2021-2022学年甘肃省定西市临洮县文峰中学高二下学期期中物理试题含解析

2021-2022学年度第二学期高二物理期中考试试题

临洮县文峰中学

考试时间：120分钟；满分：100分

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、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）

第I卷有15道小题，共60分。第1-10题只有一个选项是正确的，选对得4分，选错得0分；第11-15题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

一、单选题（共40分）

1. 下列图像中不属于交流电的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】电流大小和方向做周期性变化的叫做交变电流，D选项中的电动势大小周期性变化，方向没有变化，不属于交变电流。

故选D。

2. 如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100tV的交流电源上，副线圈接有R=11的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A. 电压表的读数约为156V

B. 电流表的读数为20.0A

C. 原线圈的输入功率为1100W

D. 副线圈输出交流电的周期为0.01s

【答案】C

【解析】

【详解】A．交流电源的有效值

根据求得

电压表的读数

A．错误；

B．R的电流

由可求得

原线圈电流

I1=5A

B错误；

C．原副线圈上的功率相等，副线圈的输出功率

原线圈的输入功率为1100W，C正确；

D．副线圈输出交流电的周期与原线圈的输入端的电流周期相等为

D错误．

故选C。

3. 一矩形线圈在匀强磁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

B. 该交流电的电动势有效值为

C. 该交流电的电动势有效值比交流电的小

D. 时，穿过矩形线圈的磁通量最小

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题意可知，该交流电的角速度为：，而，解得该交流电的频率为

A错误；

B．由题意可知该交流电的电动势的最大值为：，由最大值与有效值的关系可得该交流电的电动势有效值为，B正确；

C．由于两交流电的最大值相同，故有效值相同，C错误；

D．由于该交流电的周期为

故时刻该线圈正处于中性面位置，故穿过其中的磁通量最大，D错误．

故选B。

4. “天宫课堂”授课时，航天员叶光富在中国空间站尝试太空转身。某次尝试时他把上半身向左运动，下半身将会向哪一侧运动（　　）

A. 向前 B. 向后 C. 向右 D. 向左

【答案】C

【解析】

【详解】叶光富在中国空间站可近似认为所受合力为0，根据动量守恒，转身时，上半身向左运动时，上半身有向左的动量，则他的下半身会具有向右的动量，这样总动量才能守恒。故下半身会向右运动。故ABD错误，C正确；

故选C。

5. 滑雪是深受人们喜爱的一种冰雪运动如图所示，是黄冈市英山县滑雪场中的部分滑道。某次滑雪中，甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，经过倾斜滑道和水平滑道的连接点B，在C点追上乙同学，并撞在一起（相碰并抱住对方，此过程时间极短）。下列说法正确的是（　　）。

A. 甲同学从A点运动到B点的过程中机械能守恒

B. 倾斜滑道对甲同学的冲量垂直斜面向上

C. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统动量守恒

D. 撞在一起的过程中甲、乙两同学构成的系统机械能守恒

【答案】C

【解析】

【详解】A．甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，有摩擦力做功，所以机械能不守恒，故A错误；

B．甲同学沿倾斜滑道从A点匀速下滑，受力平衡，倾斜滑道对甲同学的力竖直向上，与重力等大反向，所以倾斜滑道对甲同学的冲量竖直向上，故B错误；

C．撞在一起的过程极短，内力远大于外力，所以甲、乙两同学构成的系统动量守恒，C正确；

D．撞在一起，两同学共速，相当于完全非弹性碰撞，动能损失最大，所以此过程中甲、乙两同学构成的系统机械能不守恒，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以的速度撞向刚性壁障，汽车速度瞬间减为0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（　　）

A. 安全气囊减少了碰撞过程中模型人的受力时间

B. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力

C. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人的动能变化量

D. 安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量

【答案】B

【解析】

【详解】整个碰撞过程中模型人受到的冲量和模型人的动能变化量是一定的，不因安全气囊的弹出而发生变化。根据动量定理可知安全气囊的作用是增加了碰撞过程中模型人的受力时间，从而减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力，故ACD错误，B正确。

故选B。

7. 如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板，有粒子逸出，则（　　）

A. 逸出的粒子带正电

B. 改变光束的频率，金属的逸出功随之改变

C. 减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少

D. 减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出

【答案】D

【解析】

【详解】A.光电效应逸出的是光电子，带负电，A错误；

B.金属的逸出功与光束的频率无关，只与金属本身有关，B错误；

C.发生光电效应时，逸出光电子的初动能与照射光的频率有关，与光强无关，C错误；

D.减小光束的频率，金属板可能没有粒子逸出，D正确；

故选D

8. 图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22 eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（　　）

A. 两种 B. 三种 C. 四种 D. 五种

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】根据玻尔的跃迁假设，有

可知，这群氢原子向低能级跃迁时，能够发出6种不同频率的光波，其光子能量分别为

根据光电效应理论解释可知，入射光的光子能量大于等于金属钾的逸出功，才能使金属钾发生光电效应。上面所求6种光子，能量大于2.22的有4种。

故选C。

9. 医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 100个原子核在经过一个半哀期后，一定还剩50个

B. 温度升高原子运动的剧烈，其半衰期将变小

C. 原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3

D. 从图中可以得到的半衰期为115.1d

【答案】D

【解析】

【详解】A.半衰期是大量原子核的统计规律,少数原子核无法预测半衰期，A错误;

B.原子核半衰期与外界温度压强无关，B错误;

C.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与化学状态无关，C错误;

D.由图可知，从到恰好衰变了一半，可知半衰期为

的半衰期为115.1d，D正确．

故选D。

10. 1964年10月16日，中国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功，图示为中国成功爆炸的第一颗原子弹模型。核裂变的产物是多种多样的，其中一种典型的核裂变反应方程为：，裂变为更稳定的和，则下列说法正确的是（　　）

A. 的比结合能大于的比结合能

B. 的结合能大于的结合能

C. ，

D. 目前的核电站是利用放出的核能

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．比结合能越大，原子核越难分离成单个核子，即原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，由于比稳定，则的比结合能小于的比结合能。故A错误；

C．根据质量数守恒和电荷数守恒有

235+1=90+A+10，92=38+Z

解得

A=136，Z=54

故C正确；

B．组成原子核的核子数越多，它的结合能越大，由于的核子数为90，小于的核子数136.的结合能小于的结合能。故B错误；

D．目前投入使用的核电站采用的都是可控核裂变释放的核能

是轻核聚变，故D错误。

故选C。

二、多选题（共20分）

11. 如图所示为某水电站的输电原理图。升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，则（　　）

A. n1<n2 B. n1>n2 C. n3>n4 D. n3<n4

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．根据

解得

n1<n2

A正确，B错误；

CD．根据

解得

n4<n3

C正确，D错误。

故选AC。

12. 在电子线路中,从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分,又有低频成分．如图所示的电路中,a、b两端得到的交变电流既含高频,又含低频,L是一个25mH的高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法正确的是( )

A. L的作用是“通低频，阻高频”

B. C的作用是“通低频，阻高频”

C. C的作用是“通高频，阻低频”

D. 通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.L的作用是“通低频，阻高频”，故A正确；

B.C的作用是“通高频，阻低频”，故B错误；

C.C的作用是“通高频，阻低频”，故C正确；

D.经过L的阻高频，经过C的通高频，因此通过R的电流中低频电流占得比例远远大于高频交流，故D正确；

故选ACD。

13. 某正弦交流电的i－t图象如图所示，则该电流的(　  　)

A. 频率f＝0.02 Hz

B. 有效值I＝10 A

C. 峰值Im＝10 A

D. 瞬时值表达式i＝20sin 100πt(A)

【答案】BD

【解析】

【详解】由图可知，周期T=0.02s，频率为，故A错误；正弦交流电峰值Im=20A，有效值，故B正确，C错误；角速度ω=2πf=100πrad/s，所以瞬时值表达式i=20sin100πt A，故D正确．所以BD正确，AC错误．

14. 法国里昂的科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（　　）

A. 该粒子不显电性 B. 在周期表中与氢元素占同一位置

C. 该粒子质量比氢原子小 D. 该粒子质量数为4

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意可知，此粒子是由四个中子构成的，所以它的核电荷数为零，不显电性，A正确，B错误；

CD．该粒子的质量数为4，故质量比氢原子大，C错误，D正确。

故选AD。

15. 铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有(    )

A. X粒子中子

B. X粒子是质子

C. U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定

D. U、Sr、Xe相比，U质量数最多，结合能最大，最稳定

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.根据核反应方程，质量数守恒，电荷数守恒得X是中子，所以A正确，B错误

C.根据图像可知，中等质量大小的Sr的比结合能最大，比结合能越大，分子越稳定，C正确

D.裂变反应释放能量，所以U的质量数最多，结合能最大，但比结合能越大，越稳定，根据C选项分析，Sr的比结合能最大，最稳定，D错误

第II卷（非选择题）

三、实验题（每空2分，共6分）

16. 小明同学在“探究碰撞前后物体动能的变化”实验中，他采用如图1所示的实验装置，在光滑的水平轨道上，停着甲、乙两辆小车，甲车系一穿过打点计时器的纸带，在启动打点计时器的同时，给甲车沿轨道方向的一个瞬时冲量，使之做匀速运动，然后与原来静止的小车乙相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，纸带为某次记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况，小明选取该次数据记录如下表（电磁打点计时器使用的电源频率为50Hz，所有单位均为国际单位）

（1）表中空格处数据为___________J；

（2）如图2所示，纸带___________端（填“A”或“B”）与甲车相连；

（3）试判定该次碰撞是___________碰撞（选填“弹性”、“非弹性”或者“完全非弹性”）。

【答案】    ①. 0.048    ②. A    ③. 完全非弹性

【解析】

【详解】（1）[1]碰后甲乙两车一起运动，由

（2）[2]根据碰撞满足动量守恒，可知碰后的速度小于碰前的速度，即碰前速度较大，点距较大，故A端与甲车相连。

（3）[3]根据碰撞的数据可得

故该碰撞为完全非弹性碰撞。

【点睛】本题考查了验证动量守恒定律实验，由图示纸带求出小车的位移、由速度公式求出小车的速度即可正确解题。

四、解答题（共34分）

17. 一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻为R=4Ω，线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：

（1）线圈中感应电动势的最大值。

（2） 线圈中感应电动势的瞬时值表达式。

（3）线圈从开始计时经s时，线圈中电流的瞬时值。

【答案】（1）50V；（2）e=50sin10πt（V）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】(1)线圈中感应电动势的最大值为

联立，可得

(2) 线圈中感应电动势的瞬时值表达式为

代入数据，得

(3)线圈从开始计时经s时，线圈中电动势的瞬时值为

根据闭合电路欧姆定律，有

联立，可得

18. 如图所示，ABC是光滑轨道，其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆，AB部分与BC部分平滑连接。一质量为M的小木块放在轨道水平部分，木块被水平飞来的质量为m的子弹射中，子弹留在木块中。子弹击中木块前的速度为v0。若被击中的木块能沿轨道滑到最高点C，重力加速度为g，求：

（1）子弹击中木块后的速度；

（2）子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q；

（3）木块从C点飞出后落地点距离B点的距离s。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）子弹击中木块，根据动量守恒有

解得子弹击中木块后的速度

（2）根据能量守恒

得子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量Q

（3）击中后根据动能定理

木块从C点飞出后做平抛运动

解得

19. 如图为远距离输电示意图，已知电厂的输出功率为100kW，输出电压为250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为20：1，输电线的总电阻，图中变压器可视为理想变压器，求：

（1）图示中的送电电流

（2）用户得到的电压

（3）用户得到的功率。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据

可得

又因为

则输电线上的电流为

(2)输电线上损失的电压为

降压前的电压为

用户得到的电压为

(3)输电线上损失的功率为

用户得到的功率为