2020-2021学年福建省泉州一中、莆田二中、仙游一中高二下学期期中联考物理试题 解析版

福建省泉州一中、莆田二中、仙游一中2020-2021学年高二下学期期中联考物理试题

（考试时间：75分钟；总分：100分）

一、单项选择题：本大题共4题，每题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分。

1．有关原子核方面的知识，下列说法正确的是（　　）

A．比结合能越大，原子核越稳定

B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小

C．射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

D．所有的核反应都存在质量亏损

2．下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福通过实验发现了中子             B．中的X是质子

C．是铀核的裂变     D．是核聚变反应

3．甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a、b所示。下列判断正确的是（　　）

A．图线a与b不一定平行

B．图线a与b的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系

C．乙金属的极限频率小于甲金属的极限频率

D．甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率大

4．如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器C原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即纸面）向里的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒ab一个向右的初速度v0，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒ab的运动状态，下列说法正确的是（　　）

A．图甲中，ab棒先做匀减速运动，最终做匀速运动

B．图乙中，ab棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止

C．图丙中，ab棒先做初速度为v0变减速运动，然后做变加速运动，最终做匀速运动

D．三种情形下导体棒ab最终都匀速

二、多项选择题：本大题共4题，每题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为10 Ω，外接一只电阻为90 Ω的灯泡，如图乙所示，则（　　）

A．电压表的示数为220 V

B．线圈转动的角速度为100π rad/s

C．0.01 s时线圈在中性面位置

D．电路中的电流方向每秒改变50次

6．在如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，闭合S使电路达到稳定，灯泡Q发光。则断开S后，（　　 ）

A．Q1将渐渐变暗

B．Q1将先变得更亮，然后渐渐变暗

C．Q2将渐渐变暗

D．Q2将先变得更亮，然后渐渐变暗

7．如图为氢原子能级图，用某种单色光照射容器中大量处于能级的氢原子，氢原子吸收这种光子后，能发出波长分别为、、的三种光子，且，则照射光光子的波长为（　　）

A． B． C． D．

8．空间存在一方向垂直于纸面向里、磁感应强度随时间周期性变化的匀强磁场（如图2所示），其边界如图1中虚线所示，现将半径为的导电圆环固定在纸面内，圆环的电阻为，圆心在上，下列说法中正确的是（　　）

A．圆环中的感应电流始终沿逆时针方向

B．圆环中电流的有效值为

C．时线圈所受的安培力大小为

D．内线圈所产生的焦耳热为

三、填空题：本大题共3题，共14分。

9．（4分）发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。

10．（4分）如图所示，光滑绝缘水平面上，一正方形线圈以初速度进入一匀强磁场，磁场宽度大于线圈的宽度。当线圈完全离开磁场区域时，其速度大小变为，在进入磁场跟离开磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量之比为______，线圈产生的热量之比为______。

11．（6分）有一种测量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30﹣0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）；

​

（1）该秤能测量的最大重量是________N；

（2）该秤零刻度线（即踏板空载时间刻度线）应标在电流刻度盘________A处.

四、实验题：本大题共1题，共6分。

12．某同学设计图示装置“验证动量守恒定律”，用不可伸长的轻质细绳悬挂小球A，悬点O到小球球心的长度为L,细绳偏离竖直方向的夹角可从量角器直接读出。用固定的竖直支架支撑小球B，选择大小相同、质量不等的A、B两个小球，将小球B放置在支架上。调节装置，让细绳竖直时A、B两个小球等高并恰好接触，已知支架的高度为h，重力加速度为g。根据装置图，结合实验原理完成下列问题：

(1)用天平测出小球A、B的质量分别为m1、m2；

(2)用水平力将小球A拉至某一位置，读出细绳偏离竖直方向的夹角为，由静止释放小球A；

(3) A与B发生碰撞后，A被反弹，细绳偏离竖直方向的最大夹角为，小球B做平抛运动，在水平方向的位移为X。

(4)计算出碰撞前瞬间，A的速度大小为_________；碰撞后B的速度大小为____________；

(5)验证A、B碰撞动量守恒的表达式为________________________________。

五、计算题：本大题共3题，共40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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出竖直和单位。

13．（10分）如图所示，质量为m=0.5kg的滑块（可视为质点）放在水平面上O点，现给滑块一水平向右的初速度v0=9m/s，经过一段时间滑块与竖直的墙壁发生碰撞，已知碰前的速度大小为v=7m/s、碰后的速度大小为v1=6m/s，O点与竖直墙壁的距离为L=5m，滑块与竖直墙壁碰撞所用时间为t=0.05s，重力加速度g=10m/s2。求：

（1）滑块与水平面之间的动摩擦因数μ的大小；

（2）滑块对墙壁的作用力；

14．（12分）如图所示，光滑的水平面上有一质量M=9kg的木板，其右端恰好和光滑固定的圆弧轨道AB的底端等高对接（木板的水平上表面与圆弧轨道相切），木板右端放有一质量m0=2kg的物体C（可视为质点），已知圆弧轨道半径R=0.9m，现将一质量m=4kg的小滑块（可视为质点），在轨道顶端A点由静止释放，滑块滑到B端后冲上木板，并与木板右端的物体C粘在一起沿木板向左滑行，最后恰好不从木板左端滑出，已知滑块和物体C与木板上表面间的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2.求：

(1)滑块到达圆弧的B端时，轨道对它的支持力大小；

(2)木板的长度l。

15．（18分）如图甲所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为，、两点间接有阻值为的定值电阻，一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨和金属杆的电阻可忽略，让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（重力加速度为）

（1）由向方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出杆下滑过程中的受力示意图

（2）在加速下滑过程中，当杆的速度大小为时，求此时杆中的电流大小及其加速度的大小

（3）至金属杆下滑恰好达到最大速度时通过电阻的电荷量为，则该过程中电阻产生的焦耳热的大小

泉州一中、莆田二中、仙游一中2020—2021学年第二学期期中联考

高二物理试卷参考答案

1．A

【详解】

A．比结合能越大原子核越稳定，故A正确；

B．半衰期是由放射性元素本身决定的，压力、温度对放射性元素的半衰期没有影响，故B错误；

C．β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故C错误；

D．放出能量的核反应存在质量亏损，吸收能量的核反应存在质量增加，故D错误。故选A。

2．D

【详解】

A．卢瑟福通过实验发现了质子，选项A错误；

B．中的X质量数为1，电荷数为零，是中子，选项B错误；

C．是α衰变方程，选项C错误；

D．是核聚变反应，选项D正确。故选D。

3．B

【分析】考查光电效应有关知识。

【详解】A．根据光电效应方程，图线的斜率代表普康克常量，两直线一定平行，A错误；

B．普朗克常量与入射光和金属材料均无关系，B正确；

C．横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，也就是金属的极限频率，故乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率，C错误；

D．由A项可知，甲、乙两种金属发生光电效应时，若光电子的最大初动能相同，甲金属的入射光频率小，D错误。故选B。

4．C

【详解】

A．图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流而使电容器充电，由于充电电流不断减小，安培力减小，则导体棒做变减速运动，当电容器C极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，选项A错误；

B．图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，导体棒受向左的安培力而做减速运动，随速度的减小，电流减小，安培力减小，加速度减小，最终ab棒静止，选项B错误；

C．图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做变减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做变加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故C正确；

D．由以上分析可知，选项D错误。故选C。

5．BC

【详解】

A．电压表的示数为灯泡两端的电压，大小为，A错误；

B．线圈转动的周期T=0.02 s，则角速度为，B正确；

C．0.01 s时感应电动势为零，则线圈在中性面位置，C正确；

D．交流电的频率为f=50 Hz，则电路中的电流方向每秒改变100次，D错误。故选BC。

6．AD

【详解】

AB．在电路甲中，正常工作时流过线圈L支路的电流较小，断开S后，线圈L会产生自感电动势，使灯泡Q1中的电流从原来的数值开始逐渐减小，故Q1将渐渐变暗，不会先变得更亮，A正确，B错误；

CD．在电路乙中，正常工作时流过线圈L支路的电流较大，断开S后，线圈L会产生自感电动势，使灯泡Q2中的电流瞬间变得更大再逐渐减小，故Q2将先变得更亮，然后渐渐变暗，C错误，D正确。故选AD。

7．AD

【详解】氢原子吸收光子后会跃迁到高能级，高能级不稳定，会向低能级跃迁。由题意可知，该氢原子能发出三种光子，说明该氢原子从能级跃迁到能级。由

可知，照射光光子的波长为。由题意可知，从能级向低能级跃迁，可以发出三种光子，分别是，，。由能级图可知

又，则上式变为，又，则，化简可得

故选AD。

8．BCD

【详解】

A．由图2可知，在一个周期内，磁感应强度先增大后减少，则穿过圆环的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知感应电流方向先沿逆时针方向后沿顺时针方向，故A错误；

B．根据法拉第电磁感应定律可得在0−1s内的感应电动势的大小为

在1s−1.2s的时间内感应电动势的大小为

根据闭合电路欧姆定律可得在0−1s内电流大小为

在1s−1.2s的时间内电流大小为

设圆环中电流的有效值为I，根据电流的热效应有

代入数据可得

故B正确；

C．由图2可知，在t=0.5s时磁感应强度为1T，根据前面的分析可知，在0.5s时圆环中的电流大小为1A，求安培力时，圆环在磁场中的等效长度为2m，则可得此圆环所受安培力的大小为

，故C正确；

D．根据，可得1min线圈产生的电热为，故D正确。

故选BCD。

9．4    9.6   

【详解】[1]由可得，变压器副线圈的电压为，输电电流为

[2]线路损失的功率为，用户得到的实际功率为

10．1∶1    5∶3   

【详解】[1]由法拉第电磁感应定律可得，设回路电阻为R，感应电流

通过线圈横截面的电荷量，联立可得

进、出磁场过程中，磁通量的变化量相同，故通过线圈横截面的电荷量之比为1∶1。

[2]线圈进入磁场时产生的瞬时感应电动势E=BLv，电流为

取极端时间，速度变为v1，以运动方向为正方向，由动量定理可得

联立可得，又，代入可得

同理，线圈离开磁场时满足

进、出磁场时的位移相同，故

可解得进入磁场时的速度为，进出磁场过程中由能量守恒可得产生的热量分别为

，，对比可得。

11．（1）1400    （2）   

【详解】

（1）当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大．由欧姆定律I=得到R=-r=2Ω

代入R=30-0.02F 得到：F=1400N．

（2）踏板空载时F=0，代入R=30-0.02F得到电阻R=30Ω，由欧姆定律得I==0.375A

所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘A处．

点睛：本题考查了传感器的应用，关键是对电子秤原理的理解，理解解析式R=30-0.02F，利用欧姆定律进行计算．

12．(1)    (2)

【详解】(1)对A球由动能定理可知：，解得： ；

由平抛运动规律可得：水平方向： ，竖直方向： ，联立解得：；

(2)碰后A反弹细绳偏离竖直方向的最大夹角为，由动能定理得：，解得： ，由动量守恒可知： ，联立以上各式可解得：。

13．（1）0.32；（2）130N，方向水平向右

【详解】

（1）据动能定理得，解得μ=0.32

（2）对物块利用动量定理得，解得F=130N

据牛顿第三定律，物块对墙壁的作用为，方向水平向右

14．(1)120N；(2)1.2m

【详解】

(1)滑块从A端下滑到B端，由机械能守恒得mgR=mv02，解得v0=3m/s

在B点，由牛顿第二定律得FN-mg=m，解得轨道对滑块的支持力FN=120N

(2)滑块滑上木板后，滑块与木板右端的物体C发生碰撞，以向左为正方向，设碰撞后共同的速度为v1，则mv0=(m＋m0)v1，代入数据得v1=2m/s

对滑块、物体C以及木板，三者组成的系统沿水平方向的动量守恒，设末速度为v2，由动量守恒定律有(m＋m0)v1=(m＋m0＋M)v2

由能量守恒定律得Μ(m＋m0)gl=(m＋m0)v12-(M＋m＋m0)v22，解得l=1.2m

15．（1） ；（2），；（3）

【详解】

（1）如图所示，杆受重力，方向竖直向下；支持力，方向垂直于导轨平面向上；安培力，方向沿导轨向上。

（2）当杆的速度大小为时，感应电动势，则此时电路中的电流

杆受到的安培力，根据牛顿第二定律，有

联立各式得

（3）当时，杆达到最大速度，即，解得

根据法拉第电磁感应定律，联立得

根据能量的转化和守恒定律

则‍