辽宁省本溪市第三十中学高二物理上学期期末试题含解析

辽宁省本溪市第三十中学高二物理上学期期末试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. 半圆柱体P放在粗糙的水平面上，有一挡板MN，延长线总是过半圆柱体的轴心O，但挡板与半圆柱不接触，在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止状态，如图是这个装置的截面图，若用外力使MN绕O点缓慢地顺时针转动，在MN到达水平位置前，发现P始终保持静止，在此过程中，下列说法中正确的是 A．MN对Q的弹力先减小后增大 B．MN对Q的弹力先增大后减小 C．P、Q间的弹力先减小后增大 D．Q所受的合力始终不变 参考答案： D 2. 下列叙述符合物理学史实的是：（     ） A．惠更斯总结了许多有关波的实验现象后提出著名的惠更斯原理，并用这一原理很好地解释波的反射和折射现象中所遵循的规律 B．托马斯·杨通过对光干涉现象的研究，从而证实了光沿直线传播是完全错误的 C．麦克斯韦提出电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在 D．牛顿勇敢地抛弃经典的时空观，根据实验事实提出了狭义相对论的两条基本原理 参考答案： A 3. 如图所示，M、N为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是(    ) A、甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表 B、甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表 C、在乙图中，线圈N4的导线一定比线圈N3的导线粗 D、甲、乙两图中的电表均为交流电流表         参考答案： A 4. 如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中（      ） A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安掊力的合力为零 D．线框的机械能不变 参考答案： B 5. 某交流电电压为，则 A．把额定电压为6V的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光 B．把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01s C．把此电压加在阻值为6的电阻上，该电阻消耗的功率为6W D．击穿电压为6V的电容器能直接接在此电源上 参考答案： AC 二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分 6. 阴极K用极限波长λ0=0.66μm的金属制成的装置如图所示．若闭合开关S，现用λ=3000A的紫外线照射阴极，调整两个极板电压，使饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）I=0.64μA． （1）求每秒钟阴极发射的光电子数； （2）求光电子飞出阴极时的最大初动能． （3）如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，求每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能． 参考答案： 解：（1）阴极每秒发射的光电子数：n=个． （2）根据光电效应方程，光电子的最大初动能为：Ekm=hv﹣W0=， 代入数据解得最大初动能为： J． （3）如图照射光的频率不变，光强加倍，则每秒内发射的光电子数也加倍，饱和光电流也增大为原来的2倍，根据光电效应实验规律可得阴极每秒钟发射的光电子个数：n′=2n=8.0×1012个． 光电子的最大初动能仍然为： J． 答：（1）每秒钟阴极发射的光电子数为4.0×1012个； （2）光电子飞出阴极时的最大初动能为2.95×10﹣19J； （3）每秒钟阴极发射的光电子数为8.0×1012个，光电子飞出阴极时的最大初动能为2.95×10﹣19J． 7. 在电场中某点放入一点电荷,电量q=1.0×10-10C,受到的电场力F=1.8×10-5N,则电场中该点电场强度大小为________N/C。若在该点放入另一个点电荷,电量q′=2.0×10-10C,则电场中该点电场强度大小为________N/C，点电荷q′受到的电场力大小为________N。 参考答案： 1.8×105    1.8×105    3.6×10-5 8. 如图所示，放在通电螺线管内部中央处的小磁针，静止时N极指向右端，则电源的b端为_________极。 参考答案： 9. 如图所示是一块手机电池的标签。从这个标签中可以看出：     （1）电池的电动势是        V； （2）电池的额定容量（存储电荷量的大小）为     C。 参考答案： 3.7，2232 10. 我们日常生活中使用的录音带、录像带、计算机上用的磁盘、银行发行的信用卡以及打电话的磁卡等都用到   ▲   材料（填“硬磁性”或“软磁性”），制成这些材料的物质在磁场中都能被   ▲    ，并且在外磁场消失后，剩余一部分磁性。所以人们靠这些材料，在录音带、磁盘上保存大量信息。 参考答案：   硬磁性      、       磁化   11. 如图所示匀强磁场方向水平向外，磁感应强度B＝0.20T，金属棒Oa长L＝0.60m，绕O点在竖直平面内以角速度ω＝100rad/s顺时针匀速转动，则金属棒中感应电动势的大小是            。     参考答案： 3.6V 12. （6分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射         种频率的光子;氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是         eV； 用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，         金属能发生光电效应. 几种金属的逸出功 参考答案： 6   2.55eV   铯 解：因为，知氢原子可能发射6种频率的光子．氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差，即E=E4-E2=-0.85+3.40eV=2.55eV．E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属才能发生光电效应． 13. 在一个水平方向的匀强电场中，某带负电荷的小球作匀变速曲线运动，  依次经过A、B、C三点，A、B、C三点与电场方向在同一个竖直面   内，运动轨迹如图所示．已知过B点切线与AC连线平行，D点为AC 线段的中点，BD连线恰与AC垂直，则关于质点从A点运动到B点 所用的时间为与质点从B点运动到C点所用的时间为关系是       ，（填=、>、或<），电场方向         . 参考答案： 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。 ⑴实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式，其中L表示摆长，T表示周期。对于此式的理解，四位同学说出了自己的观点： 同学甲：T一定时，g与L成正比 同学乙：L一定时，g与T2成反比 同学丙：L变化时，T2是不变的 同学丁：L变化时，L与T2的比值是定值 其中观点正确的是同学            （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。 ⑵实验室有如下器材可供选用： A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约2 cm的均匀铁球 D．直径约5cm的均匀木球   E．秒表 F．时钟 G．最小刻度为毫米的米尺 实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择：            ___________（填写器材前面的字母）。 ⑶他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂（如图所示）。用刻度尺测量悬点到        之间的距离记为单摆的摆长L。 ⑷在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T=               。 ⑸如果实验得到的结果是g=10.29m/s2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，并写出其中一种：________________________________ 参考答案： ⑴丁；⑵ACE；⑶小球球心；⑷；⑸ 可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了；（其他答案合理也给分） 试题分析：（1）重力加速度的大小只与星球、纬度、高度决定，而与摆长和周期的大小无关；表达式为计算式，可知L变化时，T2是变化的，但是L与T2的比值不变．故观点正确的是同学丁． （2）单摆模型中，摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，小球视为质点，故要选择直径约2cm的均匀铁球，长度1m左右的细线，不能用橡皮条，否则摆长会变化，秒表可以控制开始计时和结束计时的时刻，还需要ACE．故选：ACE； （3）摆长为悬点到球心之间的距离； （4）根据题意可知，周期； （5）g比当地的重力加速度值大，根据表达式可知，可能是周期偏小（即可能是振动次数n计多了或在计时的时候秒表开表晚了）、可能是测量摆长偏大（从悬点量到了小球底部记为摆长） 考点：本题考查了单摆测重力加速度。 15. 2010年暑假期间，某学校课题研究小组为了撰写关于未知材料电阻率的实践报告，设计了一个测量电阻率（被测电阻丝的阻值约为15）的实验方案，可提供的器材有： A．电流表G，内阻Rg=120，满偏电流Ig=3mA B．电流表A，内阻约为0.2，量程为0～0.6A C．螺旋测微器 D．电阻箱R0(0～9999,0.5A) E．滑动变阻器Rg (5,1A) F．干电池组（3V，0.05） G．一个开关和导线若干 他进行了以下操作： （1）(2分)用螺旋测微器测电阻丝的直径，其示数部分如图2所示，则该次测量测得直径=          mm。 （2） (2分)把电流表G与电阻箱串联改装成电压表使用，最大测量电压为3V，则电阻箱的阻值应调为＝______。 （3）(4分)请用改造完的电压表设计一个测量电阻率的实验电路，根据提供的器材和实验需要，请将图3中电路图补画完整。 （4）(2分)实验数据的测量与电阻率的计算：如果电阻丝的长度用L表示，电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量写出计算电阻率的表达式___________________________。 参考答案： （1）(2分)0.265～0.268     （2）(2分)880  　 （3）(4分)如图所示     （4）(2分) 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 氢原子基态能量E1=-13.6eV，电子绕核运动半径r1=0.53×10-10m．  求氢原子处于n=4激发态时：(电子的质量m=0.9×10-30kg) （1）原子系统具有的能量；（2）电子在轨道上运动的动能；（3）电子具有的电势能； （4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效数字）？ 参考答案： （3）由于 所以电势能  （4）最多有六种．从n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1．能级差最小的是n=4→n=3，所辐射的光子能量为： 17. （10分）如图所示，一立方体玻璃砖放在空气中，平行光束从立方体的顶面斜射入玻璃砖，然后投射到它的一个侧面．若全反射临界角为42°，问： (1)这光线能否从侧面射出？ (2)若光线能从侧面射出，玻璃砖的折射率应满足何条件？ 参考答案： (1)由于玻璃的临界角C=42o，所以不论入射角θ1为多少，总有折射角θ2<42o     则总有：折射光在侧面的入射角  因而光线在侧面要发生全反射而不能射出。 (2)因θ2总小于临界角，要在侧面能射出，也应小于临界角。 即 得  这就要求玻璃折射率满足： 故  18. 质量为M的木块在水平面上处于静止状态，有一质量为m的子弹以水平速度v0击