高二下学期期末物理测试模拟卷（教培机构专用） (二)

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2020-2021学年度高二下学期期末测试卷 (二) 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、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．下列四幅图的有关说法中正确的是(　　)A　　　　　　　　BC　　　　　　　　　DA．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围  C．光电效应实验说明了光具有波动性D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷 【答案】B【解析】据玻尔理论可以知道，电子绕原子核运动过程中是沿着特定轨道半径运动的，A错；根据卢瑟福的α粒子散射实验现象，可以知道B对；光电效应表明了光的粒子性，C错；根据左手定则可以判断射线甲带负电，D错．故选B。 2．若用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：EFGH另一系列衰变如下：PQRS已知P和F是同位素，则(　　)A．Q和G是同位素，R和H是同位素B．R和E是同位素，S和F是同位素C．R和E是同位素，S和H是同位素D．Q和E是同位素，R和F是同位素 【答案】B【解析】由于P和F是同位素，设它们的质子数为n，则其他各原子核的质子数可分别表示如下：n＋2EnFn＋1Gn－1HnPn＋1Qn＋2RnS由此可以看出R和E是同位素，S和F是同位素，Q和G是同位素，B正确。故选B。 3．如图所示的坐标系中,第一象限存在与y轴平行的匀强电场,场强方向沿y轴负方向,第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。P、Q两点在x轴上,Q点横坐标是C点纵坐标的2倍。一带电粒子(不计重力)若从C点以垂直于y轴的速度v0向右射入第一象限,恰好经过Q点。若该粒子从C点以垂直于y轴的速度v0向左射入第二象限,恰好经过P点,经过P点时,速度方向与x轴正方向成90°角,则电场强度E与磁感应强度B的比值为              (　　)A.v0　　　　B.v0　　　　C.v0　　　　D.v0 【答案】B【解析】画出粒子运动轨迹如图所示;O点为粒子在磁场中运动轨迹的圆心;则∠POC=90°,粒子在磁场中做圆周运动的半径为r=,OC=r,粒子在电场中做类平抛运动,有:OQ=2OC=2r,粒子在电场中运动的时间为t===,OC=at2=××t2,联立解得E=Bv0,因此E∶B=,故B正确。故选B。 4．2020年初,新型冠状病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神,给国人留下了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图,在输液的过程中,下列说法正确的是              (　　)A.A瓶与B瓶中的药液一起用完B.B瓶中的药液先用完C.随着液面下降,A瓶内C处气体压强逐渐增大D.随着液面下降,A瓶内C处气体压强保持不变 【答案】C【解析】在药液从B瓶中流下时,封闭气体体积增大,温度不变,根据玻意耳定律知气体压强减小,A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶,补充B瓶流失的药液,即B瓶药液液面保持不变,直到A瓶中药液全部流入B瓶,即A瓶药液先用完,A、B错误;A瓶瓶口处压强和大气压强相等,但A瓶中液面下降,由液体产生的压强减小,因此A瓶中气体产生的压强逐渐增大,C正确,D错误。故选C。 5．固体可以分为晶体和非晶体两类，下列说法正确的是(  )A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现B．窗户上的玻璃有规则的几何外形，因此玻璃是晶体C．金属没有确定的几何形状，也不显示各向异性，因此金属是非晶体D．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 【答案】A【解析】物质在一定条件下可以在晶体和非晶体相互转化，所以同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故A正确；窗户上的玻璃虽然有规则的几何外形，但玻璃没有固定的熔点，因此玻璃是非晶体，故B错误；金属虽然没有确定的几何形状，也不显示各向异性，但其具有固定的熔点，因此金属是晶体，故C错误；用烧热的针尖接触涂有蜂蜡的云母片背面，蜂蜡呈椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，故D错误。故选A。 6．如图所示，空间有一匀强磁场，一直金属棒与磁感应强度方向垂直，当它以速度v沿与棒和磁感应强度都垂直的方向运动时，棒两端的感应电动势大小为ε；将此棒弯成两段长度相等且相互垂直的折线，置于与磁感应强度相垂直的平面内，当它沿两段折线夹角平分线的方向以速度v运动时，棒两端的感应电动势大小为ε′.则等于(　　)A.　　  　　B.         C．1　　　　D. 【答案】B【解析】感应电动势E＝Blv成立的条件是B⊥l、B⊥v、l⊥v，即B、l、v三者两两垂直，式中的l应该取与B、v均垂直的有效长度(即导体的有效切割长度)．假设题中金属棒的长度为l，那么折线的有效切割长度为l，所以＝.选项B正确．故选B。 7．如图所示,一个边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abdc,线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是              (　　)【答案】B【解析】线框开始进入磁场运动的过程中,只有边bd切割,感应电流不变,前进L后,边bd开始出磁场,边ac开始进入磁场,回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去bd边在磁场中的部分产生的电动势,随着线框的运动,回路中电动势逐渐增大,电流逐渐增大,方向为负方向;当再前进L时,边bd完全出磁场,ac边也开始出磁场,有效切割长度逐渐减小,电流方向不变,B正确。故选B。 8．如图所示为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsin ωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为              (　　)A.　　　　　　　 B.C.4r   D.4r 【答案】C【解析】因为u=Umsin ωt,所以有U1=,根据变压器变压规律有:U2=,根据P=U2I2得:I2==,线路损失的功率为ΔP=2r=,所以C项正确,A、B、D项错误。故选C。  二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识正确的是(　  　)A．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B．一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eVD．用能量为10.21 eV光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 【答案】ABC【解析】用能量为14.0 eV的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，故A正确；一群处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于3.34 eV，故B正确；一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为12.09 eV，克服逸出功后剩余的最大动能为8.75 eV，故C正确；当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去，由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.21 eV，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.21 eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D错误。故选ABC。 10．将一定质量的某种理想气体密闭在容积可变的容器中，其压强(p)随密度(ρ)变化的规律如图所示，其状态经历了如图所示ab、bc、cd、da四个过程的变化，其中cd的延长线通过原点，ab与水平轴平行，bc与竖直轴平行，da是双曲线的一部分，则下列说法正确的是(　　)A．da过程气体温度保持不变B．ab过程气体可能从外界吸收热量C．bc过程气体一定向外界放出热量D．cd过程气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少 【答案】CD【解析】根据一定质量理想气体方程＝C，且V＝得到：p＝ρ，所以图象斜率与温度成正比所以da过程气体温度变大，A错误；根据A选项分析，ab过程斜率变小，温度降低，而理想气体内能只与温度有关，内能减小。密度变大，体积减小，所以外界对气体做功，根据热力学第一定律：ΔU＝Q＋W得Q<0，所以气体放热，B错误；bc过程斜率变小，温度降低，内能减小，密度不变，体积不变，W＝0，结合ΔU＝Q＋W得到Q<0，所以气体放热，C正确；cd过程斜率不变，气体温度不变，分子平均动能不变，但气体压强减小，根据压强微观解释，气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少，D正确。故选CD。 11．单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是              (　　)A.时刻线框平面与中性面垂直B.线框的感应电动势有效值为C.线框转一周外力所做的功为D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为 【答案】BC【解析】由图像可知时刻线圈的磁通量最大,因此此时线圈处于中性面位置,因此A错误;由图可知交流电的周期为T,则ω=,交流电的电动势的最大值为Em=nBSω=Φm,则有效值为E有==,故B正确;线圈转一周所做的功为转动一周的发热量,W=T=,故C正确;从t=0时刻到t=时刻的平均感应电动势为E===,D错误。故选BC。 12．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子(　　)A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的电磁波的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出的电磁波在真空中的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量 【答案】AD【解析】由能级图及hν＝Em－En，λ＝可得从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的电磁波的能量小，频率小，波长长，A正确；电磁波在真空中的速度都是一样的，B错误；电子轨道与能级对应，处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外释放能量，D正确。故选AD。  三、非选择题：本题共3小题，共24分。 13．(9分)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子（n）和正电子（e），即：中微子＋H→n＋e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是___________。(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即e＋e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为___________J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？__________________。 【答案】(1)0和0    (2)8.2×10－14    产生一个光子违反动量守恒定律【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0。(2)产生能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则ΔE＝Δmc2，故一个光子的能量为，代入数据得。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律，即产生一个光子违反动量守恒定律。 14．(6分)观察如图实验装置,实验操作中,当导体棒AB沿着磁感线方向上下运动时,电流计指针____(选填“偏转”或“不偏转”);当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时,电流计指针____(选填“偏转”或“不偏转”);若流入电流计的电流从右接线柱进入,指针就往右偏转,则为使图中电流计指针往左偏转,导体棒AB应往____(选填“上”“下”“左”“右”)运动。  【答案】不偏转　偏转　右【解析】当导体棒AB沿着磁感线方向上下运动时,不切割磁感线,无感应电流产生,则电流计指针不偏转;当导体棒AB垂直磁感线方向左右运动时,切割磁感线,有感应电流产生,则电流计指针偏转;若流入电流计的电流从右接线柱进入,指针就往右偏转,则为使图中电流计指针往左偏转,即电流从左端流入,则根据右手定则可知,导体棒AB应往右运动。 15．(9分)在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104  mL溶液中有纯油酸6 mL。用注射器抽得1 mL上述溶液，共有液滴50滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上其形状如图所示，坐标中正方形小方格的边长为20 mm。则(1)油酸膜的面积是__         __；(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__          __；(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__         __。 【答案】(1)2.40×10－2_m2     (2)1.2×10－5_mL   (3)5×10－10_m【解析】(1)数轮廓包围方格约60个，则油酸膜的面积S＝60×(2×10－2)2m2＝2.40×10－2 m2。(2)每滴溶液中含纯油酸的体积V＝× mL＝1.2×10－5 mL(3)油酸分子直径d＝＝ m＝5×10－10 m  四、计算题：本题共3小题，共36分。 16．(10分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过电流表G的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示的规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结果保留两位有效数字，求： (1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大的初动能；(2)该阴极材料的极限波长（能使该金属产生光电效应的光的最大波长）。 【答案】(1)4.0×1012 个　(2)9.6×10—20J　(3)0.66µm【解析】(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数个光电子的最大初动能。(2)设阴极材料的极限波长为λ0，根据爱因斯坦光电效应方程得代入数据得。 17．(12分)如图甲所示，理想变压器原线圈通有正弦式交变电流，副线圈接有3个电阻和一个电容器．已知R1＝R3＝20 Ω，R2＝40 Ω，原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈的输入功率为P＝35 W，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示．求：(1)原线圈输入电压；(2)电阻R2的电功率；(3)电容器C流过的电流．  【答案】(1)原线圈输入电压200 V       (2)电阻R2的电功率10 W(3)电容器C流过的电流0.25 A【解析】(1)由乙可知，通过R1的电流的最大值Im＝ A，则其有效值为：I1＝1 A，R1的电压U1＝1×20 V＝20 V；根据电压与匝数成正比知原线圈输入电压U＝10×20 V＝200 V.(2)根据并联电路，支路电流与电阻成反比，I2＝0.5 A则R2的电功率P2＝IR2＝×40 W＝10 W.(3)由题意可知，输出功率也为35 W，流过R3电流为I3＝－I1－I2＝ A＝0.25 A.   18．(14分)图为压缩式喷雾器，该喷雾器储液桶的容积为V0＝8 L。先往桶内注入体积为V＝7 L的药液，然后通过进气口给储液桶打气，每次打进ΔV＝0.4 L的常压空气，使喷雾器内空气的压强达到p＝4 atm。设定打气过程中，储液桶内空气温度保持不变，药液不会向外喷出，喷液管体积及喷液口与储液桶底间高度差不计，外界大气压强p0＝1 atm。求：(1)打气的次数n；(2)通过计算说明，能否使喷雾器内的药液全部喷完。 【答案】(1)8次；(2)无法全部喷完药液【解析】(1)打气过程为等温过程，由理想气体等温分态公式有p(V0－V)＝np0ΔV＋p0(V0－V)代入数据计算可得n＝7.5，则打气次数为8次(2)假设当药液全部喷完时，桶内气体压强为p′，由玻意耳定律得p(V0－V)＝p′V0计算可得p′＝0.5 atm此时已经低于标准大气压，因此无法全部喷完药液。