重庆市万州二中2019-2020高二物理4月开学考试试题（Word版带答案）

万州二中高二物理入学考试题 一．单项选择题（每题 4 分，共 32 分） 1、氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢 原子需要吸收的能量至少是(　　) A．13.60 eV B．10.20 eV C．0.54 eV D．27.20 eV 2、2017 年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在 100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．“大连光源”因其光子的能 量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处 于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能 够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量 h＝6.6×10 －34 J·s，真空光速 c＝3×108 m/s)(　　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 3、如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止 频率分别为ν1 和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为 S，间距为 d.锌板与灵敏静电计相连，锌 板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设 光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量 Q 正比于(　　) A. d S(ν1－ν) B. d S(ν1－ν2) C. S d(ν－ν1 νν1 ) D. S d(ν－ν1) 4、关于布朗运动，下列说法正确的是(　　) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．布朗运动就是悬浮微粒的固体分子的无规则运动 C．气体分子的运动是布朗运动 D．液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显 5、如图所示，一开口向下导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸 没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为 h，下列情况中能使细绳拉力增 大的是(　　) A．大气压强增加 B．环境温度升高 C．向水银槽内注入水银 D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移 6、如图所示，一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆块 A 的上表面是水平的， 下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为 M，不计圆块与容器内壁之间 的摩擦，若大气压强为 p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强 p 为 (　　)A．p0＋ Mgcos θ S 　　　　 B. p0 cos θ＋ Mg Scos θ C．p0＋ Mgcos2 θ S D．p0＋ Mg S 7、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为 a，总电阻为 R(指剪开拉直时两端的电阻)， 磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点 A 连接的长度为 2a、电阻为 R 2的 导体棒 AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为 v，则这时导体棒 AB 两端的电压大小为(　　) A. Bav 3 B. Bav 6 C. 2Bav 3 D．Bav 8、如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管 P 和塑料管 Q 竖直放置．小磁块先后在两管中从 相同高度处由静止释放，并落至底部．则小磁块(　　) A．在 P 和 Q 中都做自由落体运动 B．在两个下落过程中的机械能都守恒 C．在 P 中的下落时间比在 Q 中的长 D．落至底部时在 P 中的速度比在 Q 中的大 二．多项选择题（每题 4 分，共 24 分，多选错选不得分，漏选但无 错选得 2 分） 9、如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起 分别放在图中的 A、B、C、D 四个位置时观察到的现象，下列说法中正确的是(　　) A．放在 A 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．放在 B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比 A 位 置时稍少些 C．放在 C、D 位置时，屏上观察不到闪光 D．放在 D 位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 10、原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列 判断正确的有(　　) A.42He 核的结合能约为 14 MeV B.42He 核比 63Li 核更稳定 C.两个 21H 核结合成 42He 核时释放能量 D.23592 U 核中核子的平均结合能比 8936Kr 核中的大 11、若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态 下水蒸气的密度，NA 表示阿伏加德罗常数，m、v 分别表示每个水分子的质量和体积，下面 关系正确的是(　　) A．NA＝ ρV m B．ρ＝ μ NAv C．ρ＜ μ NAv D．m＝ μ NA 12、一定质量的理想气体经历如图 2 所示的一系列过程，AB、BC、CD、DA这四段过程在 p－T 图象中都是直线，其中 CA 的延长线通过坐标原点 O，下列说法正确的是 (　　) A．A→B 的过程中，气体对外界放热，内能不变 B．B→C 的过程中，单位体积内的气体分子数减少 C．C→D 的过程中，气体对外界做功，分子的平均动能减小 D．C→D 过程与 A→B 过程相比较，两过程中气体与外界交换的热量相同 13、1824 年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置， 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实 验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也 随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是(　　) A．圆盘上产生了感应电动势 B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了 变化 D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 14、如图 6 所示，矩形线框 abcd 处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与线框平面 垂直，线框 ab 长为 2L，bc 长为 L，MN 为垂直于 ab 并可在 ab 和 cd 上自由滑动的金属杆， 且杆与 ab 和 cd 接触良好，abcd 和 MN 上单位长度的电阻皆为 r.让 MN 从 ad 处开始以速度 v 向右匀速滑动，设 MN 与 ad 之间的距离为 x(0≤x≤2L)，则在整个过程中(　　) A．当 x＝0 时，MN 中电流最小 B．当 x＝L 时，MN 中电流最小 C．MN 中电流的最小值为 2Bv 5r D．MN 中电流的最大值为 6Bv 11r 三、计算题。本大题包括4小题，共44分。解答应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案，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。 15、（8 分）如图 5 所示，在外力的作用下，导体杆OC 可绕 O 轴沿半径为 r 的光滑的半圆形 框架在匀强磁场中以角速度 ω 匀速转动，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，A、O 间接有电阻 R，杆和框架电阻不计，则所施外力的功率为多少？16、（10 分）如图 9，一质量为m，边长为 h 的正方形金属线框 abcd 自某一高度由静止下落， 依次经过两匀强磁场区域，且金属线框 bc 边的初始位置离磁场 B1 的上边界的高度为 h 4，两 磁场的磁感应强度分别为 B1 和 B2，且 B1＝2B0，B2＝B0(B0 已知)，两磁场的间距为 H(H 未知， 但 H＞h)，线框进入磁场 B1 时，恰好做匀速运动，速度为 v1(v1 已知)，从磁场 B1 中穿出后 又以 v2 匀速通过宽度也为 h 的磁场 B2。 图 9 (1)求 v1 与 v2 的比值； (2)写出 H 与 h 的关系式； (3)若地面离磁场 B2 的下边界的高度为 h，求金属线框下落到地面所产生的热量。(用 m、h、 g 表示) 17、（12 分）一热气球体积为 V，内部充有温度为 Ta 的热空气，气球外冷空气的温度为 Tb. 已知空气在 1 个大气压、温度为 T0 时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都为 1 个大气 压，重力加速度大小为 g. (1)求该热气球所受浮力的大小； (2)求该热气球内空气所受的重力； (3)设充气前热气球的质量为 m0，求充气后它还能托起的最大质量． 18．（14 分）如图 8(a)所示，间距 L＝0.5 m 的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置，轨道 平面倾角 θ＝30°.导轨底端接有阻值 R＝0.8 Ω 的电阻，导轨间有Ⅰ、Ⅱ两个矩形区域， 其长边都与导轨垂直，两区域的宽度均为 d2＝0.4 m，两区域间的距离 d1＝0.4 m，Ⅰ区域内 有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小 B0＝1 T，Ⅱ区域内的磁感应强度 B 随时 间 t 变化如图(b)所示，规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向．t＝0 时刻， 把导体棒 MN 无初速度地放在区域Ⅰ下边界上．己知导体棒的质量 m＝0.1kg，导体棒始终与 导轨垂直并接触良好，且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中，导体棒和导轨电阻不计，取重力加速度 g＝10 m/s2.求： (1)0.1 s 内导体棒 MN 所受的安培力； (2)t＝0.5 s 时回路中的电动势和流过 导体棒 MN 的电流方向； (3)0.5 s 时导体棒 MN 的加速度大小． 万州二中高二物理入学考试题答案 1、解析：选 A.要使氢原子变成氢离子，使氢原子由基态向高能级跃迁，需要吸收的能量大 于等于ΔE＝En－E1＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV. 2、解析：选 B.由 E＝hν，ν＝ c λ，可得 E＝h c λ＝6.6×10－34× 3 × 108 1 × 10－7 J≈2×10－18 J， 数量级为 10－18，所以选项 B 正确． 3、解析：选 D.现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应 的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应 方程知，光电子的最大初动能 Ekm＝hν－hν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为 零．根据动能定理有 eU＝Ekm＝hν－hν1.平行板电容器的电容 C∝ S d，而 Q＝CU，所以 Q∝ S d (ν－ν1)，故 D 正确． 4、解析：选 D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动 的表现，A、B 错误．气体分子的运动不是布朗运动，C 错误．布朗运动的剧烈程度与液体的 温度以及颗粒的大小有关，液体中的悬浮微粒越大，布朗运动就越不明显，D 正确． 5、解析：选 A.根据题意，设玻璃管内的封闭气体的压强为 p，玻璃管质量为 m，对玻璃管 受力分析，由平衡条件可得：T＋pS＝mg＋p0S.解得：T＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg，即绳 的拉力等于管的重力和管中高出液面部分水银的重力．选项 A 中，大气压强增加时，水银柱 上移，h 增大，所以拉力 T 增加，A 正确；选项 B 中，环境温度升高，封闭气体压强增加， 水银柱高度 h 减小，故拉力 T 减小，B 错误；选项 C 中，向水银槽内注入水银，封闭气体的 压强增大，平衡时水银柱高度 h 减小，故拉力减小，C 错误；(选项 D 中，略微增加细绳长 度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体的体积减小、压强增大，平衡时水银柱高度 h 减小，故细绳拉力 T 减小)这个解释有问题，故 D 错误． 6、解析：选 D.对圆块进行受力分析：重力 Mg，大气压的作用力 p0S，封闭气体对它的作用 力 pS cos θ，容器侧壁的作用力 F1 和 F2，如图所示．由于不需要求出侧 壁的作用力，所以只考虑竖直方向合力为零，就可以求被封闭的气体压强．圆块在竖直方向上受力平衡，故 p0S＋Mg＝( pS cos θ)cos θ，即 p＝p0＋ Mg S ，D 正确． 7、解析：选 A.摆到竖直位置时，导体棒 AB 切割磁感线的瞬时感应电动势 E＝B·2a·(1 2v ) ＝Bav.由闭合电路欧姆定律得 UAB＝ E R 2＋ R 4 · R 4＝ 1 3Bav，故选项 A 正确． 8、解析：选 C.小磁块从铜管 P 中下落时，P 中的磁通量发生变化，P 中产生感应电流，给 小磁块一个向上的磁场力，阻碍小磁块向下运动，因此小磁块在 P 中不是做自由落体运动， 而塑料管 Q 中不会产生电磁感应现象，因此 Q 中小磁块做自由落体运动，A 项错误；P 中的 小磁块受到的磁场力对小磁块做负功，机械能不守恒，B 项错误；由于在 P 中小磁块下落的 加速度小于 g，而 Q 中小磁块做自由落体运动，因此从静止开始下落相同高度，在 P 中下落 的时间比在 Q 中下落的时间长，C 项正确；根据动能定理可知，落到底部时在 P 中的速度比 在 Q 中的速度小，D 项错误． 9、解析　 根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向前进，少数α粒子发生较大偏转， A、B、D 正确． 答案　ABD 10、解析：选 BC.本题考查原子核的相关知识．由图象可知，42He 的比结合能约为 7MeV，其 结合能应为 28MeV，故 A 错误．比结合能较大的核较稳定，故 B 正确．比结合能较小的核结 合成比结合能较大的核时释放能量，故 C 正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知 D 错 误． 11、解析：选 ACD.由于μ＝ρV，则 NA＝ μ m ＝ ρV m ，变形得 m＝ μ NA，故 A、D 正确；由于分子 之间有空隙，所以 NAv＜V，水蒸气的密度为ρ＝ μ V ＜ μ NAv，故 C 正确，B 错误． 12、答案　AB 解析　A→B 的过程中，气体温度不变，则内能不变，压强变大，体积减小，则外界对气体 做功，由 ΔU＝W＋Q 可知气体对外界放热，选项 A 正确； B→C 的过程中，气体的压强不变，温度升高，体积变大，则单位体积内的气体分子数减少， 选项 B 正确； C→D 的过程中，温度不变，压强减小，体积变大，则气体对外界做功，分子的平均动能不 变，选项 C 错误； C→D 过程与 A→B 过程相比较，内能都不变，气体与外界交换的热量等于做功的大小，由于 做功不同，故两过程中气体与外界交换的热量不同，选项 D 错误； D→A 过程与 B→C 过程相比较，内能变化相同，D→A 过程外界对气体做功 W1＝pAD(VD－VA)， 又 VA TA＝ VD TD， 则 W1＝ pAD(TD－TA)VA TA ， 同理 B→C 过程，气体对外做功 W2＝ pBC(TC－TB)VC TC ， 因 TD－TA＝TC－TB，VA＝VC， pAD TA ＝ pBC TC ， 则 W1＝W2，根据热力学第一定律，两过程中气体与外界交换的热量相同， 13、解析：选 AB.A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电 动势，选项 A 正确； B．如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时， 穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次 定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆 盘一起转动，但略有滞后，选项 B 正确； C．在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项 C 错误； D．圆盘在小磁针产生的磁场中转动发生电磁感应，形成涡流，作用于小磁针，使小磁 针转动，所以选项 D 错误． 14、答案　BCD 解析　MN 产生感应电动势为 BLv，MN 中电流 I＝ E R总＝ BLv Lr＋ L＋2x5L－2xr 6L ＝ 6BL2v －4x－L2r＋15L2r，当 x＝0，或 x＝2L 时，MN 中电流最大，MN 中电流的最大值为 Imax＝ 6Bv 11r，当 x＝L 时，MN 中电流最小，MN 中电流的最小值为 Imin＝ 2Bv 5r ，故 B、C、D 正确，A 错 误 15、解析　因为 OC 是匀速转动的，根据能量守恒可得， P 外＝P 电＝ E2 R ， 又因为 E＝Br· ωr 2 ， 联立解得 P 外＝ B2ω2r4 4R 。 16、解析　(1)金属线框分别进入磁场 B1 和 B2 后，做匀速运动，由平衡条件有 BIh＝mg① 又金属线框切割磁感线，则 I＝ Bhv R ② 联立①②得 v＝ mgR B2h2 所以 v1 v2＝ B B＝ 1 4。③ (2)金属线框进入磁场 B1 前和离开磁场 B1 后到进入磁场 B2 前，都是做只在重力作用下的运 动，由运动学公式有 v21＝2g· h 4④ v22－v21＝2g(H－h)⑤ 联立③④⑤得 H＝ 19h 4 。⑥ (3)产生的热量等于克服安培力做功，Q＝BIh·4h⑦ 联立①⑦得 Q＝4mgh。 答案　(1)1∶4　(2)H＝ 19h 4 　(3)4mgh 17、解析：(1)设 1 个大气压下质量为 m 的空气在温度为 T0 时的体积为 V0，密度为ρ0＝ m V0 ① 在温度为 T 时的体积为 VT，密度为ρT＝ m VT ② 由盖­吕萨克定律得 V0 T0＝ VT T ③ 联立①②③式得 ρT＝ρ0 T0 T ④ 气球所受的浮力为 F＝ρTbgV ⑤ 联立④⑤式得 F＝Vgρ0 T0 Tb ⑥ (2)气球内热空气所受的重力为 G＝ρTaVg ⑦ 联立④⑦式得 G＝Vgρ0 T0 Ta ⑧ (3)设该气球还能托起的最大质量为 m，由力的平衡条件可知 mg＝F－G－m0g ⑨ 联立⑥⑧⑨式可得 m＝Vρ0T0( 1 Tb－ 1 Ta)－m0 ⑩ 答案：(1)Vgρ0 T0 Tb　(2)Vgρ0 T0 Ta (3)Vρ0T0( 1 Tb－ 1 Ta)－m0 18、答案　(1) 0.5 N　(2)0.4 V　N→M　(3)7 m/s2 解析　(1)Δt1＝0.1 s 时间内感应电动势 E1 ＝ΔB1 Δt1 d2L，ΔB1 Δt1 ＝4 T/s，I1＝E1 R 0．1 s 内安培力 F1＝B0I1L，解得 F1＝0.5 N (2)因 F1＝mgsin θ，故导体棒第 0.1 s 内静 止，从 0.1 s 末开始加速，设加速度为 a1： mgsin θ＝ma1，d1＝1 2a1Δt12，v1＝a1Δt1，解 得：Δt1＝0.4 s，v1＝2 m/s t＝0.5 s 时，导体棒刚滑到Ⅱ区域上边界，此时 B2＝0.8 T， 切割磁感线产生的电动势 E2＝B2Lv1＝0.8 V t＝0.5 s 时，因磁场变化而产生的感应电动势 E3＝ΔB2 Δt2 d2L，ΔB2 Δt2 ＝6 T/s，解得 E3＝1.2 V t＝0.5 s 时的总电动势 E＝E3－E2＝0.4 V 导体棒电流方向：N→M(3)设 0.5 s 时导体棒的加速度为 a，有 F＋mgsin θ＝ma，又 I＝E R，F＝B2IL，解得 a＝7 m/s2.