2021塔什库尔干塔吉克自治县深塔中学高二下学期期末考试物理试题含答案

深塔中学2019— 2020学年第二学期高二年级期末考试

物理试卷

考试范围：选修3-2、3-5；考试时间：60分钟；卷面满分100分

注意事项：

1．答题前请在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息。

2．请将答案正确填写在答题卡上。

第I卷（选择题）

一、选择题（每小题4分，共60分）

1．下列现象中，属于电磁感应现象的是（    ）

A．通电线圈在磁场中转动 B．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流

C．磁铁吸引小磁针 D．小磁针在通电导线附近发生偏转

2．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流（　　）

A．周期为0.125s  

B．电压的有效值为

C．电压的最大值为 

D．电压瞬时值的表达式为

3．下列说法正确的是（    ）

A．质量为m的物质一个衰变周期后剩一半   B．只要照射金属板的光足够强，都能发生光电效应

C．原子核的比结合能越大，原子越稳定     D．核裂变放热，核聚变吸热

4．如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（    ）

A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左

B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左

C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右

D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右

5．穿过一个单匝线圈的磁通量，始终保持每秒钟均匀减少2Wb，根据法拉第电磁感应定律，则（　　  ）

A．线圈中感应电动势每秒增加2V   B．线圈中感应电动势大小不变

C．线圈中无感应电动势            D．线圈中感应电动势每秒减少2V

6．下列几种现象中，动量不守恒的是(        )

A．在光滑水平面上两球发生碰撞   

B．车原来静止在光滑的水平面上，车上的人从车头走到车尾

C．水平放置的弹簧一端固定，另一端与置于光滑水平面的物体相连，伸长的弹簧拉物体运动

D．火箭的反冲运动

7．一颗手榴弹被投出后到达最高点时的速度为v0＝10 m/s，设它炸成两块后，质量为0.4 kg的大块速度大小为250 m/s, 方向与原来方向相反，若取v0方向为正方向，则质量为0.2 kg的小块速度为(　  　)

A．－470 m/s B．530 m/s

C．470 m/s D．800 m/s

8．以下说法中正确的是（　　  ）

A．链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程

B．在光电效应实验中，入射光的频率越高，单位时间内发射的光电子数一定越多

C．拍摄玻璃窗内物品时在镜头前加一偏振片，可增强窗内透射光的强度使照片更清晰

D．一个电子和一个质子具有同样的动能时，质子的德布罗意波波长更长

9．下列关于卢瑟福原子核式结构理论的说法不正确的是（       ）

A．原子的中心有个核，叫原子核

B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D．带负电的电子在核外绕着核旋转

10．关于下列核反应方程的说法正确的是（　　）

A．是α衰变方程      

B．是核裂变方程

C．一定是释放核能的核反应方程

D．是发现中子的核反应方程

11．下列有关四幅图的说法中，正确的是(     )

A．α粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性

B．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C．放射线甲由 α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷

D．该链式反应属于原子核的聚变反应

12．（多选）下列说法正确的是(     )

A．人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象

B．在α、β、γ三种射线中γ射线电离作用最强

C．放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短

D．较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能都会增加

13．（多选）关于核力，下列说法中正确的是(     )

A．核力是一种特殊的万有引力

B．原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用

C．核力是原子核稳定存在的原因

D．核力是一种短程力

14．（多选）关于粒子散射实验，下列说法正确的是(     )

A．实验器材：放射源、金箔、荧光屏、显微镜     B．金箔的薄厚对实验无影响

C．如果改用铝箔就不能发生散射现象             D．实验装置放在真空中

15．（多选）如图是类氢结构的氦离子能级图。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV。在具有下列能量的光子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（　　）

A．40.8eV 

B．41.0eV 

C．43.2eV 

D．54.4eV

第II卷（非选择题）

二、实验题（每空2分，共22分）

16．用如图甲所示装置验证“动量守恒定律”．A、B两球半径相同，A球质量为m1，B球质量为m2，轨道包括斜槽和水平槽，固定在桌面上，白纸铺在水平地面上，复写纸在白纸上．先让A球从斜槽上某一固定位置C由静止滚下，从轨道末端水平抛出，落到复写纸上，重复上述操作10次，在白纸上得到10个落点痕迹；再把B球放在水平轨道末端，让A球仍从位置C由静止滚下，A球和B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次．M、P、N为三个落点的平均位置，O点是水平槽末端在白纸上的竖直投影点，如图乙所示．

（1）除了图甲中实验器材外，完成本实验还必须使用的测量仪器是________．

（2）在下列实验操作中，符合要求的是________（选填序号）．

A．入射小球与被碰小球必须大小相同、质量相等

B．每次必须从同一高度由静止释放入射小球

C．安装轨道时，必须让水平槽末端水平

D．实验过程中，只要保持复写纸在白纸上位置不变，可以移动白纸

（3）测量了A、B两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N、P和轨道末端投影点O几乎在同一条直线上，并测量出三个落点M、N、P与O点距离分别是LM、LN、LP．在实验误差允许范围内，若关系式________成立（用测得的物理量符号表示），则验证了动量守恒定律．

17．1909年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。

(1)根据实验现象，卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是________；

(2)1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，该现象可以说明下列两种说法中的（______）

A．原子的质量是均匀分布的     B．原子内部绝大部分空间是空的

(3)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为图中的（______）

18．某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：

（1）将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（3）由实验得出产生感应电流的条件是___________。

19．研究电磁感应现象时，所用示教电流表的“0"刻度位于表盘的正中央。实验中发现，闭合S时，电流表的指针向左偏转。

（1）图乙中，将磁铁靠近螺线管时，发现电流表的指针向右偏转，则磁铁的下端是___________ （填“N"或“S" ）极；

（2）图乙中，将磁铁N极向下从螺线管中拔出，电流表指针将___________ （填“向左” 、“向右”或“不" ）偏转。

三、解答题（20题6分，21题每小问4分，共计18分）

20．如图所示，长l的绳一端固定于O，另一端栓一个质量为M的木块并自然下垂。当质量为m的子弹水平射入木块后，它们一起摆动的最大偏角为=60˚。求子弹射入木块前的速度大小。

21．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=，金属杆ab以恒定的速率v=0.5m/s在光滑平行导轨上向右滑行，设整个电路中总电阻为R=2Ω（恒定不变），整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，金属杆ab的质量为0.1kg；试求：

（1）电路中产生感应电动势的大小是多少？

（2）金属杆ab感应电流大小是多少？方向如何？

（3）金属杆ab受到的安培力的大小是多少？方向如何？

参考答案

1．B

【详解】

A．通电线圈在磁场中转动不属于电磁感应现象，选项A错误；

B．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流属于电磁感应现象，选项B正确；

C．磁铁吸引小磁针不属于电磁感应现象，选项C错误；

D．小磁针在通电导线附近发生偏转不是电磁感应现象，选项D错误。

故选B。

2．B

【详解】

A．由图像可知，周期为0.250s，故A错误；

BC．由图像可知，交流电压的最大值为

则电压的有效值为

故C错误，B正确；

D．由图像可知，电流的周期为

则

所以电压瞬时表达式为

故D错误。

故选B。

3．C

【详解】

电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象，故C正确，ABD错误。

4．D

【详解】

试题分析：试题分析：条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈先有向下和向右的趋势，后有向上和向右的趋势；故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力；同时运动趋势向右．故选D

考点：楞次定律

点评：线圈有运动趋势是因发生了电磁感应而产生了感应电流，从而受到了安培力的作用而产生的；不过由楞次定律的描述可以直接判出，并且能更快捷

5．B

【详解】

ABCD.由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为：

感应电动势是一个定值，不随时间变化，故B正确ACD错误。

故选B。

6．C

【详解】

A．根据动量守恒条件可知，系统不受外力，或者所受外力的合力为零，系统的总动量守恒；

B．车原来静止在光滑的水平面上，车上的人从车头走到车尾，以整体为研究对象，系统所受合外力为零，故动量守恒；

C．水平放置的弹簧一端固定，另一端与置于光滑水平面的物体相连，伸长的弹簧拉物体运动，弹簧受到外界拉力作用，系统存在合外力，所以系统动量不守恒；

D．火箭反冲运动，虽然系统受重力，但是系统所受的外力比相互作用力（内力）小的多，火箭反冲运动动量近似守恒。

故选C。

7．B

【详解】

手榴弹爆炸过程系统水平方向动量守恒，以手榴弹的初速度方向为正方向，根据动量守恒定律得Mv0＝m1v1＋m2v2．即0.6×10 kg·m/s＝0.4×(－250) kg·m/s＋0.2 kg ×v2，解得：v2＝530 m/s．

8．A

【详解】

A．由定义可知，链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，A正确；

B．单位时间内发射的光电子数还与光照强度有关，B错误；

C．偏振片的作用是减弱玻璃窗反射光的强度，并不能增强透射光，C错误；

D．由公式

可得

因为电子的质量小于质子的质量，故电子的德布罗意波波长更长，D错误。

故选A。

9．B

【详解】

当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转．故ACD正确，B错误．本题选错误的
故选B．

点睛：本题比较简单考查了卢瑟福的原子核式结构模型，要了解该模型提出的历史背景，知道该模型的具体内容．

10．C

【详解】

A．α衰变是单个原子核放出α粒子，该反应不符合此特征，因此不是α衰变方程，选项A错误；

B．是α衰变方程，选项B错误；

C．是轻核聚变方程，该核反应释放核能，选项C正确；

D．査德威克发现中子的核反应用α粒子轰击铍核，选项D错误。

故选C。

11．B

【详解】

A．粒子散射实验否定了汤姆逊原子枣糕模型，确立了原子的核式结构模型，故A错误；

B．在光频率保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，故B正确；

C．根据左手定则可知放射线丙由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，故C错误；

D．链式反应属于原子核的裂变反应，故D错误。

故选B。

12．AD

【详解】

A．人类最初对原子核的认识就是来源于天然放射现象，A正确；

B．α、β、γ三种射线中α射线的电离本领最强，B错误；

C．半衰期由原子核本身决定，与外界任何因素都无关，C错误；

D．不同原子核的平均结合能不同，中等质量的核的平均结合能比轻核、重核的平均结合能都大，故D正确。

故选AD。

13．CD

【详解】

AD．核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，选项A错误，D正确；

BC．核力作用范围在之内，原子核半径的数量级为，所以核力只存在于相邻的核子之间，质子间、中子间、质子和中子间都可以有核力作用，核力是原子核能稳定存在的原因，故B错误，C正确.

故选CD.

14．AD

【详解】

AB.粒子散射实验中，是用粒子轰击很薄的金箔，通过观察粒子穿过金箔后的偏转情况，获得原子结构的信息，为了准确观察粒子的偏转情况，需要荧光屏和显微镜能够围绕金箔转动，且整个实验装置放在真空环境中，故A正确，B错误；

C.如果改用铝箔也能发生散射现象，只是铝原子核的质量和电荷数较小，实验现象没用金箔那么明显，故C错误；

D. 为了避免其它原子的影响，粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，故D正确。

15．AD

【详解】

A．若基态的氦离子吸收40.8eV后，其能量变为-13.6eV，根据玻尔理论可知氦离子能从基态跃迁到n=2的激发态， A正确；

B．若基态的氦离子吸收41.0eV，能量为-13.4eV，根据玻尔理论可知不能吸收发生跃迁，B错误；

C．若基态的氦离子吸收43.2eV，能量为-11.2eV，根据玻尔理论可知不能吸收发生跃迁，C错误；

D．基态的氦离子吸收54.4eV的能量，能量为0eV，根据玻尔理论可知能被基态氦离子吸收而电离，D正确。

故选AD。

16．刻度尺，天平    BC    m1 LP＝m1LM+m2 LN   

【详解】

第一空．验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺．

第二空．A．为了防止入射小球碰后反弹，入射小球质量应大于被碰小球，A错误．

B．为了保证每次入射小球碰撞前速度相同，每次必须从同一高度由静止释放入射小球，B正确．

C．为了保证小球碰后做平抛运动，速度水平，安装轨道时，必须让水平槽末端水平，C正确．

D．实验中，要准确记录小球平抛的水平位移，复写纸和白纸不可随意移动，D错误．

第三空．两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证： ，两边同时乘以时间t得： ，则实验需要验证： ．

17．原子核    B    C   

【详解】

原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，原子的质量主要集中在原子核上，核外电子围绕原子核做高速运动。

(1)[1]若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则不会出现极少数α粒子大角度偏转，这里的“很小的结构”指的是原子核。

(2)[2]原子核内部十分“空旷”，使绝大多数α粒子穿过后方向不变。所以A错误；B正确；

故选B。

(3)[3]通过上述实验，能说明原子结构是：原子核位于原子的中心，大部分质量集中在原子核上，所以C正确；AB错误；

故选C。

18．右偏    左偏    穿过闭合回路磁通量变化   

【详解】

（1）[1]在电键刚闭合时，回路中的电流增大，原线圈中电流产生的磁场增大，所以副线圈中的磁通量增大，此时电流表指针右偏；电键闭合后滑动变阻器的滑动触头迅速向接线柱C移动时，接入电路的有效电阻减小，所以回路中的电流增大，原线圈中的电流产生的磁场增大，穿过副线圈的磁通量增大，所以指针偏转的方向向右偏；

（2）[2]保持滑动变阻器的滑动触头不动，迅速向上提线圈A，穿过副线圈的磁通量减小，根据楞次定律可得，此时的感应电流的方向与开始时感应电流的方向相同，指针偏向左偏；

（3）[3]由实验得出产生感应电流的条件是穿过闭合回路磁通量变化。

19．N    向左   

【详解】

(1)[1]由甲图中闭合S时，电流表的指针向左偏转，可知电流从右接线柱流入时指针向左偏转，图乙中，将磁铁靠近螺线管时，发现电流表的指针向右偏转，则电流从左接线柱流入。结合螺线管绕法和安培定则可知，螺线管内部感应电流产生磁场方向向上，根据楞次定律“增反减同”可知，磁铁的下端是N极

(2)[2]由以上分析知，将磁铁N极向下从螺线管中拔出，根据楞次定律“增反减同”螺线管内部感应电流产生磁场方向向下，由安培定则结合螺线管绕法可知，电流从右接线柱流入电流表，故电流表指针将向左偏转。

20．

【详解】

设子弹射入木块前的速度大小为v，子弹射入木块后二者的共同速度大小为v共，根据动量守恒定律有

根据机械能守恒定律有

联立解得

21．（1）1V；（2）0.5A，由b到a；（3）1N；水平向左

【详解】

(1)由

代入数据可得E=1V。

(2)由闭合电路欧姆定律可得

由右手定则可知，电流方向由b到a。

(3)金属杆ab受到的安培力大小为

由左手定则可知，安培力水平向左。