福建省龙海市程溪中学2020学年高二物理下学期期末考试试题

1、程溪中学2020学年下学期高二年期末考 物理试卷（考试时间：90分钟 满分：100分）一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1. 采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为（ ）A. 55 kVB. 110 kVC. 660 kVD. 880 kV2. 如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其产生感生电流？（）A. 线圈向右匀速移动B. 线圈向右加速移动C. 线圈垂直于纸面向里平动D. 线圈绕O1O2轴转动3. 某种金属在黄光照

2、射下才有光电子逸出，现在要使逸出的光电子初动能增大，可以采用的方法有（）A. 增加黄光的照射强度B. 改用一束强度很强的红光照射C. 使光电管的正向电压加倍D. 改用一束强度较小的紫光4. 如图，是氢原子能级示意图，一群氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合波尔理论的有（）5. A. 氢原子向低能级跃迁时，动能减小6. B. 氢原子向低能级跃迁时，电势能增大7. C. 由跃迁到时发出光子的频率最小8. D. 氢原子向低能级跃迁时，能发出6种不同的光谱线9. 如图，闭合的圆线圈放在匀强磁场中，t=0时磁感线垂直线圈平面向里穿过线圈，磁感应强度随时间变化的关系图线如图中所示

3、，则在02s内线圈中感应电流的大小和方向为（）A. 逐渐增大，逆时针B. 逐渐减小，顺时针C. 大小不变，顺时针D. 大小不变，先顺时针后逆时针10. 如图所示，两平行的虚线区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc，其ab边与磁场边界平行，bc边小于磁场区域的宽度，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直则下列各图中哪一个可以定性地表示线框在穿过磁场的过程中感应电流随时间变化的规律（设逆时针电流方向为正方向）A. B. C. D. 11. A,B两物体发生正碰，碰撞前后物体A、B都在同一直线上运动，其位移-时间图象（s-t图）如图中A,D,C和B,D,

4、C所示由图可知，物体A,B的质量之比为（）12.A. 1：1B. 1：2C. 1：3D. 3：113. 如图所示的电路中,L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈,D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡,E是内阻不计的电源。在t=0时刻,闭合开关S,电路稳定后在t1时刻断开开关S。规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向,分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流,则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ）A. B. C. D. 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）14. 居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩等

5、岩石会释放出放射性惰性气体氡而氡会发生放射性衰变，放出、射线这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B. 在放射性元素中掺杂其他稳定元素并大幅度降低其温度，可以减小它的半衰期C. 射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D. 发生衰变后，得到新原子核与衰变前的原子核相比，质子数和中子数各减少2个.15. 如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电压表和电流表均为理想交流电表，

6、从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则A. 电压表的示数为B. 副线圈中交流电的频率为50HzC. 在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变小D. 在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变大16. 如图所示，在水平木制桌面上平放一个铜制的圆环，在它上方近处有一个N极朝上的条形磁铁，铜环始终静止关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，下列说法中正确的是A. 当条形磁铁靠近铜环时，FGB. 当条形磁铁靠近铜环时，FGD. 当条形磁铁远离铜环时，FG17. 如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图中曲

7、线a、b所示，则（）A. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2C. 曲线a表示的交变电动势频率为25HzD. 曲线b表示的交变电动势有效值为10V三、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）18. 图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题：（1）图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方向_（填“相同”或“相反”）。（2）图乙中，导体棒以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小 （填“相同”或“不同”）。（3）图丙中，下列操作能使灵敏电流计指针偏转的是_。（填选项前的字母

8、）A闭合开关的瞬间B保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片C保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片19. 用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。20.21. （1）实验前需要调节气垫导轨水平：在轨道上只放滑块A，轻推一下滑块A，其通过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，当t1_t2（填“”、“=”、“”），则说明气垫导轨水平。22. （2）滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为t1，A与B碰撞后再次通过光电门1的时间为t2，滑块B通过光电门2的时间为t3

9、为完成该实验，还必需测量的物理量有_23. A挡光片的宽度d24. B滑块A的总质量m125. C滑块B的总质量m226. D光电门1到光电门2的间距L27. （3）若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：_（用已知量和测量量表示）四、计算题（本大题共3小题，共34.0分）28. 如图所示为一理想变压器，副线圈上接了一个标有“220V，44W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电压表示数为1100V求：29. （1）原、副线圈的匝数比；30. （2）电流表的示数31.32.33.34.35.36.37.38. 如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为2m的木板B，木板表面光滑，右

10、端固定一轻质弹簧。质量为m的木块A以速度v0从板的左端水平向右滑上木板B，求：39. （1）弹簧的最大弹性势能；40. （2）弹被簧压缩直至最短的过程中，弹簧给木块A的冲量；41. （3）当木块A和B板分离时，木块A和B板的速度。42. 如图所示，MN、PQ为间距L0.5 m足够长的平行导轨，NQMN.导轨平面与水平面间的夹角37，NQ间连接有一个R4 的电阻有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B1 T将一根质量为m0.05 kg、电阻r1 的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，两根导轨的电阻均不计.现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行已知金属棒与导轨

11、间的动摩擦因数0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s1.5 m(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。求：(1)金属棒达到的稳定速度是多大？(2)金属棒从开始下滑至cd处过程中电阻R产生的焦耳热？(3)金属棒从开始下滑至cd处所用的时间？答案和解析1.【答案】C【解析】【分析】输送电流，输电线上损失的功率知输送功率一定时，损失的功率与输送电压的二次方成反比。解决本题的关键搞清输送功率与输送电压和输送电流的关系，以及知道在输电线上损失的功率的计算公式即可。【解答】输送电流，输电线上损失的功率可,知输电线损失的功率与输送电压的平方成反比，所以为使输电

12、线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为3倍，故输电电压应变为660 kV；故C正确，ABD错误。故选C。2.【答案】D【解析】解：由题可知该磁场是匀强磁场，线圈的磁通量为：=Bs，s为垂直于磁场的有效面积，无论线圈向右匀速还是加速移动或者垂直于纸面向里平动，线圈始终与磁场垂直，有效面积不变，因此磁通量一直不变，所以无感应电流产生，故ABC错误；当线圈绕O1O2轴转动时，在转动过程中，线圈与磁场垂直的有效面积在不断变化，因此磁通量发生变化，故有感应电流产生，故D正确。故选：D。产生感应电流的条件是：闭合回路中的磁通量发生变化因此解题的关键是通过线圈的运动情况判断其磁通量是否变化，从而判断出是

13、否有感应电流产生本题考查了产生感应电流条件的灵活应用，在明确磁通量概念的前提下，根据=Bs来判断磁通量是否变化3.【答案】D【解析】解：根据光电效应方程Ek=h-W，同一金属逸出功相同，则入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大；A、同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与光电子初动能无关故A错误B、光电子最大初动能与入射光的强度无关，而红光的频率小于黄光，因此逸出的光电子初动能减小故B错误C、光电子最大初动能与光电管的正向电压也无关故C错误D、光电子最大初动能与入射光的强度无关，而紫光的频率大于黄光，因此逸出的光电子初动能增大故D正确故选：D根据光电效应方程Ek=

14、h-W，分析光电子的最大初动能光电流的强度与入射光的强度有关，从而即可求解解决本题的关键掌握光电效应方程Ekm=h-W0和光电流强度的决定因素4.【答案】D【解析】【分析】能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，波长越小；根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差【解答】AB、当原子从第4能级向低能级跃迁时，原子的能量减小，轨道半径减小，电子的动能增大，电势能减小，故AB错误；C、由n=4跃迁到n=1时辐射的光子能量最大，发出光子的频率最大

15、，故C错误；D、根据=6知，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，故D正确；故选：D。5.【答案】C【解析】解：第1s内，磁场的方向垂直于纸面向内，且均匀减小，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向；第2s内，磁场的方向垂直于纸面向外，且均匀增加，所以产生恒定的电流，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向。由可知，这2s内感应电动势恒定，故产生的电流大小不变，方向一直为顺时针。故C正确，ABD错误。故选：C。变化的磁场产生电磁，均匀变化的磁场产生恒定的电场，依据法拉第电磁感应定律，再根据楞次定律判断出感应电流的方向解决本题的关键理解法拉第电磁感应定律的应用，并掌握楞次定律判

16、断感应电流的方向，难度不大，属于基础题6.【答案】D【解析】【分析】首先根据右手定则判断边ab刚进入磁场时回路中感应电流方向，排除部分答案，然后根据进入磁场中有效切割长度的变化，求出感应电流的变化，从而得出正确结果对于图象问题可以通过排除法进行求解，如根据图象过不过原点、电流正负、大小变化等进行排除【解答】开始时进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，当开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针；不论进入磁场，还是出磁场时，由于切割的有效长度变小，导致产生感应电流大小变小，故ABC错误，D正确；故选：D7.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查了运动学图像和动量守恒

17、定律的应用，要求同学们能根据位移-时间图象读出A、B物体碰撞前后的速度，基础题。在位移时间图象中，斜率表示物体的速度，由图象可知碰撞前后的速度，根据动量守恒定律可以求解。【解答】由图像知：碰前，碰后有：，由动量守恒可知：，解得：，故C正确，ABD错误。故选C。8.【答案】C【解析】略9.【答案】CD【解析】【分析】半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用。衰变时释放的电子来自原子核，根据电荷数守恒、质量数守恒，判断电荷数、质量数的变化，从而得出中子数的变化。本题考查了衰变的实质、半衰期的概念及射线的特性，比较简单，关键是熟悉教材，牢记这些基础知识点。【解答】A.半衰期具有统计意义，对大量的原子核

18、适用，故A错误；B. 放射性元素的半衰期与温度、化合物的状态等无关，所以在放射性元素中掺杂其他稳定元素并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变，故E错误。C.射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱 ，故C正确；D.发生衰变时，电荷数少2，质量数少4，则中子数少2，故D正确；.故选CD。10.【答案】BC【解析】【分析】本题考查交流电中的电路动态变化的分析，与直流电路中的动态分析相同；总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与

19、匝数成正比即可求得结论根据光照的变化明确电阻的变化，从而分析电压和电流的变化规律。【解答】A.原线圈的电压的最大值为220V，根据电压之比等于线圈匝数之比可知，副线圈的电压的最大值为22V，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为U=V=22V，故A错误；B.副线圈中交流电的频率为，故B正确；C.在天变黑的过程中，光照变弱，R阻值增大；电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流变小，电流表A2的示数变小，故C正确；D.由于变压器的输入和输出的功率是相等的，副线圈的电流减小，电压不变，所以由P=UI可知，输出的功率要减小，故输入的功率也要减小，故D错误。故选BC。11.【

20、答案】AD【解析】【分析】在磁铁进入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增加，根据磁场方向，由楞次定律判断感应电流的方向。通电线圈的磁场与条件磁铁相似，由安培定则判断线圈的极性，分析线圈与磁铁间的作用力。本题是楞次定律的基本应用对于电磁感应现象中，导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动。【解答】磁铁的N极向下插入，穿过铜环的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，铜环中产生逆时方向的感应电流；根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，铜环上端相当于N极；当S极向下插入，铜环上端相当于S极，与磁铁的极性总相反，存在斥力。所以铜环对桌面的压力

21、F大于铜环重力G的大小；磁铁的N极远离铜环时，穿过铜环的磁通量减小，磁场方向向下，根据楞次定律可知，铜环中产生逆时方向的感应电流；根据安培定则判断可知，当N极远离时，铜环上端相当于S极；与磁铁的极性总相同，存在引力所以铜环对桌面的压力F小于铜环重力G的大小。所以AD正确，BC错误；故选AD。12.【答案】ABC【解析】解：A、在t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈一定处在中性面上；故A正确；B、由图可知，a的周期为410-2s；b的周期为610-2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为：3：2；故B正确；C、曲线a的交变电流的频率f=25Hz；故C正确；D、曲线a、b对应的线圈转速之

22、比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为U=；故D错误；故选：ABC。根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量13.【答案】（1）相反；（2）不同；（3）AB。【解析】【分析】本题难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件、影响感应电流方向的因素即可正确解题。（1）根据磁通量变化分析灵敏电流计指针的偏转；（2）导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时

23、，产生的感应电动势不同；（3）当线圈B中产生感应电流时，电流表的指针将发生偏转，根据产生感应电流的条件：闭合电路的磁通量发生变化，分析答题。【解答】（1）将条形磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量增强，拔出线圈时穿过线圈的磁通量减弱，所以灵敏电流计指针偏转方向相反；（2）导体棒AB以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，产生的感应电动势不同，所以将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转大小不同；（3）A.闭合开关的瞬间，A线圈中磁场发生增强，穿过线圈B的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转，故A正确；B.保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中磁场发生变化，B线圈中磁通量发生

24、变化，产生感应电流，电流表指针偏转，故B正确；C.保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片，A线圈中没有磁场，所以B线圈中磁通量没有变化，不产生感应电流，指针不偏转，故C错误。故选AB。故答案为：（1）相反；（2）不同；（3）AB。14.【答案】= BC m1=m2-m1【解析】解：（1）如果导轨水平时，滑块在导轨上做匀速直线运动，所以滑块经过两光电门时用时应相等；（2）本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度；故BC正确AD错误。（3）根据速度公式可知，碰前A的速度v0=

25、，碰后A的速度v1=，B的速度v2=设A的原方向为正方向，根据动量守恒定律可知：应验证的表达式为：m1v0=m2v2-m1v1代入数据并化简可得：m1=m2-m1故答案为：（1）=；（2）BC；（3）m1=m2-m1（1）明确导轨水平时滑块的受力平衡，从而确定调节平衡的方法；（2、3）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式，从而确定应测量的物理量；本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律列式即可求解。15.【答案】解：（1）根据电压与匝数成正比，有n1：n2=U1：U2n

26、1：n2=1100：220=5：1 （4分，公式，结论各2分）（2）根据输入功率等于输出功率，有P1=P2=44wI1=0.04A（4分，公式，结论各2分）答：（1）原、副线圈的匝数比5：1；（2）电流表的示数为0.04A【解析】（1）根据电压与匝数成正比求原、副线圈的匝数比；（2）根据输入功率等于输出功率求电流表示数；本题考查变压器的基本原理，要注意明确理想变压器线圈匝数之比等于电压之比，同时明确灯泡正常发光时，电压为灯泡的额定电压16.【答案】解：（1）弹簧被压缩到最短时，木块A与木板B具有相同的速度，此时弹簧的弹性势能最大。设共同速度为v，从木块A开始沿木板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中，A、B系统的动量守恒，取向右为正方向，则有：mv0=（m+2m）v，由能量关系，得：弹簧的最大弹性势能Ep=mv02-（m+2m）v2，解得：Ep=。（4分，1个公式1分，结论2分）（2）对木块A，根据动量定理得I=mv-mv0。得I=-，方向向左。（4分，公式2分，大小，方向各1分）（3）从木块A滑上木板B直到二者分离，系统的机械能守恒，设分离时A、B的速度分别为v1和v2