2020年高二物理第二学期期末模拟试卷及答案(五)

2020年高二物理第二学期期末模拟试卷及答案（五）一．单项选择题（每题有且只有一个选项正确，每小题4分，共32分）

1．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al+He→X+n．下列判断正确的是（）

A．n是中子B．n是电子

C．n是质子D．此反应属于核聚变

2．如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（）

A．甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱

B．乙为β射线，它是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流C．丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108m/s

D．以上说法都不对

3．下列叙述中，不符合物理学史实的是（）

A．电子束在晶体上的衍射实验首次证实了德布罗意波的存在B．1905年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象C．玻尔通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型D．关于原子核内部的信息，最早来自贝克勒尔的天然放射现象的发现

4．关于光电效应，下列说法正确的是（）

A．极限频率越大的金属材料逸出功越大

B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

5．用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v1、v2、v3的三条谱线，且v3＞v2＞v1，则（）A．v0＜v1B．v3=v2+v1

C．v0=v1+v2+v3D．=+

6．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．由图可知（）

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向下移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向下移动时，变压器的输出功率增加

7．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边

长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（）

A．穿过回路的磁通量为零，所以回路中没有感应电流

B．回路中感应电动势大小为Blv0

C．回路中有感应电流，且方向为顺时针方向

D．回路中有感应电流，且方向为逆时时针方向

8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度

C．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大

D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度

9．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是（）

A．0～4 s内物体的位移为零

B．4 s末物体的动量为零

C．0～4 s内拉力对物体做功不为零

D．0～4 s内拉力对物体冲量为零

10．如图所示，A、B两物体质量之比m A：m B=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的轻弹簧，地面光滑，但A、B与C之间有摩擦，当弹簧突然释放后至弹簧与A、B分离前，则（）

A．A、B组成系统的动量可能守恒

B．A、B组成系统的动量一定不守恒

C．A、B、C组成系统的动量一定守恒

D．A、B、C组成系统的动量可能不守恒

11．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块．都以大小为v=4m/s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，在以后的运动过程中薄板的速度大小可能为（）

A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s

12．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中（）

A．通过电阻的感应电流的方向由a到b

B．通过电阻的感应电流的方向由b到a

C．线圈与磁铁相互排斥

D．线圈与磁铁相互吸引

三、实验题（第13题2分，第14、15题中每空1分，共12分．）13．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（）

A．B．C．D．

14．天然放射性元素铀U的一个原子核中有个质子，个中子；U要经过次α衰变和次β衰变，最后变成铅

Pb．

15．如图所示为“碰撞中的动量守恒”实验装置示意图．

（1）入射小球1与被碰小球2直径相同，均为d，它们的质量相比较，应是

m1m2．

（2）不放小球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，平抛后落点为．

（3）放上球2，让球1从滑槽的G点由静止滚下，碰撞后分别平抛，球1的落点为．球2的落点为．

（4）看和是否相等，以验证动量守恒．

四、计算题（本题共4小题，40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）

16．如图所示，为交流发电机示意图，匝数为n=100匝矩形线圈，边长分别10cm和20cm，内电阻r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′以轴ω=rad/s角速度匀速转动，线圈和外电阻为R=20Ω相连接，求：

（1）S断开时，电压表示数；

（2）开关S合上时，电压表和电流表示数．

17．质量为m B=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为m A=2kg的物体A，一颗质量为m0=0.01kg的子弹v0=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s，已知A，B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止．求：

①物体A的最大速度v A；

②平板车B的最大速度v B．

18．某发电站，通过升压变压器、输电线和降压变压器，把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率为100kW，输出电压是400V，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：25，输电线上功率损失为4%，用户所需电压为220V，求：

（1）输电线的电阻和降压变压器的匝数比为多少？

（2）若有60kW分配给生产，其余电能用来照明，那么可供40W的电灯多少盏？

19．在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积

S=20cm2．螺线管导线电阻r=1.0Ω，R1=4.0Ω，R2=5.0Ω，C=30μF．在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：

（1）求螺线管中产生的感应电动势；

（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；

（3）S断开后，求流经R2的电量．

参考答案与试题解析

一．单项选择题（每题有且只有一个选项正确，每小题4分，共32分）

1．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al+He→X+n．下列判断正确的是（）

A．n是中子B．n是电子

C．n是质子D．此反应属于核聚变

【考点】裂变反应和聚变反应．

【分析】根据质量数和电荷数守恒可以判断X的原子核组成，同时注意中子和质子的区别．

【解答】解：A、质子带正电，中子不带电，电子带负电，故A正确．B 错误，C错误；

D、根据该核反应的特点可知，该反应为铝箔被α粒子轰击后发生的核反应，属于人工核反应．故D错误．

故选：A

2．如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（）

A．甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱

B．乙为β射线，它是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流C．丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108m/s

D．以上说法都不对

【考点】X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性．

【分析】α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的．

【解答】解：A、甲为α射线，α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，故A错误；

B、乙为β射线，β射线是原子核内的一个中子转化为质子时释放的电子，故B错误；

C、γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，它在真空中的传播速度是3.0×108m/s，故C正确，D错误．

故选：C．

3．下列叙述中，不符合物理学史实的是（）

A．电子束在晶体上的衍射实验首次证实了德布罗意波的存在B．1905年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象C．玻尔通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型D．关于原子核内部的信息，最早来自贝克勒尔的天然放射现象的发

现

【考点】物理学史．

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

【解答】解：A、物质波是德布罗意的猜想，电子束在晶体上的衍射实验首次证实了德布罗意波的存在．故A正确；

B、根据光学发展的历程可知，1905年，爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象．故B正确；

C、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型．故C错误；

D、关于原子核内部的信息，最早来自贝克勒尔的天然放射现象的发现，天然放射现象的发现使人们认识到原子核也有复杂的结构．故D 正确．

本题选择不符合物理学史实的．故选：C

4．关于光电效应，下列说法正确的是（）

A．极限频率越大的金属材料逸出功越大

B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

【考点】光电效应．

【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．

【解答】解：A、逸出功W=hv0，知极限频率越大，逸出功越大，故A正确．

B、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关．故B错误．

C、根据光电效应方程E km=hγ﹣W0知，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不会影响金属的逸出功．故C错误．

D、入射光的光强一定时，频率越高，光子的能量值越大，入射光中的光子的数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故D错误．故选：A．

5．用频率为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为v1、v2、v3的三条谱线，且v3＞v2＞v1，则（）A．v0＜v1B．v3=v2+v1

C．v0=v1+v2+v3D．=+

【考点】氢原子的能级公式和跃迁．

【分析】本题的关键是明确发光的含义是氢原子从高能级向低能级跃迁，根据能级图，有三条光谱线说明原子最高能级在n=3能级，再根据氢原子理论可知，入射光的频率应等于n=3能级时的频率，然后再

根据跃迁公式即可求解．

【解答】解：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁．

n=3能级向n=1能级跃迁时，hv3=E3﹣E1

n=2能级向n=1能级跃迁时，hv2=E2﹣E1

n=3能级向n=2能级跃迁时，hv1=E3﹣E2

将以上三式变形可得hv3=hv2+hv1

解得v3=v2+v1，所以B正确，再根据氢原子理论可知，入射光频率v0=v3，所以AC错误．

故选B．

6．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．由图可知（）

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向下移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向下移动时，变压器的输出功率增加

【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率．

【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．

【解答】A、由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，所以A正确．

B、根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V，所以副线圈的电压的最大值为31V，所以电压的有效值为V=V，所以B错误．

C、原副线圈电流之比等于匝数的反比，故原副线圈的电流之比不变，故C错误．

D、P向下移，R变大，原副线的电流都变小．而电压不变，故功率减小，故D错误；

故选：A．

7．如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，当运动到关于OO′对称的位置时（）

A．穿过回路的磁通量为零，所以回路中没有感应电流

B．回路中感应电动势大小为Blv0

C．回路中有感应电流，且方向为顺时针方向

D．回路中有感应电流，且方向为逆时时针方向

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律．

【分析】根据磁通量的定义，由磁感线的条数可以判断此时磁通量的大小，如图所示时刻，有两根导线切割磁感线，根据右手定则可判断两根导线切割磁感线产生电动势的方向，求出回路中的总电动势；再根据楞次定律分析回路中感应电流的方向．

【解答】解：A、当线圈运动到关于OO′对称的位置时，线圈中左侧磁场垂直线圈向外，右侧磁场垂直线圈向内，而且左右的磁通量大小相等，相互抵消，因此磁通量为零，但此时前后磁通量均在变化，故此时存在感应电动势，故A错误；

B、ab切割磁感线形成电动势b端为正，cd切割形成电动势c端为负，两边产生的感应电动势大小均为E1=2BLv0，因此两个电动势串联，回路中感应电动势为E=2E1=2BLv0，故B错误；

C、由B的分析可知，回路中一定存在感应电流，同时回路中磁通量是向里增大，则根据楞次定律可知，回路中的感应电流方向为逆时针，故C错误，D正确．

故选：D．

8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出

α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度

C．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大

D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度

【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；裂变反应和聚变反应．【分析】半衰期是对大量放射性元素的统计规律，是由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关；同时要明确发生半衰期次数、衰变前总质量、衰变后质量之间的关系．

【解答】解：A、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故A 错误；

BD、半衰期有原子核的种类决定，与物理和化学状态无关，故BD错误；

C、有半数原子核发生衰变所需的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快，故C正确；

故选：C．

9．静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是（）

A．0～4 s内物体的位移为零

B．4 s末物体的动量为零

C．0～4 s内拉力对物体做功不为零

D．0～4 s内拉力对物体冲量为零

【考点】动量定理；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功的计算．【分析】根据物体的受力情况分析物体的运动情况，结合运动学基本公式及做功公式、冲量公式即可求解．

【解答】解：由图象可知物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动，4 s末的速度为零，位移一直增大．

A、物体在4s内先做匀加速后做匀减速运动，4 s末的速度为零，位移一直增大，不为0，故A错误；

B、4s末的速度为零，故动量为零，故B正确；

C、前2s拉力做正功，后2s拉力做负功，且两段时间做功代数和为零，物体的末动能等于0；故C错误；

D、根据I=Ft可知：前4s内I合=2F﹣2F=0，故D正确；

故选：BD

10．如图所示，A、B两物体质量之比m A：m B=3：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的轻弹簧，地面光滑，但A、B与C之间有摩擦，当弹簧突然释放后至弹簧与A、B分离前，则（）

A．A、B组成系统的动量可能守恒

B．A、B组成系统的动量一定不守恒

C．A、B、C组成系统的动量一定守恒

D．A、B、C组成系统的动量可能不守恒

【考点】动量守恒定律；功能关系．

【分析】系统动量守恒的条件是合外力为零，分析物体的受力情况，确定系统的合外力，根据动量守恒的条件即可判断系统的动量是否守恒．

【解答】解：A、当弹簧突然释放后，若A、B所受的滑动摩擦力大小相等，则A、B组成系统合外力为零，系统的动量守恒．若A、B 所受的滑动摩擦力大小不等，则A、B组成系统合外力不为零，系统的动量不守恒．故A正确，B错误；

CD、地面光滑，弹簧释放后，A、B、C组成的系统所受合外力为零，故A、B、C系统动量一定守恒，故C正确，D错误．

故选：AC

11．如图所示，在光滑水平面上，有一质量为M=3kg的薄板和质量

为m=1kg的物块．都以大小为v=4m/s 的初速度朝相反方向运动，它们之间有摩擦，薄板足够长，在以后的运动过程中薄板的速度大小可能为（）

A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s

【考点】动量守恒定律；功能关系．

【分析】M与m组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，根据动量守恒定律求出物块m与薄板M相对静止时的共同速度，即为薄板的最小速度，即可作出判断．

【解答】解：薄板足够长，最终物块相对于薄板会静止，设物块与薄板相对静止时的共同速度为v′．取向右为正方向，根据动量守恒定律得：

（M﹣m）v=（M+m）v′，得，v′=v=×4m/s=2m/s

所以薄板的最小速度为2m/s，则薄板的速度大小可能为2m/s，3m/s，4m/s，不可能为1m/s．故A错误，BCD正确．

故选：BCD

12．如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下．在将磁铁的S极插入线圈的过程中（）

A．通过电阻的感应电流的方向由a到b

B．通过电阻的感应电流的方向由b到a

C．线圈与磁铁相互排斥

D．线圈与磁铁相互吸引

【考点】楞次定律．

【分析】当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向下，所以感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则判断感应电流的方向；根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用．

【解答】解：当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，原磁场方向向上，所以感应磁场方向向下，根据右手螺旋定则，拇指表示感应磁场的方向，四指弯曲的方向表示感应电流的方向，即通过电阻的电流方向为b→a．根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥．

综上所述：线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向为b→a，磁铁与线圈相互排斥，故BC正确，AD错误．

故选：BC．

三、实验题（第13题2分，第14、15题中每空1分，共12分．）13．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，