2020年广西壮族自治区北海市市第五中学高二物理上学期期末试题带解析

2020年广西壮族自治区北海市市第五中学高二物理上学期期末试题含解析
一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图甲所示为一小型交流发电机的示意图，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，电阻R的阻值为。

下列说法正确的是（）
A. 电流表示数为10 A
B. 线圈转动的角速度为50π rad/s
C. 0.01 s时线圈平面与中性面垂直
D. 电阻R上的热功率为200W
参考答案：
AC
【分析】
由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，根据即可求出电阻R上的热功率。

【详解】图乙可知交流电电流的最大值是，则有效值为，由于电流表的示数为
有效值，故示数I=10A，故A正确；角速度，故B错误；0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向
平行，故C错误；根据，代入数据可得：，故D错误。

所以AC正确，BD错误。

【点睛】本题考查交变电流产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值。

2. 材料相同的A、B两块滑块质量mA＞mB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离sA和sB的关系为（）
A．sA＞sB B．sA = sB C．sA＜sB D．无法确定
参考答案：B
3. 下列正确描述正点电荷电场线的图示是（）
参考答案：
4. 约里奥?居里夫妇由于在1934年发现了放射性同位素而获得了1935年诺贝尔奖金，约里奥?居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程是Al+He→P+n，P→Si+e，则以下判断中正确的是（）
A．P是由Si和e组成的
B．e是P内的质子转化为中子时产生的
C．e是P内的中子转化为质子时产生的
D．P原子核的质量为m
P
、Si原子核的质量为m
S
，e的质量为m
，则P衰变
成Si的过程中释放的核能为（m
P
﹣m
Si
﹣m
）c2
参考答案：
BD
解：A、P→Si+e，
e是P内的质子转化为中子时产生的，故AC错误，B正确；
D、P原子核的质量为m
P 、Si原子核的质量为m
S
，e的质量为m
，
根据质能方程得P衰变成Si的过程中释放的核能为△E=△mc2=（m
P ﹣m
Si
﹣m
）c2，故D
正确；
5. 如图所示，A、B、Ｃ三点都在匀强电场中，已知AC BC，ABC＝，BC＝20cm，若把一个电量的正电荷从A移到B时，电场力不做功；从B移到C时，电场力做的功为，则该匀强电场的场强的大小和方向是
A．865V／m，垂直AC向左
B．865V／m，垂直AC向右
C．1000Ｖ／m，垂直AB斜向上
D．1000V／m，垂直AB斜向下
参考答案：
D
二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. （4分）放射性元素的原子核在发生α衰变或 衰变生成新原子核时，会同时伴随着
___________射线。

已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经t＝T1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A:m B＝_________。

参考答案：
γ，2T2：2T1
7. 在光滑的水平桌面上，质量m1=1Kg的物块A具有动能E=60J。

物块A与原来静止的质量m2=2Kg的物块B发生碰撞，碰撞后两者粘合在了一起。

则在碰撞过程中，损失的机械能是__________ J
参考答案：
_40__
8. 如图所示，某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜ABC，在垂直于AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2，在在BC面的右侧无论怎样都看不到大头针P1、P2的像，而在AB面的左侧通过棱镜可以观察大头针P1、P2的像，调整视线方向，直到P1的像被P2的像挡住，再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4（图中未画出），使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4和三棱镜的位置，移去大头针和三棱镜，过P3、P4作直线与AB面交于D，量出该直线与AB 面的夹角为450，则透光物质的折射率
n= ．
参考答案：
1.41()
9. 从地面竖直上抛一小球，设小球上升到最高点所用的时间为t1，从最高点下落到地面所用的时间为t2 ，若考虑到空气阻力的作用，则t1 t2 (填“＞” “=” “＜”)
参考答案：
＜
10. 电磁打点计时器是一种使用______（填“高”或“低”）压______（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器；若电源的频率为50Ｈz，则每相邻两个计时点间的时间间隔为______ｓ；如果在计算速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为大于50Ｈz，这样计算出的速度值与原来相比是______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）.
参考答案：
低交流 0.02 偏小
11. 按照玻尔理论可知，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_____________（选填“越大”或者“越小”），已知氢原子的基态能量为（<0），电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_________（普朗克常量为h）。

参考答案：
越大、
频率为ν的光子的能量，
氢原子中的电子离原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．
基态中的电子吸收一频率为γ的光子后，原子的能量增大为：
电子发生电离时其电势能为0，动能为：，
因此有：， 所以有：
，
则：。

12. 在
时刻，质点A 开始做简谐运动，其振动图象如图所示。

质点A 振动的周期
是
s ；
时，质点A 的运动沿
轴的 方向（填“正”或
“负”）；质点B 在波动的传播方向上与A 相距16m ，已知波的传播速度为2m/s ，在时，质点B
偏离平衡位置的位移是 cm
参考答案：
4 s ； 正（填“正”或“负”）； 10 cm
13. 利用如图所示的装置研究功与物体速度变化的关系，每一次从同一位置释放小车，用橡皮筋的条数，表示弹力做功的倍数，用纸带和打点计时器测出每次实验中小车最后获得的速度，就可以研究力对物体做的功与物体速度变化的关系，现测得如下表实验数据。

分析上述表格中的数据，可得力对物体做的功与 成正比。

（填“v ”或“v2”）
参考答案： V2
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. (2分)如图所示，用精确程度为 0.05 mm 的游标卡尺测量一根金属圆管的外径时，卡尺上的游标位置分别如图所示，则这根圆管的外径读数是_________ _mm 。

参考答案：
9.45
15. 如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量 （填选项前的符号），间接地解决这个问题． A ．小球开始释放高度h
B ．小球抛出点距地面的高度H
C ．小球做平抛运动的射程
（2）图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上S 位置静止释放，找到其平均落地点的位置P ，测量平抛射程OP ．然后，把被碰小球m 2静置于轨道的水平部分，再将入射球m 1从斜轨上S 位置静止释放，与小球m 2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是 ．（填选项前的符号） A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2 B ．测量小球m 1开始释放高度h C ．测量抛出点距地面的高度H
D ．分别找到m 1、m 2相碰后平均落地点的位置M 、N
E ．测量平抛射程OM ，ON
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 （用第（2）小题中测量的量表示）；
若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为 （用第（2）小题中测量的量表示）．
参考答案：
①C；②ADE；③m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2
【考点】验证动量守恒定律．
【分析】在该实验中，小球做平抛运动，H相等，时间t就相等，水平位移x=vt，与v成正比，因此可以用位移x来代替速度v．
【解答】解：（1）如前面的分析，可以用位移x来代替速度v，因此待测的物理量就是位移x、小球的质量m．
（2）待测的物理量就是位移x（水平射程OM，ON）和小球的质量m，所以，要完成的必要步骤是ADE．
（3）若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：
m1OP=m1OM+m2ON
若碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，则：，代入得；m1OP2=m1OM2+m2ON2故答案为：①C；②ADE；③m1OP=m1OM+m2ON m1OP2=m1OM2+m2ON2
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 有人设计了一种可测速的跑步机，测速原理如图15所示，该机底面固定有间距为、长度为的平行金属电极。

电极间充满磁感应强度为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和电阻,绝缘橡胶带上镀有间距为的平行细金属条，磁场中始终仅有一根金属条，且与电极接触良好，不计金属电阻。

若橡胶带匀速运动时，电压表读数为,求：
（1）橡胶带匀速运动的速率；
（2）电阻R消耗的电功率；
（3）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。

参考答案：
17. 一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的气缸内，活塞相对于底部的高度为h，可沿气缸无摩擦地滑动。

取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

沙子倒完时，活塞下降了
h/4。

再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。

外界大气的压强和温度始终保持不变，求此次沙子倒完时活塞距气缸底部的高度。

参考答案：
解析：设大气和活塞对气体的总压强为p0，加一小盒沙子对气体产生的压强为p，
由玻意耳定律得①
由①式
得
②
再加一小盒沙子后，气体的压强变为p0+2p。

设第二次加沙子后，活塞的高度为h′
′
③
联立②③式解得 h ′=
18. （9分）如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间的电压U 1加速，从A 板中心小孔沿中心线KO 射出，然后进入由两平行金属板M 、N 形成的偏转电场中，电子进入偏转电场时的速度方向与电场方向垂直。

已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子质量为m ，电荷量为e 。

求：
（1）电子通过A 板时的速度大小v 0； （2）电子从偏转电场射出时的侧移量y ； （3）电子从偏转电场射出时的动能E K 。

参考答案：
（1）由动能定理得：
（2）在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动。

（3）由动能定理得：。