2014届河北省石家庄市高二下学期期末考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（      ）

          

A．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B．图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变……，链式反应会释放出巨大的核能

C．图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一

D．图丁：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的

2. 难度：中等

如图所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s=30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么（     ）    

A．这列波的速度一定是10 m／s        B．这列波的周期可能是0．8s

C．这列波的周期可能是3s             D．这列波的波长可能是 24 m

3. 难度：中等

如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为γ的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（      ）

A．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小

B．改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射

C．此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）

D．激光束的入射角为α=45°

4. 难度：中等

关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有.(　  　)

A. 是α衰变       B.  是β衰变

C. 是轻核聚变    D.  是重核裂变

5. 难度：中等

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

6. 难度：中等

如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接。c、d两个端点接在匝数比的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动；如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则（    ）

A．变阻器上消耗的功率为

B．ab沿环转动过程中受到的最大安培力

C．取ab在环的最低端时t=0，则棒ab中感应电流的表达式是 

D．变压器原线圈两端的电压

7. 难度：中等

如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（     ）

A．电流表的读数一直减小；       B．的功率先减小后增大；

C．电源输出功率先增大后减小；   D．电压表的读数一直增大。

8. 难度：中等

如图甲所示，有一个等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿的感应电流为正，则图乙中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（     ）

9. 难度：中等

一个固定在水平面上的光滑物块，其左侧面是斜面AB，右侧面是曲面AC。已知AB和AC的长度相同。两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑，比较它们到达水平面所用的时间（     ）

A．p小球先到            B．q小球先到

C．两小球同时到          D．无法确定

10. 难度：中等

如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是 (　 　)

11. 难度：中等

如图所示，R₀为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，C中央有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关K闭合。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（     ）

A．变阻器R的滑动头p向上移动     B．将热敏电阻R₀加热

C．开关K断开                     D．电容器C的上极板向上移动

12. 难度：困难

如下图所示，L₁和L₂为两条平行的虚线，L₁上方和L₂下方都是垂直纸面向外的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L₁上．带电粒子从A点以初速v斜向下与L₁成45°角射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向下，且方向与A点方向相同．不计重力影响，下列说法中正确的是(　　)

A．该粒子一定带正电

B．该粒子一定带负电

C．若将带电粒子在A点时初速度变大(方向不变)，它仍能经过B点

D．若将带电粒子在A点时初速度变小(方向不变)，它不能经过B点

二、实验题

13. 难度：中等

（8分）一电阻R_x额定功率为0.01 W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值.

A.电流表A₁，量程0～300 μA，内阻约150 Ω；

B.电流表A₂，量程0～500 μA，内阻约45 Ω；

C.电压表V₁，量程0～3 V，内阻约6 kΩ；

D.电压表V₂，量程0～15 V，内阻约30 kΩ；

E.电压表V₃，量程0～25 V，内阻约50 kΩ；

F.直流稳压电源E₁，输出电压6 V，额定电流3 A；

G.直流电源E₂，输出电压24 V，额定电流0.5 A；

H.直流电源E₃，输出电压100 V，额定电流0.1 A；

I.滑动变阻器R₁，0～50 Ω；

G.滑动变阻器R₂，0～2 kΩ；

K.电键K一只，连接导线足量.

为了较准确测量R_x的阻值，保证器材的安全，

（1）电源应选           电压表应选           电流表应选           滑动变阻器应选           （填序号，例如A、B等）

（2）在虚线框中画出实验电路图（用所选器材字母表示如A_1，A₂ 等）

14. 难度：中等

（9分）兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装；

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；

④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定）。在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。请你分析纸带数据，回答下列问题：

（1）该电动小车运动的最大速度为           m/s；

（2）关闭小车电源后，小车的加速度大小为       m/s²；

（3）该电动小车的额定功率           W。

三、计算题

15. 难度：困难

某天，张叔叔在上班途中沿步行道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1 m/s，公交车的速度是15 m/s，他们距车站的距离为50 m．假设公交车在行驶到距车站25 m处开始刹车，刚好到车站停下，停车10 s后公交车又启动向前开去．张叔叔的最大速度是6 m/s，最大起跑加速度为2.5 m/s²，为了安全乘上该公交车，他用力向前跑去。

（1）公交车刹车过程视为匀减速运动，则其加速度大小是多少？

（2）分析张叔叔能否在公交车停在车站时安全上车．

16. 难度：中等

（12分）如图所示，在一光滑的水平面上，有三个质量都是m的物体，其中B、C静止，中间夹着一个质量不计的弹簧，弹簧处于松弛状态，今物体A以水平速度v₀撞向B，且立即与其粘在一起运动。求整个运动过程中

（1）弹簧具有的最大弹性势能；

（2）物体C的最大速度。

17. 难度：中等

（14分）如图所示，固定的光滑金属导轨间距为L，导轨电阻不计，上端a、b间接有阻值为R的电阻，导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有沿轨道向上的初速度v₀。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧的中心轴线与导轨平行。

（1）求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向；

（2）当导体棒第一次回到初始位置时，速度变为v，求此时导体棒的加速度大小a；

（3）导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为E_p，求导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

18. 难度：中等

（17分）如图所示，在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的匀强磁场，磁场方向垂直于xoy面向里；第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，一质量为m、带电量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限，随即撤去电场，以后仅保留磁场。已知OP=d，OQ=2d，不计粒子重力。

（1）求粒子过Q点时速度的大小和方向。

（2）若磁感应强度的大小为一定值B₀，粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限，求B₀；

（3）若磁感应强度的大小为另一确定值，经过一段时间后粒子将再次经过Q点，且速度与第一次过Q点时相同，求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。