福建省莆田市 2016-2017 学年高二物理下学期期中试题（普通班）

福建省莆田市 2016-2017 学年高二物理下学期期中试题（普通班）

福建省莆田市 2016-2017 学年高二物理下学期期中试题（普通班） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分.请将第Ⅰ 卷的正确答案填涂在答题卡上，第Ⅱ卷按要求作答在答题卷上. 第Ⅰ卷（选择题 42 分） 一、选择题（本题共 14 小题 42 分，第 1--9 题只有一个选项符合要求，每小题 3 分；第 10--14 题有多个选项符合要求，全部选对的得 3 分，选对但不全的得 1 分，有错选的得 0 分，请把 答案涂在答题卡上。） 1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。 以下符合物理发展史实的是( ) A．汤姆逊通过对天然放射性现象的研究发现了电子 B．玻尔进行了 粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型 C．约里奥.居里夫妇用 粒子轰击金属铍并发现了中子 D．卢瑟福用 粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在 2．2011 年 3 月 11 日，日本东海岸发生 9.0 级地震，地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核 电站的冷却系统，最终导致福岛第一核电站的 6 座核反应堆不同程度损坏，向空气中泄漏大 量碘 131、铯 137、钡等放射性物质，这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4 月 4 日， 日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水，引起周边国家的指责．有效防治核污染， 合理、安全利用核能成为当今全世界关注的焦点和热点．下列说法中正确的是( ) A．福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电的 B．铯、碘、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损 C．铯 137 进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线具有很强的电离能力，能穿透几厘 米厚的铅板 D．铯 137 进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统，其半衰期是 30.17 年，如果将铯 137 的温度降低到 0 度以下，可以延缓其衰变速度 3.将质量相等的三只小球 A、B、C 从离地同一高度以大小相同的初速度分别上抛、下抛、平 抛出去，空气阻力不计，那么有关三球动量和冲量的情况是 ( ) A．三球刚着地时的动量均相同 B．三球刚着地时的动量均不相同 C．三球从抛出到落地时间内，受重力冲量最大的是 A 球，最小的是 B 球 D．三球从抛出到落地时间内，动量的变化量均相同 4.如图,质量为 M 的小船在静止水面上以速率 v0 向右匀速行驶,一质量为 m 的救生员站在船尾, 相对小船静止.若救生员以相对水面速率 v 水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为 （ ） A. 0 mv vM  B. 0 mv vM  C. 0 0( )mv v vM   D. 0 0( )mv v vM   5.两球 A、B 在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA=1kg、mB=2kg、vA=6m/s、vB=2m/s．当 球 A 追上球 B 并发生碰撞后，两球 A、B 速度的可能值是（ ） A．vA′=5m/s，vB′=2.5m/s B．vA′=2m/s，vB′=4m/s C．vA′=-4m/s，vB′=7m/s D．vA′=-2m/s，vB′=4m/s、 6．如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，电阻不计，绕 OO′轴在水平方向的磁感 应强度为 B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑 环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻 R0 和滑动变阻器 R，下列判断正确的是（ ） A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 e＝NBSωsin ωt B．矩形线圈从图示位置经过 π 2ω 时间内，通过电流表 A1 的电荷量为 0 C．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表 A1 和 A2 示数都变小 D．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中,电压表 V1 示数不变,V2 和 V3 的示数都变小 7．下图为远距离 高压输电的示意图.关于远距离输 电,下列表述不正确的是（ ） A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小 D.高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好 8．居民楼的楼道里，夜里只是偶尔有人经过，电灯如果总是亮着会造成很大浪费。科研人员 利用“光敏”材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料 制成“声控开关”，当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关 配合使用，下列电路符合要求的是（ ） 9．如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光 谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是（ ） 10.如图所示，A、B 是两盏完全相同的白炽灯，L 是自感系数极大但直流电阻不计的电感线圈， 如果最初 S1 是接通的， S2 是断开的。那么，可能出现的情况是： ( ) A．刚接通 S2 时，A 灯立即亮，而 B 灯迟延一段时间才亮 B．刚接通 S2 时，线圈 L 中的电流不为零 220v × 声控 光控 A 220v ×声控 光控 B 220v× 声控 光控 C 220v × 声控光控 D C．接通 S2 以后，A 灯变亮，B 灯逐渐变暗最后熄灭 D．断开 S2 时，A 灯立即熄灭，B 灯先亮一下然后熄灭 11.如图所示，虚线矩形 abcd 为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金 属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形 闭合金属线框的四个可能到达的位置, 则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位 置是( )． 12.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为 2.5eV 的光照射到光电管上时，电 流表 G 的读数为 0.2mA。 移动变阻器的触点 c，当电压表的示数大 于或等于 0.7V 时，电流表读数为 0，则（ ） A．光电管阴极的逸出功为 1.8eV B．电键 k 断开后，没有电流流过电流表 G C．光电子的最大初动能为 0.7eV D．改用能量为 1.5eV 的光子照射，电流表 G 也有电流，但电流较小 13.如图所示，abcd 为水平放置的平行“ ”形光滑金属导轨，导 轨间距为 l，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。金属杆 放置在导轨上，与导轨的接触点为 M、N，并与导轨成θ角。金属杆以ω 的角速度绕 N 点由图 示位置匀速转动到与导轨 ab 垂直，转动过程金属杆与导轨始终良好接触，金属杆单位长度的 电阻为 r。则在金属杆转动过程中（ ） A．M、N 两点电势相等 B．金属杆中感应电流的方向是由 M 流向 N C．电路中感应电流的大小始终为 2 Bl r  D．电路中通过的电量为 2 tan Bl r  14.在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨 PQ、MN，相距为 L，导轨处于磁 感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为 m 的金属棒 a、b， 先将 a 棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块 c 连接，连接 a 棒的细线平行于导 轨，由静止释放 c，此后某时刻，将 b 也垂直导轨放置，a、c 此刻起做匀速运动，b 棒刚好能 静止在导轨上。a 棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨都接触良好，导轨电阻不计。 则（ ） A.物块c的质量是2msinθ B.b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能 C.b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能 D.b棒放上导轨后，a棒中电流大小是 sinmg BL  第Ⅱ卷（非选择题共 58 分） 二、实验题(本题共 1 小题，共 10 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。) 15．（10 分）在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题. (1)实验记录如图甲所示,则 A 球碰前做平抛运动的水平位移是图中的 ,B 球被碰后 做平抛运动的水平位移是图中的 .(两空均选填“OM”、“OP”或“ON”) (2)小球 A 下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果 产生误差(选填“会” 或“不会”). (3)实验装置如图甲所示,A 球为入射小球,B 球为被碰小球,以下所列举的在实验过程中必须满 足的条件,正确的是( ) A.入射小球的质量 ma,可以小于被碰小球的质量 mb B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止 (4)在“验证动量守恒定律”的实验中.某同学用如图乙所示的装置进行了如下的操作: ①先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直 立于靠近槽口处,使小球 a 从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕 迹 O. ②将木板向右平移适当的距离,再使小球 a 从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留 下痕迹 B. ③把半径相同的小球 b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球 a 仍从原固定点由静止释放, 和小球 b 相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹 A 和 C. ④用天平测量 a、b 两小球的质量分别为 ma、mb,用刻度尺测量白纸 O 点到 A、B、C 三点的距离 分别为 y1、y2 和 y3. 用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为 . 用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 ,则进一步说明两小球的碰撞是弹性碰 撞. 三、本题共 4 小题，共 48 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 最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位。 16.(12 分)如图固定在水平桌面上的金属框 cdef 处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒 ab 搁在 框架上可无摩擦地滑动，此时构成一个边长为 L 的正方形，棒的电阻为 r，其余部分电阻不计， 开始时磁感应强度为 B0 ⑴若从 t=0 时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为 k，同时保持棒静止，求棒中的感应电 流和方向； ⑵在上述情况中，始终保持静止，当 t=t1s 末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？ ⑶若从 t=0 时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度 v 向右做匀速运动时，可使棒中 不产生感应电流，则磁感 应强度应怎样随时间变化（写 出 B 与 t 的关系式）？ 17．(12 分) 如图甲所示,在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只 R=1 Ω的电阻,导轨 间距 L=0.2 m,导轨的电阻忽略不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.8 T. 一根电阻 r=0.3 Ω的导体棒 ab 置于导轨上,且始终与导轨保持良好接触.若导体棒沿平行于导 轨的方向在 PQ 和 MN 之间运动,其速度图象如图乙所示.求: (1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式. (2)在 1 分钟内整个电路中产生的热量. 18．(12 分)如图所示，光滑水平面上有一长板车，车的上表面 0A 段是一长为 L 的水平粗糙轨 道，A 的右侧光滑，水平轨道左侧是一光滑斜面轨道，斜面轨道与水平轨道在 O 点平滑连接。 车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧，其弹性势能为 Ep，一质量为 m 的小物体(可视为 质点)紧靠弹簧，小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为μ，整个装置处于静止状态。现将 轻弹簧解除锁定，小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为 2m，斜面轨道的长度足够 长，忽略小物体运动经过 O 点处产生的机械能损失，不计空气阻力。求： (1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能； (2)当μ满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上，满足此条件时小物体能上升的最大高度为多 少? 19．(12 分)如图所示，PQ 和 MN 是固定于倾角为 30o 斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长， 其电阻可忽略不计。金属棒 ab、cd 放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒 ab 的质量为 2m、cd 的质量为 m，长度均为 L、电阻均为 R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距， 并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，若锁 定金属棒 ab 不动，使金属棒 cd 在与其垂直且沿斜面向上的恒力 F=2mg 作用下，沿轨道向上做 匀速运动。重力加速度为 g； （1）试推导论证：金属棒 cd 克服安培力做功的功率 P安等于电路获得的电功率 P 电； （2）设金属棒 cd 做匀速运动中的某时刻 t0=0，恒力大小变为 F′=1.5mg，方向不变，同时解 锁、静止释放金属棒 ab，直到 t 时刻金属棒 ab 开始做匀速运动；求： ①t 时刻以后金属棒 ab 的热功率 Pab； ②0～t 时刻内通过金属棒 ab 的电量 q； P Q N M a b d c B P 30o 30o 莆田一中 2016-2017 学年度下学期第一学段考试试卷 高二物理 物理选修 3-2 、3-5 一、填涂在答题卡上。 二、实验题(本题共 1 小题，共 10分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。) 15.(10 分)（1） （2） （3） （4） 三、计算题：（本题共 4 小题，共 48 分. 解答应写出必要的文字说明，方程式或重要演算步 骤，必须在方框内作答，否则无效） 16.（12 分）解： 17. （12 分）解： 18. （12 分）解： 19. （12 分）解： P Q N M a b d c B P 30o 30o 莆田一中 2016-2017 学年度下学期第一学段考试试卷答案 高二物理 物理选修 3-2 、3-5 一、选择题（本题共 14 小题，每题 3 分，共 42 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 D B C C B C C D C CD AD AC AB AD 二、实验题(本题共 1 小题，共 10 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。) 15. (1)OP ON (2)不会 (3) D (4) 132 y m y m y m baa  132 y m y m y m baa  三、本题共 4 小题，共 48 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 出最后答案不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 16． （12 分）解析（1）电流强度 I=E/r，E= =KL2，I=kL2/r， ab 棒的电流方向 b a （2）ab棒始终保持静止，水平力F=F安，F安=BIL，B=（B0+Kt1） ∴F=（B0＋kt1）kL3／r （3）ab棒不产生感应电流，回路中磁通量不发生变化B0L2=BL（L+Vt） ∴B＝B0L／（L＋vt） 17．（12 分） 解析：(1)由速度图象可得,某时刻导体棒做简谐运动的速度表达式 v=10sin 10 πt (m/s) 导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式 e=BLv 代入数据得 e=1.6sin10 πt (V) (2)由感应电动势的瞬时值表达式知:Em=1.6 V 感应电动势的有效值为 E= 回路中的总电阻为 R′=r+ =0.8 Ω 回路中的电流 I = 2 mE 2 R A R E R E 2 2 m    整个电路在 1 分钟内产生的热量为 Q=I2R′t=96 J 18．（12 分）解析：(1)设解锁弹开后小物体的最大速度大小为 v1，小物体的最大动啦为 Ek , 此时长板车的速度大小为 v2，研究解锁弹开过程小物体和车组成的系统，根据动量守恒和机 械能守恒，有 1 2 0mv mv  2 2 1 2 1 1 .22 2pE mv mv  2 1 1 1 2kE mv 联立各式解得 1 2 3k pE E (2)小物体相对车静止时，二者有共同的速度设为 V 共，长板车和小物体组成的系统水平方向 动量守恒 ( 2 ) 0m m v 共 所以 v 共=0 要使小物体能滑上斜面轨道，必须满足 PE > mgL ； 即当 PE< mgL  时，小物体能滑上斜面轨道 设小物体上升的最大高度为 h，此瞬间小物体相对车静止，两者有共同速度为零． 根据系统能量守恒有 PE mgh mgL  解得： PEh Lmg   19．（12 分）解析：（1）金属棒 cd 做匀速运动的速度为 v， E=BLv ○1 I=E/2R ○2 FA=IBL ○3 金属棒 cd 克服安培力做功的功率 P安= FAv ○4 电路获 得的电功率 P 电= R E 2 2 ○5 由○1 ○2 ○3 ○4 P安= R vLB 2 222 ○6 ○1 ○3 ○5 P 电= R vLB 2 222 ○7 所以：P安= P 电 ○8 （另解：金属棒 cd 做匀速运动的速度为 v，cd 杆受力平衡有 sin30oF mg F  安 F BIL安 BLvI R  联立解得 3 2 mgI BL  ， 3 2F mg安 ， 2 2 3mgRv B L  根据： 2 2 2 2 9 2 m g RP F v B L  安 安 2 2 2 2 2 9 2 m g RP I R B L  电 所以： 2 2 2 2 9 2 m g RP P B L  电安 ） （2）①金属棒 ab 做匀速运动，则有 I1BL=2mgsin30o ○9 金属棒 ab 的热功率 Pab=I1 2R ○10 由○9 ○10解得：Pab= 22 22 LB Rgm ○11 ②设 t 后时刻金属棒 ab 做匀速运动速度为 v1，金属棒 cd 也做匀速运动的速度为 v2； 由金属棒 ab、金属棒 cd 组成系统动量守恒： mv=2mv1+m v2 ○12 回路电流 I1= R vvBL 2 )( 12  ○13 由○9 ○12○13解得：金属棒 ab 做匀速运动速度为 v1= 223 LB mgR ○14 0～t 时刻内对金属棒 a b 分析：在电流为 i 的很短时间 t 内，速度的该变量为 v 由动 量定理得： 2 sin30 2oBiL t mg t m v     ○15 对○15进行求和得：     t t t vmtmgtBiL 0 0 0 2 ○16 解得 BLq-mgt=2mv1 ○17 由○14○15解得：q= 2 2 2 3 3 2 3 3 m gR mgB L t B L  ○18 （或：设 ab、cd 杆之间距离变化量为 x，则： 2 2 BLxq It R R    设任意时刻，ab 杆速度为 1v ，cd 杆速度为 2v ，利用微元求和可得： 2 1 0 0 t t x v t v t     对 ab 杆进行动量定理： 2 sin30 2oBIL t mg t m v     2 1( ) 2 BL v vI R  联立可得： 2 2 2 1 0 ( ) 2 sin30 22 t oB L v v t mg t m vR      