半径，则氘核（）不会从该约束装置中飞出

7.如图所示，金属导轨上的导体棒在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c将向左运动(   )

A.向右做匀速运动 B.向右做减速运动 C.向左减速直线运动 D.向右加速直线运动

8.如图所示，在竖直平面内，两质量均为m、电荷量均为+q的小球（视为质点）P、Q用一段绝缘细线连接，整个装置始终处在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。让小球P固定不动，将细线水平拉直后由静止释放小球Q，当绳与水平方向夹角为α（小于90°）时，小球的加速度大小为：(   )

A. B. C.  D.

9.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是(   )

A.若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大

B.若只增大交变电压U，则质子在回旋加速器中运行的时间会变短

C.若只将质子换成α粒子，仍可用此装置加速α粒子

D.质子第9次被加速前、后的轨道半径之比为

10.如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m、带电荷量为的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动。下列判断正确的是(   )
 

A.滑块受到的摩擦力逐渐减小 B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动

C.滑块最终要离开斜面 D.滑块最终可能静止于斜面上

11.随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，其基本原理如图所示，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型、在磁感应强度为B、方向如图所示的勾强磁场中，两根平行金属轨道固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒垂直于放在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机以水平速度迅速钩住导体棒，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度。假如忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。下列说法正确的是(   )

A.飞机钩住金属棒过程中，系统损失的机械能为

B.飞机钩住金属棒后，将做加速度减小的减速运动直到最后停止

C.导体棒克服安培力所做的功大小等于电阻R上产生的焦耳热

D.从飞机钩住金属棒到它们停下来整个过程中运动的距离为

12.如图所示，等边三角形的边长为分别为的中点。区域I（梯形）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为；区域Ⅱ（三角形）内的磁场方向垂直纸面向里，区域Ⅲ（虚线之上、三角形以外）的磁场与区域Ⅱ内的磁感应强度大小相等，均为，但方向相反。带正电的粒子以速度从边的中点N垂直射入磁场区域I，经区域I再从P点垂直射入区域Ⅲ，粒子重力忽略不计，则下列说法正确的是(   )

A.粒子的比荷为          B.粒子的比荷为

C.粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间为

D.粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间为

二、实验题

13.一涵同学用金属铷作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示.已知普朗克常量.
 

（1）一涵同学给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），一涵同学将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是________.
（2）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，逸出功_________J，如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能________J（结果保留3位有效数字）.

14.十一班几位同学利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况.实验步骤如下：

①固定好手机，打开录音功能；

②从一定高度由静止释放乒乓球；

③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音，其随时间（单位：s）的变化图像如图所示.

根据声音图像记录的碰撞次序及相应碰撞时刻，如下表所示.

根据实验数据，回答下列向题：

（1）利用碰撞时间间隔，计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为________m（保留2位有效数字，当地重力加速度）.

（2）设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬间速度大小的比值为k，则第3次碰撞过程中________（保留2位有效数字）.

（3）一个乒乓球质量2.7克，第三次碰撞时间约0.01秒，球受到球台作用力约为________N（保留2位有效数字）

三、计算题

15.一异形封闭圆筒，圆筒的轴线和桶底成倾角，中间用质量为、厚度不计、横截面积为的挡板隔开，挡板可无摩擦地上下移动，除桶上部分材料为耐高温的导热材料外，其他部分都是由耐高温的绝热材料构成，已知上部分气体体积为400 L，压强为，下部分气体体积为100 L，初始温度为27 ℃，重力加速度，求：

（i）下部分气体的压强；

（ii）为使上下部分的体积相等，通过下部分内的电热丝给气体加热使其温度升高，其最终温度（结果保留整数）.

16.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以分别表示α粒子的质量和电荷量。

（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。

（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。

（3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损。

17.如图所示,竖直平面内有一半径为、电阻为、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在、处与距离为、电阻不计的平行光滑金属导轨、相接, 之间接有电阻,已知。在上方及下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为。现有质量为、电阻不计的导体棒,从半圆环的最高点处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行导轨足够长。已知导体棒下落时的速度大小为,下落到处时的速度大小为。

1.求导体棒从处下落时的加速度大小;
2.若导体棒进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场Ⅰ和Ⅱ这间的距离和上的电功率;
3.若将磁场Ⅱ的边界略微下移,导体棒进入磁场Ⅱ时的速度大小为,要使其在外力作用下做匀加速直线运动,加速度大小为,求所加外力随时间变化的关系式。

答案

选择题48分

实验题18分

13    刚开始电流表读数增大，但达到一定值后不再增加   （3）

14   （1）0.20（2）;0.95（3）1.1N

15，10分

解.（i）对下部分气体受力分析有      

（ii）对下部分气体受力分析有     

下部分气体 

上部分气体做等温变化，由玻意耳定律有      得

16. 12分18.答案：（1）

（2）

（3）

17. 12分解析：1.以导体棒为研究对象,             ,, ,     得到
2.当导体棒通过磁场Ⅱ时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即,
式中,
解得,
导体棒从到做加速度为的匀加速直线运动,
有得
此时导体棒重力的功率为
根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即
,
所以。
3.设导体棒进入磁场Ⅱ后经过时间t的速度大小为,
此时安培力大小为,
由于导体棒做匀加速直线运动,
有,根据牛顿第二定律,有。
即: ,
由以上各式解得