—16学年上学期高二期末考试物理试题(附答案)(2)

石家庄市第一中学
2015—2016学年第一学期期末考试高二年级物理试题
第Ⅰ卷(48分)
一、选择题：本题共16小题，每小题3分．在每小题给出的四个选项中，第1～10题只有一项符合题目要求，第11～16题有多项符合题目要求．全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分． 1．
238 92 U 衰变为222
86
Rn 要经过m 次α衰变和n 次β衰变，则m ，n 分别为( ) A ．2，4 B ．4，2 C ．4，6 D ．16，6。

2．下列图中能产生感应电流的是(
)
3．14C 是一种半衰期为5730年的放射性同位素。

若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的
1
4
，则该古树死亡时间距今大约( ) A.22920年 B.11460年 C.5730年 D.2865年
4．如图所示，A 、B 两个小球在光滑水平面上，沿同一直线相向运动，它们的动量大小分别为p 1和p 2，碰撞后A 球继续向右运动，动量大小为p'1,此
时B 球的动量大小为p'2，则下列等式成立的是( ) A.p 1+p 2=p'1+p'2 B.p 1-p 2=p'1+p'2 C.p'1-p 1=p'2+p 2 D.-p'1+p 1=p'2+p 2
5．如图为研究光电效应的装置。

一光电管的阴极用极限频率ν0=6×1014Hz 的钠制成，当用频率ν=9.2×1014Hz 的紫外线照射阴极，同时在光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U =2.7V ，已知普朗克恒量h =6.63×10-34J ·s ，电子电量e =1.6×10-19C 。

则光电子到达阳极A 极时的最大动能为( )
A ．2.6 eV
B ．3.8 eV
C ．4.0eV
D ．4.8 eV
6．在下列4个核反应方程中， x 表示质子的是( )
A ．30301514P Si+x →
B ．2382349290U Th+x →
C ．2712713012Al+n Mg+x →
D ．2743013215Al+He P+x
→ 7．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。

已知基态的氦离子能量为E 1=－54.4 eV ，氦离子能级的示意图如下所示。

在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( ) A ．40.8 eV
B ．43.2 eV
C ．51.0 eV
D ．54.4 eV
8. 关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ） A ．铯原子核（
13355Cs ）的结合能大于铅原子核（208
82Pb ）的结合能
B ．一重原子核变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能
C ．比结合能越大，原子核越不稳定
D ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
9．某发电站用交变电压远距离输电，在输送功率不变的前提下，若输电电压降低为原来的0.9倍，则下面说法正确的是( )
A ．因I ＝U
R ，所以输电线上的电流减为原来的0.9倍
B ．因I ＝P U ，所以输电线上的电流增为原来的1
0.9
C ．因P ＝U 2
R
，所以输电线上损失的功率为原来的0.92倍
D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的电阻减为原来的0.9倍 10．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
11．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则( ) A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D ．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 12．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，下述说法中正确的是( ) 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与A 位置时差不多
C ．放在C 、
D 位置时，屏上观察不到闪光
D ．放在D 位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少
13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均
为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t 为NTC 型热敏电阻（阻值随温度的升高而减小）R 1为定值电阻．下列说法正确的是（ ）
A ．交流电压u 的表达式u
sin100πt V
B ．变压器原、副线圈中的电流之比随R t 处温度的变化而变化
C ．R t 温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大
D ．R t 温度升高时，电压表和电流表的示数均变大
14．如图所示是一种延迟开关，当S 1闭合时，电磁铁F 将衔铁D 吸下，C 线路接通；当S 1断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放，则
R t
下列说法正确的是( )
A ．由于
B 线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D 的效果 B ．由于A 线圈的电磁感应作用，才产生延迟释放D 的效果
C ．如果断开B 线圈的电键S 2，仍有延作用
D ．如果断开B 线圈的电键S 2， 无延迟作用 15．下面的说法正确的是( )
A ．物体运动的方向就是它的动量的方向
B ．如果物体的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零
C ．如果合外力对物体的冲量不为零，则合外力一定使物体的动能增大
D ．作用在物体上的合外力冲量不一定能改变物体速度的大小
16．如图所示，直线MN 上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B ，正、负电子同时从O 点以与MN 成30°角的相同速度v 射入该磁场区域（电子质量为m ，电量为e ），经一段时间后从边界MN 射出．则( )
A. 它们从磁场中射出时，出射点间的距离为2
mv
eB B. 它们从磁场中射出时，出射点间的距离为mv
eB
C. 它们从磁场中射出的时间差为2πm
eB
D. 它们从磁场中射出的时间差为43πm
eB
第Ⅱ卷(非选择题，共52分)
二．实验题（本题共2小题，共12分。

其中17题4分，18题8分）
17．（4分）电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。

如图a 所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管。

一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。

①金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的
作用，则被拨动后靠近螺线管的过程中，通过放大器的电流方向为 （以图象为准，填“向上”或“向下”）。

图a
②若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图b 所示，则对应感应电流的变化为( )
18．（8分）霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化．图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示．直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路．所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好．为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B ： （1）制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件 （填“前表面”或“后表面”）电势高；
（2）在图中画线连接成实验电路图；
（3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为e ，霍尔元件的厚度为h ，还必须测量的物理量有 （写出具体的物理量名称及其符号），计算式B =_________．
甲
图b
00
A B C D
三、计算题（本题共3小题，共40分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
19．(12分）如图所示，静置于水平地面的两辆手推车沿一直线排列，质量均为m，人在极短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动.当车运动了距离l时与第二辆车相碰，两车瞬间
结为一体，以共同速度继续运动了距离L，与竖直墙相碰，反弹后运动1
4
l停止. 已知车与墙
相碰损失80%的机械能，车运动时受到的摩擦阻力恒为车所
受重力的k倍，重力加速度为g，忽略空气阻力.求：
①两车与墙碰后反弹的速度大小
②人给第一辆车水平冲量的大小
20．（14分）如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。

匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。

质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。

导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g。

求：
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ
(2)导体棒匀速运动的速度大小v
(3)整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q
21．（14分）汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示.真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子之间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转磁场时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上一个方向垂直于纸面向外的匀场磁场。

当磁感应强度的大小为B时，亮点偏离到O'点. 再在极板P和P'间加上偏转电压后，调节电压的大小，当电压为U时，亮点重新回到O点.已知电子质量为m，电荷量为e，极板水平方向的长度为L1，极板间距为d，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）.
⑴求打在荧光屏O点的电子速度
的大小.
⑵求OO'间的距离y.
石家庄市第一中学
2015—2016学年第一学期高二年级期末考试物理答案
一、选择题（本小题共16小题，共48分）
二．实验题（本题共2小题，共12分。

其中17题4分，18题8分） 17.
①向下 （2分）
②D （2分） 18. （1）前表面（2分） （2
）如图所示（2分）
（3）电压表示数U ，
电流表示数I （2分），
Uneh
B I
=
（2分）
三、计算题（本题共4小题，共40分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

） 19. 解析：①两车与墙碰后做匀减速直线运动，由动能定理可得：
211
20(2)42kmg l m v -⨯=-（2分），解得：v =
2分） ②设第一车初速度为v 0，第一次碰前速度为v 1，碰后共同速度为v 2，由
动能定理得：22
101122
kmgl mv mv -=-（2分），
2
2
2
1
(2)122(2)180%2
m v kmgl m v -=--（2分）， mv 1＝2mv 2（2分），由动量定理得I =mv 0＝2分）
f 图 (1)
20. （1）在绝缘涂层上 受力平衡sin cos mg mg θμθ= （2分）
解得tan μ
θ=（2分）
（2）在光滑导轨上
感应电动势E BLv = 感应电流E
I R
= 安培力F BIL 安= 受力平衡sin F mg 安θ=
解得22
sin mgR v B L
θ=
（4分）
（3）摩擦生热cos r
Q mgd μθ= （2分）
能量守恒定律2
13sin 2
r mgd Q Q mv θ
=++
（2分） 解得32
2
2
44
sin 2sin 2m g R Q mgd B L
θθ=-
（2分）
21解：（1）由U
evB e d
= （1）（2分） 得：U
v Bd
=
（2）（2分） (2)电子在磁场中运动的半径为mv
R eB
= （3）（2分） 如图所示，
由几何关系得：
2'y L = (4) （4分）
'y y R =+ (5) （2分）
由（2）（3）（4）（5）解之：
y R =
+
2mU edB
=- (6) （2分）。