福建省三明市2019-2020学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2021-04-22 类型：期末考试

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一、单选题

1. 约里奥·居里夫妇发现人工放射性同位素的核反应方程为： $_{2}^{4} He +_{13}^{27} Al \to_{15}^{m} X +_{n}^{1} Y$ ，以下判断正确的是（）

A、 $m = 31$ ， $n = 1$ B、 $m = 31$ ， $n = 0$ C、 $m = 30$ ， $n = 1$ D、 $m = 30$ ， $n = 0$

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2. 如图所示，今年两会期间，新华社首次推出了“5G+全息异地同屏访谈”。这是世界上新闻媒体首次应用5G和全息成像技术。5G（传输速率10Gbps以上、频率范围3300~5000MHz）相比于4G（传输速率100Mbps~1Gbps、频率范围1880~2635MHz），以下说法正确的是（）

A、5G信号波动性更显著 B、4G和5G信号都是纵波 C、5G信号传输速率是4G的10倍以上 D、5G信号在真空中的传播速度更快

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3. 如图所示，一轻质弹簧一端固定在墙上，另一端拴连置于光滑地面上的木块A．质量为 $m$ 的子弹以速度 $v_{0}$ 沿水平方向射入木块A后留在木块内，现将子弹、木块、弹簧视为一系统，则从子弹开始射向木块到弹簧压缩至最短的过程中（）

A、动量守恒，机械能守恒 B、动量不守恒，机械能不守恒 C、动量不守恒，机械能守恒 D、动量守恒，机械能不守恒

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4. 某同学为了验证断电自感现象，采用如图所示的电路。闭合开关S，两个完全相同的小灯泡均发光，切断开关，仅观察到小灯泡 $L_{2}$ 逐渐熄灭现象。你认为小灯泡 $L_{2}$ 未闪亮的可能原因是（）

A、电源的内阻较大 B、滑动变阻器R电阻偏大 C、线圈的自感系数较小 D、线圈电阻偏大

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5. 如图甲所示，一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动，以竖直向上为正方向，弹簧振子的振动图像如图乙所示，则弹簧振子（）

A、频率为 $2.0 Hz$ B、振幅为0.4m C、0~0.5s内，动能逐渐减小 D、 $t = 0.5 s$ 与 $t = 1.5 s$ 时，振子的位移相同

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6. 下图中涉及不同的物理知识，说法正确的是（）

A、甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量 B、乙图中，卢瑟福基于α粒子散射实验结果，提出原子核的结构模型 C、丙图中，原来有100个氡核，经过两个半衰期，还剩下25个氡核 D、丁图中，链式反应属于重核的裂变，氢弹是需人工控制实现裂变的

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7. 如图，用粗细均匀的铜导线制成半径为 $r$ 、电阻为 $2 R$ 的圆环， $P Q$ 为圆环的直径，在 $P Q$ 的左右两侧存在垂直圆环平面磁感应强度大小均为 $B$ ，方向相反的匀强磁场。一根长为 $2 r$ 、电阻为 $R$ 的金属棒 $M N$ 绕着圆心O以角速度 $ω$ 顺时针匀速转动，与圆环始终保持接触，则金属棒 $M N$ （）

A、两端的电压大小为 $\frac{1}{3} B r^{2} ω$ B、电流大小 $\frac{B ω r^{2}}{2 R}$ C、转动一周的过程中，电流方向不变 D、转动一周的过程中，N端电势始终高于M端

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8. 如图所示，用频率为 $v$ 的光照射阴极K，发生光电效应，现加上反向电压U（即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在 $K A$ 之间就形成了使光电子减速的电场），逐渐增大U，光电流会逐渐减小，当光电流恰好减小到零，此时的电压为遏止电压。若逸出功为W，遏止电压为 $U_{C}$ ，电子的电荷量为e，普朗克常量为h，则（）

A、改用频率小于 $ν$ 的光照射一定不能发生光电效应 B、光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C、光电子的最大初动能 $E_{k} = e U_{c}$ D、遏止电压 $U_{c}$ 等于 $U_{c} = \frac{h v}{e} - W$

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9. 如图所示为远距离输电的原理图，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U。若由于用户的负载发生变化，使电压表V₂的示数减小了 $Δ U$ ，则下列判断正确的是（）

A、电压表V₁的示数减小了 $Δ U$ B、输电线上损失的功率增大了 $\frac{{(n \cdot Δ U)}^{2}}{R}$ C、电流表 A₁的示数增大了 $\frac{Δ U}{R}$ D、电流表A₂的示数增大了 $\frac{n^{2} \cdot Δ U}{R}$

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10. “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。当探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，因引力作用改变了速度。如图所示，设行星运动的速度为u，探测器的初速度大小为 $v_{0}$ ，探测器在远离行星后速度大小分别为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ 。探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可类比两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞。那么下列判断中正确的是（）

A、 $v_{1} = v_{0}$ B、 $v_{1} > v_{0}$ C、 $v_{2} = v_{0}$ D、 $v_{2} > v_{0}$

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二、多选题

11. 氢原子能级示意图如图所示，光子能量在 $1.63 eV ~ 3.10 eV$ 的光为可见光。氢原子在能级跃迁的过程（）

A、氢原子从高能级向 $n = 2$ 能级跃迁时，辐射出可见光 B、处于基态的氢原子能吸收能量为 $12.5 eV$ 的光子跃迁到激发态 C、处于 $n = 3$ 能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光并发生电离 D、一群氢原子从 $n = 4$ 能级跃迁到低能级时，能辐射出6种不同频率的可见光

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12. 第二届进博会展出了一种乒乓球陪练机器人，如图所示。若乒乓球被机器人以原速率斜向上击回，在空中运动一段时间后落到台面上，忽略空气阻力和乒乓球的旋转，下列说法正确的是（）

A、击球过程合外力对乒乓球做功为零 B、击球过程合外力对乒乓球的冲量为零 C、乒乓球运动至最高点时，动量为零 D、乒乓球下落过程中，在相等时间内动量变化相同

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13. 如图所示，图甲为一列简谐横波在 $t = 2 s$ 时的波形图，P是平衡位置为 $x = 2 cm$ 的质点，图乙为这列波中平衡位置为 $x = 0.5 cm$ 处质点的振动图像，则（）

A、该简谐横波沿x轴的负方向传播 B、 $t = 3 s$ 时， $x = 3 m$ 处的质点的振幅为零 C、 $t = 5 s$ 时，质点P恰好回到平衡位置 D、从 $t = 4 s$ 至 $t = 6 s$ 这段时间内，质点P向y轴负方向运动

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14. 如图，方向竖直向下、大小为0.2T的匀强磁场中，有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨 $M N$ 、 $P Q$ ，其间距为0.4m。质量均为0.2kg的两光滑导体棒 $a b$ 、 $c d$ 垂直导轨放置， $t = 0$ 时，棒 $a b$ 以初速度 $v_{0} = 10 m/s$ 向右滑动，此后运动过程中，两导体棒始终与导轨接触良好且未能相碰，忽略金属棒中感应电流产生的磁场，g取 $10 {m/s}^{2}$ ，则（）

A、 $a b$ 棒刚开始运动时，回路中电流方向沿 $a - b - d - c - a$ B、 $a b$ 、 $c d$ 棒最终都以 $5 m/s$ 的速度向右匀速运动 C、在两棒运动的整个过程中， $c d$ 棒中产生的焦耳热为5J D、在两棒运动的整个过程中，通过金属棒 $c d$ 的电荷量为 $12.5 C$

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三、实验题

15. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。

(1)、以下合理的是_____（填选项前的字母）

A、选用长度为1m左右的细线与小钢球 B、选用长度为30cm左右的细线与小塑料球 C、测量悬点到小球顶点的距离即为摆长 D、当摆球经过最低点时启动秒表计时

(2)、实验时，测得单摆摆线长为 $l$ ，小球的直径为d，完成n次全振动所用的时间为 $t$ ，则重力加速度 $g =$ （用 $l$ 、n、d、t表示）。

(3)、甲同学根据实验数据做出周期的平方（ $T^{2}$ ）与摆长（L）关系的图像，如图甲所示，图像是一条过原点的倾斜直线，斜率为k。由此可知重力加速度 $g =$ 。

(4)、如图乙所示，乙同学用细线和小铁锁制成一个单摆，由于无法确定铁锁的重心位置，只测出摆线长 $l$ ，实验得到的 $T^{2} - l$ 图线应为（填“a”、“b”或“c”），测出的重力加速度g与真实值相比（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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16. 某实验小组做“验证动量守恒定律”的实验，分别设计了两种实验装置。

(1)、用游标卡尺测量小球的直径如图甲所示，其读数为mm。

(2)、如图乙所示，斜槽末端水平。现将质量为 $m_{1}$ 、半径为 $r_{1}$ 的入射小球从斜槽某一位置由静止释放，落到水平地面上的P点。再在槽口末端放置一个质量为 $m_{2}$ ，半径为 $r_{2}$ 的小球，入射小球仍从原位置释放，两球发生正碰后落地，落地点是M、N，已知槽口末端在白纸上的竖直投影为O点，为减小实验误差，则 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 、 $r_{1}$ 和 $r_{2}$ 的大小应满足________。

A、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$ B、 $m_{1} < m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$ C、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} > r_{2}$ D、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} < r_{2}$

(3)、若采用图乙所示装置进行实验，根据小球的落点情况，则球 $m_{1}$ 和 $m_{2}$ 球碰后瞬间动量之比 $P_{1} ： P_{2} =$ （用 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $O M$ 、 $O N$ 表示）。

(4)、若采用图丙所示的实验装置，用竖直放置的木板及白纸、复写纸（图中未标出）记录两小球碰撞落点的位置，实验中记下了O、A、B、C四个位置（如图所示），若在实验误差允许的范围内，满足关系式（用 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 、 $O A$ 、 $O B$ 、 $O C$ 表示），则说明碰撞中动量守恒。

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四、解答题

17. 如图所示，一面积为 $0.1 m^{2}$ 的方形线圈 $a b c d$ 共50匝，电阻忽略不计，线圈在磁感应强度为 $B = \frac{1}{π} T$ 的匀强磁场中以 $ω = 20 π rad/s$ 的角速度绕垂直于磁场的轴 $O O^{'}$ 匀速转动，外接电阻 $R = 20 Ω$ ，求：

(1)、线圈中感应电流的最大值；

(2)、若从图示位置开始计时，写出线圈中感应电流的瞬时表达式；

(3)、电阻R消耗的功率。

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18. 如图所示，一列在x轴上传播的简谐横波，实线表示 $t_{1} = 0$ 时刻的波形图，虚线是这列波在 $t_{2} = 0.1 s$ 时刻的波形图。

(1)、求该波的波长；

(2)、若 $t_{1} = 0$ 时刻， $x = 1 m$ 处的质点P向y轴正方向振动，且 $T > 0.1 s$ ，求这列波的波速；

(3)、若 $t_{2} - t_{1} > T$ ，且波速为 $45 m/s$ ，则波向哪个方向传播？并写出P质点的振动方程。

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19. 超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。如图甲所示，质量均为15kg的两辆手推车沿同一直线静置于水平地面上，人在0.2s内将第一辆车水平推出使其沿直线运动，此后两车的 $v - t$ 图像如乙图所示。若两辆车运动时受到地面的阻力恒为车所受重力的k倍，并一次成功嵌套，忽略空气阻力与碰撞时间，重力加速度取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、碰撞前瞬间第一辆车的速度大小；

(2)、碰撞过程中两车损失的机械能；

(3)、人给第一辆车水平冲量的大小。

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20. 如图所示，光滑水平导轨与光滑斜面底端平滑绝缘连接，两导轨关于中心线 $O O^{'}$ 对称，其中边长为L的正方形区域 $a b b^{'} a^{'}$ 内有竖直向下的匀强磁场I，磁感应强度大小 $B_{1}$ ，长为 $2 L$ 、宽为 $\frac{3}{4} L$ 的长方形区域 $d e e^{'} d^{'}$ 内有竖直向上的匀强磁场II。质量为m的金属杆P置于斜面上，质量为 $2 m$ 的金属杆Q置于 $b b^{'}$ 和 $d d^{'}$ 之间的适当位置，P杆由静止释放后，第一次穿过磁场I，之后与杆发生弹性碰撞，碰后两杆向相反方向运动，并各自始终匀速穿过两侧的磁场，两杆在运动过程中始终与中心线 $O O^{'}$ 垂直。已知两杆单位长度的电阻均为 $r$ ，P杆能再次滑上斜面的最大高度为h，重力加速度为g，导轨电阻不计。求：

(1)、第一次穿过磁场I的过程中，通过P杆的电荷量大小q；

(2)、磁场II的磁感应强度大小 $B_{2}$ ；

(3)、P杆最初释放时的高度。

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