广东省广大附中、铁一、广外三校2020-2021学年高二物理下学期期中联考试题.doc

广东省广大附中、铁一、广外三校2020-2021学年高二物理下学期期中联考试题

广东省广大附中、铁一、广外三校2020-2021学年高二物理下学期期中联考试题

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姓名：

10

广东省广大附中、铁一、广外三校2020-2021学年高二物理下学期期中联考试题
本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题7小题，每小题4分，共28分
1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是（　　）
A．居里夫妇通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构
B．贝克勒尔从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
C．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
2．如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、板间距为的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．棒产生的电动势为
B．电容器所带的电荷量为
C．微粒的电荷量与质量之比为
D．电阻消耗的电功率为
3．电动汽车越来越被人们所喜爱，某一种无线充电方式的基本原理如图所示，路面下依次铺设圆形线圈，相邻两个线圈由供电装置通以反向电流，车身底部固定感应线圈，通过充电装置与蓄电池相连，汽车在此路面上行驶时，就可以进行充电。若汽车正在匀速行驶，下列说法正确的是（　　）
A．感应线圈中产生的是方向不变、大小不变的电流
B．感应线圈中产生的是方向改变、大小不变的电流
C．感应线圈一定受到路面线圈磁场的安培力，且该安培力会阻碍汽车运动
D．若给路面下的线圈通以同向电流，不会影响充电效果
4．用光电管研究光电效应，实验装置如图甲所示，实验中测得光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．研究饱和光电流和遏止电压时，电源的极性相同
B．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大
C．入射光的频率为时，逸出的光电子的最大初动能为2E
D．若光在真空中的速度为c，则波长大于的光照射该金属时才会发生光电效应
5．如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为5：2
B． 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
C． 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
D．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
6．如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。不计导轨电阻，则导体棒下滑过程受到的安培力F、位移x、速度v、通过电阻的电流i随时间t变化的关系图中，可能正确的是（　　）
A． B．C．D．
7．某简易发电机由一个面积为、匝数10匝、电阻为的线圈和某变化的磁场组成。线圈固定不动，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示（磁场变化的周期），下列判断正确的是（　　）
A．该简易发电机产生的电动势为
B．该简易发电机的短路电流为
C．时，磁感应强度为零，此时简易发电机
的瞬时电压为零
D． 将额定功率为、电阻为的灯泡接入
该简易发电机，灯泡能正常发光
二、 多选题本大题3小题，每小题6分，共18分

8．如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器变为电压远距离输送，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（　　）

A．变压器的匝数比 B．输电线上的电流为
C．输电线上损失的电功率为 D．变压器的匝数比
9．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟体积小重量轻。它通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁
B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子
C．现用光子能量介于范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种
D．跃迁到时产生的光子a与跃迁到时产生的光子b的频率之比为255：97
10．如图所示，在间距为l的两根水平固定且足够长的平行光滑金属导轨上，静止放置着两根质量均为m、电阻均为R的导体棒ab和cd，它们构成矩形回路（ab、cd与导轨接触良好），导轨平面内有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给cd一个水平向右的初速度v，则（　　）

A．cd将向右做匀减速运动
B．ab的最大速度为
C．回路产生的焦耳热最多为
D．通过ab的电荷量最多为
第II卷（非选择题）共54分

三、实验题(共16分)
11．(本题6分)某同学要粗略测量一个由某种新材料制成的粗细均匀的电阻丝的电阻率，该同学的实验步骤如下：
(1)该同学用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图甲所示，则可知电阻丝的直径___________；
(2)该同学用多用电表的电阻“”挡，按正确的操作步骤测此电阻丝的电阻，表盘的示数如图乙所示，则该电阻丝电阻R为___________；
(3)已知该电阻丝的长度为，根据以上测量结果可粗略算出该新材料的电阻率___________（结果保留2位有效数字）。

12．(本题10分)小明家里有一个充电宝（电动势约为5 V，内阻约为2 Ω），他欲精确地测量其电动势和内阻。他使用的器材如下：
A．电压表V（量程为450 mV，内阻约为450 Ω）；
B．电流表A（量程为0.6 A，内阻约为0.1 Ω）；
C．滑动变阻器R1（最大阻值为10 Ω）；
D．电阻箱R2（最大阻值为9999.9 Ω）；
E. 定值电阻R3（阻值为3 Ω）；
F. 开关S1、S2，导线若干。
（1）小明准备把电压表V改装成量程为4.5 V的电压表，需要测量电压表V的内阻，测量电路如图甲所示。请回答下列问题：

①根据甲图，将实物图乙补充完整______；
②滑动R1的滑片，使滑片置于______（填“a”或“b”）端，将电阻箱R2调至阻值最大；
③闭合开关S1、S2，滑动R1的滑片，使电压表V的指针指在450 mV处；断开S2，调节电阻箱R2，使电压表V的指针指在300 mV处，此时电阻箱R2的示数为250.0 Ω。电压表V的内阻RV＝______Ω；
④电压表V______（选填“并”或“串”）联一个阻值R0＝______kΩ的电阻（用电阻箱R2代替），就可以改装成量程为4.5 V的电压表；
（2）小明利用电流表A和改装好的电压表测量充电宝的电动势与内阻，设计的电路如图丙所示。若小明根据测出的多组电压表V的示数U与电流表A的示数I，得到的U－I图线如图丁所示，则充电宝的电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（结果均保留两位有效数字）

四、解答题(共38分)
13．(本题10分)如图所示，水平虚线MN、PQ之间有垂直于纸面向里的水平匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两虚线间的距离为H，质量为m、电阻为R边长为L的正方形金属线框abcd在磁场上方某一高度处由静止释放线框在向下运动过程中始终在竖直平面内，ab边始终水平，结果线框恰好能匀速进入磁场线框有一半出磁场时加速度恰好为零，已知L<H，重力加速度为g，求：
(1) 线框开始释放时ab边离虚线MN的距离；
(2)线框进磁场过程中通过线框截面的电量q及线框穿过磁场过程中线框中产生的焦耳热；

14．(本题16分)如图所示，在平面内，的区域内存在竖直向上的匀强电场，场强大小为，的区域内存在竖直纸面向外的匀强磁场。原点处有一粒子源，可沿轴正向射出质量为、电荷数为的带电粒子。不计粒子所受的重力。
(1)若射出的粒子恰能通点，求粒子进入电场时的速率。
(2)在电场右侧放置挡板，挡板与轴交于点，已知。粒子与挡板的碰撞无机械能损失。
为使由点进入磁场的粒子能到达点，求磁场的磁感应强度的大小；
为使由点进入磁场的粒子不能到达区域，求磁场的磁感应强度的取值范围。

15．（1）(本题4分)如图所示，一定质量的理想气体，按图示方向经历了ABCDA的循环，其p-V图线如图．状态B时，气体分子的平均动能比状态A时气体分子的平均动能____ (选填 “大”或“小”);由B到C的过程中，气体将_____(选填“吸收”或“放出”)热量：经历ABCDA一个循环，气体吸收的总热量______ ( 选填“大于”或“小于”)释放的总热量．

（2）(本题8分)如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻质活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．

①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强

2020-2021学年第二学期期中三校联考
高二物理参考答案与评分标准

一、单项选择题：本大题7小题，每小题4分，共28分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
C
B
C
A
D
D

二、多项选择（每小题6分，共18分。全部选对得6分，漏选得3分，错选多选得0分）
题号
8
9
10
答案
AD
CD
BC

二、实验题
11、1.600 22.0
12、 a 500.0（500也可给分） 串 4.5 4.9（4.9-5.1也可以给分） 1.9（1.9-2.0也可给分）

三、解答题（3小题，共33分）
13、（10分）
(1)由于线框能匀速进入磁场，设进入磁场过程速度为
根据机械能守恒得：（1分）
进入磁场过程，线框中感应电动势：（1分）
线框中电流为：
根据力的平衡有：（1分）
解得：（1分）
(2)线框进磁场的过程中：（1分）
平均电流为：
通过线框的电量为：（1分）
解得：（1分）
由于线框有一半出磁场时加速度为0，即线框刚好出磁场时的速度大小等于
根据能量守恒，线框穿过磁场过程中产生的热量：
（2分）
解得：（1分）
14、（16分）
解：(1)带电粒子在电场中做平抛运动，水平方向和竖直方向分别满足
……①（1分）
……②（1分）
联立①②解得（1分）
(2)粒子到达点时的速度与竖直方向夹角为，则……③ （1分）
解得
由几何关系可知，粒子垂直边界进入磁场，进入磁场时的速度④（1分）
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得……⑤（1分）
若粒子能到达点，有……⑥（1分）
联立③④⑤可解得(n=1,2,；（1分）
若粒子不与板发生碰撞，有
（2分）
联立⑤可解得；（2分）
若粒子与板发生一次碰撞，有
（2分）
联立⑤解得（2分）
15、 （1）大 放出 大于
（2）①活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为,
则有：
根据盖•吕萨克定律得：（2分）
代入数据解得：（1分）
（2）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，
由题给数据有，（1分） （1分） （1分）
由玻意耳定律得：（1分）
解得：（1分）