2019-2020学年广东省第二师范学院番禺附属中学高二下学期期中考试物理试题(解析版)

2019-2020学年度第二学期高二中段检测题
物理
一、单选题，每题3分，共45分。

1.下列说法中正确的是（）
A. 机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性
B. 用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电
C. 由于核聚变需要很高的环境温度，2
1H和3
1
H发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的
D. 构成物体的质量是守恒不变的
『答案』B
『解析』A.机械波和光有波动性，实物粒子也有波动性，只不过波长很小，不易观察，故选项A错误；
B.锌板发生光电效应后，电子减少，锌板带正电，故选项B正确；
C.2
1H和3
1
H发生聚变过程中，质量亏损，向外释放能量，故选项C错误；
D.当物体发生高速运动后，物体的质量会变大，故选项D错误。

故选B。

2.如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。

①经过一狭缝后，在后面的锌板上形成明暗相间的条纹；②与锌板相连的验电器的铝箔张开了一定的角度。

则这两个实验现象分别说明（）
A. ①和②都说明光有波动性
B. ①和②都说明光有粒子性
C. ①说明光有粒子性，②说明光有波动性
D. ①说明光有波动性，②说明光有粒子性『答案』D
『解析』现象①是光的干涉现象，该现象说明了光具有波动性。

现象②是光电效应现象，该现象说明了光具有粒子性，故ABC错误，D正确。

故选D。

3.如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变
电压u 的图象，L 1，L 2、L 3、L 4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K 闭合．以下说法正确的是
A. 电流表的示数为2 A
B. ab 输入端输入功率P ab ＝18 W
C. ab 输入端电压的瞬时值表达式为U ab ＝2sin 100πt (V)
D. 四只灯泡中除L 1外，其余均能正常发光
『答案』A
『解析』由输入端交变电压u 的图象，可知其最大值为272V ，有效值是27V ，副线圈电
压为111
279V 33
U U =
⨯=⨯=' 所以副线圈三只灯泡均能正常发光．灯泡的额定电流062
A 93
P I U === 电流表的读数为22
3A=2A 3
I =⨯
原线圈电流为2121122A=A 33
n I I n =
⨯=⨯ 所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab 输入端电压为292736V ab U U U =+=+= 输入端电压瞬时值表达式为()362100V ab u sin t π=
四个灯泡都正常发光，所以ab 输入端输入功率4624W ab P =⨯= 故A 正确，BCD 错误；故选A ． 4.下列核反应方程正确的是（ ）
A. 轻核聚变反应方程234
112H H He x +→+中，x 表示电子 B. 铀核裂变的一种核反应方程235141921
9256360U Ba Kr 2n →++ C. 核反应方程14171
78142He N O H +→+为轻核聚变
D. 放射性元素
21084
Po 发生的α衰变方程为210206
484822Po Pb He →+
『答案』D
『解析』A ．据质量数和电荷数守恒可得，轻核聚变反应方程为2341
1120H H He n +→+
即x 表示中子，故A 项错误；
B ．铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中铀核裂变的一种核反应方程为
2351141921
92
056360U n Ba Kr 3n +→++
故B 项错误； C ．核反应方程4
14
171
27
81He N O H +
→+
为人工转变，故C 项错误；
D ．据质量数和电荷数守恒可得，放射性元素
21084
Po 发生的α衰变方程为
210
206
484
82
2Po Pb He →
+
故D 项正确。

5.下列核反应式中，X 代表α粒子的是（ ）
A. 94
12426
Be He C X +→
+
B. 234
23490
91
Th Pa X →
+
C .
231110H H X n +→+
D.
3030
1514P Si X →+
『答案』C
『解析』A ．核反应式9412
426Be He C X +→+，按照质量数守恒、电荷数守恒的规律，可知
X 应是1
0n 。

故A 不符合题意。

B ．核反应式
234234
90
91Th Pa X →
+，按照质量数守恒、电荷数守恒的规律，可知X 应是0
-1e 。

故B 不符合题意。

C ．核反应式231110H H X n +→+，按照质量数守恒、电荷数守恒的规律，可知X 应是4
2He 。

故C 符合题意。

D ．核反应式30
30
1514
P Si X →
+，按照质量数守恒、电荷数守恒的规律，可知X 应是01e 。

故
D 不符合题意。

故选C 。

6.下列对几种物理现象的解释中，正确的是( )
A. 砸钉子时不用橡皮锤，只是因为橡皮锤太轻
B. 跳高时在沙坑里填沙，是为了减小冲量
C. 在推车时推不动是因为推力的冲量为零
D. 动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用，两个物体将同时停下来
『答案』D
『解析』A．橡皮锤击钉时，橡皮锤具有弹性，具有缓冲作用，作用时间较铁锤击钉长，根据动量定理，作用力较小，所以不易将钉子钉进物体里，故A错误；
B．跳高时，在沙坑里填沙，是为了缓冲，增加人与地面的作用时间，减小作用力，并不是为了减小冲量，故B错误；
C．在推车时推不动，车所受的合力为零，合力的冲量为零，故C错误；
D．根据动量定理-f•t=0-P
动量相同的两个物体受相同的制动力的作用时，两车经过相等时间停下来，与质量无关，故D正确。

故选D。

7.如图所示将一光滑的半圆槽置于光滑水平面上，槽的左侧有一固定在水平面上的物块．今让一小球自左侧槽口A的正上方从静止开始落下，与圆弧槽相切自A点进入槽内，则以下结论中正确的是（）
A. 小球在半圆槽内运动的全过程中，只有重力对它做功
B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒
C. 小球离开C点以后，将做竖直上抛运动
D. 小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程中，小球与半圆槽在水平方向动量守恒『答案』D
『解析』小球在半圆槽内运动的B到C过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒．由于小球对槽有斜向右下方的压力，槽做加速运动，球对槽做功，动能增加，同时槽也对球做功，故A错误．小球在槽内运动的前半过程中，左侧物体对槽有作用力，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，故B错误．小球离开C点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动．故C错误．小球自半圆槽的最低点B向C点运动的过程
中，水平方向合外力为零，故小球与半圆槽动量守恒．故D正确．故选D．
8.在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中
A. 动量守恒、机械能守恒
B. 动量不守恒、机械能不守恒
C. 动量守恒、机械能不守恒
D. 动量不守恒、机械能守恒
『答案』B
『解析』在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒，故B正确，ACD错误．
9.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8×106 N，则它在1 s时间内喷射的气体质量约为
A. 1.6×102 kg
B. 1.6×103 kg
C. 1.6×105 kg
D. 1.6×106 kg 『答案』B
『解析』设该发动机在t s时间内，喷射出的气体质量为m，根据动量定理，Ft=mv，可
知，在1s内喷射出的气体质量
6
3
4.810
1.610
3000
m F
m kg kg
t v
⨯
====⨯，故本题选B．
10.如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略．当单刀双掷开关S接A 时，三个灯亮度相同，那么S接B时（）
A. 三个灯亮度相同
B. 只有丙灯不亮，乙灯最亮
C. 甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮
D. 甲灯最亮，丙灯不亮
『解析』由题，当单刀双掷开关S 接A 时，三个灯亮度相同，说明电感L 的感抗与电阻R
相同，当S 接B 时，电感L 没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R 没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，乙灯亮度增加，乙灯最亮．故选B ． 11.如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的0I 和周期T 相同。

三种交流电的有效值之比为（ ）
A. 2:3:2
B. 2:3:2
C.
3:2:2 D.
2:2:2
『答案』A
『解析』图甲是正弦交流电，有效值为：01022
I I =
=
图乙：根据电流的热效应，有：2
22
002222T T R I R I R T ⋅+⋅=⋅ ⎪⎝⎭
解得：2032I I =
图丙是方波，电流大小不变，仅方向改变，有效值为：I 3＝I 0
故三种交流电的有效值之比为：2:3:2，故A 正确BCD 错误。

故选A 。

12.如图所示，质量为05kg ．的小球在距离小车底部20m 高处以一定的初速度向左平抛，落在
以75/m s ．的速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中，车底涂有一层油泥，车与油泥的总质量为4kg ．设小球在落到车底前瞬间速度是25/m s ，重力加速度取210/m s ．则当小球与小车相对静止时，小车的速度是（ ）
A. 4/m s
B. 5/m s
C. 8.5/m s
D. 9.5/m s
『解析』小球做平抛运动，下落时间为22h
t s g
=
= ，竖直方向速度大小为10220/y v gt m s ==⨯=，小球在落到车底前瞬时速度是25/m s ，根据速度合成原则，
22
22252015/x y v v v m s =-=-= ，小球与车在水平方向上动量守恒，以向右为正方
向，得：-()x Mv mv m M v 共车=+ 解得：=5/v m s 共 故B 正确；故选B
13.在光滑的导轨上，一质量为m 1=2kg 、速度为v 1=1m/s 的滑块A 跟一质量为m 2=1kg 、速度为v 2=0的滑块B 发生正碰，它们碰撞后的总动能的最大值和最小值分别是（ ） A. 1J 、
2
3
J B.
43J 、23
J C.
4
3
J ，1J D. 2J 、
43
J 『答案』A
『解析』当两物体发生完全弹性碰撞时，系统不损失能量，此时碰后的
总动能最大，最大
动能2max 111
1J 2
k E m v =
= 若两物体发生完全非弹性碰撞，则碰后共速，此时系统损失的动能最大，碰后系统总动能最小，则1112()m v m m v =+ 解得2m/s 3v =
22min 121122()3()J=J 2233
k E m m v =+=⨯⨯ 故选A 。

14.如图，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD ，AB 边与磁场垂直，MN 边始终与金属
滑环K 相连，PQ 边始终与金属滑环L 相连。

金属滑环L 、交流电流表A 、定值电阻R 、金属滑环K 通过导线串联。

现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC 、AD 中点的轴旋转。

下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈磁通量最大时，感生电动势也最大
B. 线圈转动的角速度越大，交流电流表A 的示数越小
C. 线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R 的电流最大
D. 线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A 的示数最小
『答案』C
『解析』A ．线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，但线框不切割磁感线，感应电动势为零，
选项A 错误；
B ．线圈转动的角速度越大，根据m E nBS ω=知最大值越大，故有效值越大，交流电流表A 的示数越大，选项B 错误；
C ．线圈平面与磁场平行时，线框切割磁感线最快（垂直切割），感应电动势最大，流经定值电阻R 的电流最大，选项C 正确；
D ．交流电流表A 测量的是交流电流的有效值，其示数不随时间变化，选项D 错误。

故选C 。

15.质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，A 球动量为7kg·m/s ，B 球的动量为5kg·m/s ，当A 球追上B 球时发生碰撞，则碰后A 、B 两球的动量可能值是（ ） A. P A =3kg·m/s P B =9kg·m/s B. P A =-4kg·m/s P B =17kg·m/s C. P A =-2kg·m/s P B =14kg·m/s
D. P A =6kg·m/s P B =6kg·m/s
『答案』D
『解析』以两物体组成的系统为研究对象，以A 的初速度方向为正方向，两个物体的质量
均为m ，碰撞前系统的总动量：P =7kg ⋅m/s+5kg ⋅m/s=12kg ⋅m/s ，
系统的总动能：22753722=+=
k E m m m
； A.若碰后A 、B 两球动量为：p A =3kg ⋅m/s ，p B =9kg ⋅m/s ，系统的总动量P ′=3+9=12kg ⋅m/s ，
遵守动量守恒定律。

223945
22k E m m m
'=+=
>E k ， 故碰撞后动能增大，是不可能发生的，故A 错误；
B.若碰后A 、B 两球动量为：p A =-4kg ⋅m/s ，p B =17kg ⋅m/s ，系统的总动量P ′=-4+17=13kg ⋅m/s ， 不遵守动量守恒定律，故B 错误；
C.若碰后A 、B 两球动量为：p A =−2kg ⋅m/s ，p B =14kg ⋅m/s ，系统的总动量：
P ′=−2+14=12kg ⋅m/s ， 遵守动量守恒定律。

22214100
22k E m m m
'=+=
>E k ， 故碰撞后动能增大，是不可能发生的，故C 错误；
D.若碰后A 、B 两球动量为：p A =6kg ⋅m/s ，p B =6kg ⋅m/s ，系统的总动量P ′=6+6=12kg ⋅m/s ，
遵守动量守恒定律。

22663622k E m m m
'=+=<E k ，
故碰撞后动能减小，并且不会发生二次碰撞，是可能发生的，故D 正确。

故选：D 二、多选题，每题5分，共25分。

16.如图是氢原子的能级图,一个氢原子从n =4的能级向低能级跃迁,则以下判断正确的是（ ）
A. 该氢原子最多可辐射出3种不同频率的光子
B. 该氢原子只有吸收0. 85eV 的光子时才能电离
C. 该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75eV 的能量
D. 该氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量是特定值
『答案』AD
『解析』
A ．单个处于n 能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n -1种不同频率的光子，故该氢原子向低能能跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，A 项正确；
B ．只要吸收的光子的能量大于0.85eV ，该氢原子就能电离，B 项错误；
C ．该氢原子跃迁到基态时需要释放-0.85eV-（-13.6eV ）=12.75eV 的能量，C 项错误；
D ．氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差，此能量差为一特定值，D 项正确。

故选AD 。

17.如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器原、副线圈的电压分别为1U 、2U ，电流分别为1I 、2I ，输电线上的总电阻为R 。

变压器为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器原、副线圈的电流比12
21
I U I U =
B. 输电线路损失的电功率为22P I U =
C. 用户得到的电功率2112
P I U I R =-
D. 输电线路的输电效率为2211
I R
I U
『答案』AC
『解析』
A. 根据升压变压器原、副线圈的电流、电压与线圈匝数的关系1221I n I n =，11
22
U n U n =， 可知
12
21
I U I U =，故A 正确； B. 输电线路损失的电功率为2
2P I R ∆= 故B 错误；
C 根据变压器输入功率等于输出功率可知用户得到的电功率为22
211222P I U I R I U I R =-=-
故C 正确；
D 输电线路的输电效率为2
112211=P I U I R P I U η-=用户
总
故D 错误。

故选AC 。

18.放在光滑水平面上的甲、乙两小车中间夹了一压缩轻质弹簧，但不连接，用两手分别控制小车处于静止状态，下面说法中正确的是（ ）
A. 两手同时放开后，两车的总动量为零
B. 先放开右手，后放开左手，两车的总动量向右
C. 先放开左手，后放开右手，两车的总动量向右
D. 两手同时放开，两车总动量守恒；两手放开有先后，两车总动量不守恒
『答案』ABD
『解析』A ．当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒，又因为开始时
总动量为零，故系统总动量始终为零，故A 正确；
B ．先放开右手，右边的小车就向右运动，当再放开左手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向右，放开左手后总动量方向也向左，故B 正确；
C ．先放开左手，左边的小车就向左运动，当再放开右手后，系统所受合外力为零，故系统的动量守恒，且开始时总动量方向向左，放开右手后总动量方向也向左，故C 错误；
D ．当两手同时放开时，系统的合外力为零，所以系统的动量守恒；两手放开有向后时，放开一手在放开另一手的过程中系统所受合外力不为零，两手都放开手系统所受合力为零，整个过程系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故D 正确；故选ABD ．
19.如图所示，一质量为M 的木板A 静止在光滑的水平面上，一质量为m 的滑块B 以初速度v 0滑到木板上，滑块在木板上滑行的距离为d ，木板向前移动S 后以速度v 与滑块一起匀速运动，此过程中转化为内能的能量为（ ）
A. 2001()2
m v v v - B. 00()mv v v - C. 0()2m v v vd S - D. 0()m v v vd S
- 『答案』AC 『解析』AB ．根据能量守恒定律，转化的内能22011()22Q mv M m v =
-+① 而整个运动过程中，动量守恒0=()mv M m v +② ①②联立可得2001()2Q m v v v =
-③ A 正确，B 错误；
CD ．根据动能定理22011()22
f S d mv mv -+=- ④ 212
fS Mv =⑤ 由②④⑤联立得
0v d S v
=⑥ 将⑥代入③可得0()2m v v vd Q S -= C 正确，D 错误。

故选AC 。

20.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。

碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线，下列说法正确的是（ ）
A. 碘131释放的β射线由氦核组成，β衰变的方程是1311310
5354-1I Xe+e → B. 碘131释放的β射线是电子流，β衰变的方程是1311310
5354-1I Xe+e →
C. 与铯137相比，碘131衰变更慢，且铯133和铯137含有相同的质子数
D. 铯137衰变时辐射出的γ光子能量大于可见光光子能量
『答案』BD
『解析』AB ．β射线实际是电子流，根据核反应电荷数守恒，质量数守恒可得衰变方程为131
131
05354-1I Xe+e →。

故A 错误，B 正确；
C ．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，碘131的半衰期为8天，铯137半衰期为30年，碘131衰变更快；同位素是具有相同的质子数和不同的中子数的元素，故铯133和铯137含有相同的质子数，故C 错误；
D ．γ射线是高频电磁波，其光子能量大于可见光的能量，故D 正确。

故选BD 。

三、解答题，共30分。

21.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R ，导轨电阻不计．整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，长为L 的金属棒cd 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m 、电阻为r ，重力加速度为g ，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s 时，速度达到最大值v m ．求：
⑴金属棒开始运动时的加速度大小；
⑵匀强磁场的磁感应强度大小；
⑶金属棒沿导轨下滑距离为s 的过程中，电阻R 上产生的电热．
『答案』(1)12g ； (2) 2()2m
mg R r B L v +=(3) 2)(2()R m Q m R gs mv R r -+= 『解析』(1) 金属棒开始运动时的加速度大小1sin 2a g g α==
(2)达到平衡时有sin mg F =α m E BLv = E I R r =
+ F BIL = 解得2()2m mg R r B L v +=
(3)由能量关系21sin 2m
mgs Q mv α-=
解得21122m Q mgs mv =- 电阻R 上产生的电热2(2()
)m R R R Q mg v Q R r s m R r -+==+ 22.如图，质量1kg M =的长木板静止在光滑的水平面上，有一个质量0.2kg m =的可看作质点的物体以6m /s 的水平初速度从木板的左端冲上木板，相对木板滑行了2m 后与木板保持相对静止，求：
（1）木板最终获得的速度；
（2）在此过程中产生的热量；
（3）从开始到物块与木板相对静止时，木板前进的距离是多少？
『答案』
（1）1m/s （2）3J （4）1m 3
『解析』（1）木板与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向 由动量守恒定律得0)mv m M v =
+（ 则得00.26m/s=1m/s 0.21mv v m M ⨯==++ （2）在此过程中产生的热量为()220113J 22
Q mv m M v =
-+= （3）由Q f x =∆得3N=1.5N 2Q f x ==∆ 对木板，运用动能定理得212
fx Mv = 得21m 23Mv x f ==． 点睛：本题要掌握物块在木板上滑动时遵守的基本规律：动量守恒定律和能量守恒定律，要注意只有明确研究对象并做好受力分析，才能正确确定物理规律．。