2021洛阳高二下学期5月（期末考试）物理试题含答案

洛阳市2020—2021学年高二质量检测

物理试卷

全卷共6页，共100分，考试时间为90分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。

2.考试结束，将答题卡交回。

一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1－10小题只有一项符合题目要求，第11－14小题有多项符合题目要求。全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错的得0分。注意：3－3和3－4分别有13、14两个小题，任选一组作答，并将答案涂在答题卡上选择题对应位置。

1.下列核反应属于衰变的是

A.               B.

C.            D.

2.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出工种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则下列判断不正确的是

A.x=6

B.释放的各种光子中有2种属于巴耳末系

C.释放的各种光子中，频率最小的是从n=2激发态跃迁到基态时产生的

D.从n=4能级跃迁到基态所释放的光子康普顿效应最明显

3.矩形线圈ABCD位于长直通电导线MN附近，线圈与导线在同一个平面内，线圈的两条长边与导线平行。长直导线中电流i与时间t的关系有下列4种情况﹐规定M→N电流的方向为正，如图所示。则能使矩形线圈中始终产生ABCD方向电流的是

A.   B.   C.   D.

4.长为L的通电直导线放在倾角为θ的光滑斜面上，并外在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。当B的方向竖直向上，电流为I1时导线外干平衡状态；若B的方向改为垂直斜面向上，电流为I2时导体也处于平衡状态.则电流的比值I1：I2应为

A.          B.         C.          D.

5.关于传感器，下列说法中正确的是

A.干簧管是一种能够感知电场的传感器

B.火灾报警器都是利用温度传感器实现报警

C.电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制

D.话简是将电信号转换为声信号的传感器

6.平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面(纸面)如图所示，平面OM上方存在匀强磁场﹑磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q(q>0)，沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场，不计重力.则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为

A.         B.          C.           D.

7.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线，b所示，则下列说法正确的是

A.曲线b表示的交变电动势有效值为V

B.曲线ab对应的线圈转速之比为2∶3

C.曲线a表示的交变电动势频率为50Hz

D.t=3×10－2s时曲线a对应线框的磁通量最大

8.如图所示的电路中，电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω，当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A，那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是

A.0.28A          B.0.25A          C.0.22A          D.0.19A

9.如图所示﹐纸面内有两条互相垂的无限长且绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上，L1的正上方有a，b两点﹐它们相对于L2对称.整个系统处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外.若a，b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂于纸面向外﹐则下列判断正确的是

A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0

B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为是B0

D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0

10.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I，则该变压器原﹑副线圈匝数比为

A.2∶1          B.3：1          C.4：l          D.5：1

11.在光滑水平面上，原来静止的物体在水平恒力F的作用下﹐经过时间t、通过位移l后，动量变为p、动能变为Ek。以下说法正确的是

A.在F作用下，这个物体经过位移2l，其动量将等于2p

B.在F作用下，这个物体经过时间2t，其动量将等于2p

C.在F作用下，这个物体经过时间2t，其动能将等于2Ek

D.在F作用下，这个物体经过位移2l，其动能将等于2Ek

12.如图所示，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面的夹角为θ，导轨电阻忽略不计，虚线ab，cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时.到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是

A.   B.   C.   D.

13.(选修3－3)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r=r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，直至相距很近很近。下列说法正确的是

A.在间距等于r1处，分子势能小于零

B.在两分子间距减小到r2的过程中，分子势能减小

C.在间距由r2减小到r1的过程中.分子势能增大

D.在间距由r2减小到r1的过程中，分子间的作用力做正功

14.(选修3－3)一定质量理想气休的状态经历了如图所示的ab，bc，cd，da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于如且与水平轴平行，da与bc平行，则气休休积在

A.ab过程中不断减小           B.bc过程中保持不变

C.cd过程中不断减小           D.da过程中保持不变

13.(选修3－4)如图所示，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点O。t=0时振子的位移为―0.1m，t=1s时位移为0.lm，则下列判断正确的是

A.若振幅为0.1m，振子的周期可能为s

B.若振幅为0.1m，振子的周期可能为2s

C.若振幅为0.2m，振子的周期可能为4s

D.若振幅为0.2m，振子的周期可能为6s

14.(选修3－4)图甲所示为一列简谐横波在t=ls时的波形图，质点P是x=lm位置处的质点。图乙所示是质点P的振动图象，通过图象分析可知

A.该简谐波的传播方向沿x轴负方向

B.该简谐横波的波速为1m/s

C.0到4s时间内，质点P通过的路程为80cm

D.0到4s时间内，质点P沿波传播方向向前移动4m

二、实验题(本题共2小题，共14分)

15.(6分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材；待测电源(电动热的纳3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。

实险主要步骤：

①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；

②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和电流表相应的示数I；

③以U为纵坐标，I为横坐标，作U－I图线(U、I都用国际单位)；

④求出U－I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距I0.

回答下列问题；

(1)电压表应选用____________；电流表应选用___________。(填选项前字母序号)

A.电压表(0~3V，内阻约15kΩ)

B.电压表(0~3V，内阻约3kΩ)

C.电流表(0～200mA，内阻约2Ω)

D.电流表(0～30mA，内阻约2Ω)

(2)用k、I0、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r，则表达式为：E=________，r=________.

l6.(8分)某同学利用如图甲所示的实物图设计了一个验证动量守恒定律的实验：

(1)实验前，将长木板放在水平桌面上，只将小车A放在长木板上，并与纸带相连，将长木板装有打点计时器的一端用小木片适当垫高，打点计时器接通电源，用手轻推小车A使其获得一个初速度，如果纸带上打出的点_______，则表明已平衡摩擦力。

(2)将小车B静止放在长木板上，接通打点计时器的电源，轻推小车A，松手后A做匀速直线运动，后与原来静止在前方的小车B相碰并粘在一起向前运动，打出的纸带如图乙所示，由图乙可知，纸带的_______(填“左”或“右”)端与小车A相连；若打点计时器连接的交流电频率为50Hz，小车A(包括橡皮泥)质量为0.6kg，小车B的质量为0.3kg，则碰前总动量为________kg·m/s，亚后总动量为________kg·m/s.若在误差允许的范围内两数值相等，则A、B两车碰撞过程中动量守恒。(结果均保留三位有效数宁)

三、计算题(本题共4小题，共44分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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。)

17.(10分)一个连同装备共有100kg的宇航员﹐脱离宇宙飞船后，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态，装备中有一个高压氧气气源，能以50m/s的速度喷出气体。宇航员为了能在10min时间内返回飞船﹐他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体?

18.(10分)钙的逸出功是3.2eV，现在用波长200nm的光照射钙的表面.已知普朗克常数h=6.63×10－34J·s，电子电量e=1.6×10―19C，光速c=3×108m/s.(计算结果保留三位有效数字)

(1)求光电子的最大初动能；

(2)求遏止电压；

(3)求钙的截止频率。

19.(12分)在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子的重力，求：

(1)P点到坐标原点O的距离y；

(2)匀强电场的场强E。

20.(12分)如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间距L=0.4m.左端通过导线与阻值为R=1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m=0.5kg的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计。整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B=0.5T.现用与导轨平行且与金属杆垂直的拉力F作用在金属杆上，金属杆运动的v－t图象如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，求：

(1)t=10s时拉力的大小；

(2)在0～10s内，拉力F对金属杆的冲量。

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物理试卷参考答案

一、选择题：每小题3分，共42分。全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错的得0分。

1.A    2.C    3.B    4.D    5.C    6.D    7.A    8.C    9.B

10.B    11.BD    12.AC    13.ABD    14.BC

二、填空题(共2小题，14分)

15.(6分)(1)A、C(每空1分)         (2)kI0；k－R2(每空2分)

16.(8分)(1)间隔均匀(1分)         (2)左(1分)   0.630(3分)   0.626(3分)

三、计算题(共4小题，44分)

17.(10分)

解：设宇航员返回飞船的速度为，则：

=0.075m/s………………………………3分

设喷出氧气的质量为m1，喷出氧气过程系统动量守恒，以氧气的速度方向为正方向﹐由动量守恒定律得：

…………………………………………4分

代入数据得：m1≈0.15kg………………………………………3分

18.(10分)

解：(1)由爱因斯坦光电效应方程可得：

…………………………………………………………2分

=6.63×10－34×－3.2×1.6×10－19J≈4.83×10－19J……2分

(2)设遏止电压为Uc，则：

…………………………………………………………2分

V≈3.02V………………………………1分

(3)设钙的截止频率为，则：

…………………………………………………………2分

Hz≈7.72×1014Hz…………………1分

19.(12分)

解：(1)粒子垂直于进入电场，在第一象限做类平抛运动。设粒子到达N点时速度的大小为v，将N点的速度分解可得：

…………………………………………………1分

解得粒子到达N点时速度的大小为：…………1分

粒子进入第四象限后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，则：

………………………………………………2分

解得粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为：

…………………………………………………1分

由几何知识得：………………1分

(2)设粒子到达N点时沿y轴负方向的速度大小为，将N点的速度分解可得：

…………………………………………………1分

由几何知识可得O、N之间的距离：…………1分

设粒子从M点到N点的时间为t1，则：

…………………………………………………………1分

由动量定理可得：

……………………………………………………2分

解得：………………………………………………1分

20.(12分)

解：(1)由v－t图象可知：

=0.4m/s2………………………………………………1分

由牛顿第二定律得：

F－F安=ma……………………………………………………1分

F安=BIL…………………………………………………………1分

E=BLv…………………………………………………………1分

…………………………………………………………1分

由图象可知，t=10s时，v=4m/s，联立以上各式，代入数据得：

=0.36N………………………………………1分

(2)设在0~10s内拉力F对金属杆的冲量为Ⅰ，由动量定理得：

…………………………………………………2分

……………………………………………………………1分

…………………………………………………………1分

…………………………………………1分

解得：=2.8N·s……………………………1分