2021省大庆铁人中学高二上学期期末考试物理试题含答案

铁人中学2019级高二学年上学期期末考试

物理试题

试题说明：1、本试题满分110分，答题时间90分钟。         

2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。

第Ⅰ卷  选择题部分

一、选择题（本题共13小题；每小题5分，共65分。1-8题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；9-13题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）

1. 科学研究发现，在地球的南极或北极所看到的美丽极光，是由来自太阳的高能带电粒子受到地磁场的作用后，与大气分子剧烈碰撞或摩擦所产生的结果，如图所示。则下列关于地磁场的说法中，正确的是(　　)

A.若不考虑磁偏角的因素，则地理南极处的磁场方向竖直向下

B.若不考虑磁偏角的因素，则地理北极处的磁场方向竖直向上

C.在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向南的方向

D.在地球赤道表面，小磁针静止时南极指向北的方向

2.关于原子模型，下列说法错误的是(　　)

A.汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

B.卢瑟福利用粒子散射实验，说明了原子的“枣糕”模型是不正确的

C.按照玻尔理论，氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时，辐射出光子

D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加

3.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是(　　)

        A　　　　　　　     　B                 C　  　　　　　　　　D

4.在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定从上向下逆着磁感线观看时线圈中顺时针方向为感应电流的正方向（如图甲所示），当磁场的磁感应强度B随时间

t发生如图乙所示变化时，下图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是(　　)

5.如图所示电路中，开关S原先闭合，电路处于稳定状态时，通过两电阻的电流大小分别为I1，I2，已知R1＞R2，不计线圈L的直流电阻，为理想电流表。在某一时刻突然断开开关S，则通过电流表的电流I随时间t变化的图线可能是下图中的（    ）

6.如图所示，将若干匝线圈固定在光滑绝缘杆上，另一个金属环套在杆上且与线圈共轴。当开关闭合瞬间，线圈中产生磁场，金属环就可被加速弹射出去。现在线圈左侧同一位置处先后放置形状、大小相同的铜环和铝环(两环分别用横截面积相等的铜和铝导线制成)，且铝的电阻率大于铜的电阻率，闭合开关S的瞬间，下列描述不正确的是(　　)

A.从左侧看，环中感应电流沿顺时针方向    B.线圈沿轴向有收缩的趋势

C.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力  D.若金属环出现断裂，不会影响其向左弹射

7.如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于导轨所在平面向里，一根长直金属棒与导轨成60°角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属导轨滑行时，其他电阻不计，电阻R中的电流为(　　)

A.     B.    C.   D.

8.如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长ac＝L，一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q不计重力的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是(　　)

A.    B.    C.    D.

9.如图为氢原子能级示意图的一部分，则下列说法正确的是（    ）

A.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁可能发出6种不同频率的光

B.已知钾的逸出功为2.22 eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子

C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的

D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量

10.如图是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知(　　)

A.该金属的逸出功等于E－hν0

B.该金属的逸出功等于hν0

C.入射光的频率为2ν0时，逸出的光电子的最大初动能为hν0

D.当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

11.如图所示，D是一只理想二极管，电流只能从a流向b，而不能从b流向a，平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在P点处于静止状态。以Q表示电容器储存的电荷量，U表示两极板间的电压，Ep表示电荷在P点的电势能。若保持极板B不动，将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是(　　)

A.U不变 B.Ep不变

C.Q变小 D.电荷仍保持静止

12.如图所示，用某单色光照射光电管的阴板K会发生光电效应．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片，逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压．现分别用频率为和的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m、电荷量为e，下列说法正确的是(　　)

A．用频率为的光照射时，光电子的最大初速度为

B．用频率为的光照射时，光电子的最大初速度为

C．阴极K金属的逸出功为W＝

D．阴极K的极限频率是νc＝

13.如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为6R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上，现使辐条以角速度ω绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，R1＝6R，S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是(　　)

A.通过R1的电流方向为自下而上   B.感应电动势大小为2Br2ω

C.理想电压表的示数为     D.理想电流表的示数为 

二、实验题（每空2分，共14分）

14.(1)如图甲所示的游标卡尺，读数为________cm。

(2)使用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图乙所示，读数为_______mm。

            图甲                               图乙

15.图1为多用电表中欧姆挡的电路原理图，通过调节旋钮和电阻箱，使欧姆表具有“×1”、“×10”和“×100”三种倍率，虚线框内为换倍率开关，A端和B端分别与两表笔相连。所用器材如下：

A.干电池（电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω）

B.电流表（满偏电流Ig=1mA，内阻Rg=150Ω）

C.定值电阻R1=1200Ω

D.定值电阻R2和R3

E.电阻箱R4（最大阻值999.9Ω）

F.旋钮开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干

（1）图1中的A端与_________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）若旋钮开关与1端相连，欧姆调零时R4应为__________Ω。利用该倍率测量某定值电阻的阻值，操作过程均正确，测量结果如图2所示，则该电阻的阻值为______Ω。

（3）若旋钮开关与2端相连，此时欧姆表的倍率为“×10”，流过电源的最大电流为________mA。

（4）若旋钮与3端相连，R3=________Ω（保留两位小数）。

三、计算题（本题共3小题，满分31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，答案中必须写出数值和单位。）

16.（8分）如图所示，矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ.已知ad＝5×10－2m，ab＝20×10－2m，匀强磁场的磁感应强度B＝2T，R1＝R3＝1Ω，R2＝R4＝3Ω.求：

(1)平均感应电动势；

(2)转落时，通过各电阻的平均电流．(线圈的电阻忽略不计)

17.（10分）如图所示，坐标系xOy在竖直平面内。x轴下方有匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、方向竖直向下，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里。将一个带电小球从y轴上P(0，h)点以初速度v0竖直向下抛出，小球穿过x轴后，恰好做匀速圆周运动。不计空气阻力，已知重力加速度为g。求：

(1)小球到达O点时速度的大小；

(2)小球做圆周运动的半径；

(3)小球从P点到第二次经过x轴所用的时间？

18.（13分）如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v，导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：

(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I；

(2)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P；

(3)从磁场区域右边界和金属杆重合开始计时，到扫过金属杆共需时间为t,求t时间内金属杆前进的位移x?

铁人中学2019级高二学年上学期期末考试

物理试题答案

一、选择题

二、实验题（每空2分，共14分）

14.（1）      2.385      　（2）    2.150   。   

15.（1）  红   （2）   149.5  ；   1500  （3）  10 （4）  13.64   。

三、计算题

16.（8分）【答案】(1)1V　(2)0.25A

【解析】(1)设线圈在位置Ⅰ时，穿过它的磁通量为Φ1，线圈在位置Ⅱ时，穿过它的磁通量为Φ2，有

Φ1＝BSsin30°＝1×10－2Wb，Φ2＝2×10－2Wb，

所以ΔΦ＝Φ2－Φ1＝1×10－2Wb.

根据电磁感应定律可得E＝＝V＝1V.

(2)将具有感应电动势的线圈等效为电源，其外电路的总电阻

R＝＝Ω＝2Ω.

根据闭合电路欧姆定律得总电流

I＝＝A＝0.5A.

通过各电阻的电流I′＝0.25A.

17.（10分）【答案】 (1) ；(2) ；(3)＋

【解析】 (1)设小球经过O点时的速度为v，从P到O

v2－v＝2gh，解得v＝。

(2)小球穿过x轴后恰好做匀速圆周运动，画出小球运动的轨迹示意图，如图所示，有qE＝mg，

从O到A，根据牛顿第二定律qvB＝m，

求出r＝。

(3)从P到O，小球第一次经过x轴，所用时间为t1，v＝v0＋gt1，从O到A，小球第二次经过x轴，所用时间为t2，T＝＝，t2＝＝，求出t＝t1＋t2＝＋。

18．（13分）【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】（1）感应电动势   感应电流   解得

（2）金属杆切割磁感线的速度，

则感应电动势   

电功率   解得

（3）对金属杆列动量定理可得：

该过程中流过金属杆的电荷量为: 

磁场与金属杆的相对位移为：

该过程中金属杆的位移为：