2019-2020学年山西省朔州市怀仁市怀仁一中云东校区高二下学期期中考试物理试题(解析版)

怀仁一中云东校区2019-2020学年高二下学期期中考试

物理试题

一、选择题（本题有16小题，共64分。1-12题只有一个选项符合题意，13-16题至少有一个选项符合题意，每题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选得0分）1.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是

A. 矩形线圈平行于磁场向右平移

B. 矩形线圈垂直于磁场向右平移

C. 矩形线圈绕水平轴OO′匀速转动

D. 矩形线圈绕竖直轴OO′匀速转动『答案』D

『解析』A图中线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误；B图中线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故B错误；C图中线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线，穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；D图中线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确；

2.从下列哪一组物理量可以算出氧气的摩尔质量

A. 氧气的密度和阿伏加德罗常数

B. 氧气分子的体积和阿伏加德罗常数

C. 氧气分子的质量和阿伏加德罗常数

D. 氧气分子的体积和氧气分子的质量

『答案』C

『解析』A．已知氧气的密度和阿伏伽德罗常数，可以求出单位体积氧气的质量，但求不出氧气的摩尔质量，故A错误；

B．已知氧气分子的体积可以求出单位体积的分子数，已知氧气的密度可以求出单位体积的质量，知道单位体积的质量与分子个数，可以求出每个分子的质量，但求不出氧气的摩擦质量，故B错误；

C．一摩尔氧气分子的质量是摩尔质量，一摩尔氧气含有阿伏伽德罗常数个分子，已知氧气

分子的质量和阿伏伽德罗常数，可以求出氧气的摩尔质量，故C 正确；

D ．已知氧气分子的体积和氧气分子的质量，求不出氧气的摩尔质量，故D 错误． 3.下列叙述正确的是（ ）

A. 分子的动能与分子的势能之和，叫做这个分子的内能

B. 物体的内能由物体的动能和势能决定

C. 物体做加速运动时，其内能也一定增大

D. 物体的动能减小时，其温度可能升高

『答案』D

『解析』A ．内能是对大量分子来讲的，对单个分子无意义，A 错误；

B ．物体的内能是由分子动能与分子势能决定的，与宏观物体的动能和势能无关，B 错误；

C ．物体的速度与内能之间没有关系，故物体的速度增大时，物体的内能可能减小，C 错误；

D ．物体做减速运动时其温度可能增加，比如汽车刹车时，车轮速度减小温度升高，D 正确。 故选D 。

4.下列关于布朗运动与分子运动(热运动)的说法中正确的是（ ） A. 微粒的无规则运动就是分子的运动

B. 微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映

C. 微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映

D. 因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动

『答案』C

『解析』A. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动

的体现，不是液体分子的运动。故A 错误；

B. 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，不是固体分子的运动。故B 错误；

C. 布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现。

故C 正确；

D. 分子的无规则的运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是热运动。故D 错误；故选：C 。

5.质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）（ ） A. 123()m m m c ＋－

B. 123()m m m c －－

C. 2

123()m m m c ＋－

D. 2

123()m m m c －－

『答案』C

『解析』由质能方程：2E mc ??＝ 其中：123m m m m ?＝＋－

可得：2

123()E m m m c ?＝＋－ 选项C 正确，ABD 错误。故选C 。

6.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景图中实线表示α粒子的运动轨迹。则关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）

A. 图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大

B. 图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了碰撞

C. 绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小

D. 根据α粒子散射实验可以估算原子大小

『答案』C

『解析』A ．图中大角度偏转

的

α粒子的电场力先做负功，后做正功，则其电势能先增大

后减小，故A 错误；

B ．图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核之间的库仑斥力作用，并没有发生碰撞，故B 错误；

C ．从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，所以带正电的物质只占整个原子的很小空间，故C 正确；

D ．依据α粒子散射实验可以估算原子核的大小，故D 错误；故选C 。

7.如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态，若氢原子A 处于激发态E 2，氢原子B 处于激发态E 3，则下列说法正确的是（ ）

A. 原子A 可能辐射出3种频率的光子

B. 原子B 最多能辐射出2种频率的光子

C. 原子A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁到能级E 4

D. 原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁到能级E 4

『答案』B

『解析』A ．原子A 在2E 能级向1E 能级跃迁时，从21E E → ，辐射出1种频率的光子，

A 错误；

B ．原子B 在3E 能级向低能级跃迁时，从31E E →和32E E →跃迁，即原子B 从3E 能级最多辐射出2种频率的光子，B 正确；

CD ．原子吸收能量从低能级向高能级跃迁时，吸收的能量必需为两能级能量的差值。原子B 发出的光子的能量不等于原子A 跃迁到能级E 4需要的能量；同理，原子A 发出的光子的能量不等于原子B 跃迁到能级E 4需要的能量，CD 错误。故选B 。

8.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则

A. a 为电源正极，到达A 板的为α射线

B. a 为电源正极，到达A 板为β射线

C. a 为电源负极，到达A 板的为α射线

D. a 为电源负极，到达A 板的为β射线

『答案』B

『解析』从图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A 极板的粒子的竖直位移

小于到达B 板的粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则根据公式

2

00

md x v t v qU ==，两个粒子初速度0v 相同，两极板间电压U 相同，放射源与两极板的距离2

d 也相同，而电子的

m

q

小，所以电子的竖直位移小，故达到A 极板的是β射线，A 极板带正电，a 为电源的正极，故选项B 正确．

9.一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A 与驱动力的频率f 的关系）如图所示，则（ ）

A. 此单摆的固有频率为0.5Hz

B. 此单摆的摆长约为1m

C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大

D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动

『答案』AB

『解析』A ．由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则固有频率为0.5Hz ，

故A 正确；

B ．由图可知，此单摆的发生共振的频率与固有频率相等，则周期为2s ，由公式2πL

T g

=可得，摆长约为1m ，故B 正确；

C ．若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C 错误；

D ．若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故D 错误。故选AB 。 10.某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是（ ）

A. t =1 s 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

B. t =2 s 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C. t =3 s 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D. t =4 s 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

『答案』A

『解析』AC ．在t =1 s 和t =3 s 时，振子偏离平衡位置最远，速度

零，回复力最大，加速

度最大，方向指向平衡位置，A 正确，C 错误；

BD ．在t =2 s 和t =4 s 时，振子位于平衡位置，速度最大，回复力和加速度均为零，BD 错误． 11.简谐横波在同一均匀介质中沿x 轴正方向传播，波速为v 。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a 、b 相距为s ，a 、b 之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a 最早到达波谷的是（ ）

A. B.

C. D.

『答案』D

『解析』由图A 知，波长2s λ=，周期2A s

T v

=

由图知质点a 向上振动，经

34T 第一次到达波谷，用时13342A s

t T v ==

B 图对应波长s λ=，周期B s

T v

=

由图知质点a 向下振动，经4

T

第一次到达波谷，用时2144B s t T v ==

C 图对应波长s λ=，周期C s

T v =

由图知质点a 向上振动，经34T 第一次到达波谷，用时33344C s

t T v

==

D 图对应波长45s λ=，周期45D s

T v

=

由图知质点a 向下振动，经4

T

第一次到达波谷，用时4145D s t T v ==

所以D 波形中质点a 最早到达波谷，故选D 。

12.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，A.b 两质点的横坐标分别为

和

，图乙为质点b 从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是

A. 该波沿+x 方向传播，波速为1m/s

B. 质点a 经过4s 振动的路程为4m

C. 此时刻质点a 的速度沿+y 方向

D. 质点a 在t=2s 时速度为零

『答案』D

『解析』根据b 点在该时刻向上运动可以确定波沿-x 传播，A 错．由乙图可知周期为8秒，

4秒内a 质点振动的路程为1m ，B 错．波沿-x 传播可以判定a 沿-y 方向运动，C 错．经过2秒质点振动四分之一周期，a 质点刚好运动到最大位移处速度为零，D 正确．

13. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b ．当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是

A. 原、副线圈匝数比为9:1

B. 原、副线圈匝数比为1:9

C. 此时a 和b 的电功率之比为9:1

D. 此时a 和b 的电功率之比为1:9

『答案』AD

『解析』AB ．设灯泡的额定电压为0U ,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为

109U U =，副线圈两端电压为20U U =，故

129

1

U U =，根据112291U n U n ==，A 正确B 错误；

CD ．根据公式1221I n I n =可得121

9

I I =，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P UI =可得两者的电功率之比为1:9，C 错误D 正确；

14.在匀强磁场中，一个100匝闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化.设线圈总电阻为2Ω，则

A. 0t =时，线圈平面平行于磁感线

B. 1t s =时，线圈中的电流改变方向

C. 1.5t s =时，线圈中的感应电动势最大

D. 一个周期内，线圈产生的热量为

28J π

『答案』AD

『解析』A ．根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁

感线，A 正确； B ．Φ-t 图象的斜率为

t

Φ

??，即表示磁通量的变化率，在0.5s ～1.5s 之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，B 错误；

C ．所以在t=1.5s 时，通过线圈的磁 量最大，线圈位于中性面，感应电动势为0，故C 错误；

D ．感应电动势的最大值为()21000.044V 2

m m E NBS N π

ωωπ==Φ=??

=，有效值()22V 2

m

E π=

=，根据焦耳定律可得一个周期产生的热为22

282J 8J 2

E Q T R ππ==?=，故D 正确．

15.右图为两分子系统的势能E p 与两分子间距离r 的关系曲线．下列说法正确的是

A. 当r 大于r 1时，分子间的作用力表现为引力

B. 当r 小于r 1时，分子间的作用力表现为斥力

C. 当r 等于r 2时，分子间的作用力为零

D. 在r 由r 1变到r 2的过程中，分子间的作用力做负功

『答案』BC

『解析』因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1时，当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD错误；

『点睛』正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r=r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习

16.按如图的方式连接电路，当用紫光照射阴极K时，电路中的微安表有示数．则下列正确的叙述是

A. 如果仅将紫光的光强减弱一些，则微安表可能没有示数

B. 仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则微安表的示数一定增大

C. 仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变

D. 仅将电源的正负极对调，则微安表仍可能有示数

『答案』CD

『解析』

如果仅将紫光的光强减弱一些，则单位时间内逸出的光电子数减小，则微安表示数减小，选项A错误；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动，不改变光的强度，则微安表的示数不一定增大；同理仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变，故B错误，C正确．将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还有光电流，微安表仍可能有示数，故D正确．故选CD.

点睛：本题考查了发生光电效应的条件，知道光电流的大小与入射光的强度有关，同时注意形成的电流的条件．

二、填空题（每空2分，共4分）

17.用干涉法检查物体表面平滑程度，产生的干涉条纹是一组平行的条纹，若劈尖的上表面向上平移，如图甲所示，则干涉条纹的距离将__________；若使劈尖角度增大，如图乙所示，

干涉条纹的距离将__________。（均选填“变窄”、“变宽”或“不变”）

『答案』 (1). 不变 (2). 变窄

『解析』劈尖的上表面向上平移，上下表面的反射光的光程增大，但变化情况相同，只是

条纹平移了，条纹间距不变；劈尖角度增大时，则光程差变大的快了，因而条纹间距变窄。 三、计算题（18题15分，19题8分，20题9分）

18.某小型水力发电站的发电输出功率为5×104W ，发电机的输出电压为250V ，输电线总电阻R =5Ω．为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的4%，必须采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器．设用户所需电压为220V ，不计变压器的损失．求： （1）输电线上的电流；

（2）升、降压变压器原、副线圈的匝数比； （3）可供多少盏“220V 40W ”的白炽灯正常工作？

『答案』(1)20A(2)

12

1

10n n =；

3412011

n n =(3)1200 『解析』画出输电的示意图

（1）输电线中的功率损失为:2

24%P I R P ==损线输 化简可得得：4

20.04510A=20A 5Ω

P I R ??==损线 （2）由公式22P

U I ，可得升压变压器的副线圈两端的电压为：

4

322510=V 2.510V 20

P U I ?==?输

升压变压器的原副线圈的匝数比为:

1132225012.5

1010

n U n U ===? 降压变压器得到的电压为：()32250020524V =V 00U U IR -=-?=线 由题意可知降压变压器的副线圈的电压为：4220V U =

降压变压器的原副线圈的匝数比为:

334412011

n U n U == （3）可供 “220V 40W ”的白炽灯正常工作的盏数为：

40

4%0.96510120040

P P P P n P P --??=

=

==输损

输输

(盏)

19.今有一质量为M 的气缸，用质量为m 的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L 0(如图甲所示)，若气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少？(已知大气压强为p 0，活塞的横截面积为S ，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．)

『答案』000p L S

L p S Mg

=

-

『解析』对缸内理想气体，平放初态：p 1=p 0，V 1=L 0S ，悬挂末态：对缸体，20Mg p S p S +=

即20

Mg

p p S

=- ， V 2=LS 由玻意耳定律：p 1V 1= p 2V 2，得：气柱长度为000 p L S

L p S Mg

=

-

20.如图所示，实线和虚线分别是沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0和t ＝0.06s 时刻的波形图．已知在t ＝0时刻，x ＝1.5m 处的质点向y 轴正方向运动．

(1)判断该波的传播方向； (2)求该波的最小频率； (3)若3T

『答案』(1)向右传播(2)12.5Hz(3)75m/s

『解析』

（1）在t ＝0时刻，x ＝1.5m 处的质点向y 轴正方向运动，则该波向右传播； （2）由波形图可知：30.06s 4nT T +

=解得0.24

s 43

T n =+ （n =0、1、2、3……） 当n =0时可求解最大周期0.08s m T =，则最小频率；f n ＝1

m

T ＝12.5Hz

（3）若3T

s ； 由图中读出波长为=1.2m λ ，则波速v ＝

T λ＝

1.2

0.24

×15m/s ＝75m/s.