福建省南平市学年高二下期末考试物理试题解析版.docx

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福建省南平市学年高二下期末考试物理试题解析版

南平市2020—2021学年第二学期高二期末

质量检测物理

一、选择题。

1.浙福线的投运让福建电网实现了从500千伏超高压到1000千伏特高压的跨越，福建从此进入“特高压”时代。

在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，采用“特高压”输电后，输电线上的电压损失减少到“超高压”的（　　）

A.10%B.25%C.50%D.75%

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】输电的电流为

损失的电压为

在输送功率不变、不考虑其它因素影响的情况下，从500千伏超高压到1000千伏特高压，即变为原来的2倍，则输电电流变为原来的一半，有

故选C。

2.如图甲所示，光滑水平面上的弹簧振子。

把振子由平衡位置O拉到右方的B位置后释放，使振子在B、C之间做简谐运动，图乙为其振动图像。

则振子（　　）

A.振动周期为0.4s

B.在t=3s时的振动方向沿x轴负方向

C.振动频率为0.25Hz

D.从O运动到C，再次经过O点时完成一次全振动

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由振动图像可知，振动周期为T=4s，选项A错误；

B．在t=3s时振子到达O点向右振动，即振子的振动方向沿x轴正方向，选项B错误；

C．振动频率为

选项C正确；

D．从O运动到C，再次经过O点时完成半次全振动，选项D错误。

故选C。

3.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A.甲图中，链式反应属于轻核的聚变

B.乙图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量

C.丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D.丁图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余500个

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．甲图中，链式反应属于重核裂变图甲中，A错误；

B．乙图中，原子核D和E聚变成原子核F的过程属于聚变反应，是该反应的过程中要放出能量，B正确；

C．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出了原子

核式结构理论，C错误；

D．半衰期是大量原子核衰变

统计规律，对少量原子核衰变不适应，D错误。

故选B。

4.已知水的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA。

若用m0表示一个水分子的质量，用V0表示一个水分子的体积，下列表达式中正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【详解】AB．一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有

故A正确，B错误。

CD．由于水分子间隙小，所以水分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有

故CD错误。

故选A。

5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：

n2=11：

1，R1为定值电阻，R2为电阻箱，图中电表均为理想电表，电源电压为u=220

sin100πt（V），下列说法正确的是（　　）

A.该交流电的频率为100Hz

B.电压表的示数为22V

C.当R2的阻值增大时，原线圈输入功率增大

D.当R2的阻值减小时，电流表的示数增大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由电源电压表达式知，该交流电的频率为

故A错误；

B．电压表的示数为有效值，变压器输入端电压有效值为

根据

所以，电压表的示数为20V，故B错误；

CD．原线圈输入端电压不变，变压器匝数比不变，则输出端电压也不变，当R2的阻值增大时，则输出端电流变小，根据电流与匝数比关系知，输入端电流也变小，根据

知原线圈输入功率减小；反之，当R2的阻值减小时，则输出端电流增大，输入端电流也增大，所以电流表的示数增大，故C错误，D正确。

故选D。

6.如图甲所示，矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示，规定垂直于纸面向里为磁场正方向，顺时针方向为感应电流i正方向，水平向右为ad边所受安培力F的正方向，则如图所示的图象中正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。

由图可知，0~1s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反（感应磁场的磁感应强度的方向向外），由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值，由磁场均匀变化，所以产生的感应电流恒定，同理可分析1~3s和3~4s，A错误，B正确；

CD．0~1s时间内，ad边感应电流是向下的，ad边所受的安培力F=BIL，根据左手定则得安培力方向向右为正值，由于B随时间均匀增大，I不变，所以安培力F随时间t均匀增大，同理分析1~3s和3~4s，CD错误。

故选B。

7.如图为物理学家拍摄的DNA分子的X射线衍射图样，生物学家据此提出DNA的双螺旋结构模型。

下列说法中正确的是（　　）

A.X射线是高速电子流

B.X射线的频率比可见光的低

C.衍射图样说明了X射线具有波动性

D.拍摄所用X射线的波长与DNA分子大小接近

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．X射线是电磁波，不是电子流，故A错误；

B．根据电磁波谱，可知X射线的频率比可见光的高。

故B错误；

C．衍射图样说明了X射线具有波动性，故C正确；

D．发生明显衍射的条件是波长与障碍物的尺寸相差不多，故拍摄所用X射线的波长与DNA分子大小接近。

故D正确。

故选CD。

8.对于以下教材中配图说明，说法正确的是（　　）

A.甲图为油膜法估算分子直径的实验图。

实验中需注意待油酸薄膜形状稳定后再描绘油酸膜的形状

B.乙图为布朗运动产生原因示意图。

说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显

C.丙图为模拟气体压强产生机理实验图。

说明气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的

D.丁图为热机工作时的能流分配图。

说明热机的效率可能达到100%

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．甲图为油膜法估算分子直径的实验图。

根据实验注意事项，可知实验中需注意待油酸薄膜形状稳定后再描绘油酸膜的形状，A正确；

B．乙图为布朗运动产生原因示意图。

说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，受力越均衡，布朗运动越不明显，B错误

C．由图可知，丙图为模拟气体压强产生机理实验图。

实验说明了气体压强是由气体分子对器壁频繁碰撞产生的，C正确；

D．由图可知，丁图为热机工作时的能流分配图，说明热机的效率不可能达到100%，D错误。

故选AC。

9.如图所示为氢原子的能级图，已知金属钨的逸出功为4.54eV，则下列说法正确的是（　　）

A.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

B.一个处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线

C.处于基态的氢原子可以吸收能量为12.0eV的光子而被激发

D.用n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子照射金属钨，从金属钨表面逸出的光电子最大初动能为7.55eV

【答案】AD

【解析】

分析】

【详解】A．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生

种谱线，选项A正确；

B．一个处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线，即3→2和2→1，选项B错误；

C．12.0eV不等于任何两个能级的能级差，则处于基态的氢原子不能吸收能量为12.0eV的光子而被激发，选项C错误；

D．用n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV，则照射金属钨，从金属钨表面逸出的光电子最大初动能为12.09eV-4.54eV=7.55eV，选项D正确。

故选AD。

10.如图所示，质量为M的小车在光滑的水平面上以速度v0向右匀速运动，一质量为m的小球（m<

。

球与车之间的摩擦可视为滑动摩擦，其动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球弹起后水平速度的大小可能为（　　）

A.0B.v0C.

D.

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】该题需要分以下两种情况进行分析：

①小球离开小车之前已经与小车达到共同速度v，则水平方向上动量守恒，有：

Mv0=（M+m）v

由于M≫m，所以

v=v0

②若小球离开小车之前始终未与小车达到共同速度，则对小球应用动量定理，水平方向上有：

Fμt=mv′

小球反弹后上升的高度为

h，则反弹的速度为

v，以向上为正方向，竖直方向上有：

FNt=m∙

v-m（-v）=

又  

Fμ=μFN

解得

故选BD

二、填空题。

11.如图所示，一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中，活塞与容器壁无摩擦。

当温度为T1时，气体压强为p1，体积为V1；若在活塞上放置一定质量的重物，稳定后气体的压强变为p2，温度变为T2，则p2______p1，T2______T1（选填“>”、“=”或“<”）。

【答案】①.>②.>

【解析】

【详解】[1]在活塞上放置一定质量的重物，气缸内气体受到的压力变大，气体压强变大，即

气体体积变小，外界对气体做功；

[2]根据热力学第一定律知道外界对气体做功，内能增大，气体温度升高，则

12.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=1.0s时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x=5m处的M点，t=1.5s时刻，x=10m处的质点Q刚好开始振动，则质点Q的起振方向是_______（选填“y轴正方向”或“y轴负方向”），该波的传播速度为_______m/s。

【答案】①.y轴负方向②.10

【解析】

【分析】

【详解】[1]因为这列波沿x轴正方向传播，则可知质点Q开始振动时沿y轴负方向振动；

[2]由题意可知波从M点传播到Q点所用时间

，传播的距离

，所以波速

13.如图为验证动量守恒实验装置示意图，小明同学利用该装置完成实验。

（1）为了完成本实验，下列必须具备的实验条件是_______；

A．轨道必须是光滑的

B．轨道末端的切线必须水平

C．入射球和被碰球的质量必须相同

D．入射球和被碰球的半径必须相同

E．入射球每次必须从同一位置释放

（2）为了完成本实验，下列必须测量的物理量是_______；

A．入射球和被碰球的质量

B．入射球和被碰球的半径

C．入射球释放点到轨道末端的水平距离

D．两个小球离开斜槽后飞行的水平距离

（3）小明同学在实验中正确操作，认真测量，得出O点到M、P、N三点的距离分别为11.50cm、31.50cm、60.00cm，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为_______。

【答案】①.BDE②.AD③.3：

1

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]A．轨道不一定必须光滑，只要到达底端时速度相等即可，选项A错误；

B．轨道末端的切线必须水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确；

C．入射球的质量要大于被碰球的质量，以保证两球相碰后入射球不反弹，选项C错误；

D．入射球和被碰球的半径必须相同，以保证两球发生对心正碰，选项D正确；

E．入射球每次必须从同一位置释放，以保证到达底端时速度相同，选项E正确；

（2）[2]小球碰撞过程中水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

m1v0=m1v1+m2v2

碰撞后两球做平抛运动，由于抛出点的高度相等，则它们在空中的运动时间t相等，则有：

m1v0t=m1v1t+m2v2t

即为

m1OP=m1OM+m2ON

实验需要测量小球的质量与碰撞后的水平位移，故选AD。

（3）[3]因为O点到M、P、N三点的距离分别为11.50cm、31.50cm、60.00cm，带入

m1OP=m1OM+m2ON

可得

m1:

m2=3:

1

14.某实验兴趣小组同学利用单摆测定当地的重力加速度。

（1）测出单摆的摆长L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=______（用L、n、t表示）；

（2）为了更好的完成实验，下列做法正确的是_______；

A．选择质量大些且体积小些的摆球

B．水平拉直摆线测量出摆长

C．把摆球从平衡位置拉开一个很大角度释放

D．当摆球到达最高点时开始计时

（3）某同学在实验中，用秒表记下了单摆振动50次的时间如图甲所示，由图可读出时间为______s；

（4）三位同学用图像法处理数据，他们通过改变摆长，测得了多组摆长L和对应的周期T，并用这些数据作T2-L图像，做出的T2-L图线的示意图如图乙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。

则相对于图线b，下列分析正确的是_______。

A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值

B．出现图线c的原因可能是每次都误将49次全振动记为50次

C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L

D．通过对图线a的正确处理同样可以得到较为准确的g值

【答案】①.

②.A③.66.8④.BCD

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]单摆的周期为

由单摆周期公式

解得，重力加速度为

（2）[2]A．为了减小空气阻力对实验的影响，需要选择质量大些且体积小些的摆球，A正确；

B．摆长是摆线的长度加上小球的半径，B错误；

C．为了实验的准确性，应该把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放，C错误；

D．为了减小计时的误差，应该在摆球到达最低点时开始计时，D错误。

故选A。

（3）[3]根据秒表的读数规则，可知分针示数为60s，秒针示数为6.8s，故秒表读数为

（4）[4]A．根据单摆的周期公式，即

可得

根据数学知识可知，T2-L图像的斜率为

当地的重力加速度为

故图线c对应的g值大于图线b对应的g值，A错误；

B．单摆的周期为

由单摆周期公式

解得，重力加速度为

B正确；

CD．若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则有

由数学知识可知，图象有截距，斜率没变，CD正确。

故选BCD。

三、计算题。

15.一根内壁光滑、导热性能良好的试管水平放置，如图甲，试管中部一段5cm长的水银将左侧气体封闭，气柱长l0=16cm。

现将试管缓慢旋转至管口朝上，如图乙。

已知大气压强P0=75cmHg，环境温度27℃，管内气体可视为理想气体。

（1）求试管竖直后（图乙）封闭气柱的长度l1；

（2）将试管下端插入一恒温水箱，如图丙，并静置一段时间后，封闭气柱又恢复到16cm长，求恒温水箱的温度t。

【答案】

（1）15cm；

（2）47℃

【解析】

【分析】

【详解】

（1）设试管横截面积为S，则有

cmHg

解得

l1=15cm

（2）乙图中气柱：

T1=300K，丙图中气柱：

T2=（273+t）

解得

t=47℃

16.如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为3m和4m的两物块B、C相连接，并静止在光滑的水平面上。

现使质量为m的物块A瞬时获得水平向右的速度v0，则：

（1）若物块A、B碰撞后粘在一起，求碰撞后的瞬间，物块B获得的速度大小；

（2）若物块A、B碰撞是弹性的，求弹簧压缩量最大时C物体的速度大小。

【答案】

（1）

；

（2）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）对A、B系统，由动量守恒定律得

得

（2）对A、B系统，碰撞是弹性的，由动量守恒定律和机械能守恒得：

得

对B、C系统，由动量守恒定律得

可得

17.如图甲所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ竖直放置，间距L＝1m，磁感应强度为B=4T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的M与P两端连接阻值R=4Ω的电阻，金属导体棒ab水平紧贴在导轨上。

现在外力F的作用下，使金属棒ab由某一初速度沿导轨向上运动，运动过程中流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，0~1s外力F恒等于18N，不计导轨和金属导体棒的电阻，取g=10m/s2，求：

（1）金属导体棒ab的质量m；

（2）金属棒ab在1~2s通过电阻R的电量q；

（3）金属棒ab在0~2s机械能的变化量△E。

【答案】

（1）1kg；

（2）3C；（3）56J

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由图像0~1s电流是一个定值，可知导体棒0~1s做匀速直线运动

由

得

m=1kg

（2）1~2s电流

i=2t

得

另法：

由图像的物理意义可知，图线与横轴所围成的面积表示电量，故金属棒ab在1~2s通过电阻R的电量

q=3C

（3）因

由图像可知0~1s电流i=2A

得

由以上式结合1~2s图像i=kt可知1~2s做匀加速直线运动

即2s时的速度

（t≥1s）

又0~1s金属棒上升的高度

1~2s金属棒上升的高度

金属棒ab在0~2s机械能

变化量

得

△E=56J