山东省泰安市宁阳一中2020-2021学年高二下学期期中考试物理试题+答案

这是一份山东省泰安市宁阳一中2020-2021学年高二下学期期中考试物理试题+答案，共10页。试卷主要包含了下列说法正确的是，趣味运动“充气碰碰球”如图所示， 【解析】等内容，欢迎下载使用。

2021年5月
第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一.单项选择题（本题共有8小题，每小题3分，共24分.在每小题给出
的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1．中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是（ ）
A．核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现
B．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
C．太阳目前正在进行的核反应既有聚变反应，也有裂变反应
D．核聚变反应的核反应方程可能是:
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
B. 液体表面层内分子间距离大于液体内部分子间的距离，表现为引力
C. 结合能越大的表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．经过6次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了12个
3．下列说法正确的是（ ）
A．动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相同
B．一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多能辐射出6种频率的光子
C．用同频率的光在相同的条件下先后照射锌板和银板时均有光电子逸出，逸出的光电子动能可能相同
D．5G的数据传输速率比4G大幅提升，因此5G信号比4G信号在真空中的传播速度更快
4. 钢瓶中装有一定质量的气体，现用两种方法抽钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出1L气体，共抽取三次。第二种方法是用大抽气机，一次抽取3L气体。这两种抽法中，抽取气体质量较多的是（ ）
A. 第一种抽法
B. 第二种抽法
C. 两种抽法抽出气体质量一样多
D. 无法判定
5. 为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于n=2激发态的氢原子提供的能量为（ ）
A. 10.20eV B. 2.89eV C. 2.55eV D. 1.89eV
6. 实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氚电池”，就是利用了氚核衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氚电池”供电，使用寿命长达20年。氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子（氚核的半衰期为12.5年），下列说法正确的是（ ）
A. 氚核衰变放出的射线是电子流，来源于核外电子
B. 氚核衰变后，新核平均核子质量会增加
C. 环境的温度、压强发生变化时，氚核的半衰期会发生变化
D. 氚核发生衰变过程中产生的新核为
7. 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（ ）
A. 由欧姆定律可知，甲图中电压表的示数为零时，电流表的示数也为零
B. 由能量守恒定律可知，光电子的最大初动能等于入射光子的能量
C. 单色光a和c的频率相同，a光强度比c光的大，b光的频率最大
D. 若用a、b、c三束单色光分别照射某种金属，若b光能使该金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应
8．合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置N=100匝的线圈。线圈与阻值R=14Ω的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中，其运动速度。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小B=0.2T.线圈周长L=1.5m，总电阻r=1Ω，圆形线所在处截面如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中感应电动势为
B. 灯泡中流过电流的最大值为4A
C. 灯泡的电功率为240W
D. 1分钟内小灯泡消耗的电能为13440J
二、多项选择题（本题共有4小题，每小题4分，共16分. 在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9. 在匀强磁场中有一个原来静止的碳（）原子核发生衰变，放射出一个粒子与反冲核—氮（），两粒子的轨迹是两个相切的圆，则（ ）
A．反冲核的轨迹与粒子的轨迹是内切圆
B．碳（）放射出的粒子是粒子
C．反冲核与粒子的轨道半径之比为7：1
D．碳（）原子核放出粒子过程动量、机械能都守恒
10. 某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环可视为由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A．在的过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
B．在状态和时气体分子的平均动能可能相等
C．在的过程中，单位时间内撞击气缸壁的分子数增多
D．在一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
11. 特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片。如图为特高压远距离输电示意图，变压器为理想变压器，特高压输电电压U保持不变，输电线路的等效电阻为R0，用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，不考虑其他因素的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈中的电流变小
B．变压器输出端的电压变小
C．用户获得的功率一定变大
D．输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值变大
12. 两端封闭的玻璃管在常温下如图竖直放置，管内有一段汞柱将空气分隔成上下两部分，下列判断中正确的是（ ）
A．当它转过90°成水平状态时，原下部空气柱体积会减小
B．当它竖直向上加速运动时，下部空气柱体积增大
C．当它自由下落时，上部空气柱体积减小
D．当它完全浸没在冰水中后，上部空气柱体积增大
第Ⅱ卷（非选择题，共 60 分）
三、实验题（共15分）
13. (6分)有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)和显示体重大小的仪表A(实质是理想电流表)组成。压力传感器表面能承受的最大压强为1×107 Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如表所示。设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s2。
请作答：
(1)该秤零点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘__________A处。
(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，这个人的质量是_______kg。
14. （9分）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。
（1）（单选题）此温度计的特点是（ ）
A．刻度均匀，刻度值上小下大
B．刻度均匀，刻度值上大下小
C．刻度不均匀，刻度值上小下大
D．刻度不均匀，刻度值上大下小
（2）（多选题）影响这个温度计灵敏度的因素有（ ）
A．液体密度 B．玻璃泡大小
C．左管内径粗细 D．右管内径粗细
（3）若管中液体是水银，当大气压变为75cmHg时，用该温度计测得的温度值________（选填“偏大”或“偏小”）。
四、计算题（本题共4小题，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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。）
15．(7分)特高压输电是中国高效远距离输电的一种重要方式，目前，在世界范围内只有我国全面掌握了这项技术并开始了大规模的工程应用。在某段特高压输电网络中，发电机组输出电压为10kV，利用理想升压变压器将电压升至1000kV的特高压后输送，到达用电区后，经过降压处理再输送给工厂或用户。已知输送总功率为400万千瓦，输电线上损耗功率占总功率的4%。求：
(1)升压变压器的原、副线圈匝数比；
(2)输电线的电阻。
16．(12分)趣味运动“充气碰碰球”如图所示。用完全封闭的PVC薄膜充气膨胀成型，人钻入洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为0.8m3，压强为1.5×105Pa。碰撞时气体最大压缩量是0.08m3，不考虑压缩时气体的温度变化。
(1)求压缩量最大时，球内气体的压强；
(2)为保障游戏安全，球内气体压强不能超过1.75×105Pa，那么，在早晨17℃环境下充完气的碰碰球，球内气体压强为1.5×105Pa，若升温引起的球内容积变化可忽略，请通过计算判断是否可以安全地在中午37℃的环境下进行碰撞游戏?
17. (14分) 一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内，如图所示水平放置。活塞的质量m＝20 kg，横截面积S＝100 cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动但不漏气。开始使汽缸水平放置，活塞与汽缸底的距离L1＝12 cm，离汽缸口的距离L2＝3 cm。外界气温为27 ℃，大气压强为1.0×105 Pa。将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与汽缸口相平，已知g＝10 m/s2，求：
(1)此时气体的温度为多少？
(2)在对缸内气体加热的过程中，气体膨胀对外做功，同时吸收Q＝370 J的热量，则气体增加的内能ΔU多大？
18.（12分）海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为
eq \\al(2,1)H＋eq \\al(2,1)H→eq \\al(3,2)He＋eq \\al(1,0)n，其中氘核的质量为2.0136 u，氦核的质量为3.0150 u，中子的质量为1.0087 u。1 u相当于931.5 MeV的能量。求：
(1)核反应中释放的核能；（结果保留两位小数）
(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．（结果保留两位小数）
宁阳一中2019级下学期期中考试
物理试题参考答案
一、单项选择题
1、B 2、B 3、C 4、A 5、C 6、D 7、C 8、D
二、多项选择题
9、AB 10、AC 11、BD 12、CD
三、实验题：
13. (1)1.6×10－2 (2)50
14. (1) A (2) BC (3) 偏大
四、计算题
15．(7分) 【解析】：
(1)由理想变压器变压原理知，升压变压器的原副线圈匝数比
………………… （2分）
(2)输送损耗功率为
…………… （1分）
输送电流为
………………… （2分）
由知输电线的电阻为 ……………… （2分）
16．(12分) 【解析】：
(1)碰撞游戏气体被压缩最大的过程中，气体做等温变化，
由玻意耳定律：………………（2分）
其中：
……………………………… （1分）
解得：………………………………… （2分）
(2)从早晨充好气，到中午碰撞游戏前，气体做等容变化
由查理定律得：………………………………（2分）
其中：，……………… （1分）
中午碰撞游戏气体被压缩最大的过程中，气体做等温变化
………………………………………………（2分）
联立解得：………………………（1分）
所以在中午37℃的环境下不能安全地游戏碰撞。…………（1分）
17．(14分) 【解析】： (1)当汽缸水平放置时，p0＝1.0×105 Pa，
V0＝L1S，T0＝(273＋27) K＝300 K ………………………（1分）
当汽缸口朝上，活塞到达汽缸口时，活塞的受力分析如图所示，有
p1S＝p0S＋mg
则p1＝p0＋eq \f(mg,S)＝1.0×105 Pa＋eq \f(200,10－2) Pa＝1.2×105 Pa………（2分）
V1＝(L1＋L2)S ……………………………… （1分）
由理想气体状态方程得 eq \f(p0L1S,T0)＝ eq \f(p1(L1＋L2)S,T1)
则T1＝ eq \f(p1(L1＋L2),p0L1) T0＝eq \f(1.2×105×15,1.0×105×12)×300 K＝450 K.……（3分）
(2)当汽缸口向上，未加热稳定时：由玻意耳定律得
p0L1S＝p1LS
则L＝eq \f(p0L1,p1)＝eq \f(1.0×105×12,1.2×105) cm＝10 cm ……………… （3分）
加热后，气体做等压变化，外界对气体做功为
W＝－p0(L1＋L2－L)S－mg(L1＋L2－L)＝－60 J ……………（2分）
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q得ΔU＝310 J. …………（2分）
18．(12分) 【解析】：
(1)质量亏损Δm＝2mH－mHe－mn=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u ……(1分)
由ΔE＝Δmc2可知释放的核能：ΔE＝0.0035×931.5MeV ＝3.26 MeV ……… (2分)
(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程中系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大、反向，反应前后系统的总动量为零，即pHe－pn＝0 …………(2分)
反应前后系统的总能量守恒，即EHe＋En＝ΔE＋2EkH …………… ……… (2分)
由pHe＝pn，动能和动量的关系Ek＝eq \f(p2,2m)，及mHe∶mn＝3∶1
解得EHe∶En＝1∶3 ……………………………………… (3分)
由以上各式代入已知数据得En＝2.97 MeV，EHe＝0.99 MeV ……………… (2分)压力F/N
0
250
500
750
1 000
1 250
1 500
…
电阻R/Ω
300
270
240
210
180
150
120
…