吉林省白城市通榆县第一中学2021-2022高二物理下学期第三次月考(期中)试题(含解析).doc

吉林省通榆县第一中学2021—2021度高二下学期期中考试
物理试卷
一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一个选项符合题目要求，第8～12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1.如图所示，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。

则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比E1∶E2分别为( )
A. c→a ,2∶1
B. a→c ,1∶2
C. a→c ,2∶1
D. c→a ,1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】由楞次定律判断可知，中产生的感应电流方向为，则通过电阻的电流方向为；产生的感应电动势公式为，其他条件不变，与成正比，则得，故选项B正确，A、C、D错误。

2.如图所示为含有理想变压器电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V 5 W”字样，L4标有“5 V10 W”字样，若它们都正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率P ab 和输入电压U ab应为( )
A. 20 W 25 V
B. 20 W 20 V
C. 25 W 25 V
D. 25 W 20 V
【答案】C
【解析】
试题分析：L2、L3并联后与L4串联，灯泡正常发光．可知：U2=10V；P2=5+5+10W=20W，根据U1I1=P2得：U1=20V，所以U ab=U1+U L1=20+5=25V；而P ab=20W+5W=25W，故C正确.
考点：变压器；电功率
【名师点睛】此题是关于变压器的计算题；要知道理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入功率。

3.科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。

假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )
A. 能量守恒，动量不守恒，且λ＝λ′
B. 能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′
C. 能量守恒，动量守恒，且λ<λ′
D. 能量守恒，动量守恒，且λ>λ′
【答案】C
【解析】
试题分析：光子与静止电子碰撞后，动量守恒，能量守恒，通过能量守恒判断光子频率的变化，从而得出波长的变化．
光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据E=hv，光子的频率减小，根据知，波长变长，即，C正确．
4. 近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为( )
A. 光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的
B. 光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
C. 大量光子表现光具有粒子性
D. 光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性 【答案】D 【解析】
试题分析：光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性.在光线好的时候大量光子表现波动性，光线暗时表现出粒子性，因此D 正确。

考点：波粒二象性
点评：本题考查了对于光的本性的理解。

光既具有波动性又具有粒子性。

5.一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m 。

铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。

已知铀的半衰期为T ，那么下列说法中正确的有 （ ） A. 经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了
B. 经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m /4发生了衰变
C. 经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m /8
D. 经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M /2 【答案】C 【解析】
半衰期指有半数原子衰变所需要
的
时间，剩余的原子数和质量分别为
，经过两个半衰期后这块矿石中剩余1/4的铀，AB 错；C 对，经过
一个半衰期后，铀的质量剩下m/2，矿石中其他元素质量不变
6.在核反应方程式中( )
A. X 是质子，k ＝9
B. X 是质子，k ＝10
C. X 是中子，k ＝9
D. X 是中子，k ＝10
【答案】D 【解析】 令生成物为
，则在核反应过程中反应遵循质量数守恒故有92+0=38+54+kZ ，在核反应过程中
反应遵循质量数守恒故有235+1=90+136+kA，由此得kZ=0，kA=10，因k≠0，则Z=0，A=1，故生成物X为中子且k=10，故D正确，ABC错误。

7.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构。

为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为其中n >1。

已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，则显微镜工作时电子的加速电压应为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
物质波的波长
则
得：
由动能定理可得：
解得：，故应选C。

点晴：因电子在传播过程为形成物质波，故在测量中应使波长较小；由德布罗意波的波长公式可知电子的动量及速度；则可求得电子的动能，由动能定理可求得加速电压。

8.下列叙述中符合物理史实的有( )
A. 爱因斯坦提出光的电磁说
B. 卢瑟福提出原子核式结构模型
C. 麦克斯韦提出光子说
D. 汤姆孙发现了电子
【答案】BD
【解析】
【详解】A、麦克斯韦提出光的电磁说，认为光是一种电磁波，故选项A错误；
B、卢瑟福根据粒子散射实验的研究结果，提出原子核式结构模型，故选项B正确；
C、爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应，故选项C错误；
D 、汤姆孙研究阴极射线时发现了电子，故选项D 正确。

9.氢原子的
核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是（ ）
A. 核外电子受力变小
B. 原子的能量减少
C. 氢原子要吸收一定频率的光子
D. 氢原子要放出一定频率的光子 【答案】BD 【解析】
试题分析：根据
得，轨道半径减小，则核外电子受力变大．故A 错误．由较远轨道跃
迁到较低轨道，原子能量减小．故B 正确．因为原子能量减小，知氢原子放出一定频率的光子．故C 错误，D 正确． 故选BD
考点：库仑定律；波尔理论
【名师点睛】此题是对库仑定律及波尔理论的考查；解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，放出光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子。

10.下列关于布朗运动的叙述，正确的是( ) A. 悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的
B. 液体的温度越低，悬浮小颗粒的运动越缓慢．当液体的温度降到零摄氏度时，固体小颗粒的运动就会停止
C. 被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动，是因为在固体中不能发生布朗运动
D. 做布朗运动的固体颗粒越小，布朗运动越明显
E. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫热运动 【答案】ACD 【解析】
【详解】布朗运动的特征之一就是无规则性，故A 对；布朗运动只能发生在液体或气体中，在固体中不能发生，并不是因为固体分子不运动，任何物质的分子都在永不停息地运动；布
朗运动的剧烈程度与温度有关，当温度越低时，布朗运动越不明显，但不会停止，故B错，C 对；布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响，颗粒越小，受力越不容易平衡，运动越剧烈，故D对；热运动是分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动，E错；故选ACD．
11.如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知( )．
A. 该金属的逸出功等于E
B. 该金属的逸出功等于hν0
C. 入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E
D. 入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
【答案】AB
【解析】
根据光电效应方程：，可知图线的斜率表示普朗克常量h，当γ=0时，，由图象知纵轴截距-E，所以，即该金属的逸出功E，故A正确；图线与γ轴交点的横坐标是，该金属的逸出功，故B正确；入射光的频率时，等于极限频率，恰能发生光电效应，最大初动能为0，故C错误；根据光电效应方程可知，入射光的频率变为原来的2倍，由于逸出功不变，最大初动能为E，故D错误。

所以AB正确，CD错误。

12.如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（）
A. 照射光中只有一种频率的光子被吸收
B. 照射光中有三种频率的光子被吸收
C. 氢原子发射出三种不同波长的光
D. 氢原子发射出六种不同波长的光【答案】BD
【解析】
因为-13.6+10=-3.6eV，-13.6eV+12.9eV=-0.7eV，可知照射光中有三种频率的光子被吸收．氢原子跃迁的最高能级为n=4能级，根据知，氢原子发射出六种不同波长的光．故BC正确，AD错误．故选BC．
点睛：解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即E m-E n=hv；从高能态向基态跃迁时能辐射的光子数为种.
二、实验题(共2小题，共14分)
13.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。

E是内阻不计、电动势为6V的电源。

R0是一个阻值为400Ω的限流电阻。

G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。

R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。

C是一个用来保护显示器的电容器。

秤台的重力忽略不计。

试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 电阻R/Ω300 280 260 240 220 200 180
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式
（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少牛顿？
（3）通过寻求压力与电流表中电流的关系，说明该测力显示器的刻度是否均匀？
【答案】（1）（2） 550N （3）
【解析】
试题分析：压敏电阻R其阻值随压力大小变化而变化，首先应确定电阻R随压力F的变化关系，再利用电路确定电压与电流的值。

（1）通过表中数据可得：，故R与F成线性变化关系，设它们的关系为R=KF+b，代入数据得：
(2)由题意，上的电压为5V，通过的电流为,利用及R=300-0.4F，可求得
(3)由和R=kF+b可得即该测力显示器的刻度不均匀。

考点：本题考查了闭合电路的欧姆定律。

14.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，按照油酸与酒精的体积比为m∶n配制油酸酒精溶液，用注射器滴取该溶液，测得k滴溶液的总体积为V，将一滴溶液滴入浅盘，稳定后将油酸膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸上每个小正方形的边长为a.
(1)求油膜面积__________
(2)估算油酸分子的直径___________．
【答案】 (1). 31a2 (2). mV/31a2k（m+n）
【解析】
【详解】解：(1)估算油膜面积时以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出31格，则油酸薄膜面积为；
(2) 油酸酒精溶液油酸的浓度为，则一滴中纯油酸的体积，则分子直径
三、计算题(本题有4小题，共38分．解答应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能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
15.如图所示，小车的质量M＝2.0 kg，带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC，一小物块(可视为质点)质量为m＝0.5 kg，与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.10，BC部分的长度L ＝0.80 m，重力加速度g取10 m/s2。

(1)若小车固定在水平面上，将小物块从AB轨道的D点静止释放，小物块恰好可运动到C点。

试求D点与BC轨道的高度差；
(2)若将小车置于光滑水平面上，小物块仍从AB轨道的D点静止释放，试求小物块滑到BC中点时的速度大小。

【答案】h＝8.0×10－2 m v1＝0.80 m/s
【解析】
（1）设D点与BC轨道的高度差为h
则小物块从D运动到C 的过程中，根据动能定理可知：
解得：h=0.08m
（2）设物块滑到BC 中点时，物块的速度大小为，小车的速度大小为，
根据动量守恒定律得：
又根据能量守恒定律得：联立方程并代入数据得：=0.80m/s 【点睛】（1）小车被固定，对全过程运用动能定理求出D点到BC轨道的高度差；（2）小车不固定，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出小物块滑到BC中点的速度。

16.如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W0，电子质量为m，电荷量为e.求：
(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；
(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间．
【答案】（1）（2）
【解析】
（1）时间最短的光电子，是以最大初动能垂直B板飞出，由光电效应方程，设最大初动能为E k0 到达A板的动能为E k, 由光电效应方程
h＝W＋Ek0（1） 2分
得Ek0= h－ w （2） 2分
（2）由动能定理得
E k＝E k0 + eU （3） 2分
联立得E k＝eU +h－w （4） 2分
（3）时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子
由运动规律得
d ＝at2 （5）1分
a ＝（6）1分
得t＝d（7） 2分
本题考查电子的跃迁和光电效应现象，由光电效应方程可求得最大初动能，一车电子在电场力作用下做匀减速运动，电场力做功等于动能的变化量，可求得末动能大小，时间最长的光电子，是初速为0，或速度方向沿B板方向飞出的电子，由电子在匀强电场中做类平跑运动，可求得运动时间
17.如图所示，PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道，其间距为L，O、P连线水平，M、N在同一水平高度，圆弧轨道电阻不计，在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。

现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻为r的金
属棒从轨道的顶端PQ处由静止开始下滑，到达轨道底端MN时对轨道的压力为2mg，求：
(1)棒到达最低点时金属棒两端的电压；
(2)棒下滑过程中金属棒产生的热量；
(3)棒下滑过程中通过金属棒的电荷量。

【答案】(1) ； (2) ；(3) ；
【解析】
(1)到达最低点时，设棒的速度为v，由牛顿第二定律得：2mg－mg＝m
得v＝；
E＝BLv＝BL；
U＝.
(2).由能量转化和守恒得：Q＝mgr－mv2＝mgr；
Q0＝.
(3).电量q＝IΔt＝Δt＝.
18.一个静止的氮核俘获了一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比R B：R C=11：30，求：
（1）C核的速度大小；
（2）根据计算判断C核什么？
（3）写出核反应方程．
【答案】（1）3×106m/s；（2）氦核（3）核反应方程为
【解析】
(1)设中子的质量为m,则氮核的质量为14m,B核的质量为11m,C核的质量为4m,根据动量守恒可得:mv0=11mv B+4mv C,代入数值解得v C=3×106m/s.
(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式:R=可得:所以
;又q C+q B=7e
解得:q C=2e,q B=5e,所以C核为^4_2He.
(3)核反应方程147N+10n→115B+42He.。