河南省天一大联考2020-2021学年高二下学期期中考试+物理+答案

这是一份河南省天一大联考2020-2021学年高二下学期期中考试+物理+答案，共14页。试卷主要包含了4r等内容，欢迎下载使用。

物理
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一个选项符合题目要求，第6～8题有多个选项符合要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.如图所示，a、b为两条平行长直导线，两导线中均通有水平向右的恒定电流，A、B是空间两点，与直导线均在纸面内，则下列判断正确的是
A.A点的磁场方向一定垂直纸面向外 B.A点的磁场方向一定垂直纸面向内
C.B点的磁场方向一定垂直纸面向外 D.B点的磁场方向一定垂直纸面向内
2.如图所示，绝缘直导线固定在竖直平面内，导线中通有竖直向上的恒定电流，等腰直角三角形金属框ABC紧靠在直导线上，直导线将三角形的面积一分为二，直导线与AB边平行，将三角形金属框一直向右平移，则金属框中感应电流方向
A.沿顺时针方向 B.沿逆时针方向
C.先沿顺时针方向，后沿逆时针方向 D.先沿逆时针方向，后沿顺时针方向
3.某放射性元素X的原子核发生了β衰变，产生了新的元素Y原子核，同时放出γ光子，下列判断正确的是
A.Y比X原子序数小
B.Y原子核比X原子核核子平均质量小
C.X原子核放出β射线，表明X原子核内有β粒子
D.γ光子来自X原子核
4.如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到n＝3能级，再从n＝3回到n＝1能级，则下列说法正确的是
A.基态氢原子吸收的光子能量为1.51eV
B.大量氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，可释放两种不同频率的光子
C.释放的光子能量最小为1.89eV
D.氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，氢原子的能量减小，电势能增大
5.图1所示为某可调台灯电路图，变压器原、副线圈匝数比为5：1，灯泡的额定电压为40V，额定功率为20W，在a、b两端接上如图2所示的交流电，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，这时滑动变阻器消耗的功率为
A.1W B.2W C.3W D.4W
6.如图所示为某静电场三条电场线，在直的电场线上，有A、B两点，一个带电粒子仅在电场力作用下从A运动到B，则粒子在运动过程中

A.速度一定不断增大 B.电势能一定不断减小
C.速度变化一定越来越快 D.受到的电场力一定越来越大
7.小型机器人在人们的日常生活中应用越来越多，机器人是依靠直流电源供电驱动直流电机进行工作，电动机的额定电压为U，内阻为r。将电动机直接接在电动势为1.2U的直流电源两端，接通电源，电动机刚好正常工作，电动机输出功率等于，则下列判断正确的是
A.电路中的电流为 B.直流电源的内阻为0.4r.
C.直流电源的效率约为83.3% D.直流电源的输出功率为
8.如图1所示，单边有界匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。边长为L、电阻为R的正方形金属线框abed在外力作用下从磁场边界左侧沿纸面向右运动并进入磁场，线框ab边始终与磁场边界平行，线框进磁场过程线框中的电流随时间变化如图2所示，则
A.线框一定是变加速进入磁场
B.ab边进入磁场时的速度大小为
C.线框进入磁场过程中ab边的最大电压为
D.线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量为2I0t0
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第9～13题为必考题，每个试题考生都必须作答。第14～15题为选考题，考生根据要求作答。
(一)必考题：共48分。
9.(7分)某同学用如图1所示装置研究光电效应现象。保持滑片P的位置不变，调节滑片P'，使电压表的示数为零。
(1)用频率为ν(大于阴极K金属的极限频率)的可见光照射到光电管阴极K上，此时电流表中
(填“有”或“没有”)电流通过。
(2)多次调节滑片P'，测得多组电压表和对应的电流表的示数U、I，作出I－U图像如图2所示，由图像2可知光电子的最大初动能为 eV。
(3)改变照射光的频率，使照射光的频率增加了2.4×1014Hz，再次实验，作出的I－U图像如图3所示，已知电子的电量为1.6×10－19C，由此求得普朗克常量h＝ J·s(结果保留2位有效数字)。
10.(8分)某实验小组成员要测定一段金属丝的电阻率(金属丝的电阻约为几欧)。实验时先测得金属丝的直径为d。
(1)要测量金属丝的电阻，他从实验室中选取了合适的器材：电池组(电动势3V，内阻约1Ω)、电流表(量程0.6A，内阻约0.1Ω)、电压表(量程3V，内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0～20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干。为了尽量减小测量误差，要求电压调节范围尽量大些，且电表示数从零开始，请将下列实物连接完整。
(2)闭合电键前，将滑动变阻器的滑片移到最 (填“左”或“右”)端，闭合电键，移动滑动变阻器，某次电流表和电压表的示数如图2所示，则电流表的示数为I＝ A；电压表的示数U＝ V，根据这组数据求得金属丝的电阻R＝ Ω(结果保留3位有效数字)；若实验误差主要来自电阻的测量，则因电表的内阻影响使测得的电阻率比实际值偏 (填“大”或“小”)。
11.(8分)发生α衰变时，其衰变方程为：，光在真空中的传播速度为c＝3×108m/s，e＝1.6×10－19C，求：
(1)一次衰变过程中亏损的质量为多少千克(保留2位有效数字)；
(2)若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为α粒子和钍核的动能，则放出的α粒子的动能是多少(单位用MeV表示，保留2位有效数字)；
(3)若静止的铀核处在匀强磁场中，释放的α粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则α粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少。
12.(10分)如图1所示，U形金属导轨固定在绝缘水平面上，处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，匀强磁场随时间变化如图2所示。一根质量为m的金属棒ab垂直放在导轨上与导轨接触良好，刚好组成一个边长为L的正方形闭合回路。t＝t0时刻，金属棒刚好要滑动。已知金属棒接入电路的电阻为R，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：
(1)金属棒没有动时，金属棒中的感应电流大小及方向；
(2)0～t0时间内，通过金属棒横截面的电荷量及金属棒中产生的焦耳热；
(3)金属棒与导轨间的动摩擦因数。
13.(15分)如图所示，在直角坐标系的第一象限内，在y＝d和x轴之间有沿x轴正方向的匀强电场；在y＝d上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿y轴正向以速度v0射入电场，粒子经电场偏转从坐标为(d，d)的位置进入磁场，粒子在磁场中运动的轨迹刚好与y轴相切，不计粒子的重力。求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)若仅将磁场方向反向，磁感应强度大小不变，粒子从O点射入电场的速度不变，粒子在电场和磁场中运动的总时间为多少；试确定粒子从x轴上离开电场的位置坐标。
(二)选考题：共30分。请考生从给出的14、15两道题中任选一题作答。如果多选，则按所做的第一题计分。
14.选修3－3(30分)
(1)(5分)关于气体液体和固体，下列说法正确的是 。(填正确答案的标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大
B.液体表面层分子比内部分子稀疏，因此液体表面有收缩的趋势
C.多晶体是由许多单晶体按一定规律组合成的，有确定的几何形状
D.液体与固体接触的附着层分子如果比液体内部更稀疏，则液体与固体表现为浸润
E.气体在等压变化过程中，随温度升高，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数减少
(2)(5分)对分子动理论及热力学定律的理解，下列说法正确的是 。(填正确答案的标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵是不会减少的
B.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，吸收热量，内能增大
C.冰箱把热量从低温物体传递到高温物体的过程，是遵循热力学第二定律的
D.布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的
E.两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大
(3)(10分)一定质量的理想气体，经历从a→b→c→a的状态变化过程，其p－V图像如图所示，Ta＝250K，从a→b过程气体对外界做功为100J。
(i)气体在状态b、c时的温度分别为多少；
(ii)气体从b到c状态外界对气体做功多少，气体内能改变多少。
(4)(10分)如图1所示，U形玻璃管粗细均匀，管内有一段水银柱，左管口封闭，水银柱左右两管中水银液面高度差为h＝4cm，底部水平水银柱长为L＝10cm，环境温度为300K，大气压强为76cmHg。将U形管在竖直面内沿顺时针缓慢转动90°，如图2所示，这时上、下管中水银液面相平，玻璃管的直径忽略不计。求：
(i)图1中左管中封闭气柱的长度为多少；
(ii)若在图1状态下，通过升温，使左右两管中的水平液面相平，则环境温度上升为多少(保留1位小数)。
15.选修3－4(30分)
(1)(5分)关于光的波动性、电磁波及相对论，下列说法正确的是 (填正确答案的标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.电磁波由真空进入介质传播时，波长变短
B.宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论力学计算它的运动轨道
C.当光的波长明显比圆孔的直径小时，就不能产生衍射现象
D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则相邻亮条纹间距变窄
E.照相机镜头的增透膜最小厚度应为入射光在增透膜中波长的
(2)(5分)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻的波形如图所示，a、b、c是波传播路径上的三个质点，质点a、b的平衡位置分别在x轴上x＝2m和x＝6m处，从t＝0时刻开始，质点b经3s的时间第一次到达波谷，质点c比质点b先到达波谷，则下列判断正确的是 。(填正确答案的标号。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A.波沿x轴正方向传播 B.t＝0时刻，质点a沿y轴负方向振动
C.波传播的速度大小为4m/s D.质点a与质点b的振动方向总是相反
E.质点c在2s内通过的路程为1m
(3)(10分)如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.5s时刻的波形。在t＝0时刻到t＝0.5s时刻这段时间内，平衡位置在x＝8m处的质点P共有两次到达波峰，求：
(i)若波沿x轴正向传播，波的传播速度为多少；若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；
(ii)若波沿x轴正向传播，试写出质点P的振动方程(不要求写推导过程)。
(4)(10分)如图所示，ABC为等腰三棱镜，CA＝∠B＝30°，AC边长为L，一束单色光从AC面上D点斜射入棱镜，入射光线与AB面平行，三棱镜对光的折射率为，不考虑光线在BC面的反射。
(i)判断光线在AB面上能否发生全反射；
(ii)求光在三棱镜中传播的时间。