2020年高二（下）期末物理试卷（解析版）

2020年西藏拉萨市北京实验中学高二（下）期末物理试卷

一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给

出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确.全

部选对者得4分，选对而不全者得2分，有选错的得0分，其中8、

9、10题为多选题）

1.如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应.欲使光电子

从阴极逸出时的初动能增大，应该（）

A.改用红光照射B.改用紫光照射

C.增大光电管上的加速电压D.增大绿光的强度

2.如图的无限大的磁场中，有一个矩形线圈abed做下述运动，其中

能使线圈中产生感应电流的运动是（）

A.以be为轴转动B.以ab为轴转动

C.垂直纸面向内匀速运动D.在纸面内向下运动

3.如图为氢原子的能级示意图.现有大量的氢原子处于n=4的激发

态，当这些氢原子向低能级跃迁时（）

nE'cV

1x---------------------------0

4，0.81

3-------------------------------1.51

1----------------------------13.6

A.能发出3种不同频率的光B.能发出4种不同频率的光

C.能发出5种不同频率的光D.能发出6种不同频率的光

4.如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指

针偏转的是（）

A.将磁铁插入螺线管的过程中

B.磁铁放在螺线管中不动时

C.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中

D.将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中

5.如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在

电场的作用下分成a、b、c三束.以下判断正确的是（）

A.a为a射线、b为0射线B.a为0射线、b为丫射线

c.b为v射线、c为B射线D.b为a射线、c为v射线

6.根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是（）

A.阻碍引起感应电流的磁通量

B.与引起感应电流的磁场方向相反

C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D.与引起感应电流的磁场方向相同

7.篮球运动员通常要伸出双手迎接传来的篮球.接球时，两手随球

迅速收缩至胸前.这样做可以（）

A.减小球对手的冲量B.减小球对人的冲击力

C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量

8.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知（）

ioa

0I3%56lAOh

-looX-/

A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V

B.该交流电的频率为25Hz

C.该交流电的电压的有效值为100点V

D.若将该交流电压加在阻值为R=100Q的电阻两端，则电阻消耗的

功率是50W

9.卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景.解

决的问题有（）

A.解释粒子散射现象

B.用粒子散射数据估算原子核的大小

C.结合经典电磁理论解释原子的稳定性

D.结合经典电磁理论解释氢光谱

10.如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为

U1时，副线圈的输出电压为U2,Li、L2、L3为三只完全相同的电灯,

开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时（）

A.电压Ui不变，U2变大B.电灯Li变亮，L2变暗

C.电灯Li变暗，L2变亮D.原线圈中的电流变大

二、填空题（每题5分，共20分）

11.一个氮14原子核内的核子数有个；氮14吸收一个a粒子

后释放出一个质子，此核反应过程的方程是.

12.一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e=311sin314tV,

则此发电机产生的电动势的最大值为V,有效值为V,

发电机转子的转速为转/秒，产生的交流电的频率为

Hz.周期为s.

13.一理想变压器，原线圈匝数ni=1100匝，接在电压220V的交流

电源上，当它对11只并联的"36V,60W"灯泡供电时，灯泡正常发光,

由此可知该变压器匝数112=,通过原线圈的电流L=.

14.两个闭合金属圆环穿在同一根绝缘光滑横杆上，如图所示，当条

形磁铁向下抽出时，两环中的感应电流方向（填"相同〃或"相

反");左环与右环感应电流间的作用力为(填"吸引"或"排斥");

两环的运动情况是(填"靠近"或"远离").

TIO1—1T

三、计算题(每题10分，共40分)

15.一台交流发电机的额定输出功率P=4.0X103kw,以400V电压将

其接在升压器上向远方输电.若输电导线的总电阻为10Q,允许输电

线损失的功率为输出功率的10%,问：

(1)升压变压器的电压比应为多大？

(2)为了使远方用电器能得到220V的工作电压，降压变压器的电

压比应为多大？

16.如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨

MN和PQ,它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R

的定值电阻，导体棒ab长其电阻为r,与导轨接触良好.整

个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T.现使

ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.

(1)ab中的感应电动势多大？

(2)ab中电流的方向如何？

(3)若定值电阻R=3.0Q,导体棒的电阻r=L0Q,则电路电流大小?

PQ

17.如图所示，理想变压器原线圈中输入电压Ui=3300V,副线圈两

端电压U2为220V,输出端连有完全相同的两个灯泡Li和L2,绕过

铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V.

求：(1)原线圈m等于多少匝？

(2)当开关S断开时，电流表A2的示数b=5A.则电流表Ai的示数

L为多少？

(3)当开关S闭合时，电流表Ai的示数k等于多少？

18.如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别

为mA=mc=2m,mB=m,A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧

(弹簧与滑块不拴接).开始时A、B以共同速度vo运动，C静止.某

时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一

起，最终三滑块速度恰好相同.求B与C碰撞前B的速度.

rrwfii[c

2)nm2in

参考答案与试题解析

一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给

出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确.全

部选对者得4分，选对而不全者得2分，有选错的得0分，其中8、

9、10题为多选题）

1.如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应.欲使光电子

从阴极逸出时的初动能增大，应该（）

A.改用红光照射B.改用紫光照射

C.增大光电管上的加速电压D.增大绿光的强度

【考点】光电效应.

【分析】光电子从阴极逸出时的最大初动能是由入射光的频率决定，

与其它因素无关.

【解答】解：由Ek=hv-W逸出知增加最大初动能，只要入射光的频率

变大就行了.

A、红光的频率比绿光小，故A错误；

B、紫光的频率比绿光的大，故B正确.

C、增大光电管的加速电压，不影响阴极逸出时的初动能，故c错误;

D、增加绿光照射强度只是增大了光电流强度，D错误；

故选B

2.如图的无限大的磁场中，有一个矩形线圈abed做下述运动，其中

能使线圈中产生感应电流的运动是（）

A.以be为轴转动B.以ab为轴转动

C.垂直纸面向内匀速运动D.在纸面内向下运动

【考点】感应电流的产生条件.

【分析】当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就

有感应电流.

【解答】解：A、以be为轴转动，磁通量发生变化，所以有感应电

流.故A正确.

B、以ab为轴转动，磁通量始终为0,即磁通量不变，无感应电

流.故B错误.

C、垂直纸面向内匀速运动，磁通量始终为0,无感应电流.故

C错误.

D、在纸面内向下运动，磁通量始终为0,无感应电流.故D错

误.

故选A.

3.如图为氢原子的能级示意图.现有大量的氢原子处于n=4的激发

态，当这些氢原子向低能级跃迁时（）

£/eV

0

0.85

LSI

13.6

A.能发出3种不同频率的光B.能发出4种不同频率的光

C.能发出5种不同频率的光D.能发出6种不同频率的光

【考点】氢原子的能级公式和跃迁.

【分析】本题考查了波尔原子理论，所有的激发态都是不稳定的，都

会继续向基态跃迁，故辐射光子的种类为

【解答】解：现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当这些氢原子向

低能级跃迁，

辐射光子的种类为彳=£=6种.

故选：D.

4.如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指

针偏转的是（）

A.将磁铁插入螺线管的过程中

B.磁铁放在螺线管中不动时

C.将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中

D.将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中

【考点】研究电磁感应现象.

【分析】根据法拉第电磁感应定律可知，只要线圈中的磁通量不发生

变化，则回路中便无感应电流产生，指针便不会偏转.

【解答】解：只要是线圈中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流,

指针便不会偏转，在磁铁插入、拉出过程中线圈中的磁通量均发生变

化，因此ACD错误；

磁铁放在螺线管中不动时，线圈中的磁通量不发生变化，无感应电流

产生，故B正确.

故选：B.

5.如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在

电场的作用下分成a、b、c三束.以下判断正确的是（）

A.a为a射线、b为0射线B.a为0射线、b为丫射线

C.b为v射线、c为0射线D.b为a射线、c为Y射线

【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.

【分析】根据图示粒子运动轨迹确定粒子受力方向，然后根据粒子电

性与受力方向判断粒子带电性质，然后判断粒子类型.

【解答】解：根据所受知识可知，a粒子带正电，B粒子是高速电子

流，带负电，Y是高频率的电磁波，不带电，

由图示粒子运动轨迹可知，a为0射线，b为v射线、c为a射线，

故B正确，ACD错误；

故选：B.

6.根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定是（）

A.阻碍引起感应电流的磁通量

B.与引起感应电流的磁场方向相反

C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化

D.与引起感应电流的磁场方向相同

【考点】楞次定律.

【分析】根据楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的

磁通量的变化.当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通

量减小时，感应电流的磁场与它相同.

【解答】解：当磁通量增大时，感应电流的磁场与它相反，当磁通量

减小时，感应电流的磁场与它相同.即感应电流的磁场方向取决于引

起感应电流的磁通量是增加还是减小.即感应电流的磁场一定是阻碍

引起感应电流的磁通量的变化，故A、B、D错误，C正确.

故选C.

7.篮球运动员通常要伸出双手迎接传来的篮球.接球时，两手随球

迅速收缩至胸前.这样做可以（）

A.减小球对手的冲量B.减小球对人的冲击力

C.减小球的动量变化量D.减小球的动能变化量

【考点】动量定理.

【分析】先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样

可以增加球与手接触的时间，根据动量定理即可分析.

【解答】解：先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，

这样可以增加球与手接触的时间，

根据动量定理得：

-Ft=O-mv

当时间增大时，作用力就减小，而冲量和动量、动能的变化量都不变,

所以B正确.

故选B.

8.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知（）

A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V

B.该交流电的频率为25Hz

C.该交流电的电压的有效值为100加V

D.若将该交流电压加在阻值为R=100Q的电阻两端，则电阻消耗的

功率是50W

【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值

和有效值、周期和频率.

【分析】根据图象可知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.

【解答】解：A、由图可知,T=4X102s,故f=±=25Hz,w=2nf=50rad/s,

所以其表达式为u=100sin（50t）V,故A错误，B正确；

C、由图象可知交流电的最大值为100V,因此其有效值为：11=器

=500，

所以R消耗的功率为：P=1（5g）2=5ow,故C错误，D正确;

R100

故选：BD.

9.卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景.解

决的问题有（）

A.解释粒子散射现象

B.用粒子散射数据估算原子核的大小

C.结合经典电磁理论解释原子的稳定性

D.结合经典电磁理论解释氢光谱

【考点】原子的核式结构；物理学史.

【分析】卢瑟福的原子核式结构学说揭示了a粒子的散射实验，并根

据a粒子散射实验的数据估算了原子核的大小，但其不能解释原子的

稳定性和解释氢光谱

【解答】解：AB、卢瑟福的原子核式结构学说揭示了a粒子的散射

实验，并根据a粒子散射实验的数据估算了原子核的大小，AB正确;

CD、但其不能解释原子的稳定性和解释氢光谱，故CD错误；

故选：AB

10.如图所示，变压器的原、副线圈的匝数比一定，原线圈的电压为

U1时，副线圈的输出电压为U2,Li、L2>L3为三只完全相同的电灯,

开始时，电键K开启，然后当电键K闭合时（）

A.电压Ui不变，5变大B.电灯Li变亮，L2变暗

C.电灯Li变暗，L2变亮D.原线圈中的电流变大

【考点】变压器的构造和原理.

【分析】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小

是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比,

根据理想变压器的原理分析即可.

【解答】解：A、原线圈与发电机相连，电压不变，由于输入的电压

的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出的电压始终不变，

所以A错误；

B、当K接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，根据P=PR可知

电灯Li的功率变大即电灯Li变亮，由于输出的电压不变，所以灯泡

L2的电压减小，电流减小，L2变暗，故B错正确，C错误；

D、当K接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数

比不变，所以原线圈中的电流增大，故D正确；

故选BD.

二、填空题（每题5分，共20分）

11.一个氮14原子核内的核子数有14个;氮14吸收一个a粒子

后释放出一个质子，此核反应过程的方程是—J70+；H_.

【考点】原子的核式结构；裂变反应和聚变反应.

【分析】根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程.

【解答】解：一个氮14原子核内的核子数有14个核子；

氮14吸收一个a粒子后释放出一个质子，此核反应过程的过程中质

量数守恒，则新核的质量数：

A=14+4-1=17

新核中的质子数：

Z=7+2-1=8

所以新核是氧17.核反应方程为：；“N+；Hef

故答案为：14；；4股；配-J70+；H

12.一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：e=311sin314tV,

则此发电机产生的电动势的最大值为311V,有效值为220V,

发电机转子的转速为3_转/秒，产生的交流电的频率为50

Hz.周期为0.02s.

【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系.

【分析】根据交流发电机产生的感应电动势e=EmSinu)t,写出感应电

动势的最大值和角频率，根据有效值与最大值的关系求解有效值，根

据取券求解转速，根据T=!求得周期

【解答】解：由题，交流发电机产生的感应电动势的表达式为：

e=EmSincot=311sin314tV

所以电动势的最大值为：Em=311V,

有效值为：V=220V，

角频率为：co=314rad/s=2nn,

所以转速为：n=^y-=50r/s.

/JI

故频率为：f=50Hz

周期为：T=y=0.02s

故答案为：311,220,50,50,0.02

13.一理想变压器，原线圈匝数ni=U00匝，接在电压220V的交流

电源上，当它对11只并联的"36V,60W”灯泡供电时，灯泡正常发光,

由此可知该变压器匝数180,通过原线圈的电流L=3A.

【考点】变压器的构造和原理.

【分析】对11只并联的"36V,60w”的灯泡供电时，灯泡正常发光.说

明副线圈电压为36V,副线圈功率为11X6OW=66OW,根据电压与匝

数成正比，可以求得副线圈的匝数，根据变压器的输入的功率和输出

的功率相等可以求得原线圈I中的电流强度Ii.

【解答】解：由11只并联的"36V,60w”的灯泡供电时，灯泡正常发

光，可知：U2=36V；P2=660W

根据山二山得：出=辛=嗡变=18。匝

n]n之u]zzu

根据Uih=P2得：1产黑二"盛产=3A

U]zzuv

故答案为：180,3A.

14.两个闭合金属圆环穿在同一根绝缘光滑横杆上，如图所示，当条

形磁铁向下抽出时，两环中的感应电流方向相反（填"相同"或"相

反〃）；左环与右环感应电流间的作用力为排斥（填"吸弓I"或"排

斥“）；两环的运动情况是靠近（填"靠近"或"远离"）.

【考点】楞次定律.

【分析】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，从而由

楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，

使两圆环运动，同时两圆环间的电流相互作用而导致间距变化.

【解答】解：磁铁向下抽出的过程中，穿过两环的磁通量都减少，由

于穿过两环的磁通量的方向相反，所以感应电流的方向相反；根据电

流间相互作用力的规律，同向相吸、反向相斥，因此两感应电流间的

作用力为排斥力；该排斥力较小，能使两环运动的应当是感应电流受

到的原磁场的磁场力，由楞次定律判断知，两个环都向着磁体运动，

相互靠近.

故答案为：相反，排斥，靠近

三、计算题(每题10分，共40分)

15.一台交流发电机的额定输出功率P=4.0X103kw,以400V电压将

其接在升压器上向远方输电.若输电导线的总电阻为10Q,允许输电

线损失的功率为输出功率的10%,问：

(1)升压变压器的电压比应为多大？

(2)为了使远方用电器能得到220V的工作电压，降压变压器的电

压比应为多大？

【考点】远距离输电.

【分析】(1)根据输出功率的大小，结合允许损失的功率大小求出输

出的电流大小，从而得出升压变压器的输出电压，结合输入电压和输

出电压之比等于匝数之比求出升压变压器原副线圈的匝数比.

(2)根据输送电流，得出输电线上的电压损失，从而得出降压变压

器的输入电压，结合输入电压和输出电压之比等于匝数之比求出降压

变压器的原副线圈匝数之比.

【解答】解：(1)根据P损=10«P=I2R得输送电流^4000000XmA=200A

则升压变压器的输出电压用于4°黑％=20000V.

升压变压器的原副线圈匝数比*=白嗡

n?u2zuuuuDu

(2)输电线上损失的电压△U=IR=200X10V=2000V,

则降压变压器的输入电压U3=U2-AU=20000-2OOOV=18OOOV.

则降压变压器的匝数比也=衿嚅一罂.

Uqzzu11

答：(1)升压变压器的电压比应为1：50

(2)为了使远方用电器能得到220V的工作电压，降压变压器的电

压比应为900：11

16.如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨

MN和PQ,它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R

的定值电阻，导体棒ab长l=0.5m,其电阻为r,与导轨接触良好.整

个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T.现使

ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动.

(1)ab中的感应电动势多大？

(2)ab中电流的方向如何？

(3)若定值电阻R=3.0Q,导体棒的电阻r=L0Q,则电路电流大小？

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律.

【分析】使用法拉第电磁感应定律可以计算出感应电动势的大小；使

用右手定则可以判定感应电流的方向；回路中的电流可以使用闭合电

路的欧姆定律求出.

【解答】解：(1)由法拉第电磁感应定律ab中的感应电动势为：E=Blv

代入数据得：E=2.0V

(2)使用右手定则可以判定感应电流的方向：ab中电流方向为b-a

(3)由闭合电路欧姆定律，回路中的电流1卷

代入数据得：1=0.5A

答：(1)ab中的感应电动势是2.0V；(2)ab中电流的方向b玲a；(3)

电路电流大小是0.5A.

17.如图所示，理想变压器原线圈中输入电压Ui=3300V,副线圈两

端电压U2为220V,输出端连有完全相同的两个灯泡Li和L2,绕过

铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V.

求：(1)原线圈m等于多少匝？

(2)当开关S断开时，电流表A2的示数L=5A.则电流表Ai的示数

h为多少？

(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数1/等于多少？

【考点】变压器的构造和原理.

【分析】（1）把电压表看做一匝线圈，应用匝数之比等于电压之比求

原线圈匝数；

（2）电流根据输入功率等于输出功率U1I1=U212；

（3）应用欧姆定律和输入功率等于输出功率求副线圈电流，在根据

输入功率等于输出功率求原线圈电流.

【解答】解：（1）由电压与变压器匝数的关系可得：

ni=5n=尊"X1=1650.

（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率：

UiIi=U2I2

可知：

I,=0.33A

（3）当开关S断开时，有：

当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，

有R'=0.5RL=22Q

副线圈中的总电流为L'

则l2z*=10A

由UlIlRE