高二下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷A卷

这是一份高二下学期物理人教版（2019）期末达标测试卷A卷，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。
1.在通往量子理论的道路上，许多物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是( )
A.爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
B.德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C.玻尔把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
D.普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
2.如图所示是电子射线管示意图。接通电源后，电子束由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向上（z轴正方向）偏转，可在空间加一磁场，则该磁场方向( )
A.沿x轴负方向B.沿y轴正方向C.沿y轴负方向D.沿z轴正方向
3.如图所示，有一半径为R的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有abcda方向的恒定电流I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里，整个线框都在磁场中。平衡时，弹簧测力计的读数为F；若将线框上提，让圆形线框正好有一半露出磁场，其他条件都不改变，再次平衡时，弹簧测力计的读数为3F，则匀强磁场的磁感应强度大小为( )
A.B.C.D.
4.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，设普朗克常量为h，下列说法错误的是( )
A.能产生3种不同频率的光子
B.产生的光子的最大频率为
C.当氢原子从能级跃迁到时，氢原子的能量变大
D.若氢原子从能级跃迁到时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级跃迁到时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为
5.如图所示的电路中，两灯泡完全相同，与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后，会逐渐变亮
B.闭合开关S，电路稳定后，亮度相同
C.断开开关S的瞬间，a点的电势比b点的低
D.断开开关S后，会逐渐变暗，直至熄灭
6.如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°。不计重力，则为( )
A.B.C.D.
7.如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转，则以下说法正确的是( )
A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大
B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数
C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大
D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零
8.在不同温度下，一定量气体的分子速率分布规律如图所示。横坐标表示分子速率，纵坐标表示某速率附近单位区间内的分子数占总分子数的百分率，图线1、2对应的气体温度分别为，且。以下对图线的解读正确的是( )
A.温度时，分子的最高速率约为400 m/s
B.对某个分子来说，温度为时的速率一定小于温度为时的速率
C.温度升高，最大处对应的速率增大
D.温度升高，每个单位速率区间内分子数的占比都增大
9.（多选）一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生感应电动势的瞬时值表达式为，则下列说法正确的是( )
A.当时，线圈平面与中性面垂直
B.当时，穿过线圈的磁通量等于零
C.该线圈转动产生的交流电能让标为“”的电容器正常工作
D.若将线圈的转速提高1倍，其他条件不变，则感应电动势的瞬时值表达式将变为
10.（多选）海水中含有大量的正、负离子，并在某些区域具有固定的流动方向，据此人们设计并研制“海流发电机”，可生产无污染的再生能源，为海洋航标灯持续供电。其工作原理如图所示，用绝缘防腐材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道上、下两个表面分别装有防腐导电板，板长为a、宽为b（未标出），两板间距为d，将管道沿着海水流动方向固定于海水中，将航标灯L与两导电板M和N连接，加上垂直于管道前后面的匀强磁场（方向如图），磁感应强度大小为B，海水流动方向如图所示，海水流动速率为v。已知海水的电阻率为ρ，航标灯电阻为R，下列说法正确的是( )
A.“海流发电机”为航标灯L供电的电流方向为
B.“海流发电机”稳定时产生的感应电动势为
C.通过航标灯L的电流为
D.“海流发电机”发电的总功率为
11.如图所示，绝热的容器内封闭一定质量的气体（不考虑分子间的相互作用力，外界大气压恒定），用电阻丝对其加热时，绝热活塞缓慢地无摩擦地上升，下列说法正确的是( )
A.活塞上升，气体体积增大，温度降低
B.电流对气体做功，气体又对外做功，气体内能可能不变
C.电流对气体做的功一定大于气体对外做的功
D.气体体积增大，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数减少，气体压强一定减小
12.（多选）用两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )
A.增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小
B.a光照射金属板时验电器的金属小球带负电
C.a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长
D.若a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的，则b光可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
二、非选择题：本题共6小题，共52分。
13.（8分）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺少的导线补接完整。
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上开关后，
①将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将________（选填“向左偏”或“向右偏”）；
②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将________（选填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）如果B线圈两端不接任何元件，则B线圈电路中将________。
A.因电路不闭合，无电磁感应现象
B.有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
14.（4分）密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，其实验装置如图所示，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平放置的平行板之间。今有一带负电的油滴，不加电场时，油滴由于受到重力作用加速下落，速率变大，受到的空气阻力也变大，因此油滴很快会以一恒定速率匀速下落。若两板间加一电压，使板间形成向下的电场E，油滴下落的终极速率为。已知运动中油滴受到的阻力可由公式计算（其中r为油滴半径，η为空气粘滞系数）。实验时测出为已知，则：
（1）油滴的带电荷量________。
（2）经多次测量得到许多油滴的电荷量Q测量值如下表（单位为）：
分析这些数据能得到什么结论：______________。
15.（9分）波长为的伦琴射线使金箔发射光电子，电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做匀速圆周运动的最大半径为r。已知，电子的质量。试求：
（1）光电子的最大初动能；
（2）金箔的逸出功；
（3）该电子的物质波的波长。
16.（9分）一群氢原子处于量子数能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
（1）氢原子可能发射几种频率的光子？
（2）氢原子由量子数的能级跃迁到的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？
17.（12分）如图甲所示，有一边长、质量的正方形单匝线框abcd放在光滑水平面上。在大小恒定的水平拉力F的作用下，线框穿过垂直水平面向下、磁感应强度的匀强磁场区域。时刻线框cd边刚进入磁场，此时它的速度时刻cd边刚出磁场边界。从进入到离开磁场区域的3 s时间内线框运动的图像如图乙所示。求：
（1）时，两点间的电势差；
（2）恒力F的大小；
（3）线框从cd边刚进入磁场到cd边刚离开磁场的过程中，线框中产生的焦耳热Q。
18.（10分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，求：
（1）粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）电场强度和磁感应强度的大小之比。
答案以及解析
1.答案：A
解析：爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，A正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B错误；普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，D错误。

2.答案：C
解析：荧光屏上的亮线向上（z轴正方向）偏转，即电子向z轴正方向偏转，则电子所受的洛伦兹力应沿z轴正方向，根据左手定则可知，所加磁场的方向应沿y轴负方向。ABD错误，C正确。
3.答案：A
解析：圆形线框全部在磁场中时，受到安培力作用的有效长度为零，则满足关系，圆形线框正好有一半露出磁场，有效长度为2R，受到竖直向下的安培力，大小为，由平衡条件得，解得，A正确，BCD错误。
4.答案：C
解析：根据可得从能级向低能级跃迁能产生种不同频率的光子，A正确；产生的具有最大能量的光子是从能级向能级跃迁时产生的，根据公式，解得，B正确；从高能级向低能级跃迁，释放光子，氢原子能量变小，C错误；若氢原子从能级跃迁到时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级跃迁到时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为，故D正确。

5.答案：C
解析：
6.答案：B
解析：设圆形磁场区域的半径为R，沿直径MON方向以速度射入圆形匀强磁场区域的粒子离开磁场时速度方向偏转90°，则其轨迹半径为，由洛伦兹力提供向心力得，解得；沿直径MON方向以速度射入圆形匀强磁场区域的粒子离开磁场时速度方向偏转60°，由几何关系得，可得其轨迹半径为，由洛伦兹力提供向心力得，解得，则，选项B正确。
7.答案：D
解析：将滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和光电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；紫光的频率比绿光频率大，则改用紫光照射该金属时一定能发生光电效应，则电流表一定有示数，故B错误；将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间内通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间内从金属表面逸出的光电子数不变，饱和光电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移动一些，若此时的电压仍小于遏止电压，则电流表有示数，故D正确。
8.答案：C
解析：纵坐标表示不同速率的分子数所占的比例，而不是速率的大小，温度时，分子速率约为400 m/s的分子数所占的比例最大，但分子速率可以大于、小于或等于400 m/s，A项错误；温度升高，分子的平均动能增大，平均速率也增大，这是大量分子运动的统计规律，对个别的分子没有意义，并不是每个分子的速率都增大，B项错误；温度是分子平均动能的标志，温度升高，速率大的分子所占的比例增大，最大处对应的速率增大，C项正确；温度升高，速率大的区间分子数所占比例增大，速率小的区间分子数所占比例减小，D项错误。
9.答案：BD
解析：当时，电动势为零，线圈平面与中性面重合，A错误；当时，，电动势最大，线圈与中性面垂直，穿过线圈的磁通量等于零，B正确；300 V是电容器两端所允许加的最高电压，而该线圈转动产生的电压最大值，故该线圈转动产生的交流电不可以使标为“300 V 5 μF”的电容器正常工作，C错误；原来感应电动势的瞬时值表达式为，当线圈的转速提高1倍，其他条件不变时，由，可得感应电动势的瞬时值表达式变为，D正确。
10.答案：BC
解析：由左手定则可知，海水中正、负离子受洛伦兹力作用分别向M板和N板运动，则M板带正电，N板带负电，发电机为航标灯L供电的电流方向为，A错误；在两板间形成稳定的电场后，海水中的正、负离子受电场力和洛伦兹力作用而平衡，在两板间形成稳定电压，有，解得，则感应电动势，B正确；海水的电阻，由闭合电路欧姆定律得通过航标灯L的电流，C正确；“海流发电机”发电的总功率，D错误。
11.答案：C
解析：活塞可无摩擦滑动，外界大气压强不变，故气体做等压变化，由理想气体状态方程可知，活塞上升的过程中气体体积增大，故温度一定升高，A错误；气体温度升高，而理想气体内能只取决于分子的平均动能，故气体的内能一定增大，B错误；因内能增大，由热力学第一定律可知，电阻丝向气体放出的热量一定大于气体对外做的功，C正确；气体体积变大，但由前面分析知气体压强不变，D错误。故选C。
12.答案：CD
解析：增大a光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，A错误；a光照射金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，B错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属板的极限频率，因此a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，C正确；氢原子从能级向能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从能级向能级跃迁时产生的光子能量，D正确。
13.答案：（1）如图所示
（2）①向右偏；②向左偏
（3）BD
解析：（1）补接导线如图所示。
（2）①开关闭合时，灵敏电流计指针向右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，灵敏电流计指针向右偏，所以将A线圈迅速插入B线圈时，磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏。②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，A线圈中电流减小，磁场减弱，则穿过B线圈的磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。
（3）穿过B线圈的磁通量发生变化时，即使B线圈电路不闭合，B线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向。故选BD。
14.答案：（1）
（2）电荷的最小电荷量即元电荷为
解析：（1）没有加电压时，达到有，
加上电压后，受到向上的阻力和电场力，有
，
解以上两式得到油滴带电荷量。
（2）在误差允许范围内，可以认为油滴的带电荷量总是的整数倍，故电荷的最小电荷量即元电荷为。
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：解：（1）电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的最大半径，其最大初动能为。
（2）由爱因斯坦光电效应方程和得
。
（3）由德布罗意波的波长公式可得，又，
解得。
16.答案：（1）6
（2）
（3）见解析
解析：解：（1）可能发射种频率的光子。
（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为
。
（3）ε只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应。根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为
。
17.答案：（1）-0.18 V
（2）0.5 N
（3）2.1 J
解析：解：（1）时，线框cd边刚进入磁场，产生的感应电动势
感应电流
两点间的电势差为路端电压，且感应电流在电源内部由c流向d，故c点电势较低，两点间的电势差为
代入数据联立解得
（2）当ab边也进入磁场后，线框在磁场中做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得
由题图乙可知，加速度
解得
（3）从cd边进入磁场到ab边进入磁场过程，由能量守恒定律可得，线框中产生的焦耳热
解得
从ab边进入磁场到cd边刚离开磁场过程，线框中没有产生感应电流，没有产生焦耳热。故
18.答案：（1）；与x轴正方向成45°角，斜向上
（2）
解析：（1）粒子运动轨迹如图：
粒子在电场中由Q到O做类平抛运动，设O点速度v与x方向夹角为α，Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，根据平抛运动的规律有：
x方向：
y方向：
粒子到达O点时沿y轴方向的分速度：
，
又，
解得，即，
粒子到达O点时的夹角为45°解斜向上，粒子到达O点时的速度大小为
；
（2）设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，粒子在电场中运动的加速度：
，
设磁感应强度大小为B，粒子做匀速圆周运动的半径为R，洛伦兹力提供向心力，有：
，
根据几何关系可知：
解得：
6.41
8.01
9.65
11.23
12.83
14.48
金属
铯
钙
铝
钨
逸出功
1.9
3.2
4.2
4.5
闭合开关S后
两灯泡均立刻变亮
A错误
闭合开关S，电路稳定后
因线圈L的直流电阻不计，所以与二极管被短路，不亮，而将更亮
B错误
断开开关S的瞬间
会立刻熄灭，线圈L与灯泡与二极管构成回路，线圈L产生的感应电动势方向与原电流方向相同，a点的电势低于b点的电势
C正确
断开开关S后
二极管具有单向导电性，所以回路中没有感应电流，也是立刻熄灭
D错误