1、云南省保山市智源中学2020-2021学年高二物理上学期第二次段考试题（含解析）第卷（选择题，共48分）一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题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）。1. 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是（ ）A. 当磁通量为零时，感应电动势也为零B. 当磁通量减小时，感应电动势也减小C. 当磁通量等于0.5m时，感应电动势等于0.5EmD. 角速度等于Em/m
2、【答案】D【解析】【详解】A当磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，A错误BC磁通量变化率的大小决定感应电动势大小，与磁通量变化无关，BC错误；D最大感应电动势为，最大磁通量，所以解得：D正确2. 我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是 ( )A. 玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B. 爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应现象C. 德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念D. 普朗克大胆地把光的波粒二象性
3、推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性【答案】B【解析】普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故C错误；德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误；故选B.3. 如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠下列说法正确的是（ )A. 这群氢原子
4、能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C. 能发生光电效应的光有三种D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV【答案】D【解析】【详解】这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级的能级差最小，故所发出的光的频率最小，故波长最长，选项A正确；这群氢原子在辐射光子的过程中，整个原子的能量减小，电子的轨道半径减小，电子绕核运动的动能变大，电势能减小，故选项B错误；从n=3到低能态的跃迁中，能级差大于2.49eV的跃迁有32和31的跃迁，故能发生光电效应的
5、光有两种，选项C错误；因为从31的跃迁辐射光子的能量最大，其值为12.09eV，故金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是12.09eV -2.49 eV =9.60eV，选项D正确；故选AD.4. 一物体从某高处由静止下落，设所受空气阻力恒定，当它下落h时动量大小为p1，下落2h时的动量大小为p2，那么p1p2应为( )A. 11B. 1C. 12D. 14【答案】B【解析】由题意，物体下落的加速度a恒定，即物体向下做匀加速直线运动，由得：，再由p=mv求得，故B正确，ACD错误；故选B5. 如图所示电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是（ ）A. 当开关S
6、闭合时，A灯先亮，B灯后亮B. 当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮C. 当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭D. 当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变【答案】C【解析】【详解】当开关S闭合时，电路中的电流增加，由于线圈的自感作用，将产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；电路稳定后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，B灯两端所加电压增加而变得更亮，故C正确，ABD错误。6. 一质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平力F作用下，经时间t，通过位移L后，动量变为p、动能变为Ek.若上述过程F不变，物体的质量变为，以下说法正确的是()A.
7、经过时间2t，物体动量变为2pB. 经过位移2L，物体动量变为2pC. 经过时间2t，物体动能变为4EkD. 经过位移2L，物体动能变为4Ek【答案】A【解析】【详解】A以初速度方向为正方向，根据动量定理，有Ft=p当时间变为2t后，动量变为2p，故A正确；C根据动量变为2倍，质量减半，故动能变为8Ek，故C错误；D经过位移2L，根据动能定理，有FL=Ek故位移变为2倍后，动能变为2Ek，故D错误；B根据动能变为2倍，质量减半，所以动量不变，故B错误故选A。7. 如图所示是某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置，在电梯折厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线园，这样可以在电梯突然
8、坠落时减小对人员的伤害，关于该装置，下列说法正确的是A. 当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B. 当电梯坠落至水久磁铁在图示位置时，闭合线图A、B中的电流方向相反C. 当电梯坠落至水久磁铁在图示位置时，只有闭合线图A在阻碍电梯下落D. 当电梯坠落至水久磁铁在图示位置时，只有闭合线图B在阻碍电梯下落【答案】B【解析】【分析】带有磁铁的电梯在穿过闭合线圈的过程中，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，由此分析即可；【详解】A、若电梯突然坠落，将线圈闭合时，线圈内的磁感应强度发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍磁铁的相对运动，可起到应
9、急避险作用，但不能阻止磁铁的运动，故A错误；B、当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知A与B中感应电流方向相反，故B正确；CD、结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落；故CD错误；故选B8. 某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率之间的关系如图所示已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是（）A. 入射光的频率小于也可能发生光电效应现象B. 该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C. 若用频率是的
10、光照射该金属，则遏止电压为D. 遏止电压与入射光的频率无关【答案】C【解析】【详解】由图像可知金属极限频率为0，入射光的频率必须要大于0才能发生光电效应现象，选项A错误；金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；若用频率是20的光照射该金属，则光电子的最大初动能为，则遏止电压为，选项C正确；遏止电压与入射光的频率有关，入射光的频率越大，则最大初动能越大，遏制电压越大，选项D错误9. 物块A以3m/s的初速度在光滑水平面上运动，与静止的物块B发生弹性正碰。已知物块A、B的质量分别是2kg和1kg，则碰后物块A、B的速度大小v1、v2为（）A. v1=1m/sB. v1=2m/sC. v2=4m
11、/sD. v2=2m/s【答案】AC【解析】【详解】物块A、B发生弹性正碰，故由动量守恒定律及能量守恒定律有联立两式，代入数据解得及（不合理舍去）故把代入，对应求得所以选项BD错误，AC正确；故选AC。10. 关于原子核式结构理论说法正确的是（ ）A. 是通过发现电子现象得出来的B. 原子的中心有个核，叫作原子核C. 原子的正电荷均匀分布在整个原子中D. 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外旋转【答案】BD【解析】【详解】A.原子核式结构模型是在粒子的散射实验结果的基础上提出的，A错误；BC.原子中绝大部分是空的，带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围，称为原子
12、核，B正确，C错误；D.原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，带负电的电子在核外旋转，D正确11. 如图所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5:1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上瞬时值表达式为u=110sin100t(V)的交变电压，则A. 电压表的示数为22VB. 电压表的示数为22VC. 在滑片P向上移动的过程中，电流表A1的示数变大D. 在滑片P向上移动的过程中，理想变压器的输入功率变小【答案】BD【解析】【分析】根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论.【详解】A、B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电
13、压的最大值为，所以副线圈的电压的最大值为，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22V；故A错误，B正确.C、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，电路的总电阻减大，由于电压是由变压器决定的，输出的电压不变，所以电流表A1的示数变小，故C错误；D、在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，滑动变阻器的阻值变大，由可知，理想变压器的输出的功率变小，所以输入功率也要变小；故D正确.故选BD.【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.12. 如图所示，电阻不计的导轨OPQS固定，其中PQS
14、是半径为r的半园弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心OM是长为r的可绕O转动的金属杆，其电阻为R、M端与导轨接触良好空间存在与平面垂直且向里的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度的大小为B，现使OM从OQ位置起以角速度逆时针匀速转到OS位置则该过程中A. 产生的感应电流大小恒定，方向为 OPQMOB. 通过OM的电荷量为C. 回路中的感应电动势大小为Br2D. 金属杆OM发热功率为【答案】AB【解析】【详解】A项：由导体棒绕其端点在磁场中转动时产生的电动势为：，所以产生的电动势恒定，电流恒定，由于磁场方向垂直纸面向里，由右手定则可知电流的方向为OPQMO，故A正确；B项：由公式，故B正确；C项：由A分
15、析可知，故C错误；D项：由闭合电路欧姆定律得：发热功率为：故D错误故应选：AB第卷（非选择题，共52分）二、实验题（本题共2小题，共14分）13. 小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如下图甲所示。已知普朗克常量(1)图甲中电极A为光电管的_（填“阴极”或“阳极”）(2)实验中测得铷的遏止电压与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率_Hz，逸出功_J。(3)如果实验中入射光频率，则产生的光电子的最大初动能_J。【答案】 (1). 阳极 (2). 5.141014（5.121014-5.181014） (3). 3.1410-19（3.3910-19-3.4310
16、-19） (4). 1.2310-19（1.2110-19-1.2510-19）【解析】【详解】（1）1 由光电管的结构知， A为阳极。（2）2 图像中横轴的截距表示截止频率。3 逸出功 。（3）4由爱因斯坦的光电效应方程14. 利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小或很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大，应选图_（选填“甲”或“乙”）图中的装置，若要求碰撞时动能损失最小，则应选图_（选填“甲”或“乙”）图中的装置。（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）(2)若通过实验已验证碰撞前、后系统的动量守恒，某同
17、学再进行以下实验。某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在080 cm范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x10 cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的_时刻，A、B两滑块的质量比mA：mB_。【答案】 (1). 乙 (2). 甲 (3). 2.5T (4). 1：3【解析】【详解】(1)12若要求碰撞时动能损失最大，则需两滑块碰撞后结合在一起，故应选乙图中的装置；若要求碰撞时动能损失最
18、小，则应使两滑块发生弹性碰撞，即选甲图中的装置。(2)34第1次闪光时，滑块A恰好位于x10 cm处，由图丙可知，第二次闪光时A在x30 cm处，第三次闪光时A在x50 cm处，碰撞发生在x60 cm处。分析知从第三次闪光到发生碰撞所需的时间为，则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻。设碰前A的速度为v，则碰后A的速度为，B的速度为，根据动量守恒定律可得mAvmAmB解得即mA：mB1：3三、计算题（本题共4小题，共38分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位）15. A、B两球沿同一条直线运动，如图所示的x-t图象记录
19、了它们碰撞前后的运动情况，其中a、b分别为A、B两球碰撞前的x-t图象，c为碰撞后它们的x-t图象。若A球质量为1 kg，求(1)B球质量；(2)因碰撞而损失的机械能。【答案】(1)kg；(2)5J【解析】【详解】(1)由图象可知，碰撞前A、B两球都做匀速直线运动va=m/s=-3m/svb=m/s=2 m/碰撞后二者合在一起做匀速直线运动vc=m/s=-1 m/s碰撞过程中动量守恒，则有解得mB=kg(2)根据能量守恒可得解得16. 如图甲中水平放置U形光滑金属导轨NMPQ，MN接有开关S，导轨宽度为L，其电阻不计。在左侧边长为L的正方形区域存在方向竖直向上磁场B，其变化规律如图乙所示；中间
20、一段没有磁场，右侧一段区域存在方向竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B0，在该段导轨之间放有质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab。若在图乙所示的时刻关闭开关S，在这一瞬间求： (1)金属棒ab中的电流大小及方向；(2)金属棒ab的加速度大小及方向。【答案】(1)，方向为由b流向a；(2)，方向水平向右【解析】【详解】(1)根据楞次定律可得金属棒ab中的电流方向为由b流向a，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为所以金属棒ab中的电流大小为(2)电流方向为由b流向a，根据左手定则可得ab棒所受安培力方向水平向右。金属棒ab所受的安培力大小为根据牛顿第二定律可得，金属棒ab的加速度大小为17.
21、如图所示，半径为R的竖直光滑半圆轨道bc与水平光滑轨道ab在b点连接，开始时可视为质点的物体A和B静止在ab上，A、B之间压缩有一处于锁定状态的轻弹簧(弹簧与A，B不连接)某时刻解除锁定，在弹力作用下A向左运动，B向右运动，B沿轨道经过c点后水平抛出，落点p与b点间距离为2R.已知A质量为2m，B质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，求：(1)B经c点抛出时速度的大小？ (2)B经b时速度的大小？(3)锁定状态的弹簧具有的弹性势能？【答案】(1) (2) (3) 3.75mgR【解析】【详解】(1)B平抛运动过程竖直方向有2Rgt2，水平方向：2Rvct，解得：vc.(2)B从b到c，由机械
22、能守恒定律得 解得：vb(3)设完全弹开后，A的速度为va，弹簧回复原长过程中A与B组成系统动量守恒，2mvamvb0，解得：vavb，由能量守恒定律，得弹簧弹性势能： 解得：Ep3.75mgR.18. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L0.2m，左端接有阻值R0.3的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B1.0T。一根质量m0.2kg、电阻r0.1的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移x9m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外
23、力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h0.8m处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数0.1，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g10m/s2。求：(1)金属棒运动的最大速率v；(2)金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；(3)金属棒在磁场区域运动过程中，电阻R上产生的焦耳热。【答案】(1)4m/s；(2)1m/s2；(3)1.5J【解析】【详解】(1)金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律得解得(2)金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得，解得F0.6N 金属棒速度为时，设回路中的电流为I，根据牛顿第二定律得，解得：a1m/s2(3)设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系则电阻R上的焦耳热解得：QR1.5J
