山东省济宁市2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题-含答案
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第I卷(选择题,共36分)
一、选择题(共9小题,每小题4分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7-9题有多项符合题目要求。全选对的得4分;选对但不全的得2分;有选错或不答的得0分)
1. 交流发电机发电的示意图如图所示,线圈的AB边连在金属滑环上,CD边连在金属滑环L上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。线圈转动过程中,下列说法中正确的是( )
A. 转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大
B. 转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零
C. 转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大
D. 转到图丁位置时,AB边感应电流方向为AB
2. 根据玻尔理论,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时( )
A. 放出光子,电子的动能减小
B. 放出光子,电子的动能增大
C. 吸收光子,电子的动能减小
D. 吸收光子,电子的动能增大
3. 下列说法中错误的是( )
A. 光电效应实验揭示了光的粒子性
B. 原子核经过一次衰变后,核子数减少4
C. 电子的衍射实验证实了物质波的假设是成立的
D. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波波长也相等 4. 氢原子的能级图如图所示,一群氢原子处于n=4的能级状态。关于这群氢原子,下列说法中正确的是( )
A. 这群氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出4种频率的光
B. 由n=4能级向基态跃迁时辐射光的波长最短
C. 处于n=4能级的氢原子电离至少需要12.75eV的能量
D. 从n=4能级跃迁到n=3能级释放光子的能量大于从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量
5. 如图所示,理想变压器原、副线圈接有三个完全相同的灯泡,其额定电压均为U,且三个灯泡均能正常发光。下列说法正确中的是( )
A. 原、副线圈匝数比为3:1 B. 原、副线圈匝数比为1:3
C. AB端的输入电压为3U D. AB端的输入电压为4U
6. 如图所示,面积为20.08m、匝数为10匝的矩形线圈,处在磁感应强度为2T的匀强磁场中,通过电刷与理想变压器的原线圈相连。变压器的原线圈接有一理想二极管,副线圈接有5R的电阻和一理想交流电压表,变压器的原、副线圈匝数比为2:1。当线圈绕垂直于磁场的轴OO以50/rads的角速度转动时,下列说法中正确的是( )
A. 矩形线圈产生的交流电的周期为0.02s
B. 矩形线圈产生的电动势的有效值为80V
C. 电压表的示数为20V
D. 副线圈的输出功率为160W
7. 不同的原子核,其核子的平均质量m(原子核的质量除以核子数)与原子序数的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大
B. 原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大
C. 原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损,要吸收能量
D. 原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能
8. 某小型发电站高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器和降压变压器均为理想变压器,升压变压器的输入功率为20W,用户获得的功率为19W,输电线的总电阻为10。在输电线路上接入一个电流互感器,其原、副线圈的匝数比为1:10。下列说法中正确的是( )
A. 电流表的示数为1A
B. 升压变压器的输出电压22000UV
C. 其它条件不变,将P下移,用户获得的电压将增大
D. 其它条件不变,用户增多,输电线上损耗的功率将减小 9. 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氮的同位素)。若反应前氘核的动能均为0.35kDEMeV。它们正面对撞发生聚变,且反应后释放的核能全部转变为动能。已知氘核质量2.0136Dmu,氦核质量3.015Hemu,中子质量1.0087nmu(已知21931.5/uMeVc)。下列说法中正确的是( )
A. 核反应释放的核能约为3.96MeV
B. 反应后产生的氦核的动能约为0.99MeV
C. 反应后产生的中子的动能约为3.26MeV
D. 把两个氘核作为一个系统,对撞过程中满足动量守恒和总能量守恒
第II卷(必做18分+选做46分,共64分)
【必做部分】
二、实验题(本题共1小题,共6分。根据题目的要求在答题纸上相应的位置填写各题的答案)
10.(6分)研究光电效应规律的实验装置如图甲所示,以频率为v的光照射光电管电极时,有光电子产生。光电管、A极间所加的电压U可由图中的电压表测出,光电流I由图中电流计测出。
(1)当滑片P位于P右侧时,电极、A间所加电压使从电极发出的光电子__________(填“加速”或“减速”)。
(2)如果实验所得cUv图象如图乙所示,其中110Uvv、、为已知量,电子的电荷量为e,那么:
①只需将____________与普朗克常量h进行比较,若在误差许可的范围内二者相等,则证明 “光电效应方程”是正确的。
②该实验所用光电管的极材料的逸出功为________________。
三、计算题(本小题共1小题,共12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) 11.(12分)如图所示,电阻不计的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。矩形线圈产生的交流电通过一理想变压器为标有“220V,22W”的灯泡和一电动机供电,此时灯泡正常发光。已知矩形线圈的匝数220N匝,面积20.05Sm,转速50/nrs,内阻不计,磁场的磁感应强度22BT,电动机的内阻为10,电流表的示数为0.1A。求:
(1)从图示位置开始计时,线圈产生的感应电动势的瞬时表达式;
(2)电动机的输出功率。
【选做部分】
【选修3-3】
12.(5分)下列说法中正确的是____________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 气体压强是由于分子间的斥力产生的
B. 晶体熔化时,分子平均动能保持不变
C. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D. 显微镜下观察到布朗运动就是液体分子的无规则运动
E. 已知某种气体的密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为AN,则该气体分子之间的平均距离可以表示为3AMN
13. (5分)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示,曲线与r轴交点的横坐标为0r,相距很远的两分子仅在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法中正确的是______________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 在0rr时,分子势能为零
B. 在0rr时,分子势能最小,但不为零
C. 在0rr阶段,分子势能一直减小
D. 在0rr阶段,分子势能先减小后增加
E. 整个过程中分子力先做正功再做负功
14.(5分)如图所示为某喷水壶的结构示意图。未喷水时阀门闭合,压下压杆A可向瓶内储气室充气,多次充气后按下按柄B便可打开阀门,水会自动从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体,充气和喷水过程中温度保持不变。下列说法中正确的是__________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 充气过程中,储气室内气体内能增大
B. 充气过程中,储气室内气体分子平均动能增大
C.喷水过程中,储气室内气体吸热
D.喷水过程中,储气室内气体内能减小
E. 喷水过程中,储气室内气体分子的无序性增大
15.(6分)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,将6mL的油酸溶于酒精,制成410mL的油酸酒精溶液,测量1mL的油酸酒精溶液有75滴。现取一滴该油酸酒精溶液在水面上形成油膜,油膜的面积是2114cm。 (1)按以上数据,可估算出油酸分子的直径为_________m。(结果保留1位有效数字)
(2)某同学在实验中,计算出的分子直径明显偏大,可能是由于_________________。
A. 油酸分子未完全散开
B. 油酸中含有大量酒精
C.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数75错计成了76
16.(10分)一定质量的理想气体初态的压强、温度、体积分别为11pT、和1V,经历热学过程后,末态的压强、温度、体积分别为22pT、和2V,请根据气体实验定律推导111pTV、、与222pTV、、之间的关系。
17.(15分)如图所示,气缸的横截面积为210cm,ab、两个质量忽略不计的活塞将内部气体分A、B两部分,A部分气柱的长度为30cm,B部分气柱的长度是A部分气柱长度的一半,气缸和活塞b是绝热的,活塞a是导热的,与活塞b相连的轻弹簧劲度系数为100N/m。初始状态A、B两部分气体的温度均为027C,活塞a刚好与气缸口平齐,弹簧为原长。若在活塞a上放上一个质量为2g的重物,则活塞a下降一段距离后静止(已知外界大气压强501.010pPa,重力加速度大小210/gms)。求:
(1)此时A部分气柱的长度;
(2)此后对B部分气体进行缓慢加热,使活塞a上升到再次与气缸口平齐,此时B部分气体的温度。
【选修3-4】
12.(5分)下列说法中正确的是_______________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 光纤通信利用了光的全反射原理
B. 水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.电磁波可以传递信息,声波不能传递信息
D. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 E. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
13.(5分)如图所示,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块。让物块沿竖直方向做简谐运动,以竖直向上为正方向,物块做简谐运动的表达式为0.1sin2.5ytm。t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。取210/gms。以下判断中正确的是___________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. h=1.7m
B. 物块做简谐运动的周期是0.8s
C. 0.6s内物块运动的路程为0.2m
D. t=0.4s时,物块与小球运动方向相同
E. t=0.6s时,物块与小球的加速度方向相同
14.(5分)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,此时刻质点P的速度为v,经过1.0s它的速度大小、方向第一次与v相同,再经过0.2s它的速度大小、方向第二次与v相同,则下列判断中正确的是___________(填正确答案的标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 波沿轴负方向传播,波速为5m/s
B.波沿轴正方向传播,波速为5m/s
C. 若某时刻质点M到达波谷处,则质点P一定到达波峰处