1、河南省2020-2021学年高二物理下学期期中大联考试题考生注意：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效.3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，第15题只有一个选项符合题目要求，第68题有多个选项符合要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.1.如图所示，a、b为两
2、条平行长直导线，两导线中均通有水平向右的恒定电流，A、B是空间两点，与直导线均在纸面内，则下列判断正确的是（ ）A.A点的磁场方向一定垂直纸面向外B.A点的磁场方向一定垂直纸面向内C.B点的磁场方向一定垂直纸面向外D.B点的磁场方向一定垂直纸面向内2.如图所示，绝缘直导线固定在竖直平面内，导线中通有竖直向上的恒定电流，等腰直角三角形金属框紧靠在直导线上，直导线将三角形的面积一分为二，直导线与边平行，将三角形金属框一直向右平移，则金属框中感应电流方向（ ）A.沿顺时针方向B.沿逆时针方向C.先沿顺时针方向，后沿逆时针方向D.先沿逆时针方向，后沿顺时针方向3.某放射性元素X的原子核发生了衰变，产生
3、了新的元素Y原子核，同时放出光子，下列判断正确的是（ ）A.Y比X原子序数小B.Y原子核比X原子核核子平均质量小C.X原子核放出射线，表明X原子核内有粒子D.光子来自X原子核4.如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到能级，再从回到能级，则下列说法正确的是（ ）A.基态氢原子吸收的光子能量为B.大量氢原子从跃迁到能级，可释放两种不同频率的光子C.释放的光子能量最小为D.氢原子从跃迁到能级，氢原子的能量减小，电势能增大5.图1所示为某可调台灯电路图，变压器原副线圈匝数比为5:1，灯泡的额定电压为40V，额定功率为20W，在a、b两端接上如图2所示的交流电，调节滑动
4、变阻器滑片P，使灯泡正常发光，这时滑动变阻器消耗的功率为（ ）A.1WB.2WC.3WD.4W6.如图所示为某静电场三条电场线，在直的电场线上，有A、B两点，一个带电粒子仅在电场力作用下从A运动到B，则粒子在运动过程中（ ）A.速度一定不断增大B.电势能一定不断减小C.速度变化一定越来越快D.受到的电场力一定越来越大7.小型机器人在人们的日常生活中应用越来越多，机器人是依靠直流电源供电驱动直流电机进行工作，电动机的额定电压为U，内阻为r.将电动机直接接在电动势为的直流电源两端，接通电源，电动机刚好正常工作，电动机输出功率等于，则下列判断正确的是（ ）A.电路中的电流为B.直流电源的内阻为C.直
5、流电源的效率约为83.3%D.直流电源的输出功率为8.如图1所示，单边有界匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.边长为L、电阻为R的正方形金属线框在外力作用下从磁场边界左侧沿纸面向右运动并进入磁场，线框边始终与磁场边界平行，线框进磁场过程线框中的电流随时间变化如图2所示，则（ ）A.线框一定是变加速进入磁场B.边进入磁场时的速度大小为C.线框进入磁场过程中边的最大电压为D.线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量为二、非选择题：包括必考题和选考题两部分.第913题为必考题，每个试题考生都必须作答.第1415题为选考题，考生根据要求作答.（一）必考题：共48分.9.（7分）某同学用如图1所
6、示装置研究光电效应现象.保持滑片P的位置不变，调节滑片，使电压表的示数为零.（1）用频率为（大于阴极K金属的极限频率）的可见光照射到光电管阴极K上，此时电流表中_（填“有”或“没有”）电流通过.（2）多次调节滑片，测得多组电压表和对应的电流表的示数U、I，作出图像如图2所示，由图像2可知光电子的最大初动能为_.（3）改变照射光的频率，使照射光的频率增加了，再次实验，作出的图像如图3所示，已知电子的电量为，由此求得普朗克常量_（结果保留2位有效数字）.10.（8分）某实验小组成员要测定一段金属丝的电阻率（金属丝的电阻约为几欧）.实验时先测得金属丝的直径为d.（1）要测量金属丝的电阻，他从实验室中
7、选取了合适的器材：电池组（电动势3V，内阻约）、电流表（量程0.6A，内阻约）、电压表（量程3V，内阻约）、滑动变阻器R（，额定电流2A）、开关、导线若干.为了尽量减小测量误差，要求电压调节范围尽量大些，且电表示数从零开始，请将下列实物连接完整.（2）闭合电键前，将滑动变阻器的滑片移到最_（填“左”或“右”）端，闭合电键，移动滑动变阻器，某次电流表和电压表的示数如图2所示，则电流表的示数为_A；电压表的示数_V，根据这组数据求得金属丝的电阻_（结果保留3位有效数字）；若实验误差主要来自电阻的测量，则因电表的内阻影响使测得的电阻率比实际值偏_（填“大”或“小”）.11.（8分）发生衰变时，其衰变
8、方程为：，光在真空中的传播速度为，求：（1）一次衰变过程中亏损的质量为多少千克（保留2位有效数字）；（2）若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，则放出的粒子的动能是多少（单位用表示，保留2位有效数字）；（3）若静止的铀核处在匀强磁场中，释放的粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少.12.（10分）如图1所示，U形金属导轨固定在绝缘水平面上，处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，匀强磁场随时间变化如图2所示.一根质量为m的金属棒垂直放在导轨上与导轨接触良好，刚好组成一个边长为L的正方形闭合回路.时刻，金属棒刚好要滑动
9、.已知金属棒接人电路的电阻为R，金属导轨的电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：（1）金属棒没有动时，金属棒中的感应电流大小及方向；（2）时间内，通过金属棒横截面的电荷量及金属棒中产生的焦耳热；（3）金属棒与导轨间的动摩擦因数.13.（15分）如图所示，在直角坐标系的第一象限内，在和x轴之间有沿x轴正方向的匀强电场；在上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从坐标原点O沿y轴正向以速度射入电场，粒子经电场偏转从坐标为的位置进入磁场，粒子在磁场中运动的轨迹刚好与y轴相切，不计粒子的重力.求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）匀强磁场的磁感应
10、强度大小；（3）若仅将磁场方向反向，磁感应强度大小不变，粒子从O点射入电场的速度不变，粒子在电场和磁场中运动的总时间为多少；试确定粒子从x轴上离开电场的位置坐标.（二）选考题：共30分.请考生从给出的14、15两道题中任选一题作答.如果多选，则按所做的第一题计分.14.选修3-3（30分）（1）（5分）关于气体、液体和固体，下列说法正确的是_.（填正确答案的标号.选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大B.液体表面层分子比内部分子稀疏，因此液体表面有收缩的趋势C.多晶体是由许多单晶体按一定规律组合成的，有确定
11、的几何形状D.液体与固体接触的附着层分子如果比液体内部更稀疏，则液体与固体表现为浸润E.气体在等压变化过程中，随温度升高，单位时间内单位面积上气体分子碰撞器壁的次数减少（2）（5分）对分子动理论及热力学定律的理解，下列说法正确的是_.（填正确答案的标号.选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵是不会减少的B.一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，吸收热量，内能增大C.冰箱把热量从低温物体传递到高温物体的过程，是遵循热力学第二定律的D.布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的E.两个分子在相互靠近的过
12、程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大（3）（10分）一定质量的理想气体，经历从的状态变化过程，其图像如图所示，从过程气体对外界做功为100J.（i）气体在状态b、c时的温度分别为多少；（ii）气体从b到c状态外界对气体做功多少，气体内能改变多少.（4）（10分）如图1所示，U形玻璃管粗细均匀，管内有一段水银柱，左管口封闭，水银柱左右两管中水银液面高度差为，底部水平水银柱长为，环境温度为300K，大气压强为.将U形管在竖直面内沿顺时针缓慢转动90，如图2所示，这时上、下管中水银液面相平，玻璃管的直径忽略不计.求：（i）图1中左管中封闭气柱的长度为多少；（ii）若在图1状态下，通过升温
13、，使左右两管中的水平液面相平，则环境温度上升为多少（保留1位小数）.15.选修3-4（30分）（1）（5分）关于光的波动性、电磁波及相对论，下列说法正确的是_.（填正确答案的标号.选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.电磁波由真空进入介质传播时，波长变短B.宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论力学计算它的运动轨道C.当光的波长明显比圆孔的直径小时，就不能产生衍射现象D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则相邻亮条纹间距变窄E.照相机镜头的增透膜最小厚度应为入射光在增透膜中波长的（2）（5分）一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所
14、示，a、b、c是波传播路径上的三个质点，质点a、b的平衡位置分别在x轴上和处，从时刻开始，质点b经3s的时间第一次到达波谷，质点c比质点b先到达波谷，则下列判断正确的是_.（填正确答案的标号.选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分.每选错1个扣3分，最低得分为0分）A.波沿x轴正方向传播B.时刻，质点a沿y轴负方向振动C.波传播的速度大小为D.质点a与质点b的振动方向总是相反E.质点c在2s内通过的路程为1m（3）（10分）如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形，虚线为时刻的波形.在时刻到时刻这段时间内，平衡位置在处的质点P共有两次到达波峰，求：（i）若波沿x轴正向传播，波
15、的传播速度为多少；若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；（ii）若波沿x轴正向传播，试写出质点P的振动方程（不要求写推导过程）.（4）（10分）如图所示，为等腰三棱镜，边长为L，一束单色光从面上D点斜射入棱镜，入射光线与面平行，三棱镜对光的折射率为，不考虑光线在面的反射.（i）判断光线在面上能否发生全反射；（ii）求光在三棱镜中传播的时间.河南省大联考20202021学年（下）高二年级期中考试物理答案一、选择题：共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，第15题只有一个选项符合题目要求，第68题有多个选项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.1
16、.答案C命题透析 本题考查磁场的叠加，考查考生的理解能力.思路点拔 根据安培定则可知，直导线a中电流产生的磁场在A点垂直纸面向里，在B点垂直纸面向外，直导线b中电流产生的磁场在A、B两点均垂直纸面向外，叠加的结果，B点的磁场方向一定垂直纸面向外，C项正确.2.答案D命题透析 本题考查感应电流的产生，考查考生的理解能力.思路点拨 金属框向右平移过程中，框中磁通量先向外减小，当导线与重合后向里磁通量减小，根据楞次定律可知，环中感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，D项正确.3.答案B命题透析 本题考查原子核衰变，考查考生的理解能力.思路点拨 发生了衰变，新核的质子数增加1，原子序数变大，A项错误
17、；衰变过程放出能量，发生质量亏损，Y原子核比X原子核核子平均质量小，B项正确；射线是由原子核内的一个中子变成质子释放出来的，原子核内并没有粒子，C项错误；光子是由于衰变产生的新核不稳定释放出来的，即来自Y原子核，D项错误.4.答案C命题透析 本题考查氢原子能级结构，考查考生的理解能力.思路点拔 大量氢原子吸收的能量为，A项错误；大量氢原子从跃迁到，可释放三种不同频率的光子，B项错误；释放的光子能量最小为，C项正确；氢原子从跃迁到能级，氢原子的能量减小，电势能减小，D项错误.5答案B命题透析 本题考查变压器，考查考生的推理能力.思路点拔 根据变压比可知，副线圈两端的电压为44V，当灯泡正常工作时
18、，副线圈电路中的电流为，滑动变阻器两端的电压为，因此滑动变阻器消耗的功率，B项正确.6.答案CD命题透析 本题考查电场力做功和电势能的变化，考查考生的推理能力.思路点拨 由于不能确定电场力方向，因此不能确定粒子是做加速运动还是做减速运动，不能确定电场力做正功还是做负功，不能确定电势能是增大还是减小，A、B项错误；电场线越来越密，电场强度越来越大，电场力越来越大，速度变化越来越快，C、D项正确.7.答案BCD命题透析 本题考查电动机的功率等，考查考生的推理能力.思路点拨 设电动机正常工作时电路中的电流为，解得，A项错误，直流电源的内阻为，直流电源的输出功率为，D项正确；直流电源的效率为，C项正确
19、.8.答案BD命题透析 本题考查法拉第电磁感应定律，考查考生的推理能力和分析综合能力.思路点拨 由于电流随时间均匀增大，表明电动势随时间均匀增大，由可知，速度随时间均匀增大，即线框一定是匀加速进入磁场，A项错误；边进磁场时，线框中的电流为，则，解得，B项正确；线框进磁场过程中回路的最大电动势为，因此边的最大电压为，C项错误；线框进磁场过程中通过线框截面的电量为题图2中图像与t轴所围的面积，即为，D项正确.9.答案（1）有（2分）（2）1.5（2分）（3）（3分）命题透析 本题考查光电效应，考查考生的理解能力.思路点拨 （1）由于用频率为（大于阴极K金属的极限频率）的可见光照射光电管的阴极K，会
20、发生光电效应，有光电流，因此电流表中有电流通过.（2）由题图2可知，打出光电子的最大初动能为；（3）由爱因斯坦光电效应方程可得，又则：，解得.10.答案（1）如图所示（2分）（2）左（1分）0.48（1分）2.20（1分）4.58（2分）小（1分）命题透析 本题考查伏安法测电阻、电阻定律、误差分析，考查考生的实验能力.思路点拨 （1）由于被测电阻较小，电流表采用外接法，由于要求电压调节范围大些，滑动变阻器采用分压接法，实物连接如图所示.（2）闭合电键前先将滑动变阻器滑片移到最左端，使滑动变阻器输出电压为零；电流表的示数，电压表示数，根据这组数据求得金属丝的电阻；由于电流表外接，因此测得的电阻偏
21、小，由可得，由此判断测得的电阻率偏小.11.命题透析 本题考查核反应方程，考查考生的理解能力.思路点拨 （1）由衰变方程可知，一次衰变释放的核能（1分）由质能方程可知，解得（2分）（2）释放的核能，根据动量守恒可知，粒子和钍核动量等大反向，根据可知：（2分），解得（1分）（3）由可知，（2分）12.命题透析 本题考查法拉第电磁感应定律和楞次定律，考查考生的推理能力和分析综合能力.思路点拨 （1）根据法拉第电磁感应定律可知，金属棒没有动时，回路中感应电动势（2分）根据闭合电路欧姆定律得电路中的电流大小为（1分）根据楞次定律可知，金属棒中的感应电流方向从b到a.（1分）（2）时间内，通过金属棒横截
22、面的电量（1分）金属棒上产生的焦耳热（2分）（3）在时刻，金属棒刚好要滑动，则（2分）解得（1分）13.命题透析 本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，考查考生的推理能力和分析综合能力.思路点拨 （1）粒子在电场和磁场中运动轨迹如图所示，（1分）粒子在电场中运动时，（1分）解得（1分）（2）设粒子进入磁场时速度方向与x轴正向的夹角为，粒子进磁场时速度大小为，根据动能定理有（2分）解得（1分），解得（1分）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，根据几何关系（1分）解得（1分）根据牛顿第二定律（1分）解得（1分）（3）由于磁场的磁感应强度大小不变，因此粒子在磁场中运动的半径不变，粒子在电场、磁场中运
23、动的轨迹如图所示.粒子在电场中运动的时间为（1分）粒子在磁场中运动的时间为（1分）因此粒子在电场和磁场中运动的总时间为（1分）粒子前后两次在电场中运动的时间相等，因此粒子两次在电场中运动时，沿电场方向运动的位移之比为1:3，设粒子在x轴上出电场时的位置为则（1分）因此位置坐标为.14.（1）答案ABE（5分）命题透析 本题考查气体、液体、固体性质，考查考生的理解能力.思路点拨 当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，与绝对湿度无关，故A正确；因液体表面层内分子分布比内部稀疏，分子间距大，分子间作用力表现为引力，故液体表面有收缩趋势，故B正确；多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，多晶体也
24、没有确定的几何形状，故C错误；液体与固体接触的附着层分子如果比液体内部更稀疏，则液体与固体表现为不浸润，故D错误；气体在等压变化过程中，温度升高，体积变大，则气体的密度减小，单位时间内单位面积上分子碰撞器壁的次数减少，E项正确.（2）答案ABC（5分）命题透析 本题考查气体的性质，考查考生理解能力.思路点拨 根据熵增加原理，在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，故A正确；一定质量的理想气体经历等压膨胀过程，温度升高，内能增大，体积増加，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体一定吸收热量，B正确；冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，要消耗电能，因此遵循热力学第二定律，C正确；布朗运
25、动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子的撞击作用不平衡而产生的，D错误；当两分子间的距离为平衡距离时，分子间的作用力为零，两分子间的距离从平衡距离开始减小，分子间的作用力增大，当两分子间距离从无穷大逐渐靠近的过程中，分子力先增大再减小然后再增大；两分子间的距离等于平衡距离时分子势能最小，当两分子间的距离大于平衡距离时，随分子间距离的减小分子势能减小，当两分子间的距离小于等于平衡距离时，随两分子间距离的减小分子势能增大，故E错误.（3）思路点拨 （i）气体从过程发生的是等压过程则（2分）解得（1分）气体从过程发生的是等容过程则（2分）解得（1分）（ii）气体从的状态变化过程中，外界对气体做功为
26、（2分）因为b、c两状态等温，所以内能不变.（2分）（4）命题透析 本题考查气体实验定律，考查考生的推理能力.思路点拨 （i）设题图1中左管封闭气柱的长为d，气体压强（1分）图2中，封闭气体压强（1分）封闭气柱的长为（1分）气体发生等温变化，则有（1分）解得（1分）（ii）开始时气体温度，设升温后的环境温度为，根据理想气体状态方程（3分）解得（2分）15.（1）答案ADE（5分）命题透析 本题考查光的波动性、电磁波等，考查考生的理解能力.思路点拨 电磁波在传播过程中其频率不变，由波速公式知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故A正确；宇宙飞船的运动速度虽
27、然很大，但是远小于光速，没必要用相对论力学计算它的运动轨道，B错误；当光的波长明显比圆孔的直径小时，能产生衍射现象，但不能产生明显的衍射现象，C错误；由公式可知，干涉条纹的间距与入射光的波长成正比，即入射光由红光改为绿光时，干涉图样中的相邻亮条纹间距一定变窄，故D正确；增透膜利用的是光的干涉原理，当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，薄膜前后表面的反射光相互抵消，E正确.（2）答案BDE（5分）命题透析 本题考查简谐横波的传播，考查考生的推理能力.思路点拨 由于质点c比质点b先到达波谷，因此时刻，质点c、b均沿y轴正向振动，因此波沿x轴负方向传播，质点a沿y轴负方向振动，A错误，B正确；从时
28、刻开始，质点b经3s的时间第一次到达波谷，则，波传播的速度，C错误；由于质点a与质点b平衡位置相距半个波长，因此两个质点的振动方向总是相反，D正确；质点c在2s内通过的路程为，E正确.（3）思路点拨 （i）在时刻到时刻这段时间内，平衡位置在处的质点P共有两次到达波峰，若波沿x轴正向传播，则时刻质点P沿y轴负方向传播则（1分）解得（1分）波传播的速度（1分）若波沿x轴负方向传播，则（1分）解得（1分）波传播的速度（1分）（ii）若波沿x轴正向传播，则质点P的振动方程（3分，其他形式正确均给分）（4）命题透析 本题考查光的折射和全反射，考查考生的推理能力和应用数学处理物理问题的能力.思路点拨 （i）光在棱镜中传播的路径如图所示，由几何关系可知，光线在面上的入射角（1分）设折射角为，由（1分）解得（1分）由几何关系可知，光线在面上的入射角（1分）由于（1分）因此，由此可以判断光线在面上能发生全反射.（1分）（ii）由几何关系可知，是等腰三角形，因此边形为平行四边形，因此（1分）因此（1分）光在介质中传播的速度（1分）因此光在三棱镜中传播的时间（1分）