江苏省无锡市江阴市青阳中学2015-2016学年高二（下）期中物理试卷

2015-2016学年江苏省无锡市江阴市青阳中学高二（下）期中物理试卷一、单项选择题：（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．下列有关原子核的说法中正确的是（）A．β射线的穿透能力比γ射线强B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，它的半衰期可能变短2．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t=0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是（）（填选项前的字母）A．B．C．D．3．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能4．如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右5．如图所示，导轨是水平的，导轨间距L1=0.5m，ab杆与导轨左端的距离L2=0.8m，由导轨与ab杆所构成的回路总电阻R=0.2Ω，方向竖直向下的匀强磁场的磁感应强度B0=1T，重物的质量M=0.04kg，用细绳通过定滑轮与ab杆的中点连接，各处的摩擦均可忽略，现使磁场以=0.2T/s的变化率均匀的增大（g取10m/s2），则要使M刚好离开地面，需经过时间t为（）A．1.25sB．2.5sC．5.0sD．10.0s二、多项选择题：（本题共6小题，每小题4分，共计24分．每小题有多个选项符合题意．全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分．）6．关于下列四幅图说法正确的是（）A．甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为α射线B．乙图为光电效应实验，它说明了光具有粒子性C．丙图为电子束通过铝箔时的衍射图样，它证实了电子具有波动性D．丁图为α粒子散射实验，发现少数α粒子发生了较大偏转，说明了原子的质量绝大部分集中在很小空间范围7．下列说法正确的是（）A．普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B．卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C．汤姆孙在研究γ射线时发现了电子D．我国科学家钱三强和何泽慧夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分8．钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为Pu→U+He+γ，则（）A．核燃料总是利用比结合能小的核B．核反应中γ的能量就是的结合能C．核比核更稳定，说明的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小9．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接，在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时，电流计指针向左偏转．由此可以推断（）A．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向左偏转B．线圈A向上移动或滑动变阻器滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向10．水平放置的金属框架cdef处于如图所示的匀强磁场中，金属棒ab处于粗糙的框架上且接触良好，从某时刻开始，磁感应强度均匀增大，金属棒ab始终保持静止，则（）A．ab棒中感应电流增大，方向由a到bB．ab棒中感应电流不变，方向由b到aC．ab棒所受摩擦力增大，方向水平向右D．ab棒所受摩擦力不变，方向水平向左11．如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．t=0时对金属棒施一平行于导轨的外力F，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速运动．下列关于穿过回路abPMa的磁通量Φ、磁通量的瞬时变化率、通过金属棒的电荷量q以及a、b两端的电势差U随时间t变化的图象中，正确的是（）A．B．C．D．三、简答题：（本题有4小题，每空2分，共计24分．请将解答填写在答题卡相应的位置．）12．如图为实验室常用的气垫导轨验证动量守恒的装置．两个带有宽均为d的遮光条的滑块A和B，质量分别为mA、mB，在A、B间用细线水平压住一轻弹簧，将其置于气垫导轨上，调节导轨使其能实现自由静止，这是表明，烧断细线，滑块A、B被弹簧弹开，光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为tA和tB，则滑块A通过光电门时的速度大小为，若有关系式，则说明该实验动量守恒．13．强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应．如图所示，用频率为v的强激光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应，（已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e），那么每个光电子吸收的能量是；当光电管两极间所加反向电压为时，光电流恰好为零，且此时图中电源的端应为“+”极．14．氢原子的能级如图所示，氢原子从n=3能级向n=1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV，用一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV．15．一静止的铀核U（原子质量为232.0372u）放出一个带电粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核Th（原子质量为228.0287u），设真空中的光速为c，则该过程的衰变方程为；该衰变过程中的质量亏损△m为u；求释放出核能的计算公式为△E=．四、计算题：（本题共4小题，共计57分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只与出最后答案的不能得分．有数值的题，答案中必须明确写出数值和单位．）16．如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都视作质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，问：（1）弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度各为多大？（2）弹簧的最大弹性势能是多少？17．如图所示，相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连，导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面．质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直．t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动．求：（1）t=2s时回路中的电流；（2）t=2s时外力F大小；（3）第2s内通过棒的电荷量．18．如图所示，质量为m，边长为L的正方形线框，在有界匀强磁场上方h高处由静止自由下落，线框的总电阻为R，磁感应强度为B的匀强磁场宽度为2L．线框下落过程中，ab边始终与磁场边界平行且处于水平方向．已知ab边刚穿出磁场时线框恰好做匀速运动．求：（1）cd边刚进入磁场时线框的速度；（2）线框穿过磁场的过程中，产生的焦耳热．19．如图，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ=37°的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T．质量m=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好．框架的质量M=0.2kg、宽度L=0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数μ=0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，（1）若框架固定，请大致画出导体棒运动的v﹣t图象；（2）若框架固定，求导体棒的最大速度vm；（3）若框架固定，导体棒从静止开始下滑5.75m时速度为v=5m/s，求此过程回路中产生的热量Q；（4）若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1．2015-2016学年江苏省无锡市江阴市青阳中学高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题：（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．下列有关原子核的说法中正确的是（）A．β射线的穿透能力比γ射线强B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，它的半衰期可能变短【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；原子的核式结构．【分析】α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，电离能力逐渐减弱；链式反应的条件：大于临界体积；中子转化成一个质子时，会同时释放出一个电子；半衰期不受环境与化合态的影响．【解答】解：A、α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，所以β射线的穿透能力比γ射线穿透能力弱，故A错误；B、链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，故B正确；C、原子核内部一个中子转化成一个质子时，会同时释放出一个电子，故C错误；D、元素的半衰期与环境及化合态无关，故D错误；故选：B．2．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t=0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是（）（填选项前的字母）A．B．C．D．【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】根据半衰期的定义求出任意时刻14C的质量的表达式．【解答】解：设衰变周期为T，那么任意时刻14C的质量m=m0，可见，随着t的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C项图线符合衰变规律．故选C．3．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【考点】光电效应．【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零．，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大．【解答】解：A、根据，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．B、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；故B正确．C、丙的频率最大，甲乙频率相同，且均小于丙的频率，故C错误．D、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于于丙光的光电子最大初动能．故D错误．故选B．4．如图，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是（）A．FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．FN先大于