吉林省松原市实验高级中学2020-2021学年高二下学期期末备考物理试题+Word版含答案

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吉林省松原市实验高级中学

2020-2021学年度高二下学期期末备考试卷 

物理试卷

注意事项：

1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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．下列说法正确的是(  )

A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象

B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流

C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律

2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如左图所示，已知线框内阻为1.0 Ω，外接一只电阻为9.0 Ω的灯泡，则(  )

A．电压表V的示数为20 V

B．电路中的电流方向每秒改变5次

C．0.1 s时，线圈处于中性面

D．电动势的瞬时值表达式为e＝20cos10π (V)

3．关于物质波，下列说法中正确的是(  )

A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是相同本质的物质

B．物质波是概率波，光波是电磁波也是概率波

C．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

D．粒子的动量越小，其波动性越不易观察

4．简谐横波某时刻的波形图线如图所示。由此图可知(  )

A．若质点a向上运动，则波是从右向左传播的

B．若质点b向下运动，则波是从左向右传播的

C．若波从右向左传播，则质点c向下运动

D．若波从右向左传播，则质点d向上运动

5．将力传感器接到计算机上可以测量快速变化的力。将单摆挂在力传感器的探头上，并让单摆小幅度摆动，计算机上显示摆线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示。某同学由此图象做出判断，其中正确的是(  )

A．摆球的周期T＝0.5 s

B．单摆的摆长l＝0.25 m

C．t＝0.5 s时摆球正经过最低点

D．摆球运动过程中机械能不变

6．用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是(  )

A．若单缝向左平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离减小

B．若测得5个亮条纹中心间的距离为a，则相邻两条亮条纹间距Δx＝a

C．若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

D．若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大

7．如图所示，F为匀强磁场中一点，某放射性元素的原子核静止在P点，该原子核发生衰变后，放出一个氦核（He）和一个新核，它们速度方向与磁场垂直，其轨迹均为圆弧，半径之比为45∶1，重力、阻力和氦核与新核间的库仑力均不计。下列说法正确的是(  )

A．放射性元素原子核的电荷数是90

B．可能的衰变方程为U→Th＋He

C．氦核和新核动量比是1∶45

D．衰变前核的质量等于衰变后氮核和新核的总质量

8．如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为R1的输电线连接一只灯泡L和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻R2。若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是(  )

A．原线圈中的电流增大

B．流过R2的电流增大

C．加在R1两端的电压减小

D．灯泡L变暗

9．下列说法错误的是(  )

A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处

B．图2为光线通过小圆板得到的衍射图样

C．图3光导纤维制成内窥镜应用到全反射原理

D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

10．用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应。从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图。则下列说法正确的是(  )

A．钛的逸出功为6.67×10－19 J

B．钛的极限频率为1.0×1015 Hz

C．由图线可知光电子的最大初动能和入射光频率成正比

D．由图线可求得普朗克常量为6.67×10－34 J∙s

11．如图所示，标有“220 V，40 W”的灯泡和标有“20 μF，360 V”的电容器并联到交流电源上，V为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关 S。下列判断正确的是(  )

A．电容器会被击穿

B．灯泡不能正常发光

C．t＝时刻，交流电压表的示数为220 V

D．t＝T时刻，通过灯泡的电流为零

12．如图所示，在0≤x≤3L的区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，粗细均匀的正方形金属线框abcd位于xOy平面内，线框的bc边与x轴重合，cd边与y轴重合，线框的边长为L，每条边的电阻为R。现让线框从图示位置由静止开始沿x轴正方向以加速度a做匀加速直线运动，则下列说法正确的是(  )

A．进入磁场时，线框中的电流沿abcda方向，出磁场时，线框中的电流沿adcba方向

B．进入磁场时，c端电势比d端电势高，出磁场时，b端电势比a端电势高

C．a、b两端电压的最大值为

D．线框中的最大电功率为

二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(4分)两个振源振动形成的两列简谐波发生干涉，某时刻的干涉图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷。两列波的波长均为0.5 m，介质质点的振幅为0.05 m，传播速度为5 m/s，N位置的介质质点的振动始终______（填“加强”或“减弱”），此后1.75 s内M位置的质点通过的路程为______m（结果保留一位小数）。

14．(4分)某同学在“探究碰撞中的不变量”实验中，采用如图甲所示的实验装置，在已经平衡过摩擦力的轨道上，停着A、B两小车，A车系一穿过打点计时器（打点频率为50 Hz）的纸带，在启动打点计时器后，给A车沿轨道方向的初速度，A车运动一段距离后，与静止的B车发生正碰，由于两车相撞处装有尼龙拉扣（图中未画出），两车立即粘在一起继续运动，纸带记录下碰撞前A车和碰撞后两车的运动情况如图乙示，则可测出碰撞后两车的速度为________m/s（结果保留两位有效数字）；为完成实验，他还需要测量的物理量有_______。

15．(6分)如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕过圆心O且垂直纸面的轴，沿半径为r的光滑半圆形框架，在匀强磁场中以一定的角速度ω转动，磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，A、O间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则O、P两点中电势较高的点为________（选填O或P点），OP两端电压大小______________，外力的功率__________。

16．(10分)如图所示为一折射率，n＝的圆柱形棱镜横截面，半径为R。某单色光水平向右射入棱镜，圆心O到入射光线的垂直距离d＝R。已知光在真空中的传播速度为c，求：

(1)这束单色光从射入棱镜到第一次射出棱镜，光线偏转的角度；

(2)这束单色光从射入棱镜到第一次射出棱镜，所用的时间。

17．(12分)如图所示，发电机的输出功率P1＝5×104 W，输出电压U1＝240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失的功率为输出功率的6%，为满足用户的用电需求即让用户获得的电压为220 V，则：

(1)该输电线路所使用的理想升压变压器、降压变压器的匝数比各是多少？

(2)能使多少盏“220 V  100 W”的电灯正常发光？

18．(16分)如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，且二者平滑连接。导轨水平部分MN的右侧区域内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝0.4 T。在距离磁场左边界线MN为d＝0.8 m处垂直导轨放置一个导体棒a，在倾斜导轨高h＝0.2 m处垂直于导轨放置导体棒b。将b棒由静止释放，最终导体棒a和b速度保持稳定。已知轨道间距L＝0.5 m，两导体棒质量均为m＝0.1 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，g＝10 m/s2，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好，忽略磁场边界效应。求：

(1)导体棒刚过边界线MN时导体棒a的加速度大小；

(2)从初始位置开始到两棒速度稳定的过程中，感应电流在导体棒a中产生的热量；

(3)两棒速度稳定后二者之间的距离。

物  理 答 案

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。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．【答案】A

【解析】奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流，B错误；线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大，C错误；涡流的形成也一定遵循法拉第电磁感应定律，D错误。

2．【答案】D

【解析】通过左侧图像可知电动势有效值E＝＝20 V，由闭合电路欧姆定律可知I＝＝2 A，由欧姆定律可知电压表V的示数U＝IR＝18 V，A错误；根据左图可知交变电流的周期为0.2 s，则频率f＝5 Hz，每个周期内电流方向改变两次，说明电路中的电流方向每秒改变10次，B错误；0.1 s时，电动势最大，线圈处于与中性面垂直的位置，C错误；电动势的最大值为20，角速度ω＝2πf＝10π rad/s，零时刻电动势最大，电动势随时间按余弦规律变化，因此电动势的瞬时值表达式为e＝20cos10π (V)，D正确。

3．【答案】B

【解析】实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子不是同一种物质，AC错误；根据德布罗意的物质波理论，物质波和光波一样都是概率波，B正确；根据德布罗意的物质波理公式λ＝可知，粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明显，D错误。

4．【答案】D

【解析】根据“同侧法”可判断，若质点a向上运动，则波是从左向右传播的，A错误；若质点b向下运动，则波是从右向左传播的，B错误；若波从右向左传播，则质点c向上运动，C错误；若波从右向左传播，则质点d向上运动，D正确。

5．【答案】C

【解析】在一个周期内摆球两次经过最低点，根据图像知周期为2 s，故A错误；根据T＝2π，可得l≈1 m，故B错误；摆球在运动过程中，在最低点的拉力最大，结合图形可得，t＝0.5 s时摆球正经过最低点，故C正确；摆球在运动过程中摆幅越来越小，故机械能减小，故D错误。

6．【答案】B

【解析】若单缝向左平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，A错误；若测得5个亮条纹中心间的距离为a，则相邻两条亮条纹间距Δx＝a，B正确；根据Δx＝λ，将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误；若将滤光片由红色换成绿色，光的波长减小，根据据Δx＝λ，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D错误。

7．【答案】B

【解析】由于放出的氮核（He）和新核过程，系统的动量守恒，则有，所以氦核和新核动量比是1∶1，则C错误；由于放出的氮核（He）和新核在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，解得R＝，则它们的轨道半径与它们所带的电荷数成反比，所以，则新核所带的电荷数为90，由于核反应过程电荷数，质量数守恒，则放射性元素原子核的电荷数是92，所以可能的衰变方程为U→Th＋He，所以A错误；B正确；因为衰变过程有能量释放，所以衰变前核的质量大于衰变后氮核和新核的总质量，则D错误。

8．【答案】C

【解析】照射R2的光的强度减弱则其电阻变大，而电压不变，则副线圈电流变小，原线圈的电流也变小，则A错误；因副线圈电流变小，则R1电压变小，则L的分压变大，通过L的电流增大，则通过R2的电流减小，则B错误；负载电阻变大后，电流减小，则R1上的电压减小，所以L上的电压增大，L变亮，故C正确，D错误。

9．【答案】ABC

【解析】薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A正确；图2为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，即所谓的泊松亮斑，故B正确；图3光导纤维制成内窥镜应用到全反射原理，故C正确；立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误。

10．【答案】ABD

【解析】根据光电效应方程知，图线的斜率等于普朗克常量，则有，当最大初动能为零时，入射光的频率等于金属的极限频率，则钛的极限频率，可知钛的逸出功，故ABD正确；由图可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故C错误。

11．【答案】CD

【解析】交流电压的最大值Um＝20＝311 V<360 V，因此电容器不会被击穿，A错误；加在灯泡两端的电压的有效值为220 V，因此灯泡正常发光，B错误；电压表测量的是电压的有效值，为220 V，C正确；t＝T时刻，加在灯泡两端的电压的瞬时值为零，因此这一瞬间流过灯泡的电流为零，D正确。

12．【答案】AD

【解析】由右手定则可以判定，进入磁场时电流沿abcda方向，离开磁场时电流沿adcba方向，故A正确；进入磁场时，cd是电源，d是正极，c端电势比d端电势低；出磁场时，ab是电源，a是正极，b端电势比a端电势低，故B错误；ab边与磁场右边界重合时，a、b两端的电压最大，此时线框的速度，电压，故C错误；ab边与磁场右边界重合时，线框中的电功率最大，即，故D正确。

二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13．(4分)

【答案】减弱    7

【解析】N位置的介质质点是波峰和波谷相遇，则为振动减弱点；M位置的质点是波峰和波峰的相遇，是振动加强点，合振幅是0.1 m，波的周期T＝＝0.1 s，1.75 s内M位置的质点通过的路程s＝1.75×4A＝7 m。

14．(4分)

【答案】0.40    甲、乙两小车的质量

【解析】根据碰撞的规律可知，碰撞后二者一起运动的速度小于碰撞前的速度，所以相邻两点之间距离较小的点为碰撞后打下的点；由图示刻度尺可知，其分度值为1 mm，右边距离较小的点之间的距离为7.00 cm－6.20 cm＝0.80 cm，由于打点计时器打下两点之间的时间间隔为0.02 s，所以速度v＝＝0.40 m/s，由题意可知，已经测出小车的速度，实验要探究碰撞中的动量是否不变，物体的动量p＝mv，已经测出速度v，要知道小车质量，还需要测出甲、乙两小车的质量。

15．(6分)

【答案】P点       

【解析】根据右手定则可知OP中的电流方向为O→P，由于OP为电源，在电源内部电流由低电势流向高电势，故P点电势较高；由于杆OP上的电阻不计，故OP两端的电压等于OP杆转动产生的感应电动势，由感应电动势的公式可得E＝BL＝Bω2r，可得，根据杆匀速转动可知，外力的功率等于电功率，杆在转动过程中产生感应电动势，恒定电流其电流大小，根据电功率的计算公式。

16．(10分)

【解析】(1)光线射入棱镜后，第一次从棱镜中射出的光路图如图所示，由几何关系得：

  (1分)

即θ1＝60°   (1分)

由折射定律得＝n得θ2＝30°    (1分)

偏转角度φ＝2(θ1－θ2)＝60°。(2分)

(2)这束单色光线从射入棱镜到第一次射出棱镜，路程x＝2Rcos θ2   (1分)

光在棱镜中的传播速度v＝   (1分)

所用时间  (1分)

联立解得：。  (2分)

17．(12分)

【解析】(1)线路上损耗的功率ΔP＝P1×6%＝I22R(1分)

得I2＝10 A(1分)

又(1分)

可得升压变压器其变压比(2分)

用户消耗的功率P4＝P1×94% ＝I4U4(1分)

得(1分)

可得降压变压器变压比。(2分)

(2)灯盏数盏。(3分)

18．(16分)

【解析】(1)设导体棒b滑到边界线MN的速度大小为v0，在其到达水平轨道过程中机械能守恒，则有：

mgh＝mv02    (1分)

导体棒b通过边界线MN时，发生电磁感应现象，导体棒a受到安培力作用而产生加速度即将开始运动，由电磁感应现象和牛顿第二定律可得：

E＝BLv0   (1分)

  (1分)

F＝BIL   (1分)

F＝ma   (1分)

解得：a＝4 m/s2。   (1分)

(2)当导体棒b进入磁场后，a、b棒组成系统在水平方向合力为零，系统满足动量守恒和能量守恒。当导体棒速度稳定时，两者做速度相等的匀速运动

mv0＝2mv   (1分)

mv02＝×2mv2＋2Q  (1分)

解得：Q＝0.05 J。(1分)

(3)设两棒速度稳定后两棒之间的距离为l，从b棒进入磁场到二者共速的过程中，对导体棒a由动量定理可得：

  (1分)

而  (1分)

  (1分)

  (1分)

l＝d－x   (1分)

联立以上各式可得：l＝0.3 m。(2分)