四川省绵阳市2020-2021学年高二下学期期末教学质量测试物理试题（ 含答案解析 ）

绵阳市高中2019级第二学年末教学质量测试物理试题一、必考选择题。本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~9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.关于物理学的重要史实和结论，下列说法正确的是（）A.通过分光镜观察到的氢原子光谱是连续谱B.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内C.卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论D.根据波尔原子结构理论，氢原子的电子绕氢原子核运动的半径可以取任意值【答案】C【解析】【详解】A．氢原子光谱是不连续的，是线状谱，因此通过分光镜观察到的氢原子光谱是不连续谱，故A错误；BC．汤姆孙发现电子后提出了“枣糕式”原子模型，而卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故B错误，C正确；D．根据波尔原子结构理论，电子绕核运动的轨道半径是量子化的，是一些不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，故D错误。故选C。2.如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的直流电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。下列说法中正确的是（）A.K闭合瞬间，先亮，逐渐变亮B.K断开后，两灯都要过一会儿才熄灭C.K闭合瞬间，两灯同时亮，之后熄灭，变亮D.K断开后，要闪亮一下再慢慢熄灭，此过程中的电流方向由a到b【答案】C【解析】【详解】AC．K闭合瞬间，由于通过线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以两灯同时亮；当电流稳定后，由于线圈电阻可忽略不计，所以D1被线圈短路，熄灭，干路总电阻变小，则通过D2的电流变大，变亮，故A错误，C正确；BD．K断开后，D2立即熄灭，但由于通过线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以D1要闪亮一下再慢慢熄灭，但此过程中的电流方向由b到a，故BD错误。故选C。3.一质量为20kg的铁锤以5m/s的速度竖直向下打在木桩上，经过0.2s时间后停止，g取10m/s2，则在打击时间内，铁锤对木桩的平均冲力的大小是（）A.40N B.300N C.500N D.700N【答案】D【解析】【详解】在打击时间内，根据动量定理可得解得木桩对铁锤的平均冲力的大小为根据牛顿第三定律可知，铁锤对木桩的平均冲力的大小为。故选D。4.如图所示，有一面积为S，匝数为N，总电阻为r的矩形线圈，线圈外接电阻阻值为R，其余电阻不计，线圈置于磁感应强度为B的匀强磁场中，图示位置线圈平面与磁感线平行。线圈从图示位置开始绕垂直于磁感线的轴OO＇以角速度ω匀速转动，则（）A.此时线圈中电流为零B.线圈中感应电动势C.电流有效值D.转过90°的过程中通过R的电荷量为【答案】D【解析】【详解】A．当线圈平面与磁感线平行时，通过线圈的磁通量的变化率最大，则感应电动势最大，此时线圈中电流不是零，A错误；B．线圈平面与磁感线平行位置开始计时时，线圈中感应电动势为B错误；C．感应电动势的最大值为感应电动势的有效值为由闭合电路欧姆定律可得电流有效值为C错误；D．转过90°的过程中通过R的电荷量为D正确。故选D。5.如图为远距离输电示意图，其中升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机的输出电压U和输电线上的总电阻r、两个变压器原、副线圈的匝数均不变。当用户用电器的总电阻减小，则（）A.用户的电压U4增加 B.输电线上损失功率增大C.发电机的输出功率减小 D.升压变压器的输出电压U2减小【答案】B【解析】【详解】ABD．当用户用电器的总电阻减小时，电流增大，则输电线上的电流增大，由，可知输电线上损失功率增大，由，可知输电线上的电压降增大，发电机的输出电压U不变，升压变压器输出电压U2不变，则降压变压器的输入电压U3减小，则用户的电压U4减小，AD错误，B正确；C．当用户用电器的总电阻减小，则用户用电功率增大，则输电线上的电流增大，输电线上损失功率增大，可知发电机的输出功率增大，C错误。故选B。6.如图所示，水平方向的匀强磁场区域宽度为L，磁感应强度为B，质量为m的正方形导线框边长也为L，线框由距磁场H高处自由下落，恰好匀速穿过磁场，重力加速度为g，不计空气阻力，线框始终位于与磁场方向垂直的竖直平面内，则（）A.ab边刚进磁场时与刚出磁场时线框中感应电流的方向相同B.ab边刚进磁场时与刚出磁场时线框所受安培力的方向相反C.ab边刚进磁场时a、b两点电势差的绝对值为D.线框在穿过磁场的整个过程中线框产生的焦耳热为mgL【答案】C【解析】【详解】A．ab边刚进磁场时，线框中的磁通量要增大，而根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场要阻碍线框中磁通量的增加，则由安培定则可知，线框中的感应电流为逆时针方向，同理，当线框ab边刚刚出磁场时，线框中的磁通量要减小，而感应电流产生的磁场要阻碍线框中磁通量的减小，则由安培定则可知，线框中的感应电流为顺时针方向，故A错误；B．线框刚进入磁场时，根据感应电流方向，结合左手定则可知，其ab边所受安培力竖直向上，而ab边所受安培力即为线框所受安培力的合力；ab边刚出磁场时，左右两侧边所受安培力始终大小相等、方向相反，水平方向所受安培力合力为零，而竖直方向在ab边刚出磁场时，根据感应电流方向，结合左手定则可知，dc边所受安培力竖直向上，则可知线框所受安培力的合力竖直向上，因此可知，ab边刚进磁场时与刚出磁场时线框所受安培力的方向相同，故B错误；C．线框从高H处做自由落体运动，其ab边刚进磁场时的速度设为，则根据机械能守恒有解得ab边进入磁场后切割磁感线，从而产生感应电动势，可得而切割磁感线的导体相当于电源，设线框的总电阻为，则ab边电阻为，根据闭合电路的欧姆定律可得，a、b两点电势差的绝对值为故C正确；D．根据题意，线框恰好匀速穿过磁场，则由能量守恒可得故D错误。故选C。7.氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（）A.这些氢原子可能发出6种不同频率的光B.氢原子从n=4跃迁到n=1，发射的光子波长最长C.氢原子从n=2跃迁到n=1，发射的光子能量最小D.氢原子从n=4跃迁到n=3，氢原子能量减小。【答案】AD【解析】【详解】A．大量氢原子从高能级向低能级跃迁过程中辐射出的光的种数为可知，当大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，将辐射出6种不同频率的光，故A正确；BCD．根据可知，跃迁过程中所辐射光子的能量越高其频率越大，而根据可知，频率越大的光其波长越小，而频率越小其波长越大，而氢原子跃迁时所释放的能量（，且、均为能级）分析可知，氢原子从n=4跃迁到n=3，发射的光子其能量最小，则可知其频率最小，波长最长，故BC错误，D正确。故选AD。8.如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10：1，定值电阻R=1Ω，原线圈允许通过电流的最大值为，副线圈a、b两端电压U2随时间t变化关系如图乙所示。则下列说法正确的是（）A.原线圈两端电压的有效值为220VB.原线圈两端电压的频率为100HzC.副线圈允许通过电流的最大值为D.为保证电路安全工作，滑动变阻器R'的阻值不得小于1.2Ω【答案】AD【解析】【详解】A．根据图乙可知，副线圈两端电压的有效值为根据变压器原副线圈两端的电压比等于匝数之比可得解得故A正确；B．根据图乙可知，副线圈两端电压的周期为0.02s，则可知副线圈两端电压的频率为而变压器并不会改变电压的频率，因此可知，原线圈两端电压的频率也为50Hz，故B错误；C．根据原副线圈所在回路中电流比等于匝数的反比可得而原线圈允许通过电流的最大值为，则可知副线圈允许通过电流的最大值为，故C错误；D．根据以上分析，副线圈所在电路中电流的最大值不得超过，而其两端电压的最大值为，则根据闭合电路的欧姆定律有代入数据解得故D正确。故选AD。9.如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面磁场中，磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，MN始终保持静止。规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流I正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，下列图像中正确的是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB．由题图乙可知，在0~2s时间内，磁感应强度先均匀减小，后反向均匀增大，可知大小不变，由电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，由楞次定律可知，回路中的感应电流方向是逆时针方向，即由M到N，为正方向，在2~4s时间内，磁感应强度由负方向最大先均匀减小零，后正方向均匀增大，可知大小不变，回路中感应电流大小不变，由楞次定律可知，回路中的感应电流方向是顺时针方向，即由N到M，是负方向，A错误，B正确；CD．由左手定则可知，在0~1s时间内，电流I是正方向，B是正方向，导体棒MN受安培力F方向水平向右，由，可知，B均匀减小，安培力均匀减小，在1~2s时间内，电流I是正方向，B是负方向，导体棒MN受安培力F方向水平向左，B均匀增大，安培力均匀增大；在2~3s时间内，电流I是负方向，磁感应强度是负方向，且逐渐减小，因此安培力方向为正方向，逐渐减小；在3~4s时间内，电流是负方向，磁感应强度是正方向，且逐渐增大，因此安培力F方向是负方向，逐渐增大，C错误，D正确。故选BD。二、必考非选择题。本题共4小题，共44分。10.如图是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2是用温度系数为负的热敏材料制成的热电阻传感器，电流表A是值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I将___________，报警器两端的电压U将___________。（选填“变大”“变小”或“不变”）【答案】①.变小②.变小【解析】【详解】[1]当传感器R2所在处出现火情时，热电阻传感器R2温度升高，R2电阻值变小，则外电路的总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，外电路的总电流I总变大，电源的内电阻上电压变大，路端电压U变小，R1两端电压变大，则电路中并联部分两端电压U并变小，其它量不变，显示器A的电流I将变小。[2]报警器两端的电压U是电源的路端电压，可知报警器两端的电压U将变小。11.用如图所示的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在水平轨道上碰撞前后的动量关系。（1）两小球的质量m1、m2的大小关系应满足m1___________m2；两球的半径应满足r1___________r2。（都选填“>”“<”或“=”）（2）下列条件中，实验必须要求的是___________。A．斜槽光滑B．斜槽末端水平C．小球m1与m2的材料相同D．小球m1每次从同一高度处滚下（3）用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后把被碰小球m2静置于轨道水平部分的右侧末端，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并重复多次，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平距离LOM、LOP、LON。（4）若两球相碰前后的动量守恒，表达式___________成立[用（3）中测量的量表示]；若碰撞是弹性碰撞，还应有表达式___________成立[用（3）中测量的量表示]。【答案】①.>②.=③.BD##DB④.⑤.【解析】【详解】（1）[1][2]为了碰撞后碰撞小球不被被碰小球反弹，则两小球的质量需要满足，而为了让碰撞发生在水平方向，从而研究水平方向上的动量守恒，则两小球的半径必须相同，即。（2）[3]AD．该实验中，斜槽不必光滑，只需要每次从同一高度释放小球，就可保证小球单独做平抛运动的初速度与和发生碰撞时的初速度相同，故A错误，D正确；B．该实验必须保证斜槽末端水平，如此才能时小球获得水平方向的速度，从而做平抛运动，故B正确；C．实验中，不需要小球m1与m2的材料相同，只需要保证，且两小球半径即可，故C错误。故选BD。（4）[4]小球单独做平抛运动和与小球碰撞后两者都做平抛运动在竖直方向的位移相同，即做平抛运动的时间相同，而平抛运动水平方向做匀速直线运动，设小球做平抛运动的时间为，因此只要满足即可验证动量守恒，整理上式可得[5]若该碰撞为弹性碰撞，则由机械能守恒可得即满足可得碰撞弹性碰撞。12.如图所示，光滑水平地面上有一辆小车，小车左端固定一个光滑斜面，右端固定一个挡板，挡板与轻弹簧相连，轻弹簧处于原长状态，自由端恰在C点，小车（包括光滑斜面、轻弹簧和挡板）总质量为M=6kg。小车左端紧靠墙壁，物块从斜面上A点由静止滑下，经过B点无机械能损失。已知物块质量m=2kg，A点与B点的竖直高度差h=0.8m，BC的长度L=3m，BD段光滑。g取10m/s2。求：（1）在整个运动过程中弹簧弹性势能的最大值；（2）物块第二次经过C点的速度。【答案】（1）12J；（2）2m/s，方向向左【解析】【详解】（1）设物块运动到B点时速度为vB，物块由A点到B点的过程中，由动能定理有物块和小车速度相等时，弹簧被压缩至最短，设此时物块和小车的共同速度为v1，物块由B点运动到将弹簧压缩到最短过程中，取vB的方向为正方向，由动量守恒定律有弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，设为Epmax，由机械能守恒有解得Epmax=12J（2）弹簧弹回物块，恢复原长时，物块第二次到达C点，设速度大小为vC，此时小车的速度为v2，方向向右，由动量守恒定律和机械能守恒有解得，物块第二次到达C点速度大小为2m/s，方向向左。13.如图甲所示，两电阻不计的光滑金属导轨倾斜平行放置，间距d=1m，倾角α=37°，下端接定值电阻R0=3Ω，矩形区域CDEF内有垂直导轨平面向上的磁场，DE边长x=20m，磁场磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。现将一质量m=2kg，电阻R=1Ω的金属棒在导轨上端某处由静止释放，经t1=1s运动到EF位置，进入磁场后，再运动s=10m后开始做匀速运动。g取10m/s2，sin37°=0.6。求：（1）0~1s时间内金属棒中电流的大小I1；（2）金属棒刚进磁场时加速度的大小a；（3）从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，定值电阻R0上产生的焦耳热Q1。【答案】（1）10A；（2）a=3m/s2；（3）Q1=9J【解析】【详解】（1）0～1s内，磁场均匀变化，由乙图得设回路中感应电动势大小为E1，则解得（2）设金属棒刚进入磁场前的加速度为a1，刚进入时速度为v，则解得设金属棒刚进磁场时磁感应强度为B1，切割磁感线产生的电动势E2，金属棒中的电流I2，刚进磁场时加速度的大小为a，由乙图得金属棒进入磁场后磁感应强度B1=2T则由牛顿第二定律有解得I2=3A，a=3m/s2（3）金属棒进磁场后磁感应强度始终为B1，设金属棒匀速运动时速度为vm，切割磁感线产生的电动势E3，金属棒中的电流I3，则根据平衡条件有解得从金属棒刚进磁场到开始做匀速运动的过程中，这整个回路中产生的焦耳热为Q，则由能量守恒有而解得解得Q=12J，Q1=9J三、选考题（3-4）。本题共4小题，共30分。第14、15、16题每小题4分，给出的四个选项中只有一项符合题目要求。用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。14.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场B.紫外线波长比红外线波长长，不能直接引起视觉C.麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在D.红外线容易引起固体物质分子共振，使其电磁场能量转变成物质的内能【答案】D【解析】【详解】A．稳定电场不能够在周围空间产生稳定的磁场，稳定的磁场不能够在周围空间产生稳定的电场，A错误；B．紫外线波长比红外线波长短，不能直接引起视觉，B错误；C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹利用实验证实了电磁波存在，C错误；D．红外线容易引起固体物质分子共振，使其电磁场能量转变成物质的内能，D正确。故选D。15.关于光的波动性，下列说法正确的是（）A.光的偏振现象说明光是纵波B.激光是自然界某种物质直接反光产生的C.光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象D.马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的干涉现象【答案】D【解析】【详解】A．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故A错误；B．激光是原子受激辐射产生的光，不是某种物质直接反光产生的，故B错误；C．光学镜头上的增透膜的原理是利用了膜的上表面和玻璃表面反射的光而产生干涉，故C错误；D．马路积水上油膜呈现彩色图样是由内外薄膜光的叠加而产生，是光的干涉现象，故D正确。故选D。16.如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时（）A.A板带负电 B.电容器C正在充电C.线圈L两端电压在增大 D.磁场能正在转化为电场能【答案】A【解析】【详解】ABC．电流i的方向指向A板，且正在增大，说明电容器C正在放电，则A、B板间的电压在减小，则线圈L两端电压在减小，电流方向从正极板流向负极板，因此B板带正电，A板带负电，A正确，BC错误；D．电容器正在放电，可知电场能正在转化为磁场能，D错误。故选A。17.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。（1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列最佳顺序应为C、___________、A。（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显，条纹清晰。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃屏上观察到条纹数有所增加，且清晰。以下改动可能会实现这个效果的是______。A．仅将单缝与双缝的位置互换B．仅将单缝与双缝间距增大少许C．仅将滤光片移至单缝和双缝之间D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片（3）将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，已知双缝间距为2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离为0.700m，求得所测红光波长为___________nm。【答案】①.EDB②.D③.6.6×102【解析】【详解】（1）[1]通过双缝干涉实验来测量红光的波