1、内蒙古包头市第六中学2018-2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题：（1-10为单选，每题3分，11-15为多选，每题4分）1.已知矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（）A. t=0时刻线圈平面与中性面垂直B. t=0.01s时刻的变化率达最大C. t=0.02s时刻感应电动势达到最大D. 该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示【答案】B【解析】【详解】A.t=0时刻磁通量最大，线圈位于中性面位置，故A错误；B.t=0.01s时刻磁通量为零，线圈位于垂直中性面的位置，电动势最大，磁通量的变化率最大，故B
2、正确；C.t=0.02s时刻磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故C错误；D.感应电动势与磁通量的变化率成正比，电动势随时间变化的图象为正弦曲线，D错误2.如图，理想变压器的匝数比n1 ：n2：n3=4：2：1，线圈接两只标有“6 W，6 V”的灯泡且正常发光线圈接四只额定功率为3W的灯泡且正常发光，则阻值为3的电阻Rl的实际功率为A. 3WB. 6WC. 12WD. 24W【答案】C【解析】【详解】由于是理想变压器，所以有:P1=P2+P3；所以P1=26+43=24W；又 ，所以；所以原线圈中的电流为，所以电阻R消耗的功率为PR=I12R=223W=12W，故选C.3.氢原子能
3、级图如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是() A. 氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB. 氢原子从n4跃迁到n3的能级辐射光的波长小于656 nmC. 一群处于n3能级上氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D. 用波长为633 nm的光照射，能使氢原子从n2跃迁到n3的能级【答案】C【解析】【详解】氢原子从n2跃迁到n1的能级时的能级差大于氢原子从n3跃迁到n2的能级差，则辐射光子的频率大于从n3跃迁到n2辐射光的频率，则波长小于656 nm，选项A错误；同理，氢原子从n3跃迁到n2的能级时的能级差大于氢原子从n4
4、跃迁到n3的能级差，则辐射光子的频率大于从n4跃迁到n3辐射光的频率，则氢原子从n4跃迁到n3的能级辐射光的波长大于656 nm，选项B错误；一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生种谱线，选项C正确；氢原子从n2跃迁到n3的能级，只能吸收波长为656 nm的光子，不能吸收波长为633 nm的光子，选项D错误4.如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是A. 卢瑟福通过粒子散射实验否定了原子的核式结构模型B. 放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强C. 电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D. 链式反应属于重核的裂变【答
5、案】D【解析】【详解】A.卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误B.放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最弱，选项B错误C.电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项C错误D.链式反应属于重核的裂变，轻核聚变是通过反应产生高温，使得反应能够持续，选项D正确5.下列关于核反应及衰变的表述正确的有（）A. ，X表示B. 是轻核聚变C. 半衰期与原子所处的化学状态有关D. 衰变中产生的粒子实际上是核外电子挣脱原子核的束缚【答案】B【解析】【详解】A根据质量数和电荷数守恒，可知中，X的电荷数是2，质量数是4，故X
6、表示，故A错误；B轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，故是轻核聚变，故B正确；C半衰期是一个统计规律，只与放射性元素本身有关，与所处的化学状态无关，故C错误；D衰变中产生的粒子实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故D错误。故选B。6.下列说法正确的是( )A. 天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B. 一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C. 某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D. 目前核电站的能量主要来自轻核的聚变【答案】B【解析】【详解】天然放射性现象表明了原子核是有复杂的结构，选项A错误；根据玻尔理论，一个氢原子从高能级向低能级
7、跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少，选项B正确；某放射性元素的半衰期与元素所处的化合状态无关，选项C错误；目前核电站的能量主要来自重核的裂变，选项D错误；故选B.7.如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.2m当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，则这列波的波长可能是（ ）A. 0.2mB. 0.4mC. 0.6mD. 0.8 m【答案】B【解析】【详解】当P运动到平衡位置上方最大位移处时，Q刚好运动到平衡位置下方最大位移处，那么，P、Q两质点平衡位置间距离为波长的（n+）倍，n=0，1，2，3，故有：0.2m=（n+），所以波长为
8、：=，n=0，1，2，3；当n=0时，=0.4m；由于n是整数，其他值不可能，故B正确，ACD错误8.核反应 中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是A. X来自原子核外的电子B. 该核反应是衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关C. 核的比结合能大于 核的比结合能D. 反应中的质量亏损为【答案】D【解析】【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X质量数为0，电荷数为-1，则X为电子，来自原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项A错误；该核反应是衰变，衰变的快慢与物理和化学变化无关，选项B错误；由于在衰变的过程中释放能量，可知核的结合能大于核的结合能，由结合能与比结合能的定义可知，核
9、的比结合能小于核的比结合能故C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在该核反应中质量亏损为故D正确故选D.9.关于原子核的衰变，下列说法正确的是A. 衰变中产生的射线实质上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的B. 原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒和动量守恒C. 发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，且常常伴有射线产生，射线是原子核衰变过程中的质量亏损即减少的质量D. 衰变成要经过6次衰变和8次衰变，同时伴有衰变【答案】D【解析】【详解】A、衰变中产生的射线是原子核内部的中子转化为质子同时释放出的电子，故A错误；B、原子核发生衰变时伴随着质量亏损，所以不遵守
10、质量守恒，而是遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，故B错误；C、射线是伴随衰变和衰变产生的，产生的新核具有较大的能量，而处于激发态，在向低能级跃迁时以光子的形式辐射出来，故C错误；D、铀核（）衰变为铅核（）的过程中，衰变一次质量数减少4个，次数，衰变的次数为，要经过8次衰变和6次衰变，故D正确；故选D10.如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A. 该变压器起升压作用B. 电压表V1示数增大C
11、. 电压表V2、V3示数均增大D. 变阻器滑片是沿cd的方向滑动【答案】D【解析】【详解】A观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，可知原线圈的匝数大于副线圈的匝数，再根据电压与匝数成正比，可知原线圈的电压大于副线圈的电压，所以该变压器起降压作用，故A错误；BCD观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，即副线圈电流增大，由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，即原线圈两端的电压不变，并且匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V1，V2示数不变，根据欧姆定律得负载电阻减小，所
12、以变阻器滑片是沿cd的方向滑动；由于电流表A2的示数增大，所以R0两端电压增大，所以滑动变阻器R两端电压减小，即电压表V3示数减小，故BC错误，D正确。故选D。二、多选题11.一矩形线在匀强硬场中转动时产生的电动势，下列说法正确的是A. 该交流电的频率为100HzB. 该交流电的电动势有效值为100VC. t01s时，穿过矩形线圈的磁通量最大D. 该交波电的电动势有效值比交流电的小【答案】BC【解析】【详解】A.由电动势的表达式可知，线圈转动的角速度为：，所以可得交流电的频率为：故A错误B.此交流电为正弦式交流电，所以该交流电的电动势的有效值为故B正确C.时，感应电动势为，所以穿过矩形线圈的磁
13、通量最大故C正确D.两个交流电的表达式相同，故他们的有效值一定相同故D错误12.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁图给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是（ ）A. 若b光为绿光，c光可能是紫光B. 若a光为绿光，c光可能是紫光C. 若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光D. 若b光光子能量为2.81 eV，用它直接照射大量处于n2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率
14、的光【答案】BC【解析】【分析】考查光电效应方程，能级跃迁，光电效应实验规律。【详解】AB由光电效应方程：EkhW0及eUEk联立解得：eUhW0即光束照射同一块金属的时候，只要遏止电压一样，说明入射光的频率一样，遏止电压越大，入射光的频率越大，因此可知b光和c光的频率一样且均大于a光的频率，故A错误，B正确；C用光子能量为2.81 eV的b光照射由金属铷构成的阴极，产生的光电子的最大初动能为：EkhW02.81 eV2.13 eV0.68 eV大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n3激发态的氢原子，这些氢原子吸收能量：E0.85 eV(1.51 eV)0.66 eV从而跃迁到n4能级，当
15、大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外辐射C6种频率的光，C正确；D氢原子只能吸收光子的能量恰好为能级之差的光子，若用b光光子直接照射氢原子，2.81 eV不满足氢原子第2能级与其他更高能级间的能级差，因此b光光子不被吸收，不会自发辐射其他频率的光，D错误。故选BC。13.如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下列说法中正确的是( )A. 只有A球、C球振动周期相等B. A球、B球、C球振动周期相等C. C球的振幅比B球大D. C球的振幅比B球小【答案】BC【解析】【详解】AB由题意，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振
16、动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等，则B正确，A错误；CD由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比B摆大所以C正确，D错误14.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象则由图可知 ( ) A. 波速v20m/sB. 质点振动的周期T0.2sC. 因一个周期质点运动0.8m，所以波长0.8mD. 从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m【答案】ABD【解析】【详解】由甲可知，波长为=4m，由乙图可知T=0.2s，则波速，故AB正确；一个周期内质点的运动的路程和波传播的距离是两
17、个不同的物理量，则选项C错误；从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了x=vt=200.15m=3m，选项D正确15.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻，这列波刚好传到Q点，波形图如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q为介质中的质点，则下列说法正确的是( )A. 这列波的波长为40mB. 这列波的波速为16.7m/sC. 质点c在这段时间内通过的路程一定为30cmD. 从t时刻到s时刻，质点a恰好第一次到达平衡位置【答案】AD【解析】【详解】AB由图可知，该波的波长为=40m；波从P传到Q的距离为x=90m-60m=30m所
18、用时间t=0.6s，则波速为代入数据解得v=50m/s故A正确，B错误；C根据代入数据解得这列波的周期T=0.8s，波从P传到c的时间为=0.2s，在0.6s时间内质点c振动了半个周期，通过的路程等于2A=20cm，故C错误；D从t时刻开始计时，质点a的振动方程为cmcm当y=0时，则有解得s故在s时刻质点a第一次到达平衡位置，故D正确。故选AD。三、实验题16.在用“单摆测重力加速度”的实验中：（1）有下列备选器材中，需选用哪些器材较好（ ）A长1m左右的粗一点结实棉线 B长1m左右的细棉线 C带细孔的直径2cm左右的铁球 D 带细孔的直径2cm左右的橡胶球E时钟 F秒表 G学生用刻度尺 H
19、最小刻度是毫米的米尺 （2）甲同学先用米尺测得摆线长，再用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为_cm，然后用秒表记录单摆完成50次全振动所用的时间如图乙所示，则单摆的周期为_s（保留三位有效数字）【答案】 (1). BCFH (2). 0.97 (3). 1.50【解析】【详解】（1）单摆的摆线应该选择长1m左右的细棉线，故选B；摆球选择体积小质量较大的带细孔的直径2cm左右的铁球 ，故选C；用秒表记录时间，故选F；另外还要选择最小刻度是毫米的米尺 测量摆长，故选H；（2）摆球直径为：0.9cm+0.1mm7=0.97cm；秒表读数为：60s+15.2s=75.2s，则单摆的周期：四、解答题17.
20、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1，在外力的作用下，绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度=2 rad/s，电阻R=4求：（1）写出流过电阻R电流的瞬时值表达式；（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈产生的感应电动势的值；（3）由图示位置转过300角的过程中，通过电阻R的电量；（4）电压表的示数；（5）线圈转动一周过程中，外力做的功【答案】（1）i=0.2cos2t（A）（2）0（3）0.05C（4）1.78A（5）0.99J【解析】【详解】（1）根据Em=NBS，可得感应电动势的最大值：Em=
21、1000.50.122V=V；则通过电阻R电流的最大值： 则流过电阻R的电流的瞬时值表达式： （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过7.25秒时，线圈转过的角度为，此时线圈平面与磁场垂直，则产生的感应电动势的值为0；（3）由图示位置转过30角的过程中，通过电阻R的电量： ；（4）电压表的示数 （5）线圈转动一周过程中，外力做的功等于产生的电功率：.18.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别表示前后间隔t0.2s的两个时刻的波形图，图中a点是实线与x轴的交点（1）如果波是向x轴正方向传的，周期是多少？（2）如果波是向x轴负方向传播的，且该波的周期大于0.2s，则a波速是多少?b
22、画出图中a质点的振动位移y随时间t变化的y-t图像，（要求至少画出一个周期内的图像，图像包含必要的基础信息）【答案】(1)；(2)a.2.25m/s，b 【解析】【详解】（1）由波形图可知波长由题意波向x轴正方向传播，可得则波速 （n=0,1,2）周期 （n=0,1,2） （2）a由波形图可知波长，由题意波向x轴负方向传播，可得则波速 （n=0,1,2）周期 （n=0,1,2）因，故波速b.a点的振动图像如图19.一列简谐横波，在t0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为20cmP、Q两点的坐标分别为1m和5m，波由右向左传播已知t05s时，P点第一次出现波谷试计算：这列波的传播速度多大；从t0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波谷当Q点第二次出现波峰时，P点通过的路程为多少【答案】（1）10m/s （2）0.9s （3）180cm【解析】【详解】由图可知，波长为：，质点的起振方向竖直向上又：解得： 由波速公式；当波峰传到Q点时，需要1.5T，Q再经四分之三周期第一次到达波谷，则有：；从波从P点传到Q点再到Q点第二次出现波峰的总时间为： 则P通过的路程为：