2019-2020学年梅州市高二下学期期末物理试卷(含解析)

2019-2020学年梅州市高二下学期期末物理试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1. 在物理学的发展过程中，许多物理学家的重大发现推动了物理学发展的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，错误的说法是( )

A. 伽利略在研究自由落体中，开创了以实验和逻辑推理结合的科学思想方法

B. 普朗克在研究黑体辐射时提出了量子假说，这一假说宣告了量子论的诞生

C. 卢瑟福发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构，打开了原子核的大门

D. 爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，证明光具有粒子性

2. 如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并释放，圆环摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则( )

A. 圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度

B. 在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流

C. 圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大

D. 圆环最终将静止在平衡位置

3. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比𝑛1：𝑛2=5：1，电阻𝑅=20𝛺，𝐿1、𝐿2为规格相同的两只小灯泡，𝑆1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将𝑆1接1、𝑆2闭合，此时𝐿2正常发光的功率为𝑃.下列说法正确的是( )

A. 输入电压u的表达式𝑢=20√2𝑠𝑖𝑛50𝜋𝑡(𝑉) B. 只断开𝑆2后，𝐿1、𝐿2的功率均小于𝑃4

C. 只断开𝑆2后，原线圈的输入功率大于𝑃2

D. 若𝑆1换接到2后，R消耗的电功率为0.8𝑊

4. 我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。发现“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则( )

A. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反

B. 甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量

C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量

D. 甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功

5. 2020年12月4日，中国规模最大、参数最高的“人造太阳”，即中国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”(𝐻𝐿−2𝑀)在成都实现首次放电。已知“人造太阳”的核反应方程式是 12𝐻+13𝐻→24𝐻𝑒+01𝑛，其中氚(13𝐻)在自然界中含量极微，但可以用某种粒子X轰击锂核(36𝐿𝑖)得到，核反应方程为 36𝐿𝑖+𝑋→24𝐻𝑒+13𝐻，则( )

A. 粒子X为质子

B. 核反应方程 36𝐿𝑖+𝑋→24𝐻𝑒+13𝐻为𝛼衰变

C. 氦核(24𝐻𝑒)的结合能大于氘核(12𝐻)和氚核(13𝐻)的结合能之和

D. 在核反应方程式 12𝐻+13𝐻→24𝐻𝑒+01𝑛中，反应前的总质量小于反应后的总质量

二、多选题（本大题共4小题，共23.0分）

6. 下列说法正确的是( )

A. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化

B. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用

C. 变压器的铁芯所使用的材料是硅钢，主要原因是硅钢是铁磁性材料并且具有较大的电阻率

D. 交流感应电动机的驱动原理是通过导体在永磁体产生的磁场中受到安培力

7. 如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比𝑛1：𝑛2=20：1，接线柱ab上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中𝑅2用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，𝑅1一定值电阻．下列说法中正确的是( ) A. 电压表的示数小于11V

B. 此交变电源的频率为2.5𝐻𝑧

C. 当传感器𝑅2所在处出现火警时，电压表的示数减小

D. 当传感器𝑅2所在处出现火警时，电流表的示数减小

8. 如图所示，在顺时针匀速转动的倾斜传送带上端无初速度放一货物，货物从上端运动到下端的过程中，其机械能𝐸(选择地面所在的水平面为参考平面)与位移x的定性关系图象可能正确的是( )

A. B. C. D.

9. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34𝑒𝑉，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )

A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应

B. 一群处于𝑛=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光

C. 一群处于𝑛=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV

D. 用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

E. 用能量为14.0 𝑒𝑉的光子照射，可使处于基态的氢原子电离

三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）

10. 在探究通过电阻的电流与两端所加的电压关系的实验中，获得甲、乙两电阻电流和电压关系图，由图可知，甲、乙两电阻的阻值𝑅甲______𝑅乙(选填“>”、“<”或“=”)；若将甲、乙两电阻并联在电路中，则并联总电阻的𝐼−𝑈图线在区域______(选填“a”、“b”或“c”)。 四、实验题（本大题共2小题，共11.0分）

11. (13分)如图所示，质量为M的圆形薄板(不计厚度)与质量为m的小球(可视为质点)之间用轻绳连接，开始时，板与球紧挨着，在它们正下方ℎ=0.45𝑚处，有一固定支架C，支架上有个半径为𝑅’的圆孔，且𝑅’小于薄板的半径R，圆孔与薄板中心均在同一竖直线上，如图所示，现让球与薄板同时下落(不计空气阻力)，当薄板落到固定支架上时，与支架发生没有机械能损失的碰撞，碰后球与薄板立即分离，直到轻绳绷紧，在绷紧后瞬间，板与球具有共同速度𝜈(绷紧瞬间绳的作用力远大于重力)。(其中𝑔=10𝑚/𝑠2)求：

(1)薄板与固定支架碰撞前瞬间的速度大小？

(2)如果已知绳子长度为0.6𝑚，且𝑀=3𝑚，求在绷紧后瞬间，板与球具有的共同速度𝜈

(3)当𝑀=𝑘𝑚且k为任意值时，轻绳的长度应满足什么条件可使绳绷紧瞬间后板与球共同速度𝜈的方向是向下的？

12. 在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除直流电源、开关、导线外，还有如下器材可供选择：

A.小灯泡“3V 1.5𝑊”

B.电流表(3𝐴，内阻约0.2𝛺)

C.电流表(量程0.6𝐴，内阻约1𝛺)

D.电压表(量程3V，内阻约20𝑘𝛺)

E.滑动变阻器(0～10𝛺、2𝐴)

F.滑动变阻器(0～1𝑘𝛺、0.5𝐴)

(1)实验所用到的电流表应选______，滑动变阻器应选______.(填字母代号)

(2)实验要求滑动变阻器的滑片从左向右滑动过程中，电表的示数从零开始逐渐增大．请将甲图中的实物连线完成．

(3)若将该灯泡接在一电动势为3V、内电阻为2𝛺电源的两端，则灯泡消耗的功率为______W

五、计算题（本大题共3小题，共42.0分）

13. 如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时，速度大小为𝑣1=√2𝑔𝐿.求：

(1)小球到达最高时杆对球的作用力𝐹1；

(2)当小球经过最低点时，杆对球的作用力的大小𝐹2=7𝑚𝑔，求小球线速度的大小𝑣2。

14. 如图1所示，两根光滑的长直金属导轨 MN、PQ平行置于同一水平面内，导轨间距𝐿=0.2𝑚，导轨左端接有“0.8𝑉，0.8𝑊’’的小灯泡，导轨处于磁感应强度为𝐵=1𝑇、方向竖直向下的匀强磁场中．长度也为L的金属导体棒ab垂直于导轨放置，导轨与导体棒每米长度的电阻均为𝑅0=0.5𝛺，其余导线电阻不计．今使导体棒在外力作用下与导轨良好接触向右滑动产生电动势，使小灯泡能持续正常发光．

(1)写出ab的速度v与它到左端MP的距离x的关系式，并求导体棒的最小速度𝑣𝑚𝑖𝑛；

(2)根据v与x的关系式(图2)，计算出与表中x各值对应的v的数值填入表中，然后画出𝑣−𝑥图线．

𝑥/𝑚 0 0.5 1 1.5 2

𝑣/𝑚𝑠−1

15. 发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性．直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景．

在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内．金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，以平行于MN的速度向右做匀速运动．图1轨道端点MP间接有电阻，导体棒ab受到水平向右的外力作用．图2轨道端点MP间接有直流电源，导体棒ab通过滑轮匀速提升重物．

从微观角度看，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用．为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷．

(1)请在图3(图1的导体棒𝑎𝑏)、图4(图2的导体棒𝑎𝑏)中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图．

(2)我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功．那么，导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图1“发电机”为例，通过计算分析说明．