湖北省荆州市沙市区高二物理下学期第二次双周考试题(b

甲湖北省荆州市沙市区2016-2017学年高二物理下学期第二次双周考试题（B
卷）
考试时间：2017年3月10日
一、选择题（每小题4分，共48分。

1～6为单选题，7～12为多选题）
1．物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ）
A ．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
B ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的
C ． 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 2．下列说法正确的是 （ ）
A ．质子和中子的质量不等，但质量数相等
B ．质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和
C ．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同
D ．中子不带电，所以原子核的总电量等于质子和电子的总电量之和 3．如图所示为水平放置的两根等高固定长直细导线的截面图,O 点是两 导线间距离的中点，a 、b 是过O 点的竖直线上与O 点距离相等的两 点，两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流。

下列说法正确 的是（ ）
A ．两导线之间存在相互吸引的安培力
B ．O 点的磁感应强度为零
C ．O 点的磁感应强度方向竖直向下
D ．a 、b 两点的磁感应强度大小相等、方向相反
4．如图，一带负电荷的油滴在竖直的匀强电场中运动，其轨迹在竖直面（纸面）内。

忽略空气阻力。

由此可知（ ）
A ．Q 点的电势比P 点低
B ．油滴在Q 点的加速度大小比它在P 点的小
C ．油滴在Q 点的电势能比它在P 点的大
D ．油滴在Q 点的动能比它在P 点的大
5．如图甲所示，正三角形导线框abc 固定在磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B 随时间变化的关系如图
乙所示。

t =0时刻磁场方向垂直纸面向里，在0～4s 时间
内，线框ab 边所受安培力F 随时间t 变化的关系（规定水平向左为力的正方向）可能是下图中的 （ ）
6．如图所示，矩形闭合导线框ABCD处于可视为水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO’匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“11 V，33 W”的灯泡。

当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=33cos10πt (V)．下列说法正确的是（）
A．图示位置可能是计时起点
B
C．变压器原、副线
D．通过电流表A
7．100多年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是（）
A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．若保证入射光的强度不变，入射光频率越大，饱和光电流越小
D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应8．如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）
A．一个处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出6种频率的光子
B．吸收某能量为2.55eV的光子，将使处于n=2能级的氢原子受
激跃迁至n=4能级
C．处于基态的氢原子吸收14eV能量的光子后会电离
D．处于基态的氢原子受到14eV能量的中子轰击后可能会电离
9．如图所示电路，电源内阻不能忽略，R1
P由中点向上移动到顶端的过程中（）
A．电源的内功率先减小后增大
B．电源的效率先减小后增大
C．电流表的示数先减小后增大
D．电压表的示数先增大后减小
10．如图所示，A、B完全相同的两个小灯泡，L
电阻可以忽略的线圈，则（）
A．开关S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯熄灭，B灯变亮
B．开关S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮
C．断开开关S瞬间，A、B灯同时熄灭
D．断开开关S瞬间，B灯立即熄灭，A灯亮一下再熄灭
11．如图甲所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，总电阻为R，在1位置以速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，并开始计时t=0，若磁场的宽度为b （b>3a），在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0，并开
始离开匀强磁场。

此过程中v-t图象如图乙所示，则（）
A．t = 0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0
B．线框进入磁场过程中，流过某一截面的电量为q=
2 Ba R
C ．线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定等于t 0时刻线框的速度大小
D ．线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中，线框中产生的电热一定为2Fb
12．如图所示，充电后与电源断开的平行板电容器水平放置，电容为C ，极板间的距离为d ，上板正
中有一小孔，质量为m ，电荷量为+q 的小球从小孔正上方距离上，板高d 处由静止开始下落，穿过小孔达到下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为均强电场，极板外电场可视为零，重力加速度为g ）,下列说法正确的是（ ）
A
B ．极板间电场强度大小为2mg
q
C ．电容器所带电荷量为
Cmgd
q
D ．若上极板向上平移一小段距离，小球仍从原初始位置由静止下落后一定不能到达下极板
二、实验题 （共12分）
13．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前
后的动量关系．
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2， 半径为r2，为完成实验需满足（ ） A ．m1＞m2，r1＞r2 B ．m1＞m2，r1＜r2 C ．m1＞m2，r1=r2
D ．m1＜m2，r1=r2
（2）以下是本实验需要完成的必要步骤是________．(填选项前的符号) A ．用天平测量两个小球的质量m1、m2； B ．测量小球m1开始释放高度h ； C ．测量抛出点距地面的高度H ；
D ．分别找到m1、m2碰撞前后平均落地点的位置M 、P 、N ；
E ．测量平抛射程OM ，OP ，ON 。

（3）若两个小球相碰前后的动量守恒，验证动量守恒的表达式可以表示为__________________（利用(2)中所测量的物理量表示）
14．要测定一个未知电阻x R ，实验室提供以下器材： 待测电阻x R ，阻值约为2Ω，额定电流为2A 电流表1A 量程为0.6A ，内阻10.5=Ωr
电流表2A 量程为3.0A ，内阻20.1r Ω约为 变阻器1R ，电阻变化范围为08Ω～ 变阻器2R ，电阻变化范围为0100Ω～ 定值电阻38R =Ω 定值电阻4100R =Ω
电源电动势E约为9V，内阻很小
要求实验时测量尽可能准确，请设计实验电路（请在电路中标注好各器材的符号）
三、计算题（50分）
15．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．（已知电子电量为e）
（1）求此时光电子的最大初动能的大小．
（2）求该阴极材料的逸出功．
16．一种测定电子比荷的实验装置如图所示．真空玻璃管内，阴极K发出的电子经阳极A与阴极K 之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O．已知极板的长度l=25cm．C、D间的距离d=5cm，极板右侧到荧光屏的距离为 L=12.5cm，U=128V，B=1.6×10-4T．P点到O点的距离y=10cm，试求电子的比荷．(保留两位有效数字)
17．如图所示，倾角θ=30°的两光滑金属导轨ab 、cd 平行放置，且导轨足够长，电阻可忽略，其
间距L=1m 。

磁感应强度B=1T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，一质量为m=0.2kg 、电阻R O =1Ω的金属棒MN 垂直放置在导轨ab 、cd 上且始终与导轨接触良好。

将并联的电阻R 1=3Ω，R 2=6Ω通过电键S 连接在两导轨顶端。

取重力加速度g=10m/s 2
,闭合开关S 后，将金属棒由静止释放，若金属棒下滑位移x=2m 时刚好达到收尾速度，则： （1）请计算导体杆的最终收尾速度；
（2）请计算从静止到刚好达到收尾速度过程中R1上产生的热量；
（3）计算金属棒由静止到收尾速度经历的时间。

（第（3）问保留两位有效数字）
18．竖直平面内的固定半圆轨道光滑且与水平地面相切于B 点，一质量为m 的小物块甲(可视为质点)
静止在光滑的水平地面上，如图所示，一质量也为m 的物块乙（可视为质点）以速度v 0=
向左运动,两者碰后粘在一起,它们一起向左运动,已知圆轨道半径R ，重力加速度为g 。

求:
（1）物块运动到C 点对轨道顶端的压力大小; （2）小物块落地点与B 点的水平距离.
19．如图所示，在xOy 平面的x<0的区域内存在匀强电场，方向沿y 轴正方向、而在0≤x ≤L ，
-1.5L ≤y ≤1.5L 的区域I 内存在匀强磁场，磁感应强度大小B 1=
mv qL
、方向垂直纸面向外。

区域Ⅱ处于L ≤x ≤2L ，-1.5L ≤y ≤1.5L ，现有一质量为m 、电荷量为+q 的带电粒子从坐标为（-2L ，
）的A 点以速度v 0沿+X 方向射入xOy 平面恰好经过坐标为〔0，〕的C 点，粒子重力忽略不计，求： （1）匀强电场的电场强度大小E ；
（2）粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标；
（3）要是粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场，可在
区域Ⅱ内加垂直纸面向里的匀强磁场B 2，
试确定磁感应强度B2的大小范围。

2016—2017学年下学期2015级 第二次双周练·物理答案
1-6 B A B D A B 7-12 ACD BCD AD AD BCD ABD 13．（1）C 14．
（2）ADE
（3）112m OP m OM m ON =+ 15．（1）0.6ev (2)1.9ev 16．1.6×1011
C/kg
17．（1）当杆平衡时，达收尾速度Vm
对杆：sin B
mg R θ=
总
①
12
012
=R R R R R R +
+总
②
由①②22
sin 3/M mg R V m s B L θ==总
（2）由能量守恒
21
sin 2
mgx E mV θ=电
=1.1E J 电
14
0.499R E J θ=
≈电
（3）由静止到达收尾，由动量定理
22sin B L V t
mg t m V R
θ∆∆-=∆
其中V t x ∆= 故19
1.315
t s s ∆=
≈ 18．(1)乙与甲碰，由动量守恒：
02mv mV =共①
甲乙整体从碰后到C 点，由机械能守恒：
22112=22222
C mV mg R mV +共② 对甲乙整体在C 点，曲牛顿第二定律可得：
222C mV mg N R
+=③
由①②③8N mg =
由牛顿第三定律知，对轨道压力'N N =
'8N mg =
（2）在C 点，由①②得C V =
整体从C 平抛一底部做平抛运动，则：
C x V t =⑤
2
122
R gt =
⑥
由④⑤⑥x =
19.解：（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动
则有：
x 轴方向：2L=vt y 轴方向：
2
12()2qE L L m v
=
解得：2
2mv E qL
=
（2）设带电粒子经C 点时的竖直分速度为 vy 、速度为v
则有：2y qE qE L v t v m m v
=
==
v =
所以，方向与x 轴正向成45° 斜向上
当粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动，2
1v B qv m R
=
由牛顿第二定律，有1
R =
解得：R =
由几何关系知，离开区域I 时的位置坐标：x=L ，y=0
（3）根据几何关系知，带电粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场的半径
满足
3
4
L r L ≤≤ 因2
mv
r qB =
2B ≤≤
根据几何关系知，带电粒子离开磁场时速度方向与y 轴正方向夹角30≤θ≤90 答：
22mn qL
（1）求匀强电场的电场强度大小；
（2）求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标（L ，0）；
（3）要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场，可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场．则磁感应强度B
的大小范围
23B qL qL
≤≤。