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- 2021-04-14 发布
甘肃省临夏中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题
一、选择题
1.下列关于布朗运动的说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动的激烈程度与液体温度无关
B. 布朗运动是否显著与悬浮在液体中的颗粒大小无关
C. 微粒的布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性
D. 将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映
【答案】C
【解析】
【详解】A、.温度越高，液体分子的热运动越剧烈，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡表现的越强，即布朗运动越显著，故A错误；
B、当悬浮微粒越小时，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡表现的越强，即布朗运动越显著，所以布朗运动与悬浮的颗粒大小有关，故B错误；
C、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，反映了液体内部分子运动的无规则性，故C正确；
D、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是碳颗粒的运动，而不是碳分子的无规则运动，故D错误；
故选C。
【点睛】布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著。
2.关于分子间的作用力，下列说法错误的是（ ）
A. 分子之间的斥力和引力同时存在
B. 分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C. 分子之间的距离减小时，分子力一直做正功
D. 当分子间的距离大于10米时，分子力已微弱到可以忽略
【答案】C
【解析】
【详解】A、分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现为斥力，故A正确；
B、分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，故B正确；
C. 两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当相互靠近时分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故C错误；
D、引力和斥力都随分子间距的增加而减小，当分子间距的数量级大于10-9m时，分子力已微弱到可以忽略，故D正确；
错误的故选C。
【点睛】分子间同时存在引力和斥力，引力和斥力都随分子间距的增加而减小，随分子间距的减小而增大，但斥力变化较快。
3.矩形金属线圈共10匝,绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 该交流电动势的频率为0 . 2 Hz
B. 该交流电动势的有效值为1 V
C. t=0.1 s时,线圈平面与磁场方向平行
D. 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
【答案】D
【解析】
A、由图象知周期，所以频率，故A错误；
B、由图象知电动势最大值是，所以此交流电动势的有效值为，故B错误；
C、时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；
D、电动势最大值为，所以最大磁通量，故D正确；
点睛：明确交流电图象的物理意义，正确根据图象获取有关交流电的信息是对学生的基本要求，平时要加强练习。
4.如图所示，交流电压u＝311sin(314 t＋) V加在阻值为220 Ω 的电阻两端，则（ ）
A. 电压表的读数为311 V
B. 电流表的读数为1 A
C. 电流表的读数为1 . 414 A
D. 2 s内电阻产生的电热是880 J
【答案】B
【解析】
【详解】ABC、电压表和电流表的示数都是有效值，由交变电流的表达式可知，，则电压表的示数应该是220 V，电流表的示数，故B正确，A、C错误；
D、根据教二定律计算产生的电热，故D错误；
故选B。
5.如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，则小球（ ）
A. 整个过程匀速运动
B. 进入磁场的过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动
C. 整个过程都做匀减速运动
D. 穿出时的速度一定小于初速度
【答案】D
【解析】
【详解】进入和离开磁场时，金属球切割磁感线产生感应电流，从而产生阻碍金属球运动的安培力，故两过程均做减速运动；当全部进入磁场时，磁通量不变，故没有感应电流，金属球做匀速直线运动；所以穿出时的速度一定小于初速度，故D正确，A、B、C错误；
故选D。
【点睛】铝球完全进入磁场后做匀速运动，进出磁场的过程中都切割磁感线，产生感应电流，阻碍物体的运动，从而使物体做减速直线运动。
6.如图所示，A1、A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A. 开关S接通时，A2灯先亮，A1灯逐渐亮，最后A1、A2一样亮
B. 开关S接通时，A1、A2两灯始终一样亮
C. 断开S的瞬间，流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反
D. 断开S的瞬间，流过A2的电流方向与断开S前电流方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】AB、电路的结构是A1灯与线圈L并联，A2灯与电阻R并联，然后两部分串联，开关S接通时，由于两部分电路是串联关系，所以A1、A2灯同时亮；之后由于线圈的自感慢慢消失，线圈L的电阻可以忽略，灯A1短路，A1灯熄灭， A2变亮，故A、B错误；
CD、断开S的瞬间，A1灯与线圈构成闭合的自感回路，所以有电流流过A1灯，而没有电流流过A2灯，同时流过A1的电流方向与断开S前电流方向相反，故C正确，D错误；
故选C。
【点睛】开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光，由于线圈的电阻可以忽略，之后灯A1短路， 灯A1熄灭灯A2变亮，断开开关S的瞬间，灯A2立即熄灭，流过灯A1的电流方向与断开S前电流方向相反。
7.
用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率P变化情况描述正确的是(均为理想电表)（ ）
A. U1、U2不变，I1、I2增大，P增大
B. U1、U2不变，I1、I2减小，P减小
C. U1、U2不变，I1增大，I2减小，P增大
D. U1不变，U2增大，I1减小，I2增大，P减小
【答案】B
【解析】
【详解】根据可知输入电压U1和匝数比决定输出电压U2，匝数及U1不变则U2不变，故当滑动触头向上滑动的过程中，输出电路的总电阻一直增大，根据欧姆定律则电流表I2示数减小，根据电流与匝数成反比，得I1变小，由于U2不变而I2变小，根据P=UI可知P变小，故B正确，A、C、D错误；
故选B。
【点睛】变压器上的决定关系为：输入电压U1决定输出电压U2，输出电流I2决定输入电流I1，输出功率决定输入功率．据此结合欧姆定律分析解答。
8.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ）
A. 有的光是波，有的光是粒子
B. 光子与电子是同样的一种粒子
C. 大量光子的行为往往显示出粒子性
D. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
【答案】D
【解析】
【详解】A、光既是波又是粒子，故A错误；
B、光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，由质量，故B错误；
C、个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，故C
错误；
D、光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故D正确；
故选D。
【点睛】光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义，个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往往表现为波动性。
9. 处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】C
【解析】
试题分析：因为是大量处于n=3能级的氢原子，所以根据可得辐射光的频率可能有3种，故C正确。
【考点定位】考查了氢原子跃迁
【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，知道数学组合公式的应用，另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子。
视频
10.中子n、质子p、氘核D的质量分别为，，. 现用能量为E的 γ 射线照射静止的氘核使之分解，核反应方程为 γ＋D → p＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（ ）
A. [－－)－E]
B. [(＋－)－E]
C. [(－－)＋E]
D. [(＋－)＋E]
【答案】C
【解析】
【详解】因质量亏损产生的能量为：，设质子、中子的动能为Ek，根据能量守恒有：， 联立解得：，故C正确，ABD错误；
故选C。
【点睛】核反应过程中有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知亏损质量转化为能量，然后根据能量守恒可正确解答。
11.如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n = 3 能级，下列说法中正确的是（ ）
A. 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10 . 2 eV
B. 从n = 3 能级跃迁到n =2 能级时发出的光波长最长
C. 这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
D. 如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应，那一定是由n = 3 能级跃迁到n = 1能级发出的
【答案】BD
【解析】
【详解】A、由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，，故A错误；
B、从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故B正确；
C、一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，故C错误；
D、如果发出的光子只有一种能使某金属产生光电效应，知这种光子为能量最大的一种，即为n=3跃迁到n=1能级发出的，故D正确；
故选BD。
【点睛】能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，波长越小。
12.放射性元素钋（）发生α 衰变，其半衰期是138天，衰变方程为，则下列说法中正确的是（ ）
A. X原子核含有124个中子
B. X原子核含有206个核子
C. γ 射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的
D. 100g的经276天，已衰变的质量为75g
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB、根据电荷数守恒和质量数守恒得，X的电荷数为82，质量数为206，则中子数为206−82=124，故A、B正确；
C、衰变发出的γ放射线是伴随着α衰变产生的，故C错误；
D、根据知100g的经276天，已衰变的质量为75g，故D正确；
故选ABD。
【点睛】根据电荷数守恒和质量数守恒得出X原子核的电荷数和质量数，从而得出中子数，根据半衰期的公式求衰变的质量。
二、实验题
13.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯(紫外线)照射锌板时，静电计的指针就张开一个角度，如图所示，这时
（1）锌板带 _____ 电，指针带 _____ 电（填“正”或“负”）；
（2）若用黄光照射锌板，则 ___________ 不产生光电效应现象
（填“一定”或“可能”）。
【答案】 (1). 正； (2). 正； (3). 可能；
【解析】
【分析】
用弧光灯照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子，从而可以得出锌板和指针的电性，并依据光电效应发生条件，即可求解；
【详解】解：（1）锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，导致指针带正电。
（2）黄光的频率小于紫外线的频率，可能小于金属的极限频率，可能不会发生光电效应。
14.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL
油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴该溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为30 mm，则
（1）油酸薄膜的面积约为 ___________ m；（取一位有效数字）
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 ___________ m；
（3）根据上述数据，估算出油酸分子的直径约为 ___________ m。
【答案】 (1). ； (2). ； (3). ；
【解析】
【分析】
采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形面积一半的算一个，不足一半的舍去，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积；根据浓度按比例算出纯油酸的体积；把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由公式可以求出分子直径大小；
【详解】解;(1)每个正方形的面积为
面积超过正方形面积一半的正方形的个数为55个
则油酸膜的面积约为
(2)每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积：
(3)把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则分子的直径为：
三、 计算题
15.如图所示的螺线管的匝数n = 1500匝，横截面积S = 20 cm，电阻r = 1 . 5 Ω，与螺线管串联的外电阻R=10 Ω，R=3 . 5 Ω
。方向向右穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图所示的规律变化，计算R上消耗的电功率。
【答案】1.6W
【解析】
【分析】
由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律及功率表达式，综合即可求解；
【详解】由法拉第电磁感应定律,线圈产生的电动势为：
电路中的电流为：
故电阻R1上消耗的电功率为：
16.如图所示，电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s＝1.15 m，两导轨间距L＝0.75 m，导轨倾角为30°，导轨上端ab接一阻值为R＝1.5 Ω 的电阻，磁感应强度为B＝0.8 T的匀强磁场垂直轨道平面向上．阻值r＝0.5 Ω、质量m＝0.2 kg的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒产生的焦耳热Qr＝0.1 J．(取g＝10 m/s2)求：
(1)金属棒在此过程中克服安培力做的功W安；
(2)金属棒下滑速度v＝2 m/s时的加速度a；
(3)金属棒下滑的最大速度Vm。
【答案】（1）0.4J（2） （3）
【解析】
【分析】
R与r
串联，根据焦耳定律分析它们产生的热量关系，从而求得总的焦耳热，即为金属棒克服安培力的功W安；分析金属棒的受力分析，导体棒受到重力，支持力，安培力，做出受力图，求出合力，可以求得加速度；由动能定理求最大速度。
【详解】解：(1)下滑过程中安培力的功即为在金属棒和电阻上产生的焦耳热
由于
则有
故金属棒克服安培力的功
(2)金属棒下滑速度v=2m/s时，所受的安培力为：
由牛顿第二定律得：
代入解得：
(3) 金属棒下滑时做加速度减小的加速运动，无论最终是否达到匀速，当棒到达斜面底端时速度一定为最大，设金属棒下滑的最大速度为vm，则由动能定理得：
解得：
17.两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量m＝2 . 0136 u，氦核质量m＝3 . 0150 u，中子质量m＝1 . 008 7 u．
（1）写出聚变方程；
（2）计算释放的核能；
（3）若反应前两氘核的动能均为E＝0 . 35 MeV，它们正撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？
【答案】（1） （2） （3） ,
【解析】
【分析】
根据质量数守恒和核电荷数守恒写出核反应方程式；根据爱因斯坦质能方程即可求出核反应释放的能量；把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒，且在反应前后总能量守恒，可根据动量守恒定律及能量守恒定律即可求解反应产生的氦核和中子的动能。
【详解】解：（1）聚变的核反应方程：
（2）核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为
（3）对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为0，即：
反应前后总能量守恒，得：
解得：，