浙江省台州市2020-2021学年高二下学期物理期末质量评估试卷

试卷更新日期：2021-08-20 类型：期末考试

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一、单选题

1. 用比值法定义物理量是物理学中很重要的思想方法，下列哪个式子是用比值法定义的矢量表达式（　　）

A、 $E = \frac{F}{q}$ B、 $φ = \frac{E_{p}}{d}$ C、 $I = \frac{U}{R}$ D、 $C = \frac{Q}{U}$

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2. 关于物理学研究方法及物理学家所作贡献的叙述正确的是（　　）

A、欧姆发现欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系 B、法拉第首先提出了电场线的概念，运用了理想化模型的方法 C、点电荷的概念突出了带电体的电荷量而忽略了带电体的质量，运用了理想化模型的方法 D、楞次在分析了许多实验事实后得出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

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3. 2020年11月13日，中国首艘万米深潜器“奋斗者号”深潜至地球最深处的马里亚纳海沟，科研人员通过光缆、卫星，借助激光、无线电波等来传输信号，实现即时通讯和电视直播。下列说法正确的是（　　）

A、无线电波是横波，激光是纵波 B、无线电波在海水中无法传播，只能借助光缆来传输信号 C、电视直播过程中发射和接收的无线电波是可以通过 $L C$ 振荡电路产生的 D、激光是偏振光，只有在其振动方向与偏振片的透振方向平行时才能通过偏振片

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4. 如图所示， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 分别是不同的单色光通过相同的双缝或单缝形成的干涉或衍射图样，分析各图样的特点，可以得出的正确结论是（　　）

A、 $a$ 、 $b$ 是光的衍射图样， $c$ 、d是光的干涉图样 B、形成 $a$ 图样光的光子能量比形成 $b$ 图样光的光子能量小 C、形成 $c$ 图样光的光子动量比形成 $d$ 图样光的光子动量大 D、形成 $d$ 图样的光在同一种玻璃介质中传播的速度比形成 $c$ 图样的光大

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5. 图甲所示是一种静电除尘装置，其原理简图如图乙所示，在板状收集器A与线状电离器 $B$ 间加恒定高压，让废气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出，其中一带负电的尘埃微粒沿图乙中虚线向收集器A运动， $P$ 、 $Q$ 是运动轨迹上的两点，不计微粒重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运动过程中的电荷量变化。下列分析错误的是（　　）

A、 $P$ 点电势比 $Q$ 点低 B、微粒在 $P$ 点速度比 $Q$ 点大 C、微粒在 $P$ 点具有的电势能比 $Q$ 点大 D、仅减小收集器A与电离器 $B$ 间的距离，除尘效果将提高

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6. 如图所示，一个水平放置的矩形线圈 $a b c d$ ，在细长水平条形磁铁的 $N$ 极附近竖直下落，由位置A经位置 $B$ 到位置 $C$ 。磁铁中心平面与位置 $B$ 在同一水平面，位置A和 $C$ 都很靠近 $B$ ，则在A至 $C$ 的下落过程中（　　）

A、磁铁对水平面的压力小于磁铁的重力 B、位置 $B$ 处矩形线圈 $a b c d$ 中的总磁通量为零 C、位置 $B$ 处矩形线圈 $a b c d$ 中的感应电流为零 D、线圈中的感应电流方向始终为 $a \to b \to c \to d \to a$

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7. 如图所示，水上飞行器是一种盛行的游乐设施，它利用喷水装置产生的反冲动力，让人在水上腾空而起，使人和飞行器上升后静止在空中。假设整个运动过程中，飞行器始终竖直向下喷水，不计喷出的水的重力影响，下列说法正确的是（　　）

A、喷出的水量越多，则喷出的水对飞行器的作用力越大 B、上升过程中，喷出的水对飞行器的冲量大于飞行器对喷出的水的冲量 C、上升过程中，喷出的水对飞行器的平均作用力大于人和飞行器的总重力 D、静止在空中时，喷出的水的动量变化率大小等于人和飞行器的总重力大小

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8. 如图甲所示为一列简谐横波在 $0.1 s$ 时的波形图， $P$ 、 $Q$ 是传播路线上相距 $3 m$ 的两个质点，图乙是 $Q$ 处质点的振动图像，则（　　）

A、该波沿 $x$ 轴负方向传播 B、 $0.15 s$ 时，质点 $P$ 沿 $y$ 轴负方向运动 C、从 $0.1 s$ 到 $0.2 s$ 时间内质点 $Q$ 沿 $x$ 轴移动 $20 cm$ D、从 $0.1 s$ 开始再经过 $0.56 s$ 的过程中， $P$ 点将两次达到波峰

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9. 如图所示，两束相同的平行单色光 $a$ 、 $b$ 照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别射到 $P Q$ 和 $N Q$ 界面上，玻璃砖对单色光的折射率为 $n$ ，则（　　）

A、若 $n > 2$ 时，折射光 $d$ 能发生全反射 B、若 $n > 2$ 时，折射光 $c$ 能发生全反射 C、若 $n < \sqrt{2}$ 时，折射光 $d$ 能发生全反射 D、若 $n < \sqrt{2}$ 时，折射光 $c$ 能发生全反射

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10. 如图所示为研究光电效应规律的电路，用相同频率的单色光分别照射用锌和银制作的光电管 $K$ 极板表面，都能发生光电效应，下列判断正确的是（　　）

A、光电管中加的是正向电压 B、两次实验的饱和光电流一定不同 C、两次实验中光电子的初动能一定不同 D、断开电源，电压表和电流表中都有电流通过

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11. 赛力斯华为智选 $SF 5$ 电动 $SUV$ 拥有两台电动机，在日常城市驾驶纯电动模式下可以行驶180公里。如图所示，为汽车的蓄电池、电流表、车灯、电动机连接的简化电路，汽车蓄电池电动势为 $12.5 V$ ，内阻为 $0.05 Ω$ 。闭合 $S_{1}$ ，车灯接通后，电动机未起动，电流表示数为 $10 A$ ；再闭合 $S_{2}$ ，电动机启动的瞬间，电流表示数为 $50 A$ ，假设电灯的电阻不变，不计电流表内阻，则（　　）

A、闭合 $S_{1}$ 电动机未启动时，车灯的功率为 $125 W$ B、电动机启动瞬间，车灯两端的电压为 $12.0 V$ C、电动机启动瞬间，车灯的功率减少了 $36.7 W$ D、电动机启动瞬间，电动机消耗的功率为 $500 W$

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12. 手机无线充电日趋流行，其感应线圈可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈，将此变压器接成如图乙所示电路，线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 10 ： 1$ ，接入“ $20 V$ ， $5 W$ ”的灯泡，当 $a$ 、 $b$ 两端加电压 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t V$ 的交变流电时，灯泡正常工作，不考虑电压表和电流表对电路的影响，则（　　）

A、电流表的示数为 $2.5 A$ B、 $t = 0$ 时刻，电压表示数为 $20 V$ C、 $a b$ 两端的输入功率为 $5.0 W$ D、在 $R_{L}$ 两端并上一个相同的灯泡，电压表的示数不变

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13. 如图所示，半径为 $R$ 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 $B$ 。在磁场边界上的 $M$ 点放置一个放射源，能在纸面内以速率 $v$ 向各个方向发射大量的同种粒子，粒子的电荷量为 $q$ 、质量为 $m$ （不计粒子的重力），所有粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长度为 $\frac{π R}{3}$ 。下列说法正确的是（　　）

A、粒子进入磁场时的速率为 $v = \frac{q B R}{m}$ B、所有粒子中在磁场中运动的最长时间是 $t = \frac{π m}{q B}$ C、若粒子入射速率为 $\sqrt{3} v$ 时，有粒子射出的边界弧长变为 $\frac{2 π R}{3}$ D、将磁感应强度大小改为 $\frac{B}{2}$ 时，有粒子射出的边界弧长变为 $\frac{2 π R}{3}$

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二、多选题

14. 关于下列四幅图的说法，正确的是（　　）

A、甲图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应释放能量的 B、乙图为 $α$ 粒子散射实验示意图，卢瑟福据此实验估算出原子核半径的数量级 C、丙图为放射源放出的三种射线在磁场中的运动轨迹，射线2的穿透本领最强，射线3为 $α$ 射线 D、丁图中太阳光谱中的暗线是当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素吸收自身特征谱线的光而形成的

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15. 2021年3月23日，在三星堆遗址考古工作中，研究员对新发现的“祭祀坑”中碳屑样本使用 ${}_{6}^{14}C$ 年代检测法进行了分析。已知 ${}_{6}^{14}C$ 会发生 $β$ 衰变，其半衰期为5730年，衰变方程为 ${}_{6}^{14}C \to {}_{7}^{14}N + {}_{- 1}^{0}e$ 。下列说法正确的是（　　）

A、 ${}_{6}^{14}C$ 核的质量大于 ${}_{7}^{14}N$ 核的质量 B、衰变前后总能量守恒，质量数守恒 C、地球的气候变化会影响 ${}_{6}^{14}C$ 的半衰期 D、100个 ${}_{6}^{14}C$ 核经过5730年后还剩余50个

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16. 如图所示是玻尔氢原子能级图，一群处于 $n = 4$ 激发态的氢原子会自发地或受光照后发生跃迁，下列说法正确的是（　　）

A、这群氢原子自发跃迁时最多可发出三种不同频率的光子 B、这群氢原子跃迁到较低能级后，其核外电子的动能增大、电势能减小 C、若用 $0.31 eV$ 的光子照射，可使这群处于 $n = 4$ 激发态的氢原子发生电离 D、已知金属钾的逸出功为 $2.25 eV$ ，从 $n = 4$ 能级跃迁到 $n = 2$ 能级释放的光子能使金属钾产生光电效应现象

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17. 下列说法正确的是（）

A、在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，将摆球从平衡位置拉开15°释放，在摆球经过平衡位置的同时开始计时 B、在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中，可以使用多用电表来测量电压 C、在“探究碰撞中的不变量”的实验时，斜槽末端的切线必须水平，目的是为了使两球碰撞时动能无损失 D、在“测定玻璃的折射率”实验中，为了减小实验误差，应该改变入射角的大小多次测量数据

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三、实验题

18.

(1)、在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，李华同学在图甲的1、2两个位分别放置狭缝1和狭缝2，他在安装狭缝时应依次选用乙图中的（填“A和B”或“B和A”）

(2)、李华在调节装置获得清晰干涉条纹的操作正确的是（_______）

A、先调节光源高度，观察到光束沿遮光筒的轴线传播后再装上测量头 B、观察到条纹比较模糊，可以调节拨杆进行调整 C、测量某亮条纹间距时，目镜分划板中心刻度线应与亮条纹边缘对齐

(3)、实验中，李华调节分划板的中心刻度线位置，使其对准某一条亮条纹，记下读数 $x_{1}$ ，转动手轮使分划线向右移动到另一条亮条纹的位置，如图丙所示，记下读数 $x_{2} =$ $mm$ ，算出两次读数之差 $a = x_{2} - x_{1} = 4.80 mm$ 。已知双缝间距为 $d = 0.20 mm$ ，双缝到屏距离为 $L = 0.50 m$ ，对应光波的波长在区间 $5.0 \times 10^{- 7} m ~ 7.0 \times 10^{- 7} m$ 范围内，该光的波长入 $λ =$ $m$ 。

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19. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供给实验小组除有一标“ $3.8 V$ ， $1 W$ ”的小灯泡、导线和开关外，还有：
A．直流电源 $E ： 6 V$ （内阻不计）

B．直流电流表 $A_{1} ： 0 ~ 300 mA$ （内阻约为 $0.5 Ω$ ）

C．直流电流表 $A_{2} ： 0 ~ 150 mA$ （内阻约为 $1 Ω$ ）

D．直流电压表 $V ： 0 ~ 6 V$ （内阻约为 $7 kΩ$ ）

E．滑动变阻器 $R_{1} ： 0 ~ 10 Ω$

F．滑动变阻器 $R_{2} ： 0 ~ 100 Ω$

(1)、在准确测量前先用多用电表粗测小灯泡的电阻大约是___________。

A、 $2 Ω$ B、 $10 Ω$ C、 $15 Ω$

(2)、要较精确测量数据，直流电流表应选用，滑动变阻器应选用（填仪器名称前的字母序号）。

(3)、选择上述（2）中滑动变阻器的目的是___________。

A、使小灯泡能获得较大的工作电压 B、能从零开始连续调节小灯泡的电压 C、使电路连接和测量操作简便

(4)、请你用笔画线代替导线为该实验小组连接好图甲中未完成电路的连接。

(5)、通过移动滑动变阻器的滑片，记下了多组电压表和电流表的读数，绘制成了如图乙所示的 $U - I$ 图线，现实验小组将相同的两个标有“ $3.8 V$ ， $1 W$ ”的灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 接到如图丙所示的电路中，若电源电动势为 $6 V$ （内阻不计），定值电阻 $R = 20 Ω$ ，此时每个灯泡的实际功率是 $W$ 。（结果保留两位有效数字）

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四、解答题

20. 台球运动是一项普及性很高的运动，如图乙所示，在一次台球击球中，以母球 $a$ 所在处为原点 $O$ 建立 $O x$ 坐标轴， $O x$ 轴与水平球台面重合，在 $x = 1.5 m$ 处是足够高的竖直挡壁，挡壁与 $x$ 轴垂直。开始时，子球 $b$ 静止在 $x = 0.5 m$ 处，某时刻将母球 $a$ 沿 $x$ 轴正向以 $v_{0} = 3.0 m/s$ 击出与 $b$ 球碰撞。已知 $a$ 、 $b$ 两球的质量均为 $m = 0.15 kg$ 且视为质点，两球与台面的阻力是球重的0.10倍，两球的碰撞为弹性正碰，球与挡壁碰撞的过程中将损失三分之一的动能，两球始终不离开台球桌面且所有碰撞时间极短。求：

(1)、第一次两球相碰前 $a$ 球的速度大小 $v_{a}$ ；

(2)、第一次两球碰撞过程中 $b$ 球的动量变化量大小 $Δ p$ ；

(3)、 $b$ 球与挡壁碰撞过程中给挡壁的冲量 $I$ 。（计算结果保留两位有效数字）

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21. 如图甲所示，我国歼-15舰载机已能在“辽宁号”和“山东号”航空母舰上着舰，它的阻拦系统原理是，飞机着舰时，通过阻拦索对舰载机施加作用力，使舰载机在甲板上短距离滑行后停止。新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术，基本原理如图乙所示：在航母甲板上装有两相互平行间距为 $L$ 的水平金属导轨 $M N$ 和 $P Q$ ， $M P$ 间接一阻值为 $R$ 的电阻，一根质量为 $m$ 、长度为 $L$ 的金属棒 $a b$ 垂直搁置在两导轨之间，金属棒与导轨接触良好，电阻值也为 $R$ ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为 $B$ 。着舰时，质量为 $M (M ≫ m)$ 的舰载机以 $v_{0}$ 的速度着落，通过绳索钩住轨道上的金属棒，同时关闭动力系统，舰载机和金属棒一起减速滑行，经过时间 $t$ 后停下。已知舰载机减速运动时的阻力是其重力的 $μ$ 倍，绳索与金属棒绝缘，不考虑绳索的长度变化。求：

(1)、舰载机与金属棒一起运动的最大感应电流 $I_{m}$ 和此时金属棒两端的电势差 $U_{a b}$ ；

(2)、着舰后舰载机在甲板上运动的最大距离 $x_{m}$ ；

(3)、整个过程中电阻 $R$ 上消耗的电能 $Q_{R}$ 。

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22. 东方超环是我国研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置，此装置需要利用“剩余离子偏转系统”将带电粒子从混合粒子束中剥离出来。如图所示是一种剩余离子电偏转系统的原理简图，在两平行极板间加上恒定电压，让混合粒子束经过电场偏转，若粒子打在极板上将全部被极板吸收。紧靠平行金属板的右侧有一竖直边界，边界右侧区域中有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度为 $L_{1} = 0.40 m$ 。整个装置置于真空环境中，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用，忽略带电粒子运动对电场磁场的影响和极板的边缘效应。已知带正电粒子进入电场的速度 $v_{0} = 1.0 \times 10^{6} m/s$ ，比荷为 $\frac{q}{m} = 1.0 \times 10^{8} C/kg$ ，两极板的长为 $L = 1.0 m$ ，间距为 $d = 0.5 m$ 。求：

(1)、要使正电粒子都能被极板吸收，两极板加的电压至少多大。

(2)、在电压不变的条件下，将下极板下移 $Δ d = \frac{1}{6} m$ 。为使所有从电场中射出的正电粒子均能回到电场，求磁感应强度 $B$ 的大小需满足的条件。

(3)、在（2）的条件下可利用右侧竖直放置的电荷收集板在磁场中平移来吸收粒子，若磁场的磁感应强度 $B = 0.1 T$ ，当粒子碰到收集板左侧或右侧时会立即被吸收，要使所有正电粒子都能被收集，对应的收集板至少多长。

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