北海市2019-2020学年高二(下)期末物理试卷(含答案解析)

北海市2019-2020学年高二(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 下列关于近代物理知识，说法正确的是( )

A. 核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的

B. 发生光电效应时，光电子来源于原子核外部

C. 天然放射性元素 90232𝑇ℎ(钍)共经历4次𝛼衰变和6次𝛽衰变变成 82204𝑃𝑏(铅)

D. 根据玻尔理论，一群处于𝑛=4的激发态的氢原子向𝑛=2的激发态跃迁时能辐射出6种频率的光

2. 某物体运动的𝑠−𝑡图象如图所示，则物体( )

A. 做下坡运动

B. 做速度越来越小的直线运动

C. 朝某一方向直线运动，然后反向直线运动

D. 做匀速直线运动

3. 在等边三角形三个顶点a、b、c处各有一长直导线垂直穿过纸面，导线中通有电流，已知𝐼𝑎>𝐼𝑏，方向如图所示，c中电流也是垂直纸面向里，则过c点导线受安培力方向可能是( )

A. 𝐹1 B. 𝐹2 C. 𝐹3 D. 𝐹4

4. 频率为r的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为E 改用频率为2r的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为(ℎ为普朗克常量)( )

A. 2𝐸𝑘𝑚 B. 𝐸𝑘𝑚+ℎ𝑟 C. 𝐸𝑘𝑚一hr D. 𝐸𝑘𝑚+2𝑟

5. 质量为m的人造地球卫星在地面上的重力为𝐺0，它在距地面高度等于2倍于地球半径R的轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )

A. 线速度𝑣=√𝐺0𝑅9𝑚 B. 动能为16𝐺0𝑅

C. 周期为𝑇=2𝜋√3𝑚𝑅𝐺0 D. 重力势能为2𝐺0𝑅 6. 如图所示，粗糙水平面上有三个物体a、b、c均处于静止状态，质量关系为𝑚𝑎=2𝑚𝑏=2𝑚𝑐，a、b与一根轻弹簧拴接，弹簧被锁定，处于压缩状态。b、c靠在一起但不粘连，三个物体与地面间的动摩擦因数均相同。现突然解除弹簧的锁定，三个物体运动起来。下列叙述正确的是( )

A. 物体b与c分离时，弹簧处于拉伸状态

B. 物体b与c分离前，a物体的位移比b物体的位移大

C. 由于地面粗糙，物体b与c分离前，三个物体和弹簧组成的系统，动量不守恒

D. 从开始到物体b与c分离，弹簧弹性势能减小量大于三个物体动能增加量之和

7. 滑板是现在非常流行的一种运动，如图所示，一滑板运动员以7𝑚/𝑠的初速度从曲面的A点下滑，运动到B点速度仍为7𝑚/𝑠，若他以6𝑚/𝑠的初速度仍由A点下滑，则他运动到B点时的速度(设人体姿式保持不变)( )

A. 大于6 𝑚/𝑠 B. 等于6 𝑚/𝑠

C. 小于6 𝑚/𝑠 D. 条件不足，无法计算

8. 如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中𝑎𝑏=𝑐𝑑=𝐿，ab边接有定值电阻R，cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，两弹簧处于自然长度，给线框一竖直向下的初速度𝑣0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是( )

A. 线框中产生的最大感应电流大于𝐵𝐿𝑣0𝑅 B.

初始时刻cd边所受安培力的大小为𝐵2𝐿2𝑣0𝑅−𝑚𝑔

C. cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于12𝑚𝑣02−𝑄

D. 在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为12𝑚𝑣02

二、多选题（本大题共5小题，共21.0分）

9. 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量𝛷随时间t的变化图象如图所示，则( ) A. 在𝑡=0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大

B. 在0～2×10−2𝑠时间内，线圈中感应电动势的平均值为零

C. 在𝑡=2×10−2𝑠时，线圈中磁通量最大，感应电动势最 小

D. 在𝑡═1×10−2𝑠时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大

10. 如图所示，a、b两点位于以负点电荷−𝑄(𝑄>0)为球心的球面上，将两个带正电的检验电荷𝑞1、𝑞2分别置于a、b两点。下列说法正确的是( )

A. a点电势等于b点电势

B. a点电场强度等于b点电场强度

C. 若规定无穷远处电势为零，a、b两点的电势均为正值

D. 若将𝑞1、𝑞2分别移动到无穷远处，电场力做功不一定相等

11. 如图所示，用细线拴一个质量为m的小球，小球将固定在墙上的轻弹簧压缩的距离为△𝐿(小球未拴在弹簧上)，若将细线烧断后( )

A. 小球立即做平抛运动

B. 小球的加速度立即为重力加速度g

C. 小球脱离弹簧后做匀变速运动

D. 小球落地时动能大于mgh

12. 把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星( )

A. 周期越小 B. 线速度越小 C. 角速度越大 D. 加速度越小

13. 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( )

A. e点横坐标的数量级为10−10𝑚

B. ab为斥力曲线，cd为引力曲线

C. 若两个分子间距离变大，则分子势能亦变大

D. 分子势能在e点最小

E. 若两个分子间距离小于e点的横坐标，则分子间的作用力表现为斥力

三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）

14. 一列简谐波在x轴上传播，图中实线为𝑡=0时刻的波形，虚线为𝑡=0.05𝑠时刻的波形，若波沿−𝑥方向传播，在0.05𝑠内波形传播的距离为______ m；若波沿着+𝑥方向传播，波速的大小是______ 𝑚/𝑠．

四、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

15. 某同学利用图(𝑎)的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码(实验中，每个砝码的质量均为𝑚=50.0𝑔)。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：

①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；

②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；

③逐次增加砝码个数，并重复步骤②(保持弹簧在弹性限度内)：

④用n表示砝码的个数，l表示相应的指针位置，将获得的数据记录在表格内。

回答下列问题：

(1)根据下表的实验数据在图(𝑏)中补齐数据点并做出𝑙−𝑛图象。

n 1 2 3 4 5

𝑙/𝑐𝑚 10.48 10.96 11.45 11.95 12.40

(2)弹簧的劲度系数k可用砝码质量m、重力加速度大小g及𝑙−𝑛图线的斜率𝛼表示，表达式为𝑘=______。若g取9.8𝑚/𝑠2，则本实验中𝑘=______𝑁/𝑚(结果保留3位有效数字)。

16. 指针式多用表欧姆档的内部电路是由直流电源、调零电阻和表头相串联而成，现设计一个实验，测量多用表“×1𝛺”挡的内部电源的电动势和内部总电阻．给定的器材有：待测多用电表，量程为100mA的电流表，最大电阻为20𝛺的滑动变阻器，鳄鱼夹，开关，导线若干．实验过程如下：

(1)实验前将多用电表调至“×1𝛺”挡，将红黑表笔短接，调节旋钮，使指针指在______(选填“电阻”、“电流”)的零刻度；

(2)用鳄鱼夹将红、黑表笔固定在如图甲的两接线柱上，请用笔画线代替导线将图甲电路连接完整；

(3)调节滑动变阻器，读出多用表示数R、毫安表示数I，求出电流倒数1𝐼，记录在下面的表格中，

请根据表格数据在图乙的坐标系中描点作图；

𝑅/𝛺 4 7 10 14 18 20

𝐼/×10−3𝐴 78.0 67.0 60.0 52.0 45.0 43.0

1𝐼/𝐴−1 12.8 14.9 16.7 19.2 22.2 23.2

(4)请通过图线求出多用表内部电源的电动势为______V；内部总电阻为______𝛺(结果保留三位有效数字)；

(5)电流表存在一定的内阻，这对实验结果______(选填“有影响”、“无影响”)．

五、计算题（本大题共4小题，共52.0分）

17. 如图所示，用一根长为𝑙=2𝑚的细线，一端系一质量为𝑚=1𝑘𝑔的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角𝜃=37°，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动．取𝑔=10𝑚/𝑠2，𝑠𝑖𝑛37°=0.6，𝑐𝑜𝑠37°=0.8．

(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度𝜔0至少为多大？

(2)若小球的角速度为𝜔=1.0𝑟𝑎𝑑/𝑠，求细线的张力和小球受到锥面的支持力大小；

(3)若小球的角速度为𝜔=√10𝑟𝑎𝑑/𝑠，求细线的张力和小球受到锥面的支持力大小．

18. 如图所示，真空中有两块正方形平行正对金属极板A、B，边长为𝐿=10𝑐𝑚，两板间距𝑑=1𝑐𝑚。紧贴两极板右边缘有一个与极板同宽、上下长度足够长的荧光屏。在A、B间加𝑈=100𝑉恒定电压，B板电势较高。在两板左端面正中央位置O处有一离子源。以O点为原点，以垂直于荧光屏方向为z轴，垂直于极板方向为y轴，平行于荧光屏方向为x轴，建立图示坐标系。离子源发射的正离子的比荷为𝑞𝑚=108𝐶/𝑘𝑔，离子的速度大小介于0到2×106𝑚/𝑠之间，打在极板上的离子均被吸收。

(1)若离子源沿z轴正方向不断发射离子，试求能打在荧光屏上的离子的速度范围？

(2)若离子源发射了一个离子，分速度分别为𝑣𝑥=5×105𝑚/𝑠，𝑣𝑦=0，𝑣𝑧=1.5×106𝑚/𝑠，求该离子打在荧光屏上点的坐标。

(3)若离子源沿：xOz平面内各方向发射离子，且所有离子的速度大小均为2×106𝑚/𝑠，写出这些离子打在荧光屏上的图像的坐标x、y满足的关系式。

19. 如图所示气缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A的质量为𝑚𝐴=30𝑘𝑔，A、B的横截面积分别为 𝑆𝐴=4.0×10−2𝑚2，𝑆𝐵=2.0×10−2𝑚2，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，大气压强𝑝0=1.0×105𝑃𝑎．

(1)气缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，列式求出缸内封闭气体的压强．