2021杭州長(zhǎng)征中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷含答案

這是一份2021杭州長(zhǎng)征中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷含答案
高二年級(jí) 物理學(xué)科 試題 命題： 考生須知： 1．本卷滿分100分，考試時(shí)間90分鐘； 2．答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級(jí)、姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)及準(zhǔn)考證號(hào)并填涂相應(yīng)數(shù)字。 3．所有答案必須寫在答題卷上，寫在試卷上無效； 4．考試結(jié)束后，只需上交答題卷。 一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分） 1．第一位通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在的物理學(xué)家是（ ） A．赫茲 B．麥克斯韋 C．法拉第 D．普朗克 2．如圖甲、乙所示的2種明暗相間的條紋分別是甲、乙兩種單色可見光分別通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣（黑色部分表示亮條紋）。則甲光和乙光波長(zhǎng)的大小關(guān)系為（ ） A．甲光大 B．乙光大 C．一樣大 D．無法確定 3．氫原子能級(jí)如圖所示。當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為λ。下列說法正確的是(　 　) A．氫原子從n＝4躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)等于λ B．氫原子從n＝5躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于λ C．氫原子從n＝5躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)小于λ D．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生2種譜線 4．下列說法正確的是（ ） A．比結(jié)合能越大的原子核越不穩(wěn)定 B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度與黑體溫度無關(guān) C．可以通過降低溫度來減小放射性元素的半衰期 D．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型無法解釋原子光譜的分立特征 5．如圖所示，O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)。現(xiàn)將小球拉至A點(diǎn)并在零時(shí)刻由靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間t0，小球第一次到達(dá)左側(cè)最高點(diǎn)C，B點(diǎn)為平衡位置處，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確的是（ ） A．小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)所受合力為零 B．小球在某時(shí)刻t1的動(dòng)能與t1+t0時(shí)刻的動(dòng)能一定相等 C．若僅將該單擺振幅變?yōu)樵瓉淼?，則單擺周期變?yōu)閠0 D．若僅將該小球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，則單擺周期變?yōu)?t0 6．下列四幅圖涉及到不同的物理知識(shí)，圖甲為圓板衍射條紋，圖乙為共振曲線，圖丙為三種射線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，圖丁為核反應(yīng)堆示意圖。關(guān)于這四幅圖，下列說法正確的是（ ） A．圖甲：該衍射條紋可以說明光具有粒子性 B．圖乙：該曲線表明物體做受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率的增大而一直減小 C．圖丙：根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向可知容器上方區(qū)域可能存在垂直紙面向外的磁場(chǎng) D．圖?。烘k棒吸收中子的能力很強(qiáng)，因此可通過調(diào)節(jié)鎘棒的插入深度來控制反應(yīng)速度 7．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示，P、Q為介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)分別位于平衡位置和波峰處，它們的平衡位置分別為x=2m和x=8m。已知波的周期為2s，則（ ） A．這列波的波速為4m/s B．t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) C．t=0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度為零 D．t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度為零 8．置于真空中的半球形玻璃磚的橫截面如圖所示，O為球心，MN為直徑，A、B為半圓弧MAN上的兩點(diǎn)，且A為半圓弧中點(diǎn)，BO與AO的夾角為30°。有一條與MN平行的光線從B點(diǎn)射入玻璃磚后直接經(jīng)過N點(diǎn)，則玻璃磚的折射率為（ ） A． B． C．1.5 D． 9．在浙江省桐廬中學(xué)舉辦的首屆物理周活動(dòng)中，“高樓落蛋”比賽深受同學(xué)們喜愛。某小組同學(xué)將裝有雞蛋的保護(hù)裝置從藝術(shù)樓四樓窗口外側(cè)（離地高12.8m）靜止釋放。已知該裝置與地面的碰撞時(shí)間為0.6s，不計(jì)空氣阻力，在裝置與地面碰撞過程中，雞蛋對(duì)裝置產(chǎn)生的平均作用力大小約為（ ） A．0.2N B．2.0N C．20N D．200N 10．如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端懸掛一個(gè)小球，將小球下拉一定距離后由靜止釋放（并未超過彈簧的彈性限度），小球上下振動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則在連續(xù)兩次經(jīng)過平衡位置的過程中，小球（ ） A．動(dòng)量的變化量為零 B．所受重力做的功不為零 C．所受重力的沖量不為零 D．所受彈簧彈力的沖量為零 11．如圖所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖象，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是(　　) A.Ek1>Ek2 B.單色光1的頻率比單色光2的頻率高 C.增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會(huì)增大 D.單色光1和單色光2的頻率之差為eq \f(Ek1－Ek2,h) 12．如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電。t=0時(shí)開關(guān)S打到b端，已知線圈中的磁場(chǎng)能連續(xù)兩次達(dá)到最大的時(shí)間間隔為0.01s，不考慮振蕩過程中的能量損失，下列說法正確的是（ ） A．電容器兩端電壓與其所帶電荷量成反比 B．電容器兩端電壓最大時(shí)所儲(chǔ)存的電場(chǎng)能最小 C．t=1.005s時(shí)，M點(diǎn)與N點(diǎn)的電勢(shì)相等 D．t=1.00s至t=1.01s內(nèi)，電容器一直放電 13．研究表明，中子（）發(fā)生β衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，同時(shí)放出質(zhì)量可視為零的反中微子。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的中子發(fā)生β衰變，放出的質(zhì)子在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能為Ek。已知中子、質(zhì)子、電子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，元電荷為e，真空中光速為c，則下列說法正確的是（ ） A．質(zhì)子的動(dòng)量大小為 B．中子衰變的核反應(yīng)式為 C．電子和反中微子的總動(dòng)能為(m2+m3–m1)c2 – Ek D．質(zhì)子的圓周運(yùn)動(dòng)可等效成一個(gè)環(huán)形電流，其大小為 二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題2分，共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得2分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分） 14．電磁波在日常生活和現(xiàn)代科技中應(yīng)用十分廣泛。關(guān)于電磁波及其應(yīng)用，下列說法正確的是（ ） A．電磁波既有橫波，也有縱波 B．X射線是比紅外線頻率更高的電磁波 C．頻率越高的電磁波，在真空中傳播的速度越大 D．雷達(dá)是利用電磁波來探測(cè)物體位置的一種設(shè)備 15．如圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x＝2 m 處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(　 ) A．這列波的傳播方向是沿x軸正方向 B．這列波的傳播速度是20 m/s C．經(jīng)過0.15 s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3 m D．經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向 16．如圖所示，ABCD為置于真空中的長(zhǎng)方體玻璃磚的橫截面，E為CD中點(diǎn)。a、b兩平行細(xì)光束以α=45°的入射角分別從P、Q兩點(diǎn)射入玻璃磚，經(jīng)E點(diǎn)反射后分別從P ′、Q ′兩點(diǎn)射出玻璃磚。則下列說法正確的是（ ） A．a(chǎn)光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng) B．a(chǎn)、b光在E點(diǎn)均發(fā)生全反射 C．a(chǎn)光從P傳播到P ′的時(shí)間小于b光從Q傳播到Q ′的時(shí)間 D．若略微增大角α，則a、b光到達(dá)CD邊上的位置均在E點(diǎn)右側(cè) 三、非選擇題（本題共6小題，共55分） 17．（8分）（1）用圖甲所示的裝置做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”和“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，都必須的措施有________（多選）； A．細(xì)線要與長(zhǎng)木板平行 B．鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 C．先接通電源，后釋放小車 D．在不掛鉤碼的情況下，小車能沿木板勻速運(yùn)動(dòng) （2）用圖甲所示的裝置做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，除了圖中所給器材以及交流電源和導(dǎo)線外，在下列器材中，還必須使用的一種器材是________； A．秒表 B．天平（含砝碼） C．刻度尺 （3）用圖甲所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，打出的其中一條紙帶如圖乙所示，已知紙帶上相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小為________m/s。由該紙帶可知，小車的加速度大小為 m/s2（上述兩結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。 18．（5分）用普通小燈泡作為光源完成“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)，首先將實(shí)驗(yàn)儀器按圖甲方式安裝在光具座上。 （1）下列做法中，有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的操作為________； A．將單縫拆下 B．將單縫與雙縫的位置互換 C．增大單縫與雙縫間的距離 D．一次測(cè)出多條亮條紋間的距離，再算出相鄰亮條紋間距 （2）某同學(xué)選用紅色濾光片進(jìn)行測(cè)量，使測(cè)量頭分劃板中心刻線與某一亮條紋A的中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭上的游標(biāo)卡尺如圖乙所示，其讀數(shù)x1= mm。 然后轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與另一亮條紋B的中心對(duì)齊，此時(shí)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為x2（x2>x1），已知條紋A、B間還有4條亮條紋，則相鄰兩亮條紋的間距為 （用x1和x2表示）。 （3）若相鄰兩亮條紋的間距記為Δx，雙縫間距、屏與雙縫間的距離分別記為d和l，則測(cè)量得到的單色光波長(zhǎng)λ＝ （用Δx、d和l表示）。 （4）該同學(xué)僅將紅色濾光片換成紫色濾光片，則在目鏡中觀察到的條紋數(shù)目 （填“增加”、“減少”或“不變”）。 19．（9分）如圖所示，質(zhì)量m=0.1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于粗糙水平桌面的最左端?，F(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向右的恒力F，物塊由靜止出發(fā)水平向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t=1s飛離桌面。此后撤去力F，物塊最終落至水平地面上的P點(diǎn)。已知物塊落地點(diǎn)P與飛出點(diǎn)的水平距離s=0.9 m，桌面高h(yuǎn)=0.45m，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s2，求： （1）物塊離開桌面時(shí)的速度大小v； （2）物塊在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的距離l； （3）物塊在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受恒力F的大小。 20．（12分）如圖所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺(tái)面上的固定彈射器、豎直光滑圓軌道（在最低點(diǎn)A分別與水平粗糙軌道AO和AC相連）、位于水平光滑軌道CD右側(cè)且固定于豎直擋板上的輕彈簧（彈性限度足夠大）組成。游戲開始前，先將質(zhì)量m1=0.02kg的滑塊1靜置于軌道CD上某處。游戲時(shí)質(zhì)量m2=0.06kg的滑塊2從O點(diǎn)彈出，經(jīng)過圓軌道并進(jìn)入水平軌道AC。每一次游戲，滑塊2彈出后就將彈射器移走?；瑝K2全程不脫離軌道且最終停在軌道AC上則視為游戲成功。已知圓軌道半徑r=0.12m，OA長(zhǎng)L1=1m，AC長(zhǎng)L2=0.44m，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩滑塊與OA間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.25，與AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.75，重力加速度g=10m/s2。彈射時(shí)滑塊2從靜止釋放且彈簧的彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為滑塊2動(dòng)能，兩滑塊相碰后會(huì)粘在一起，忽略空氣阻力。 （1）若滑塊2彈出后首次經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)恰好停下，求滑塊2從O點(diǎn)彈出時(shí)的動(dòng)能Ek0； （2）若滑塊2首次進(jìn)入圓軌道后恰好經(jīng)過最高點(diǎn)B，求滑塊2首次經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力，并通過計(jì)算判斷本次游戲是否能成功； （3）要使游戲成功，求彈射器所能釋放的彈性勢(shì)能的最大值Epm。 21.（9分）如圖所示，方向豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的間距為L(zhǎng)且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩長(zhǎng)度均為L(zhǎng)、電阻均為R、質(zhì)量均為m的光滑導(dǎo)體桿ab、cd放在導(dǎo)軌上，相距為d。t=0時(shí)，桿ab以初速度v0向右滑動(dòng)。桿ab運(yùn)動(dòng)過程中，兩桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。 （1）若桿cd固定不動(dòng)，求桿ab運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度a； （2）若桿cd固定不動(dòng)，求兩桿ab、cd之間的最終距離d′； （3）若桿cd不固定，求兩桿ab、cd整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q。 22．（12分）如圖所示，在坐標(biāo)系xOy的第一象限中存在兩個(gè)寬度均為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B且方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ。兩磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界與x軸重合，無上邊界，左、右兩側(cè)邊界相互平行。磁場(chǎng)Ⅰ的左邊界為y軸，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。兩磁場(chǎng)區(qū)域之間存在寬度為x0、場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以某一速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場(chǎng)Ⅰ，粒子在O點(diǎn)的速度方向與x軸正方向成θ=30°角，且粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向恰好沿x軸正方向。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小，x0的大小在粒子從O點(diǎn)射入前可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，不計(jì)粒子重力。 （1）求粒子射入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)的速度大小v0； （2）若粒子無法進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅱ，則x0至少需要多大？ （3）通過調(diào)節(jié)x0的大小使得粒子進(jìn)入第二象限時(shí)的位置與O點(diǎn)相距最遠(yuǎn)，求該最遠(yuǎn)距離ym以及該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間。  高二年級(jí)物理學(xué)科參考答案 一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分） 二、選擇題Ⅱ（本題共3小題，每小題2分，共6分。每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得2分，選對(duì)但不全的得1分，有選錯(cuò)的得0分） 三、非選擇題（本題共6小題，共55分） 17.（8分） （1）AC （2）C （3）0.34；0.39 注：每空2分 18.（5分） （1）D （2）10.38（或10.34、10.36、10.40）； （3） （4）增加 注：每空1分 19.（9分） 解：（1）物塊從桌面飛出后，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知 ……（1分） ……（1分） 解得v=3m/s ……（1分） （2）由 ……（2分） 得l=1.5m ……（1分） （3）物塊在桌面上滑動(dòng)過程， ……（1分） 對(duì)物塊受力分析，由牛頓第二定律得 ……（1分） 解得F=0.8N ……（1分） 20.（12分） 解：（1）滑塊2從O點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得 ……（1分） 解得Ek0=0.15J ……（1分） （2）滑塊2恰好過B點(diǎn)，則在B點(diǎn)有 ……（1分） 滑塊從首次經(jīng)過A點(diǎn)到首次經(jīng)過B點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得 ……（1分） 在A點(diǎn)，由牛頓第二定律得 ……（1分） 聯(lián)立解得NA=3.6N ……（1分） 由牛頓第三定律得，方向：豎直向下 ……（1分） 假設(shè)滑塊2能停在軌道AC上，且未與滑塊1相碰，設(shè)滑塊2在軌道AC上運(yùn)動(dòng)的位移為x。 滑塊2從B點(diǎn)到停下的過程中，由動(dòng)能定理得 ……（1分） 聯(lián)立解得x=0.4m< L2，故本次游戲能成功 ……（1分） （3）要使游戲成功，且彈射器所能釋放的彈性勢(shì)能最大，則要求滑塊1、2恰能到達(dá)圓軌道上與圓心等高處（設(shè)為M點(diǎn)）。設(shè)滑塊2經(jīng)過C的速度大小為v，滑塊1、2碰撞結(jié)束后的速度大小為，兩滑塊從碰撞結(jié)束到M點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理得 ……（1分） 解得 滑塊1、2碰撞過程中，由動(dòng)量守恒定律得 ……（1分） 解得v=4m/s 由能量守恒可知 ……（1分） 21.（9分） 解：（1）根據(jù)題意得t=0時(shí)刻桿的加速度最大 ……（1分） ……（1分） 聯(lián)立解得 ……（1分） （2）整個(gè)過程中，對(duì)ab桿，由動(dòng)量定理得 ……（1分） ……（1分） ……（1分） 則ab、cd兩桿的最終距離 ……（1分） （3）ab、cd桿穩(wěn)定后速度相同，整個(gè)電路不再有感應(yīng)電流，即不再產(chǎn)生焦耳熱，整個(gè)過程中，以ab、cd為系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律得 ……（1分） 即穩(wěn)定時(shí)，兩桿速度均為 根據(jù)能量守恒定律得 ……（1分） 22.（12分） 解：（1）由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的半徑為， ……（1分） 由牛頓第二定律得， ……（1分） 所以 ……（1分） （2）若粒子到達(dá)磁場(chǎng)Ⅱ左邊界時(shí)速度恰好為零，則粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中，由動(dòng)能定理得 ……（2分） 解得x0=2d ……（1分） （3）當(dāng)粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中的運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)Ⅱ右邊界相切時(shí)，粒子進(jìn)入第二象限時(shí)的位置與O點(diǎn)距離最大。 ……（1分） 在此情況下，由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的半徑為， ……（1分） 因此， ……（1分） 由得，粒子在磁場(chǎng)Ⅱ中的速度 ……（1分） 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過程中，有 ……（1分） 所以 ……（1分） 題號(hào)12345678答案ABBDBDAD題號(hào)910111213答案BCDCD題號(hào)141516答案BDABACD