2016-2017学年福建省高二（实验班）下学期期中考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是（  ）

A．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子

B．波尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型

C．约里奥•居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子

D．卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子，并预言了中子的存在

2. 难度：中等

2011年3月11日，日本东海岸发生9.0级地震，地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，最终导致福岛第一核电站的6座核反应堆不同程度损坏，向空气中泄漏大量碘131、铯137、钡等放射性物质，这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4月4日，日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水，引起周边国家的指责．有效防治核污染，合理、安全利用核能成为当今全世界关注的焦点和热点．下列说法中正确的是(      )

A. 福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电的

B. 铯、碘、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损

C. 铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线具有很强的电离能力，能穿透几厘米厚的铅板

D. 铯137进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统，其半衰期是30.17年，如果将铯137的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度

3. 难度：中等

将质量相等的三只小球A、B、C从离地同一高度以大小相同的初速度分别上抛、下抛、平抛出去，空气阻力不计，那么，有关三球动量和冲量的情况是 (    )

A. 三球刚着地时的动量均相同

B. 三球刚着地时的动量均不相同

C. 三球从抛出到落地时间内，受重力冲量最大的是A球，最小的是B球

D. 三球从抛出到落地时间内，动量的变化量均相同

4. 难度：中等

一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点在哪两段时间内的速度与加速度方向相同：        　

A. 0～0.3s和0.3～0.6s

B. 0.6～0.9s和0.9～1.2s

C. 0～0.3s和0.9～1.2s

D. 0.3～0.6s和0.9～1.2s

5. 难度：中等

两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，m_A=1kg、m_B=2kg、v_A=6m/s、v_B=2m/s．当球A追上球B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（　 　）

A. v_A′=5m/s，v_B′=2.5m/s    B. v_A′=2m/s，v_B′=4m/s

C. v_A′=-4m/s，v_B′=7m/s    D. v_A′=-2m/s，v_B′=4m/s、

6. 难度：中等

如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R₀和滑动变阻器R，下列判断正确的是

A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωsin ωt

B. 矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表A₁的电荷量为0

C. 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A₁和A₂示数都变小

D. 当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V₁示数不变，V₂和V₃的示数都变小

7. 难度：困难

如图所示是水面上两列频率相同的波在某一时刻的叠加情况，图中实线为波的波峰，虚线为波谷面。已知两列振幅均为2㎝，波速2m/s，波长8㎝，E点是BD和AC连线的交点。下列说法正确的是                   （    ）

A．A、C处两质点是振动加强的点

B．B、D处两质点在该时刻的竖直高度差异是4㎝

C．E点处质点是振动加强的点

D．再经0.02s，B点处质点通过路程是8㎝

8. 难度：简单

居民楼的楼道里，夜里只是偶尔有人经过，电灯如果总是亮着会造成很大浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，下列电路符合要求的是（    ）

A.     B.

C.     D.

9. 难度：中等

如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是（    ）    

A.     B.

C.     D.

10. 难度：中等

如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a、b表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的简谐横波在先后两个时刻的波形曲线。则下列说法错误的是（　　）

A．（a）图中，若驱动力频率f增大，则波源振动的振幅也增大

B．（b）图中，波速一定为1.2m/s

C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5s

D．（b）图中，遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象

二、不定项选择题

11. 难度：中等

如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是自感系数极大但直流电阻不计的电感线圈，如果最初S₁是接通的， S₂是断开的。那么，可能出现的情况是： (      )

A. 刚接通S₂时，A灯立即亮，而B灯迟延一段时间才亮

B. 刚接通S₂时，线圈L中的电流不为零

C. 接通S₂以后，A灯变亮，B灯逐渐变暗最后熄灭

D. 断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下然后熄灭

12. 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

13. 难度：中等

一质量为m、电阻为r的金属杆ab以一定的初速度v₀从一光滑的平行金属导轨底端向上滑行,导轨平面与水平面成30°角,两导轨上端用一电阻R相连,如图所示,磁场垂直斜面向上,导轨的电阻不计,金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为v,则(　　)

A. 向上滑行的时间等于向下滑行的时间

B. 向上滑行时电阻R上产生的热量大于向下滑行时电阻R上产生的热量

C. 向上滑行过程和向下滑行过程中通过电阻R的电量相等

D. 金属杆从开始上滑至返回出发点,电阻R上产生的热量

三、实验题

14. 难度：中等

在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于5°,完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为L,用游标卡尺测得摆球直径为d.

(1)用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式g=________________.

(2)从图1可知,摆球直径d的读数为_________cm.

(3)实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大,其原因可能是______             

A.以摆线长作为摆长来计算

B.单摆所用摆球质量太大

C.把n次全振动时间误当成(n+1)次全振动时间

D.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了

15. 难度：困难

在“验证动量守恒定律”的实验中,请回答下列问题.

(1)实验记录如图甲所示,则A球碰前做平抛运动的水平位移是图中的 __________,B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的_________.(两空均选填“OM”、“OP”或“ON”)

(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果__________产生误差(选填“会”或“不会”).

(3)实验装置如图甲所示,A球为入射小球,B球为被碰小球,以下所列举的在实验过程中必须满足的条件,正确的是（______）

A.入射小球的质量m_a,可以小于被碰小球的质量m_b

B.实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度

C.入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 

D.斜槽末端的切线必须水平,小球放在斜槽末端处,应能静止

  

(4)在“验证动量守恒定律”的实验中.某同学用如图乙所示的装置进行了如下的操作:

①先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O.

②将木板向右平移适当的距离,再使小球a从原固定点由静止释放,撞在木板上并在白纸上留下痕迹B.

③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C.

④用天平测量a、b两小球的质量分别为m_a、m_b,用刻度尺测量白纸O点到A、B、C三点的距离分别为y₁、y₂和y₃.

用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为_____________.

用测得的物理量来表示,只要再满足关系式 _________,则进一步说明两小球的碰撞是弹性碰撞.

四、简答题

16. 难度：中等

如图固定在水平桌面上的金属框cdef处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上可无摩擦地滑动，此时构成一个边长为L的正方形，棒的电阻为r，其余部分电阻不计，开始时磁感应强度为B₀

⑴若从t=0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流和方向；

⑵在上述情况中，始终保持静止，当t=t₁s末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

⑶若从t=0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化（写出B与t的关系式）？

五、计算题

17. 难度：中等

如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R＝1Ω的电阻，导轨间距L＝0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.8 T．一根电阻r＝0.3 Ω的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨良好接触，若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图乙所示（正弦曲线）．求：

（1）导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式．

（2）整个电路在1分钟内产生的热量．

六、简答题

18. 难度：困难

如图所示，光滑水平面上有一长板车，车的上表面0A段是一长为L的水平粗糙轨道，A的右侧光滑，水平轨道左侧是一光滑斜面轨道，斜面轨道与水平轨道在O点平滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧，其弹性势能为E_p，一质量为m的小物体(可视为质点)紧靠弹簧，小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为μ，整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定，小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为 2m，斜面轨道的长度足够长，忽略小物体运动经过O点处产生的机械能损失，不计空气阻力。求：

(1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能；

(2)当μ满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上，满足此条件时小物体能上升的最大高度为多少?

19. 难度：困难

如图所示，PQ和MN是固定于倾角为30^o斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g；

（1）试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P_安 等于电路获得的电功率P_电；_________

（2）设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t₀=0，恒力大小变为F′=1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：

①t时刻以后金属棒ab的热功率P_ab _________；

②0～t时刻内通过金属棒ab的电量q ________ ；