2021珠海二中高二下学期期中考试物理试题含答案

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珠海市第二中学2020－2021学年度第二学期期中考试高二年级　　物理试题考试时间　75　分钟，总分　100　分， 命题人： 审题人： 第Ⅰ卷（选择题）一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）1．下列叙述中符合物理学史的有(  )A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子和质子的存在B. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析,证实了原子是可以再分的C. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义,提出光子说,并成功地解释了光电效应现象D. 玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说2．据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒的大小一般在10-3~103μm之间。布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是 （　　）A．布朗运动是气体介质分子的无规则的运动B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的3. 如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将1.5 V直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，再将其加在匝数比的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（　　）A. 原线圈两端所接交流电压表读数为6 VB. 放电针之间电压最高可达12000 VC. 放电针之间交流电压频率100 HzD. 放电针每隔0.02 s点火一次4．不同原子核的比结合能不同，如图是按照实际测量结果画出的比结合能图线。下列判断正确的是（　　）A．中等大小的核比结合能最大，核最稳定 B．重核裂变生成产物比结合能增大，吸收能量C．轻核聚变产物平均核子质量比聚变前大 D．比结合能大的原子核平均核子质量大5．下列说法正确的是(　　)A. 当氢原子从激发态跃迁到基态时，要吸收能量B. 由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质C. 大量原子从n＝3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有4种D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关6．分子势能随分子间距离变化的图像（取趋近于无穷大时为零），如图所示。将两分子从相距处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用，则下列说法正确的是（　　）A．当时，释放两个分子，它们将开始远离B．当时，释放两个分子，它们将相互靠近C．当时，释放两个分子，时它们的速度最大D．当时，释放两个分子，它们的加速度先增大后减小7．用电阻率为ρ、横截面积为S的硬质细导线，做成半径为R的圆环，垂直圆环面的磁场充满其内接正方形，时磁感应强度的方向如图（a）所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间内（　　）A．圆环中的感应电流方向先沿顺时针方向后沿逆时针方向B．圆环所受安培力大小除时刻为零外，其他时刻不为零C．圆环中的感应电流大小为D．圆环中产生的热量为8．如图所示，两根金属导轨MN、PQ相互平行，上端接入一个定值电阻，构成U型导轨。金属棒ab恰好能静止在导轨上并与两导轨始终保持垂直且接触良好，现在导轨所在空间加一垂直于导轨的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度从零开始随时间均匀增大，经一段时间后金属棒开始运动，从加磁场到金属棒开始运动的时间内，金属棒ab受力情况中（　　）A．安培力方向始终向上，安培力大小随时间均匀增大B．安培力方向始终向下，安培力大小保持不变C．摩擦力方向始终向上，摩擦力大小先减小后增大D．摩擦力方向始终向下，摩擦力大小保持不变二、多项选择题（本大题共5小题，每小题5分，多选不得分，少选得3分，共25分）9. 月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦，2020年12月1日，我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。可控核聚变可以采用或。下列说法正确的是（　　）A. x是中子 B. y是正电子C. 核聚变过程发生质量亏损，释放核能 D. 比的原子核更稳定10. 如图甲，螺线管匝数匝，横截面积，电阻，螺线管外接一个阻值电阻，电阻的一端b接地。一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则（　　）A. 在内，R中有电流从a流向bB. 在时穿过螺线管的磁通量为C. 在4s-6s内，R中电流大小D. 在4s-6s内，R两端电压11．为节约能源，有的电动汽车设置了制动时动能回收系统，当电动汽车刹车时，电动机转变为发电机，通过逆变电路将汽车的部分动能通过转化再回收到电池中，从而增加了电动车的续航里程。其回能过程可简化为如图所示的理想化电路，金属杆PQ在光滑的水平金属导轨上向右运动，速度v逐渐减小。导轨平行且有匀强磁场垂直导轨平面，PQ产生感应电动势。已知导轨间距为L，磁感应强度为B，金属杆PQ的电阻为R，电池电动势为E，内阻为r，导轨电阻不计。下列论述正确的是（ ）A．在回能充电时金属杆PQ上的电流从P到QB．只要金属杆PQ向右运动就会给电池充电C．金属杆PQ的动能只有部分可以转化为电池的化学能D．当时回路中的电流为零12．用如图所示的实验装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零，则在该实验中（　　）A．光电子的最大初动能为1.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.05eVC．开关S断开，电流表G示数为零D．当滑动触头向a端滑动时，电压表示数增大13．如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小B=0.2T，磁铁上方为S极，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势E=6V，内阻r=0.2Ω，限流电阻R0=4.8Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=5Ω。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数恒为4V。则（　　）A．从上往下看，液体顺时针旋转B．理想电流表的示数为0.6AC．闭合开关后，液体的热功率为0.8WD．闭合开关后，经过10s液体具有的动能为8J 第Ⅱ卷（非选择题）三、计算题题（本大题共3小题，共43分）14．（12分）如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L=1 m，上端接有电阻R=3Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻r=1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图像如图乙所示。(取g=10 m/s2)求：(1)磁感应强度B的大小；(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中，电阻R产生的热量。15.（13分）如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以ω=rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接。求电键S合上后，（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；（2）电压表和电流表示数；（3）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量。16．（18分）如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨光滑，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中,求解：（1）流过定值电阻的电流方向和通过金属棒的电荷量 （2）金属棒滑过时的速度 （3）若金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，其余条件不变，金属棒从h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止，求金属棒产生的焦耳热。珠海市第二中学2020－2021学年第二学期期中考试高二年级　　物理答案一、单选题1、【答案】C【详解】汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在；但没有发现质子，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，故B错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说,并成功地解释了光电效应现象，故C正确；玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说，故D错误．所以C正确，ABD错误．2．【答案】DAB．布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，是气体分子无规则热运动撞击的结果，所以它反映的是气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故A、B错误；C．在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是分子集团，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误；D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动；固态或液态颗粒能长时间悬浮是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的，故D正确。3. 【答案】B4． 【答案】AA．中等质量核比结合能大，稳定，A正确；B．重核裂变释放能量，B错误；C．轻核聚变释放能量，比结合能增大，有质量亏损，平均核子质量减小，C错误；D．比结合能大的平均核子质量小，D错误。故选A。5. 【答案】B【详解】当氢原子从激发态跃迁到基态时，要辐射能量，故A错误；由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质，故B正确；大量原子从n＝3的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线有种，故C错误；由能级公式hν=E2-E1可知，氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故D错误．所以B正确，ACD错误．6． 【答案】C【解析】由图可知，两个分子在r=r2处分子势能最小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力恰好为0。AB．结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从r=r2处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，故A、B错误；C．由于r1r2时，分子力表现为引力，先增大后减小，则加速度先减小后增大再减小，故D错误。 7．【答案】CA．根据图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针方向，A错误；B．由于圆环没有在磁场中，不受安培力，B错误；C．由闭合电路欧姆定律得又根据法拉第电磁感应定律得 正方形的边长又根据电阻定律得联立解得 C正确；D．圆环中产生的热量为D错误。故选C。8． 【答案】A【解析】AB．当加磁场时，感应电动势大小为由于磁感应强度从零开始随时间均匀增大，所以定值，感应电动势E不变，则安培力大小为由于E、R、L为定值，B均匀增大，所以安培力大小随时间均匀增大，根据左手定则可判断，安培力方向始终沿斜面向上，故A正确，B错误；CD．未加磁场时，金属棒ab恰好能静止在导轨上，可得方向沿斜面向上，由AB选项可知，安培力方向始终向上，安培力大小随时间均匀增大，则摩擦力方向先沿斜面向上，大小逐渐减小到零；当时，摩擦力为零；当安培力继续增大时，摩擦力方向沿斜面向下，大小逐渐增大，直到金属棒开始滑动，综上所述，故C、D错误。二、多选题9. 【答案】AC10. 【答案】BC11．CD【解析】在回能充电时回路中的电流沿逆时针方向，顺时针的电流是电源放电状态，A错误。只有当金属杆PQ切割磁感线产生的电动势大于电池的电动势时才会充电，B错误。由于金属杆PQ和电源都有电阻，充电时要有部分能量转化为内能，所以只有部分可以转化为电池的化学能，C正确。当时回路中的电流为零，D正确。12． 【答案】ABD【解析】A．由题目可知，遏制电压UC=1.7V，最大初动能选项A错误；B．根据光电效应方程可知，逸出功选项B错误；C．断开开关S，光电效应依然发生，有光电流，光电管、电流表、滑动变速器构成闭合回路，电流表中电流不为零，选项C错误；D．电源电压为反向电压，当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电压表示数增大，电流表中电流减小，选项D正确。13．【答案】CD【解析】A．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心；器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，选项A错误；B．电压表的示数为4V，则根据闭合电路的欧姆定律所以电路中的电流值选项B错误；C．玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，则液体热功率为选项C正确；D．10s末液体的动能等于安培力对液体做的功，通过玻璃皿的电流的功率所以闭合开关10s，液体具有的动能是选项D正确。故选CD。三、计算题14． 【答案】(1)2 T；(2)0.075 J【解析】(1)由图像可知，杆自由下落0.1 s进入磁场以v=1.0 m/s做匀速运动，产生的感应电动势E=BLv杆中的感应电流杆所受的安培力F安=BIL由平衡条件得mg=F安代入数据得B=2 T(2)电阻R产生的热量Q=I2Rt=0.075 J15.（1）线圈从平行磁场开始计时，感应电动势最大值：Em=nBSω=V。故表达式为：e=Emcosωt=cost（V）；（2）根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值：，代入数据解得E=50V。电键S合上后，由闭合电路欧姆定律得：，U=IR。联立解得I=2A，U=40V；（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R上的电量为：q=I△t=，代入数据解得，q=0.04C。16． 【解析】（1）金属棒下滑到低端时速度向右，而且磁场竖直向上，根据右手定则可以知道流过定值电阻的电流方向是Q→N 根据法拉第电磁感应定律，通过金属棒的电荷量为（2）金属棒滑过整个磁场区域时由动量定理金属棒滑过时由动量定理其中 联立解得（3）根据动能定理则则克服安培力所做的功为电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功，所以金属棒产生的焦耳热为