河南省大联考2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-06-15 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图所示，a、b为两条平行长直导线，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

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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 $A B C$ 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 $A B$ 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

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3. 某放射性元素X的原子核发生了 $β$ 衰变，产生了新的元素Y原子核，同时放出 $γ$ 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 $β$ 射线，表明X原子核内有 $β$ 粒子 D、 $γ$ 光子来自X原子核

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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 $n = 3$ 能级，再从 $n = 3$ 回到 $n = 1$ 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 $1.51 eV$ B、大量氢原子从 $n = 3$ 跃迁到 $n = 1$ 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 $1.89 eV$ D、氢原子从 $n = 3$ 跃迁到 $n = 1$ 能级，氢原子的能量减小，电势能增大

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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、1W B、2W C、3W D、4W

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二、多选题

6. 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

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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 $1.2 U$ 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 $\frac{U^{2}}{4 r}$ ，则下列判断正确的是（　　）

A、电路中的电流为 $\frac{U}{r}$ B、直流电源的内阻为 $0.4 r$ C、直流电源的效率约为83.3% D、直流电源的输出功率为 $\frac{U^{2}}{2 r}$

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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 $a b c d$ 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 $a b$ 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、 $a b$ 边进入磁场时的速度大小为 $\frac{I_{0} R}{B L}$ C、线框进入磁场过程中 $a b$ 边的最大电压为 $\frac{3}{4} I_{0} R$ D、线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量为 $2 I_{0} t_{0}$

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9. 关于气体、液体和固体，下列说法正确的是（）

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

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10. 对分子动理论及热力学定律的理解，下列说法正确的是_______________。

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程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大

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11. 关于光的波动性、电磁波及相对论，下列说法正确的是____________。

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 $\frac{1}{4}$

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12. 一列简谐横波沿x轴传播， $t = 0$ 时刻的波形如图所示，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 $x = 2 m$ 和 $x = 6 m$ 处，从 $t = 0$ 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（　　）

A、波沿x轴正方向传播 B、 $t = 0$ 时刻，质点a沿y轴负方向振动 C、波传播的速度大小为 $4 m/s$ 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

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三、填空题

13. 某同学用如图1所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 $P^{'}$ ，使电压表的示数为零。

(1)、用频率为 $ν$ （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 $P^{'}$ ，测得多组电压表和对应的电流表的示数U、I，作出 $I - U$ 图像如图2所示，由图像2可知光电子的最大初动能为 $eV$ 。

(3)、改变照射光的频率，使照射光的频率增加了 $2.4 \times 10^{14} Hz$ ，再次实验，作出的 $I - U$ 图像如图3所示，已知电子的电量为 $1.6 \times 10^{- 19} C$ ，由此求得普朗克常量 $h =$ $J \cdot s$ （结果保留2位有效数字）。

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四、实验题

14. 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，他从实验室中选取了合适的器材：电池组（电动势3V，内阻约 $1 Ω$ ）、电流表（量程0.6A，内阻约 $0.1 Ω$ ）、电压表（量程3V，内阻约 $3 kΩ$ ）、滑动变阻器R（ $0 ~ 20 Ω$ ，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 $I =$ A；电压表的示数 $U =$ V，根据这组数据求得金属丝的电阻 $R =$ $Ω$ （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”）。

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五、解答题

15. ${}_{92}^{232}U$ 发生 $α$ 衰变时，其衰变方程为： ${}_{92}^{232}U \to {}_{90}^{228}T h + {}_{2}^{4}H e + 5.5 MeV$ ，光在真空中的传播速度为 $c = 3 \times 10^{8} m/s$ ， $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，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 ${}_{92}^{232}U$ 开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为 $α$ 粒子和钍核的动能，则放出的 $α$ 粒子的动能是多少（单位用 $MeV$ 表示，保留2位有效数字）；

(3)、若静止的铀核 ${}_{92}^{232}U$ 处在匀强磁场中，释放的 $α$ 粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则 $α$ 粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少。

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16. 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 $a b$ 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。 $t = t_{0}$ 时刻，金属棒刚好要滑动。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)、 $0 ~ t_{0}$ 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。

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17. 如图所示，在直角坐标系的第一象限内，在 $y = d$ 和x轴之间有沿x轴正方向的匀强电场；在 $y = d$ 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 $v_{0}$ 射入电场，粒子经电场偏转从坐标为 $(\frac{1}{2} d ， d)$ 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。

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18. 一定质量的理想气体，经历从 $a \to b \to c \to a$ 的状态变化过程，其 $p - V$ 图像如图所示， $T_{a} = 250 K$ ，从 $a \to b$ 过程气体对外界做功为100J。

(1)、气体在状态b、c时的温度分别为多少；

(2)、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。

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19. 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 $h = 4 cm$ ，底部水平水银柱长为 $L = 10 cm$ ，环境温度为300K，大气压强为 $76 cmHg$ 。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：

(1)、图1中左管中封闭气柱的长度为多少；

(2)、若在图1状态下，通过升温，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）。

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20. 如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，实线为 $t = 0$ 时刻的波形，虚线为 $t = 0.5 s$ 时刻的波形。在 $t = 0$ 时刻到 $t = 0.5 s$ 时刻这段时间内，平衡位置在 $x = 8 m$ 处的质点P共有两次到达波峰，求：

(1)、若波沿x轴正向传播，波的传播速度为多少；若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为多少；

(2)、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）。

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21. 如图所示， $A B C$ 为等腰三棱镜， $∠ A = ∠ B = 30 °$ ， $A C$ 边长为L，一束单色光从 $A C$ 面上D点斜射入棱镜，入射光线与 $A B$ 面平行，三棱镜对光的折射率为 $\sqrt{3}$ ，不考虑光线在 $B C$ 面的反射。

(1)、判断光线在 $A B$ 面上能否发生全反射；

(2)、求光在三棱镜中传播的时间。

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