2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题含解析

2018/2018学年度第二学期高二年级期终考试物理试题一、单选题：本题共4小题，每小题3分，共计12分．每小题只有一个选项符合题意．1. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数n1＜n2，设原线圈的输入电压U1、电流I1、功率P1、频率f1；副线圈输出电压U2、电流I2、功率P2、频率f2。

则A. U1＞U2B. I1＞I2C. P1＞P2D. f1＞f2【答案】B【解析】试题分析：明确变压器原理，直接根据理想变压器原副线圈匝数比与电压、电流比之间的关系即可求解，理想变压器的输入功率与输出功率相等进行分析即可．因为，所以该变压器为升压变压器，故，根据，即电流与匝数成反比可知，A错误B正确；理想变压器不改变交流电的频率，并且副线圈消耗的功率决定原线圈输入功率，故，，CD错误．2. 有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性．如图所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为A. B. C. D.【答案】C【解析】电流相等，则说明两种接法中电阻相等，根据电阻定律可得，故可得，C正确．3. 如图所示为洛伦兹力演示仪的结构图，励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度的大小和磁场强弱可分别由通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节．下列操作中电子束径迹的半径一定增大的是A. 仅提高电子枪加速电压B. 仅增大励磁线圈中电流C. 提高电子枪的加速电压同时增大励磁线圈中电流D. 降低电子枪的加速电压同时减小励磁线圈中电流【答案】A【解析】试题分析：根据动能定理表示出在电场中加速后获得的速度，然后根据洛伦兹力提供向心力推导出半径的表达式．根据电子所受洛伦兹力的方向结合右手定则判断励磁线圈中电流方向是顺时针方向，电子在加速电场中加速，由动能定理有，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有，解得，可见增大励磁线圈中的电流，电流产生的磁场增强，由电子束的轨道半径变小，提高电子枪加速电压，电子束的轨道半径变大，A 正确B错误；根据表达式可知为了使得半径增大应提高电子枪的加速电压的同时减小励磁线圈中的电流，CD错误．4. 1831年10月28日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机.图示是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，铜片甲、乙和丙分别与转动轴、铜盘边缘接触．下列四幅图示中的图A、B中磁场方向与铜盘平行；图C、D中磁场方向与铜盘垂直，C图中磁场区域仅是甲、丙之间，D图中磁场区域仅是甲、乙之间．从右向左看铜盘以相同的角速度逆时针方向转动，电阻R上有电流且方向沿纸面向上的是A. B.C. D.【答案】D【解析】AB图中半径与磁场方向平行不切割磁感线，故没有感应电流，AB错误；图C中甲乙间的半径不切割磁感线，无感应电流，C错误；图D中，根据右手定则可知电流从甲到乙，相当于电源，故在外部，流经R时电流方向沿纸面向上，D正确．二、多选题：本题共3小题，每小题4分，共计12分．每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．5. 在匀强磁场中，一只矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示．则...A. 交变电动势的频率为100 HzB. 线框转动的角速度为100π rad/sC. t =0.01s时线框平面与中性面重合D. 线框产生的交变电动势有效值为311 V【答案】BC【解析】从图中可知该交变电流的周期为0.02s，故频率为，A错误；根据可得角速度，B正确；0.01s时电流为零，即磁通量变化率为零，此时磁通量最大，故线框平面与中性面重合，C正确；线框产生的交变电动势有效值为，D错误．6. 动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够自由运动．音频电流通过线圈，安培力使线圈运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声．下列描述正确的是A. 音频电流是恒定的，扬声器能发声B. 音频电流是变化的，扬声器能发声C. 人对着纸盆讲话，线圈中可能产生电流D. 人对着纸盆讲话，线圈中不可能产生电流【答案】BC【解析】当音圈中通以恒定电流时，受到的安培力恒定，故不会振动，故不能发生，A错误B正确；声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，C正确D错误．7. 如图所示，直线上有等间距的五点A、B、C、D、E，在B、E两点放置等量异种点电荷，电荷在附近空间形成电场．则A. C点电势比D点的高B. C点的电场强度比D点的大C. 正试探电荷放在A点受到的电场力比C点的大D. 负试探电荷放在A点具有的电势能比C点的小【答案】AD【解析】在两电荷间的连线上，电场线方向应从B指向E，沿电场线方向电势降低，所以C 点的电势高于D点的电势，A正确；根据对称性可得C、D两点的电场强度大小相等，B错误；根据电场的叠加，A点的电场强度小于C点的电场强度，故正试探电荷放在A点受到的电场力比C点的小，C错误；因为从B到E电势从无穷大变化到无穷小，而从B到左边无穷远处，电势从无穷大变化为零，故左边相比于右边来说电势降落的慢，故A点的电势高，C 点的电势低，负电荷在高电势处电势能小，故D正确．三、简答题：本题分必做题（第8、9题）和选做题（第10题）两部分，共计64分．请将答案填写在答题卡相应的位置．必做题8. 如图甲所示的实验电路出现故障，灯泡不亮，检查各接线柱连接良好，为查明原因某同学使用调好的多用电表来检查，断开开关s：（1）将多用电表的选择开关旋转到直流电压10V档的位置，红表笔接A点、黑表笔接E点时多用电表指针位置如图乙所示，其读数为________；（2）再将多用电表选择开关放在“×100”档，调零后，红表笔接D点、黑表笔接E点时，指针偏角很大；将红黑表笔位置互换后，指针偏转较小，说明二极管完好且E点是二极管的______（选“正极”、“负极”）；（3）由上述操作，可以判断电路故障可能原因是什么？_______【答案】(1). 9.0(2). 正(3). 二极管接反了同时AB、BC、CD间也可能有断路现象...【解析】（1）读数为9.0V（2）红表笔接D点、黑表笔接E点时，指针偏角很大，说明二极管的电阻很大，即接的反向电压，根据红进黑出原理可知E点是二极管的正极（3）有可能二极管接反了，由于二极管接反了电路中仍有较小电流，所以同时AB、BC、CD 间也可能有断路现象9. 在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，实验电路图如图甲所示.调节滑动变阻器测得几组电流、电压的数据：（1）在乙中作出电源路端电压U随电流变化的U-I图象______，要求从图象上清楚看出变化规律；（2）根据图象得出电源的电动势_____V和内电阻_____Ω(结果保留三位有效数字) ；（3）根据图示的实验电路，误差的主要来源是______A.电流表的分压B.电压表的分流C.电流表的内阻不够小D.电压表的内阻不够大【答案】(1). (2). 2.02（2.00---2.04）(3).0.0800(0.0600---0.100)(4). BD【解析】试题分析：（1）应用描点法作图，作出U-I图象．（2）电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．（3）根据实验电路图分析实验误差来源，分析实验误差，提出改进方法．（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示．（2）由图象可知，电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是2.02V，电源电动势E=2.02V，电源内阻（3）由电路图可知，相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流，实验时选择内阻大的电压表进行实验，可以减小实验误差，故BD正确．10．选做题：本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题，并在相应的答题．．．．．．．．．．．．．．．．区域内作答．．．．．．若多做，则按A、B两小题评分．10A．［选修模块3－3］10. 在密闭的容器中，水面上方充满饱和汽，此时A. 蒸发已经停止B. 水分子不再从水面飞出来C. 饱和汽的压强只跟温度有关D. 饱和汽压遵循气体实验定律【答案】AC【解析】在一定温度下当气体容纳某种液体分子的个数达到极值时,这种气体就成为饱和汽,此时液体就不再蒸发，A正确；饱和汽在相同时间内回到水中的水分子数等于从水面飞出的水分子数，即水分子还会从水面飞出，B错误；液体的饱和汽压随温度的升高而增大，与体积、质量无关，C正确；饱和蒸汽状态的情况下：如果稍微降低温度将会出现凝结，而变成液体，体积迅速减小；稍微增大压强亦可出现凝结体积也会大大减小．所以饱和状态下的汽体不遵循理想气体实验定律，D错误．11. 下列说法中正确的是A. 气体压强是由于气体分子间存在斥力引起的B. 液晶既具有流动性又具有光学性质各向异性C. 水黾可以停在水面上说明液体存在表面张力...D. 0 ℃的水和0 ℃的冰它们的分子平均动能不相同【答案】BC【解析】气体压强不是气体分子间存在的斥力作用产生的，而是由大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用，A错误；液晶既具有流动性又具有光学性质各向异性，B正确；水黾可以停在水面上说明了液体存在表面张力，是水分子引力的宏观表现，C正确；温度是分子平均动能的唯一标志，温度相同说明分子平均动能相同，0℃的水和0℃的冰，它们的分子平均动能相同，D正确．12. 在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残存的空气，此时玻璃管竖直放置，如图所示．假如把玻璃管竖直向上缓慢提升一段距离，玻璃管下端仍浸在水银中，则管内空气分子的密度将________，空气分子对管中水银面的压力______（选填“变大”、“不变”或“变小”）．【答案】(1). 变小(2). 变小【解析】在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压．如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，由于空气质量不变，所以空气密度减小，因为温度保持不变，所以空气的压强减小，空气分子对管中水银面的压力变小．13. 一定质量的理想气体由状态a沿abc变化到状态c，吸收了340J的热量，并对外做功120J．若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，则这一过程中气体______（填“吸收”或“放出”）________J热量．【答案】(1). 吸收(2). 260J【解析】试题分析：对该理想气体由状态a沿abc变化到状态c，由热力学第一定律可得：△E=Q+W=340-120=220J，即从a状态到c状态，理想气体的内能增加了220J；若该气体由状态a沿adc变化到状态c时，对外做功40J，此过程理想气体的内能增加还是220J，所以可以判定此过程是吸收热量，再根据热力学第一定律可得：△E=Q+W，得Q=△E-W=220+40=260J．考点：本题考查热力学第一定律14. 铁的密度ρ=7.8×103kg/m3、摩尔质量M=5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1，铁原子视为球体．试估算（保留一位有效数字）：①铁原子的平均质量；②铁原子的平均直径．【答案】①②【解析】①铁原子的平均质量②由解得10B．［选修模块3－4］15. 下列色散现象是通过干涉产生的是A. 在白光下观察肥皂泡呈现彩色B. 一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑C. 两块玻璃砖叠放在一起，玻璃砖上表面出现彩色条纹D. 将两支铅笔并排放置，其直缝与日光灯平行，通过直缝看到彩色条纹【答案】AC【解析】肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的，故A正确；一束太阳光通过三棱镜在墙壁上呈现彩色光斑属于光的色散，B错误；两块玻璃砖叠放在一起，玻璃砖上表面出现彩色条纹，时相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的，C正确；两支铅笔并排放置，其直缝与日光灯平行，通过直缝看到彩色条纹，这是光的衍射现象，D错误．16. 下列说法中正确的是A. 两列波相遇一定出现干涉现象B. 变化的电场一定产生变化的磁场C. 红外线波长比可见光长，主要特点是具有热效应...D. 当驱动力的频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大【答案】CD【解析】只有频率相同的两列机械横波相遇，才会出现干涉现象，A错误；均匀变化的电场产生稳定的电场，B错误；红外线波长比可见光长，主要特点是具有热效应，C正确；当驱动力的频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，D正确．17. 如图所示，P、Q是一列沿x正方向传播的简谐横波两时刻的波形图，由波形P 经过t=2s 到波形Q．则波长λ=________m，波速=________m/s．【答案】(1). 4(2). 2n+1.5 (n=0,1,2,3…)【解析】从图中可知，从P到Q需要经历，故波速18. 我们想像这样一幅图景：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离_______（填“变大”、“变小”、“不变”），而地面上的观察者看到火车车窗的高度_______（填“变大”、“变小”、“不变”）．【答案】(1). 变小(2). 不变【解析】试题分析：本题关键是知道狭义相对论的一个重要效应--尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短．假设一列火车以接近光速从我们身边飞驰而过，根据相对论尺缩效应可知：车厢长度变短，而车厢高度不变．19. 用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的距离为0.3mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝1.2m远的屏上，第1个亮条纹到第10个这条纹的中心间距为22.78mm．求（保留二位有效数字）①这种单色光的波长λ；②双缝到第10条亮条纹中心的路程差S．【答案】①②【解析】①根据可得10C．［选修模块3－5］20. 波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是A. 黑体辐射规律可用光的波动性解释B. 光电效应现象揭示了光的粒子性C. 电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性D. 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【答案】BC【解析】黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，A错误；光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，B正确；电子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，C正确；动能相等的质子和电子，它们的动量：，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式可知它们的德布罗意波长不相等，故D错误．21. 下列说法中正确的是A. 汤姆生发现了电子并提出原子的核式结构模型B. 利用玻尔三个假设成功解释了氢原子的发光现象C. 原子核衰变放出β粒子说明原子核中有电子存在...D. 放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的【答案】BD【解析】汤姆生发现了电子，提出了枣糕模型，A错误；利用玻尔三个假设成功解释了氢原子的发光现象，B正确；衰变放出的电子来自组成原子核的中子转化为质子时放出的电子，C错误；放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，D正确．【答案】(1). (2). 9×10-13 J【解析】试题分析：3个α粒子可以结合成一个核，这个核反应方程是由爱因斯坦质能方程，有：考点：考查了核反应方程，质能方程23. μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有着重要作用．图为μ氢原子的能级示意图．用能量E=______ev的光照射大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，能发出6种频率不同的光，其中频率最小的光对应的能级跃迁是________．【答案】(1). 474.3(2). 4到3【解析】试题分析：子吸收能量后向高能级跃迁，而较高能级不稳定会自发的向所有的较低能级跃迁，只有跃迁到基态后才能稳定，故辐射光子的种类为．能级差越大，辐射的光子的频率越高．产生的辐射光子的种类为，解得，即子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，故，然后从n=4能级向低能级跃迁．辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1．频率最小的为4到3，24. 如图所示，两磁铁各固定在一辆小车上，两磁铁的N极相对，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动．已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg．同时推动一下，甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，两车相向运动，直至相距最近，始终未相碰．求：①两车最近时乙的速度；②此过程中甲车动量的变化量．【答案】①②【解析】①由动量守恒定律可得，得到负号表示方向与甲初速方向相反②动量的变化量，负号表示方向与甲初速方向相反四、计算题：本题共3小题，共计34分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．25. 如图所示，长20cm、宽18cm的线圈共100匝，电阻为10Ω.匀强磁场B分布在长10cm、宽8cm的矩形区域内，若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减为零．求:（1）t=0时刻线圈的磁通量；（2）t=0.1s时线圈中感应电动势；（3）0.3s内该线圈中产生的热量．【答案】（1）（2）4V（3）0.48J【解析】（1）线圈的磁通量（2）产生的感应电动势为（3）产生的热量为...26. 回旋加速器D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B．一个质量了m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速．（1）求该回旋加速器所加交变电场的频率；（2）求粒子离开回旋加速器时获得的动能；（3）有同学想利用该回旋加速器直接对质量为m、电量为2q的粒子加速．能行吗？行，说明理由；不行，提出改进方案．【答案】（1）（2）（3）不行【解析】试题分析：(1)带电粒子在回旋加速器中要实验回旋加速要求D形盒间电场的变化周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，即，所以（4分）(2)当粒子的轨道半径增大到等于D形盒半径时，粒子将飞出加速器，此时速度最大，所以当带电粒子离开回旋加速器时：所以（4分）(3) 质量为m、电量为2q的粒子在磁场中做圆周运动的周期与盒间电场变化的周期不同，所以不能用该回旋加速器直接对质量为m、电量为2q的粒子加速。