辽宁省实验中学分校2016-2017学年高二下学期期末考试物理试题Word版含解析

实验中学分校2016—2017学年度下学期期末考试
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。

1-9只有一个选项正确。

10-14多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 质量相等的5个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线，如图所示．具有初速度v 0的物块1向其他4个静止物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开．最后，5个物块粘成一整体，这个整体的速度等于 ( )
A. v 0
B. v 0
C. v 0
D. v 0
【答案】C
【解析】对整个系统研究，整个过程运用动量守恒定律得，mv 0=5mv ，解得v =v 0/5，故C 正确，A 、 B 、D 错误。

故选：C 。

【名师点睛】
以五个物体为系统，在整个过程中，动量守恒，运用动量守恒定律，求出最终整体的速度。

2. 如图所示为氢原子的能级图，已知谱线a 是氢原子从n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光，若b 谱线能量比谱线a 大，谱线b 是氢原子( )
A. 从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光
B. 从n ＝5的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光
C. 从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时的辐射光
D. 从n ＝5的能级跃迁到n ＝3的能级时的辐射光 【答案】B
【解析】谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，b谱线能量比谱线a 大，n=3跃迁到n=2，n=4跃迁到n=3，n＝5跃迁到n＝3的能级差小于n=4和n=2的能级差；n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差。

故A、C、D错误，B正确。

故选：B。

3. 如图所示，当电键K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．由此可知阴极材料的逸出功为 ( )
A. 1.9 eV
B. 0.6 eV
C. 2.5 eV
D. 3.1 eV
【答案】A
【解析】由题意知光电子的最大初动能为E k＝eU0＝0.60 eV，所以根据光电效应方程
hν＝mv2＋W可得W＝hν－mv2＝(2.5－0.60) eV＝1.9 eV.故选A.
4. 两个劲度系数分别为k
1和k
2
的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如
图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则（）
A. b弹簧的伸长量也为L
B. b弹簧的伸长量为
C. P端向右移运动的距离为2L
D. P端向右移运动的距离为
【解析】AB、两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律F=kx得x与k成反比，则得b弹簧的伸长量为k1L/k2，故A错误，B正确；
CD、P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和，即为L+k1L/k2=(1+k1/k2)L，故C错误、D正确。

故选：BD。

【名师点睛】
两根轻弹簧串联，弹力大小相等，根据胡克定律分析伸长量的大小，P端向右移动的距离等于两根弹簧伸长量之和。

5. 在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持
静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F
1和F
2
．由此可求出（）
A. 物块的质量
B. 斜面的倾角
C. 物块与斜面间的最大静摩擦力
D. 物块对斜面的正压力
【答案】C
【解析】试题分析：对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，四力平衡；当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大；当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小；根据平衡条件列式求解即可．
解：A、B、C、对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，设滑块受到的最大静摩擦力为f，物体保持静止，受力平衡，合力为零；
当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大，有：F1﹣mgsinθ﹣f=0 ①；
当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小，有：F2+f﹣mgsinθ=0 ②；
联立解得：f=，故C正确；
mgsinθ=，由于质量和坡角均未知，故A错误，B错误；
D、物块对斜面的正压力为：N=mgcosθ，未知，故D错误；
【点评】本题关键是明确拉力最大和最小的两种临界状况，受力分析后根据平衡条件列式并联立求解．
6. 静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po，α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为( )
A. B. 0 C. D.
【答案】C
【解析】设α粒子的质量为m1，反冲核的质量为m2，反冲核的速度大小为v′。

则根据动量守恒定律可得：m1v=m2v′
得：
α粒子动能为：
反冲核的动能为：
则释放的总动能为：
根据能量守恒,则释放的核能为：E=
根据爱因斯坦质能方程：=△mc2
得：△m=，C正确、ABD错误；
故选：C。

7. 原来静止的物体受合力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则( )
A. 0～t0时间内物体的动量变化与t0～2t0时间内动量变化相同
B. 0～t0时间内物体的平均速率与t0～2t0时间内平均速率不等
C. t＝2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D. 0～t0时间内物体的动量变化率与t0～2t0时间内动量变化率相同
【答案】C
【解析】A、合外力的冲量等于物体动量的改变量，故F-t图象与时间轴围成的面积等于物体动量的改变量。

面积在时间轴的上方代表动量增加，面积在时间轴下方代表动量减小，故A错误；
BC、由于0～t0时间内的冲量与t0～2t0时间内的冲量大小相同，方向相反，即
F0t0+（-F0）t0=0，故2t0时刻的速度等于0时刻物体的速度，等于0，外力在2t0时间内对物体的冲量为零；所以0～t0内的平均速度等于t0～2t0内的平均速度，故B错误、C正确；
D、0～t0内物体的动量变化率等于F，t0～2t0时间内动量变化率等于-F，D错误。

故选：C。

8. 倾角为30°的长斜坡上有C、O、B三点，CO＝OB＝10 m，在O点竖直地固定一长10 m
的直杆AO。

A端与C点间和坡底B点间各连有一光滑的钢绳，且各穿有一钢球(视为质点)，将两球从A点由静止开始、同时分别沿两钢绳滑到钢绳末端，如图所示，则小球在钢绳上滑行的时间t AC和t AB分别为(g取10 m/s2)( )
A. 2 s和2 s
B. s和2 s
C. s和4 s
D. 4 s和s
【答案】A
【解析】试题分析：由几何关系可得、，由题可得
解得；解得。

故选A
考点：牛顿第二定律的应用
点评：关键是有几何关系确定两钢球的位移、由牛顿第二定律确定加速度，由匀变速直线运
动规律可求出钢球的运动时间。

9. 下列说法中错误的是 ( )
A. 雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置
B. 调制是电磁波发射的过程，调谐是电磁波接收的过程
C. 在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄
D. 考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短
【答案】C
【解析】A、雷达是利用电磁波的反射来测定物体位置的，故A正确；
B、调谐是电磁波接受的过程，调制是电磁波发射的过程，故B正确；
C、在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，根据，由于波长变大，故条纹间距变大，故C错误；
D、以地面为参考系，考虑相对论效应，根据长度与速度关系：L=L0，沿自身长度方向高速运动的杆长比静止时的杆长短，D正确。

本题选择错误答案，故选：C。

10. 香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖。

诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石。

下列关于“光纤”及原理的说法中，正确的是 ( )
A. 光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
B. 光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C. 实用光导纤维是由内芯和外套两层组成。

内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D. 当今，在信号的传输领域中，光纤电缆（“光缆”）已经完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已联接到普通社区。

【答案】AC
【解析】考点：光导纤维及其应用；全反射。

分析：光纤通信是利用光的全反射原理，具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点。

解答：
A、光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点．故A正确。

B、光纤通信、内窥镜利用了光的全反射原理，但是全息照相、数码相机不是利用光的全发射．故B错误。

C、全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，所以内芯的折射率大于外套的折射率，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射。

故C错误。

D、在信号的传输领域中，光纤电缆（“光缆”）已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已连接到普通社区．故D正确。

故正确的是AD。

点评：解决本题的关键知道光纤通信的原理和优点，以及知道全反射的条件。

11. 如图所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是( )
A. 在0～1 s内，外力F不断增大
B. 在1～3 s内，外力F的大小恒定
C. 在3～4 s内，外力F不断减小
D. 在3～4 s内，外力F的大小恒定
【答案】BC
【解析】试题分析：在速度﹣时间图象中，某一点纵坐标代表此时刻的瞬时速度；某点切线的斜率代表该时刻的加速度，向右上方倾斜，加速度为正，向右下方倾斜加速度为负．结合牛顿第二定律判断受力情况．
解：
A、在0～1s内，直线的斜率不变，加速度不变，由牛顿第二定律得：F﹣f=ma，可知外力F 是恒力，故A错误．
B、在1～3s内，速度不变，物体做匀速直线运动，加速度等于零，F=f，故外力F的大小恒定，故B正确．
C、D、在3～4s内，斜率越来越大，说明加速度越来越大，所以物体做加速度增大的减速
运动，
由牛顿第二定律得：f ﹣F=ma ，得 F=f ﹣ma ，f 、m 不变，a 增大，F 减小，故C 正确，D 错误； 故选：BC
【点评】本题是为速度﹣﹣时间图象的应用要明确斜率和面积的含义，并结合牛顿第二定律解题，属于基础题．
12. 2012年6月9日晚．受沿线焚烧秸杆产生烟雾影响，宁洛高速公路安徽省蒙城段发生多起多点车辆追 尾事故．假设髙速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶．甲车在前．乙车在后．速度均为v 0=30m/s ．距离s 0=100m ．t=0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化如图所示．取 运动方向为正方向．下面说法正确的是（ ）
A. t=6s 时两车等速
B. t=6s 时两车距离最近
C. 0﹣6s 内两车位移之差为90m
D. 两车0﹣9s 在内会相撞 【答案】ABC
【解析】AB 、由加速度图象可画出两车的速度图象，如图所示
由图象可知，t =6s 时两车等速，此时距离最近，故A 正确，B 正确； CD 、图中阴影部分面积为0∼6s 内两车位移之差： △x =30×3/2m +30×(6−3)/2m =90m <100m
∴不会相撞，故C正确，D错误；
故选：AB C。

【名师点睛】
甲车前3秒匀减速，后6秒匀加速；乙车前3秒匀速，后6秒匀减速；根据运动学公式求解出两车的位移表达式后求解或根据速度时间关系图象求解即可。

13. 如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A紧靠竖直墙壁．用水平力向左推B，将弹簧压缩，推到某位置静止时推力大小为F，弹簧的弹性势能为E.在此位置突然撤去推力，下列说法中正确的是( )
A. 撤去推力的瞬间，B的加速度大小为
B. 从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒
C. 从撤去推力到A离开竖直墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒
D. A离开竖直墙壁后，弹簧弹性势能最大值为E/3
【答案】ABD
【解析】A、撤去F后，B水平方向受到弹簧的弹力F，根据牛顿第二定律：加速度a=，A正确；
B、A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A 有向右的弹力，使系统的动量不守恒。

这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒，B正确、C错误；
D、A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒。

当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大。

设两物体相同速度为v，A离开墙时,B的速度为v0，根据动量守恒和机械能守恒得：
2mv0=3mv，
又
联立得到弹簧的弹性势能最大值为E P=E/3，D正确。

故选：ABD。

【名师点睛】
B受两个力作用处于平衡状态，说明B所受弹力的大小等于F，故撤去F时，B的合力大小为弹力大小，根据牛顿第二定律求产生的加速度a，在A离开墙壁前受墙壁对系统的作用力，系统不满足动量守恒条件，又因为墙壁作用力对A不做功，故系统满足机械能守恒条件。

A 离开墙壁后系统机械能守恒动量也守恒，故系统动能不可以为0，则弹簧弹性势能不可能与系统总机械能相等。

14. 如图所示，粗糙水平面上放置质量分别为m、2m和3m的3个木块，木块与水平面间动摩擦因数相同，其间均用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F T.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使3个木块以同一加速度运动，则正确的是 ( )
A. 绳断前，a、b两轻绳的拉力比总为4∶1
B. 当F逐渐增大到F T时，轻绳a刚好被拉断
C. 当F逐渐增大到1.5F T时，轻绳a刚好被拉断
D. 若水平面是光滑的，则绳断前，a、b两轻绳的拉力比大于4∶1
【答案】AC
【解析】A、绳断前，3个木块以同一加速度运动，根据牛顿第二定律，a绳的拉力：
，b绳的拉力：，a、b两轻绳的拉力比为4∶1，A正确；BC、对整体，由牛顿第二定律可知，；隔离后面的叠加体，由牛顿第二定律可知，a轻绳中拉力为；联立得：F=1.5F a，由此可知，当F逐渐增大到1.5F T时，轻绳a刚好被拉断，B错误、C正确；
D. 若水平面是光滑的，则绳断前，a绳的拉力：，b绳的拉力：，a、b两轻绳的拉力比等于4∶1，D错误。

故选：AC。

二、填空题（本题共2小题，共6分，15题3分，16题3分。

）
15. 如图所示，一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，MN=8cm．从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2s，则小球的振动方程的
表达式为x= ________cm；（向右为正方向）
【答案】4cos
【解析】从N点到第一次经过O点所用时间等于T/4，所以周期T=0.8s，，振幅A=4cm，从小球经过图中N点时开始计时，x=4cos。

16. 有一列向右传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，波速为0.6 m/s，P点的横坐标x ＝0.96 m，从图示时刻开始计时，此时波刚好传到C点.经过_____s，P点第二次到达波峰.
【答案】1.9
【解析】由波形图象可知，波长为λ=0.24m
由波速公式v=λ/T，
可求得波的周期：T=λ/v=0.24/0.6s=0.4s
波从该时刻传播到P点经历的时间
t1=x/v=(0.96−0.24)/0.6s=1.2s
因为此时波刚好传到C点，该波的起振方向向下，所以P点开始振动时向下，开始振动后第二次到达波峰经历的时间
t2=7T/4=7×0.4/4s=0.7s
所以P点第二次到达波峰需要的总时间
t=t1+t2=1.2+0.7=1.9(s)
三、计算题（写出必要过程文字说明，只写结果不给分。

17题8分，18题10分，19题14分，共32分）
17. 雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光射到空中弥散的水珠上时出现的现象.在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路.一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R=10mm的球，球心O到入射光线的垂直距离为d=8mm，水的折射率为.
（1）画出该束光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图；
求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠，光线偏转的角度.
（2）求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠所用的时间(c=3×108m/s)
【答案】（1）光路图如图所示. （2）
【解析】（1）光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图如图所示：
由几何关系得sinθ1=d/R=0.8，即θ1=53°
由折射定律得sinθ1=n sinθ2
解得sinθ2=0.6，即θ2=37°
则φ=2(θ1−θ2)=32°
（2）光线在水珠中的速度：；光线在水珠中前进的距离为：
18. 我国ETC联网正式启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称．汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示．假设汽车以v0=15m/s朝收费站正常沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在收费线中心线前10m处正好匀减速至v=5m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v0正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过20s 缴费成功后，再启动汽车匀加速至v0正常行驶．设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s2，求：
（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；
（2）汽车过ETC通道比过人工收费通道节省的时间是多少．
【答案】（1）210 m；（2）27 s
【解析】试题分析：（1）汽车过ETC通道：减速过程有：，解得
加速过程与减速过程位移相等，则有：
解得：
（2）汽车过ETC通道的减速过程有：
得总时间为：
汽车过人工收费通道有：，x2=225m
所以二者的位移差为：△=x2﹣x1=225m﹣210m=15m．（1分）
则有：27s
考点：考查了匀变速直线运动规律的应用
【名师点睛】在分析匀变速直线运动问题时，由于这一块的公式较多，涉及的物理量较多，并且有时候涉及的过程也非常多，所以一定要注意对所研究的过程的运动性质清晰，对给出的物理量所表示的含义明确，然后选择正确的公式分析解题
19. 如图所示，平板A长l=10m，质量M=4kg，放在光滑的水平面上．在A上最右端放一物块B（大小可忽略），其质量m=2kg．已知A、B间动摩擦因数μ=0.4，开始时A、B都处于静止状态（取g=10m/s2）．则
（1）若加在平板A上的水平恒力F=6N时，平板A与物块B的加速度大小各为多少？
（2）要将A从物块B下抽出来，则加在平板A上的水平恒力F至少为多大？
（3）若加在平板A上的水平恒力F=40N时，要使物块B从平板A上掉下来F至少作用多长时间？
【答案】（1）1m/s2（2）24N （3）
............ .........
可得：(1分)
对B：(1分)
所以假设成立
平板A与物体B的加速度大小为(1分)
（2）要将A从物体B下抽出来，则A与B之间发生相对滑动
对B：(1分)
得：(1分)
对系统：(1分)
得：(2分)
所以加在平板上的水平恒力至少为24N。

（3）对B：
(1分)
对A：
(1分)
(1分)
(1分)
又因为
解得：(2分)
考点：本题考查了牛顿第二定律、整体法与隔离法、匀变速直线运动。