湖北省黄香高中、航天高中、应城二中、安陆二中、孝昌二中2015-2016学年高二下学期期末联考物

一、选择题(共11小题，每小题5分，共55分。

其中没有注明“多选”的为单选题，注明有“多选”的为多选题，全选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分)
1.图中的虚线a、b、c、d表示匀强电场中的四个等势面。

两个不计重力的带电粒子M、N以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。

已知M是带正电的粒子。

则下列说法正确的是（）
A.N一定也带正电
B.a点的电势高于b点的电势，a点的场强大于b点的场强
C.带电粒子N的动能减小，电势能增大
D.带电粒子N的动能增大，电势能减小
【答案】D
【解析】
试题分析：电场线和等势线垂直，所以电场沿水平方向，从正电荷M的轨迹MPN可知，电场力水平向右，故电场的方向水平向右．N电荷受电场力方向指向其轨迹内侧，故受电场力水平向左，所以N带负电，故A错误．电场线水平向右，沿电场线电势降低，所以等势面a的电势高于等势面b的电势．虚线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势面，所以ab两点的场强相等．故B错误；电场力对N粒子做正功，其电势能减小，动能增加，故C错误，D正确；故选D。

考点：带电粒子在电场中的运动
2. 在图所示电路中，当变阻器滑片向上移动时（）
A.电压表示数变大，电流表示数变小
B.电压表示数变小，电流表示数变大
C.电压表示数变大，电流表示数变大
D.电压表示数变小，电流表示数变小 【答案】B 【解析】
试题分析：当变阻器滑片向上移动时，电阻减小，则电路的总电阻减小，电流变大，路端电压减小，故电压表的示数减小；与电源串联的电阻上的电压变大，则并联支路的电压减小，则固定电阻上的电流减小，电流表示数变大，故选B. 考点：电路的动态分析
3. 如图所示虚线框为一长方形区域，该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，一束电子以不同的速率从O 点垂直于磁场方向且垂直边界线沿图中方向射入磁场后，分别从a 、b 、c 、d 四点射出磁场，比较它们在磁场中的运动时间t a 、t b 、t c 、t d ，其大小关系是（ ）
A. t a < t b < t c < t d
B. t a = t b = t c = t d
C. t a = t b < t c < t d
D. t a = t b > t c > t d 【答案】D 【解析】
试题分析：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为2m
T qB
π=
，四个电子m 、q 相同，B 也相同，则它们圆周运动的周期相同．画出电子运动的轨迹如图．从图1看出，从a 、b 两点射出的电子轨迹所对的圆心
角都是π，则：1
22
a b t t T T ππ===，从图2看出，从d 射出的电子轨迹所对的圆心角∠OO 2d ＜∠OO 1C ＜π，根据圆周运动的时间2t T απ=，T 相同时，圆心角α越大，时间t 越大，所以 2
c d T
t t ＞＞．所以t a =t b ＞
t c ＞t d ．故选：D
考点：带电粒子在匀强磁场中的运动
4. 如图所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B 的正方向，螺线管与导线框cdef 相连，导线框cdef 内有一半径很小的金属环L ，环与导线框cdef 在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度
B
按图示规律变化时，下列正确的是（ ）
A.在t1时刻，环L内的磁通量最大
B.在t2时刻，环L内的磁通量为零
C.在t1～t2时间内，环L中有逆时针方向的感应电流
D.在t1～t2时间内，环L有收缩的趋势
【答案】D
考点：法拉第电磁感应定律；楞次定律
解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律以及能用楞次定律判断感应电流的方向，右手螺旋定则判断电流和周围磁场方向的关系。

5. 如图理想变压器原副线圈匝数比为5：1，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(阻值随光照强度增大而减小)，原线圈两端电压u=2202sin314t (V)，以下说法正确的是（）
A.当光照增强时，电压表V1示数为442V保持不变
B.当光照增强时，电压表V2示数不变
C.通过电流表A1的电流方向每秒变化100次
D.当光照增强时，电流表A1示数不变，A2示数变大
【答案】C
【解析】
试题分析：原线圈两端电压有效值为220，原副线圈匝数比为5：1，所以副线圈的电压有效值为44V，电压表V1示数为44V保持不变，与电阻的变化无关，所以A错误；当光照增强时，R3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，R1的电压变大，副线圈的总电压不变，所以电压表V2示数变小，所以
B错误；交流电的周期为
22
0.02
314
T s
ππ
ω
===，所以通过电流表A1的电流方向每秒变化100次，所以C
正确；当光照增强时，R3的电阻减小，总的电阻减小，所以电路的总电流要变大，因此A1、A2的示数都要变大，故D错误；故选C。

考点：交流电；变压器
以下6～11题为学(选修3-4)的必做，学(选修3-5)的不做：
6.(选修3-4)简谐运动的平衡位置是指（）
A.速度为零的位置
B.回复力为零的位置
C.加速度为零的位置
D.位移最大的位置
【答案】B
【解析】
试题分析：简谐运动的平衡位置是指回复力为零的位置，故选B.
考点：简谐运动
7. (选修3-4)关于波的有关现象，下列说法正确的是（）
A.产生干涉现象的必要条件之一是两列波的频率相等
B.能产生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长更小
C.在干涉图样中，振动加强区质点的位移总是最大，振动减弱区质点的位移总是最小
D.当观察者靠近波源时，接收到波的频率小于波源的振动频率
【答案】A
【解析】
试题分析：产生干涉现象的必要条件之一是两列波的频率相等,选项A正确；当障碍物的尺寸与波长相比差不多，或比波长小，会发生明显的衍射，故B错误；在干涉图样中，振动加强区质点的振幅最大，振动减弱区质点的振幅最小，选项C错误；根据多普勒效应，当观察者靠近波源时，接收到波的频率大于波源的
振动频率，选项D 错误；故选A. 考点：光的干涉和衍射；多普勒效应。

8. (选修3-4)如图甲为一列简谐横波在t=20 s 时的波形，图乙是这列波中P 点的振动图线，则该波的传播速度和传播方向是（ ）
A.25cm/s ，向右
B.50cm/s ，向右
C.25cm/s ，向左
D.50cm/s ，向左
【答案】D 【解析】
试题分析：由甲读出波长为λ=100cm ．由乙图读出周期为T=2s ，则波速为10050/2cm
v cm s T
s
λ
=
=
＝． 根据波的周期性可知，t=20s 质点P 的速度方向与t=2s 的速度方向相同，都沿向上方向，则在甲图上，由波形的平移法得知，该波向左传播．所以选项ABC 错误，D 正确．故选D. 考点：波的图像和振动图像
9. (选修3-4)某单色光在真空中传播速度为c ，波长为λ0，在水中的传播速度为v ，波长为λ，水对这种单色光的折射率为n ，当这束单色光从空气斜射入水中时，入射角为i ，折射角为r ，下列正确的是（ ） A. v=
n c ，λ=n c 0λ B. λ0=λn ，v=sini csinr C. v=cn ，λ=c
v 0λ D. λ0=λ/n ，v=sinr csini 【答案】B 【解析】
试题分析：光在水中的传播速度是c v n =
．折射率12sin n sin θθ=，则21
sin v c sin θθ＝．由c
v n =，v=λf ，c=λ0f 得：00
f n f λλλλ
=
=得：λ0=nλ．故B 正确，ACD 错误．故选B. 考点：光的折射定律
10. (多选) (选修3-4)关于电磁波的有关知识，下列说法正确的是（ ） A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波
B.变化的电场一定产生变化的磁场
C.LC 振荡电路中，当电容器刚放电完毕时，电路中的电流最大
D.的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线 【答案】AC 【解析】
试题分析：无线电波的波长最大，故电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波，选项A 正确；变化的电场一定产生磁场，不一定产生变化的磁场，选项B 错误；LC 振荡电路中，当电容器刚放电完毕时，电路中的电流最大，选项C 正确；红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体也能辐射红外线，选项D 错误；故选AC.
考点：电磁波；麦克斯韦电磁理论；LC 振荡电路；红外线
11. (多选) (选修3-4)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻波形图中实线所示，此时波刚好传到P 点，t+0.6s 时刻，这列波刚好传到Q 点，波形图中虚线所示，a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点，则下列正确的是（ ）
A.波的周期为0.8s
B.质点c 在这段时间内通过的路程一定等于30cm
C.从t 时刻开始计时，质点a 第一次到达平衡位置时，恰好是t+0.3s 这个时刻
D.当t+0.5s 时刻，质点b 、P 的位移相同 【答案】AD 【解析】
试题分析：由题图知，PQ 间的距离△x=90m-60m=30m ，则波速为30
50/0.6
x v m s t ∆=
==∆，
波长为 λ=40m ，则这列波的周期为0.8T s v λ==，故A 正确；波形传播到c 位置的时间110
0.250
t s s =
=，知0.2s 后质点c 开始振动，在0.4s 内的路程s=2A=20cm ．故B 错误；质点a 的振动方程为26a y Asin t T ππ=+（），当13t s =，代入得：y a =0，则知，从t=0时刻开始计时，质点a 第一次到达平衡位置时，恰好是1
3
s 这个时刻．故C 错
误．b 点的振动方程为2210 10 2.5 0.8
b y Acos t cos t cm cos t cm T ππ
π===．P 点的振动方程为
2210 10 2.5 0.8
P y Asin
t sin t cm sin t cm T πππ===．当t=0.5s ，代入得：y b =10cos2.5π×0.5 cm=10cos1.25π
cm ，y P =10sin1.25π cm=cm ，则知，在t=0.5 s 时，质点b 、P 的位移相同．故D 正确．故选AD.
考点：机械波的传播
以下6～11题为学(选修3-5)的必做，学(选修3-4)的不做： 6. (选修3-5)关于两个质量不同的物体，下列说法正确的是（ ） A.动能相等，则动量大小也相等 B.动能相等，则质量大的动量大 C.动量大小相等，则质量大的动能大
D.动量变化量相等，则受到合力的冲量大小不一定相等 【答案】B 【解析】
试题分析：根据动量和动能的关系：P =
可知，动能相等，则动量大小不相等，选项A 错误；根据
动量和动能的关系：P =可知，动能相等，则质量大的动量大，选项B 正确；根据2
2k P E m
=可知，
动量大小相等，则质量大的动能小，选项C 错误；根据动量定理可知，动量变化量相等，则受到合力的冲量大小一定相等，选项D 错误；故选B. 考点：动量和动能的关系；动量定理
7. (选修3-5)甲乙两滑冰运动员沿同一直线相向运动，速度大小分别为3m/s 和1m/s ，迎面相撞后(正碰)甲乙两人反向运动，速度大小均为2m/s 。

则甲乙两人质量之比为（ ） A. 3：5 B. 2：5 C. 2：3
D. 5：3
【答案】A 【解析】
试题分析：两人碰撞过程系统动量守恒，以甲的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
m 甲v 甲+m 乙v 乙′=m 甲v 甲′+m 乙v 乙′，即：m 甲×3+m 乙×（-1）=m 甲×（-2）+m 乙×2，解得：m 甲：m 乙=3：5，故A 正确；故选A. 考点：动量守恒定律
8. (选修3-5)关于光电效应的规律，下列说法正确的是（ ）
A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生
B.光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比
C.发生光电效应的反应时间一般都大于10-7s
D.发生光电效应时，入射光越强，单位时间内从金属内逸出的光电子数目越多
【答案】D
【解析】
试题分析：只有入射光的波长小于该金属的极限波长，光电效应才能产生，选项A错误；光电子的最大初动能随入射光的强度增大而增大，选项B错误；发生光电效应的反应时间一般不大于10-7s，选项C错误；发生光电效应时，入射光越强，单位时间内从金属内逸出的光电子数目越多，选项D正确；故选D.
考点：光电效应的规律
9.(选修3-5)波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（）
A.频率较低的光只有波动性，频率较高的光只有粒子性，统一称为光的波粒二象性
B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
【答案】B
【解析】
试题分析：频率较低的光波动性较强，频率较高的光粒子性较强，即为光的波粒二象性，选项A错误；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性．故B正确；黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念．故C错误；根据德布罗意波长公式，若一个电子的德布罗意波长和一个质子的波长相等，则动量P也相等，动能则不相等．故D错误．故选B。

考点：光的波粒二象性；德布罗意波长；黑体辐射
10. (多选) (选修3-5)按照玻尔理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。

当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）
A.氢原子系统的电势能减少，电子的动能增加
B.氢原子系统的电势能减少，电子的动能减少
C.氢原子可能辐射6种不同波长的光
D.氢原子可能辐射3种不同波长的光【答案】AD
【解析】
试题分析：当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，轨道半径减小，能量减小，根据
22
2
e v
k m
r r
＝知，
电子动能增大，电势能减小．故A正确，B错误．当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，可能放出3种不同波长的光子，分别由n=4跃迁到n=3，n=3跃迁到n=2，n=2跃迁到n=1所释放的光子．故C错误，D正确．故选AD.
考点：波尔理论.
11. (多选) (选修3-5)有关放射性知识，下列说法正确的是（）
A. β衰变所释放的电子是原子核内中子转化为质子和电子时所产生的
B.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氡原子核
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力和电离能力都是最强的
D.发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数少了2个
【答案】AD
【解析】
试题分析：β衰变所释放的电子是原子核内中子转化为质子和电子时所产生的，选项A正确；半衰期只对大量原子核有意义，对少量的原子核无意义，选项B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力是最强的，电离能力是最弱的，选项C错误；发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，质量数少4，质子数少2，则中子数少了2个，选项D正确；故选AD.
考点：放射性知识
二、实验题(共15分，每空3分)
12. 如图中的游标卡尺读数为___________mm，螺旋测微器读数为__________mm
【答案】100.20 ; 5.520
【解析】
试题分析：游标卡尺读数为10cm+0.05mm×4=100.20mm ，螺旋测微器读数为5.5mm+0.01mm×2=5.520mm 考点：游标卡尺及螺旋测微器的读数
13. 如图为某一热敏电阻(电阻值随温度的变化而变化，且对温度很敏感)的I-U 关系曲线图。

(1)为了通过测量得到如上图所示I-U 关系的完整曲线，在下图甲和乙两个电路中应选择的是图_____。

(2)在如图所示电路中，电源电压恒为9v ，电流表读数为70mA ，定值电阻R 1=250Ω。

由热敏电阻的I-U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为______v ，电阻R 2的阻值为______Ω。

（结果都保留一位小数）
【答案】（1）甲 （2） 4.6 ; 129.4 【解析】
试题分析：（1）滑动变阻器应用分压电路；故选甲电路；（2）通过定值电阻R 1的电流
1190.036250U V
I A R =
==Ω
，通过热敏电阻的电流I 2=I-I 1=0.070A-0.036A=0.034A ，
由图a 所示图象可知，0.034A=34mA 所对应的电压U 热=4.6V ，电阻R 2两端电压U 2=U-U 热=9V-4.6V=4.4V ，电阻R 2的阻值为222 4.4129.40.034
U R I ==Ω=Ω 考点：研究热敏电阻的I-U 关系曲线
三、计算题(共30分，要求写出必要的文字说明、主要方程式，只写出结果和无主要方程而仅通过纯数值运算得出的结果，不给分)
14. (10分)如图所示，在平面直角坐标系xoy 的第一象限内有一圆心为O 1的圆形匀强磁场区域，半经r=0.1m ，磁感应强度B=0.5T ，与y 轴x 轴分别相切于A 、C 两点。

第四象限内充满平行于x 轴的匀强电场，场强
E=0.2v/m 。

某带电粒子以v=20m/s 的初速度自A 点沿AO 1方向射入磁场，从C 点射出(不计重力)。

求：
①带电粒子的比荷q/m ；②带电粒子离开电场经过y 轴时的位置距原点O 点的距离L 。

【答案】（1）400 c/kg （2）1m
【解析】
试题分析：（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨道半径等于圆形区域的半径r ，则有
qvB=m r
v 2
解得q/m=400 c/kg…………….2分
(2) 垂直进入电场，做类平抛运动，则有
L=vt
r=221t m
qE 解得 L=1m
考点：带电粒子在匀强电场及磁场中的运动
15. (10分)如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m 。

导轨电阻不计，其间接有固定电阻R =0.4Ω，导轨上停放一质量为m=0.1kg ，电阻r=0.2Ω的金属杆ab ，整个
装置处于磁感应强度B=0.5T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

利用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R 两端的电压U 即时采集并输入电脑，获得U 与时间t 的关系如图所示，求金属杆加速度的大小。

【答案】1m/s 2
考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律的应用 以下两题只选其中一题作答
16.(10分) （选修3-4）如图所示，直角三棱镜的折射率为3，∠A=30º，一束与OB 面成30º角的单色光
射向OB 面，从AB 面上的D 点射出。

若不考虑光在OB 面上的反射，求能从D 点射向空气的光的方向。

【答案】与BA 界面成30°方向斜向左上。

【解析】
试题分析：在OB 界面发生折射，折射角为r ，有n=r
sin 60sin 3
r=30°
由sinC=1/n 得 sinC=33<2
3 有 C<60° 光射到OA 界面的入射角为60°>C ，在OA 界面发生全反射；光射到AB 界面的入射角为30°<C ，在AB 界面发生反射和折射，进入空气的折射角为α
n=30
sin sin 3α= 有 α=60° 折射光线与BA 界面成30°方向向右
AB 界面的反射光线垂直射向OA ，经OA 反射后，再次射向AB ，可知折射光进入空气的折射角为β=60°与BA 界面成30°方向斜向左上。

考点：光的折射定律；全反射
17. （选修3-5）如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的1/4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A 、B 静置于光滑水平轨道上，A 、B 的质量分别为m A =1.5kg 和m B =0.5kg 。

现让A 以V 1=6m/s 的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间t 为0.3s ，碰后的速度大小变为V 2=4m/s 。

当A 与B 碰后会立即粘在一起运动，g=10m/s 2，求：①在A 与墙碰撞过程中，墙对A 的平均作用力的大小；②A 、B 滑上圆弧轨道的最大高度。

【答案】（1）50N （2）0.45m
【解析】
试题分析：（1）A 物与墙撞，由动量定理得
Ft=m A V 1-(-m A V 2)
解得 F=50N
(2) A 与B 碰，由动量守恒定律得 m A V 2=(m A +m B )V
滑上圆弧轨道，由机械能守恒定律得
2
1( m A +m B )V 2 =( m A +m B )gh 解得 h=0.45m
考点：动量守恒定律；机械能守恒定律。