山西省晋中市2016-2017学年高二下学期物理期末考试试卷
试卷更新日期：2018-05-14 类型：期末考试
一、选择题
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1.
实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（ ）
A、轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B、轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C、轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D、轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里2. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是（ ）
A、电压表的读数为 B、通过电阻R的电荷量为q= C、电阻R所产生的焦耳热为Q= D、当线圈由图示位置转过30°时的电流为3. 如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场，它们分别落到A、B、C三点，则可以断定（ ）
A、落到A点的小球带正电，落到C点的小球带负电 B、三小球在电场中运动时间相等 C、三小球到达正极板的动能关系是EKA＞EKB＞EKC D、三小球在电场中运动的加速度是aA＞aB＞aC4. 如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是（ ）
A、波长最长的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的 B、频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的 C、这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 D、用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应5. 图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是（ ）
A、由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B、由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C、遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大 D、不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应6. 如图，D为一理想二极管（正向电阻为0，反向电阻无穷大），平行板电容器通过二极管与电动势不变的电源相连，下列是有关极板上的电量Q、极板间的电场强度E随板间距离变化的说法：
①板间距离变小，Q增大；②板间距离变小，E增大；
③板间距离变大，Q减小；④板间距离变大，E不变．
其中正确的是（ ）
A、①② B、①②③ C、①②④ D、①②③④7. 如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U．变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：n2和电源电压U1为（ ）
A、1：2 2U B、1：2 4U C、2：1 4U D、2：1 2U8. 自行车速度计是利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图．当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差．下列说法正确的是（ ）
A、根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮上的磁铁所在圆的半径即可获知车速大小 B、自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C、图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D、如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小9. 如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上．以下判断正确的是（ ）
A、b点场强大于d点场强 B、b点场强小于d点场强 C、a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差 D、试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能10. 如图所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨置于垂直于导轨向里的匀强磁场中，两根质量相同的金属棒A和B与导轨紧密接触且可自由滑动．先固定A，释放B，当B的速度达到10m/s时，再释放A，经1s时间A棒速度达到12m/s，（g取10m/s2）则：（ ）
A、当vA=12m/s时，vB=18m/s B、当vA=12m/s时，vB=22m/s C、若导轨很长，它们最终速度必相同 D、它们最终速度不相同，但速度差恒定11. 如图所示，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面（未画出）．一群比荷为 的负离子以相同速率v0（较大），由P点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场，最终打在磁场区域右侧的荧光屏（足够大）上，则下列说法正确的是（不计重力）（ ）
A、离子在磁场中的运动轨迹半径一定相等 B、由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长 C、离子在磁场中运动时间一定相等 D、沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大12. 在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的离子P+和P3+ ， 经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子P+和P3+（ ）
A、在电场中的加速度之比为1：1 B、在磁场中运动的半径之比为 ：1 C、在磁场中转过的角度之比为1：2 D、离开电场区域时的动能之比为1：3二、填空题
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13. 甲、乙两同学用如图甲实验所示的装置测滑块与长木板之间的动摩擦因数，在一端装有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与光电门相连的计时器能显示滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间，滑块通过绕过定滑轮的轻质细绳与测力计挂钩相连，测力计下吊着装有沙的沙桶，测力计能显示挂钩所受的拉力，滑块对长木板的压力大小等于滑块的重力大小，已知当地的重力加速度为g．
(1)、为了满足实验的要求，下列说法正确的是 ．A、长木板应放在水平桌面上 B、长木板没有定滑轮的一端应适当垫高，以平衡摩擦力 C、沙和沙桶及测力计的总质量应远小于滑块的质量 D、定滑轮与滑块之间的细绳应与长木板平行(2)、实验前用20分度的游标卡尺测出遮光片的宽度，如图所示，其示数d=cm．(3)、甲同学测出两光电门之间的距离为L，将滑块从图示位置由静止释放，测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为t1、t2 ， 记录测力计的示数F，则滑块运动的加速度大小a=（用字母表示）．(4)、多次改变沙桶里沙的质量，重复（3）的步骤，根据测得的多组F和a作出a﹣F图象如图丙所示，由图象可知，滑块的质量为 ， 滑块与长木板间的动摩擦因数为 ．14. 某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，电路中R0为定值电阻，阻值大小为3.5Ω．
(1)、请按电路图完成图乙中实物图的连接．(2)、闭合开关S前，应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最（填“左”或“右”端），电路中定值电阻R0的作用是 ．(3)、闭合S，调节滑动变阻器的滑片，测出多组电流表和电压表的值，作出U﹣I图象如图丙所示，则电池的电动势E=V，电池的内阻r=Ω．(4)、本实验由于存在系统误差，使得电动势的测量值比真实值（填“大”或“小”），电池内阻的测量值比真实值（填“大”或“”）．三、计算题
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15. 在2013年9月23到27日北京举行的第64届国际宇航大会上，航天科技集团董事长许达哲做了中国航天的精彩报告，报告中提到我国将2030年前将进行火星探测、深空太阳观测、小行星伴飞好着陆、金星探测、木星探测和火星取样返回等多个深空探测项目．设想未来某一天宇航员完成了对火星表面的科学考察任务后，将乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示．为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度．求该宇航员乘坐的返回舱要安全返回轨道舱，至少需要消耗多少能量？
已知：返回过程中需克服火星引力做功W=mgR（1﹣ ），返回舱与人的总质量为m，火星表面重力加速度为g，火星半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r；不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响．
16. 如图所示，长木板B的质量为m2=1.0kg，静止放在粗糙的水平地面上，质量为m3=1.0kg的物块C（可视为质点）放在长木板的最右端．一个质量为m1=0.5kg的物块A由左侧向长木板运动．一段时间后物块A以v0=6m/s的速度与长木板B发生弹性正碰（时间极短），之后三者发生相对运动，整个过程物块C始终在长木板上．已知长木板与地面间的动摩擦因数为μ1=0.1，物块C与长木板间的动摩擦因数μ2=0.3，物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2 ， 求：
(1)、碰后瞬间物块A和长木板B的速度；(2)、长木板B的最小长度．17. 如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m．导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω．导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下．利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示．
(1)、求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式；(2)、求第2s末外力F的大小；(3)、如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J，求整个回路中产生的焦耳热是多少．18. 实验室常用电场和磁场来控制带电粒子的运动．在真空中A、C两板之间加上电压U，粒子被加速后从D点进入圆形有界磁场；匀强磁场区域以O为圆心，半径R= ，磁感应强度B方向垂直纸面向外；其右侧有一个足够大的匀强电场，方向竖直向下，左边界与圆形磁场边界相切；现在电场区域放置一块足够长档板GH，它与水平线FD夹角为60°（F点在档板上，圆心O位于在FD上），且OF=3R，如图所示．一比荷 = ×106C/kg的带正电粒子，从A板附近由静止释放，经U=150V电压加速后，从D点以与水平线成60°角射入磁场，离开圆形磁场时其速度方向与DF平行，最后恰好打在档板上的F点．不计粒子重力，求
(1)、粒子进入磁场时的速度大小vD；(2)、磁感应强度B的大小；(3)、粒子到达F点时的速度大小vF；(4)、不改变其他条件，逐渐增大匀强电场的电场强度，要使粒子仍能打到挡板上，求所加电场场度的最大值．