江西省赣州市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

江西省赣州市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．在光电效应实验中，某同学用同一种材料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．甲光、乙光波长相等
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
2．如图所示，位于竖直面内的半圆形光滑凹槽放在光滑的水平面上,小滑块从凹槽边缘A点由静止释放，经最低点B 向上到达另一侧边缘C点．把小滑块从A点到达B点称为过程I，从B点到达C点称为过程Ⅱ，则（ ）
A．过程I中小滑块与凹槽组成的系统动量守恒
B．过程I中小滑块对凹槽做正功
C．过程Ⅱ中小滑块与凹槽组成的系统机械能守恒
D．过程Ⅱ中小滑块对凹槽做负功
3．如图所示，相距均为d的三条水平虚线L1与L2、L2与L3之间分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。一个边长也是d的正方形导线框，从 L1上方一定高处由静止开始自由下落，当ab边刚越过L1进入磁场时，恰好以速度v1做匀速直线运动；当ab边在越过L2运动到L3之前的某个时刻，线框又开始以速度v2做匀速直线运动，在线框从进入磁场到速度变为v2的过程中，设线框的动能变化量大小为△Ek，重力对线框做功大小为W1，安培力对线框做功大小为W2，下列说法中正确的有（　　）
A．在导体框下落过程中，由于重力做正功，所以有v2＞v1
B．从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek＝W2－W1
C．从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek＝W2+W1
D．从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中，机械能减少了W1＋△Ek
二、单选题
4．光子不仅有能量，还有动量，光照射到某个面上就会产生压力。有人设想在火星探测器上安装面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生压力推动探测器前进。第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜，那么（　　）
A．安装反射率极高的薄膜，探测器的加速度大
B．安装吸收率极高的薄膜，探测器的加速度大
C．两种情况下，由于探测器的质量一样，探测器的加速度大小应相同
D．两种情况下，探测器的加速度大小无法比较
5．下列关于动量及其变化的说法正确的是（　　）
A．两物体的动量相等，动能一定相等
B．物体动能发生变化，动量不一定发生变化
C．动量变化的方向一定与合外力的冲量方向相同
D．动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同
6．原来静止的物体受合力作用时间为2t0，作用力随时间的变化情况如图所示，则（ ）
A．0～t0时间内物体的动量变化与t0～2t0时间内动量变化相同
B．0～t0时间内物体的平均速率与t0～2t0时间内平均速率不等
C．t＝2t0时物体的速度为零，外力在2t0时间内对物体的冲量为零
D．0～t0时间内物体的动量变化率与t0～2t0时间内动量变化率相同
7．一粒钢珠从静止开始自由下落，然后陷人泥潭中，若把钢珠在空中下落的过程称为过程I，进入泥潭直到停止的过程称为过程II，不计空气阻力，则以下说法不正确的是（　　）
A．过程I中钢珠的动量的改变量等于重力的冲量
B．过程II中合力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小
C．I、II两个过程中合力的总冲量等于零
D．I、II两个过程中合力的总冲量不等于零
8．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流方向如图1所示时的感应电动势为正当磁场的磁感应强度向上为正方向随时间t的变化如图2所示时，图中能正确表示线圈中感应电动势E随时间t变化的图线是
A． B．
C． D．
9．关于光，下列说法正确的是（　　）
A．光子是比电子、质子更小的实物粒子
B．光在有些情况下只具有粒子性，在另一些情况下只具有波动性
C．普朗克常量为h，光速为c时，一个频率为v的光子质量为
D．普朗克常量为h，光速为c时，一个频率为v的光子动量为
10．篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，接球时两手随球迅速收缩至胸前这样做的目的是　　
A．增加作用时间，减小球对手的冲量
B．增加作用时间，减小球对手的冲击力
C．减小作用时间，减小球的动量变化量
D．减小作用时间，增加球的动量变化量
11．用能量为E0的光照射大量处于基态的氢原子，发现氢原子可以辐射6种颜色的光，氢原子能级图如图所示，各色可见光的波长和光子能量如下表所示，下列说法正确的是（　　）
色光 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫
光子波长范围/nm 622-770 597-622 577-597 492-577 455-492 350-455
光子能量范围/eV 1.61-2.00 2.00-2.07 2.07-2.14 2.14-2.53 2.53-2.76 2.76-3.10
A．E0=12.09eV
B．辐射6种颜色的光中包含红光
C．辐射6种颜色的光中有三种可见光
D．氢原子从基态跃迁到高能级，电子的动能增大，原子的电势能增大
12．如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是（　　）
A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级
B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
三、实验题
13．某实验小组用如图甲所示的装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，小车A前端贴有橡皮泥，后端连一穿过打点计时器的纸带，接通打点计时器电源后，让小车A以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车B相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为，得到的纸带如图乙所示，每五个点选一个计数点，已将各计数点之间的距离标在图乙上。
（1）实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是___________，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）若小车A的质量为，小车B的质量为，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是___________，碰后两小车的总动量是___________。（结果保留4位有效数字）
四、解答题
14．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100匝，电阻r=10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交变电压表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电动势的瞬时值表达式；
(3)线圈转过s时电动势的瞬时值；
(4)电路中交变电压表的示数。
15．如图所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为、P两点间接有阻值为R的电阻一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下导轨和金属杆的电阻可忽略让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦．
由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；
在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小，
从加速下滑过程中到ab杆的速度大小为v时，R产生的热量为Q．求ab杆沿斜面下滑的位移S．
16．如图所示，质量为3 kg的小车A以v0＝4 m/s的速度沿光滑水平面匀速运动，小车左端固定的支架通过不可伸长的轻绳悬挂质量为1 kg的小球B(可看做质点)，小球距离车面高h＝0.8 m．某一时刻，小车与静止在水平面上的质量为1 kg的物块C发生碰撞并黏连在一起(碰撞时间可忽略)，此时轻绳突然断裂．此后，小球刚好落入小车右端固定的沙桶中(小桶的尺寸可忽略)，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2．求：
(1)绳未断前小球与沙桶的水平距离；
(2)从初始状态到小球落入沙桶与桶相对静止，整个A、B、C系统损失的机械能ΔE．
五、填空题
17．如图所示，一根不可伸长的细绳拴着一个小球在竖直平面内摆动，图中a、b、c三点分别表示小球摆动过程中的三个不同位置，其中a、c等高．在小球摆动的整个过程中，动能最大时是在________点，在________点重力势能最大；如果没有空气阻力的影响，小球在a点的势能________（选填“大于”“等于”或“小于”）在b点的动能．
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参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
A．根据光电效应方程可得：，入射光的频率越高，对应的截止电压Uc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．甲光、乙光的频率相等，则甲、乙波长相等，故C正确；
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．
2．BCD
【解析】
【详解】
A、过程Ⅰ中小滑块与凹槽组成的系统在水平方向上不受外力，系统在水平方向上动量守恒．故A错误．
B、在过程Ⅰ中，小滑块对槽的压力方向左下方，而凹槽向左运动，所以过程I中小滑块对凹槽做正功．故B正确．
C、在过程Ⅱ中小滑块与凹槽组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒．故C正确，
D、在过程Ⅱ中小滑块对凹槽的弹力方向右下方，而凹槽向左运动，所以过程Ⅱ中小滑块对凹槽做负功，故D正确；
综上所述本题答案是：BCD
3．BD
【解析】
【详解】
A．在导线框下落运动中，重力做正功，安培力做负功，不能由重力做功确定两速度大小，设导线框的电阻为R，质量为m，ab边经磁场时，由于导线框匀速运动，则有
导线框以速度v2做匀速直线运动时，有导线框中总的感应电动势为
E=2Bdv2
导线框所受的安培力大小为
比较以上式可得
v1>v2
A错误；
BC．从ab边经磁场到速度变为v2的运动中，由动能定理可得，导线框动能的变化量为
则得
B正确，C错误；
D．从ab边经磁场到速度变为v2的运动中，机械能的减少等于重力势能的减小量与动能的减小量之和，而重力势能的减小量等于重力做功W1，即有
ΔE=W1+ΔEk
D正确。
故选BD。
4．A
【解析】
【详解】
若薄膜的反射率极高，那么光子与其作用后，动量改变较大，由动量定理可知，若作用时间都相同，薄膜反射对光子的作用力较大，根据牛顿第三定律，光子对薄膜的作用力也较大，因此探测器可获得较大的加速度，A正确。
故选A。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
可知，动量相同时，动能
两物体质量可能不同，此时动能不相等，则两物体动量相等时，动能不一定相等，A错误；
B．动能变化说明速度大小，或质量大小改变了，故动量一定改变，B错误；
C．根据动量定理，物体所受合力的冲量等于物体动量的变化，即
可知物体动量变化的方向与物体受到的合外力的方向一定是相同的，C正确；
D．动量变化的方向可能与初末动量的方向相同，D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．合力的冲量等于动量的变化量，0～t0时间内、t0～2t0时间内，合力的冲量大小相等，方向相反，则动量变化量大小相等，方向相反，A错误；
B．由图线可知，0～t0时间内做匀加速直线运动，t0～2t0时间内做匀减速直线运动，位移大小相等，平均速度相等，B错误；
C．在0～2t0时间内，合力的冲量为零，则动量的变化量为零，初状态速度为零，则2t0时物体的速度为零， C正确；
D．动量的变化率等于合力，0～t0时间内物体的动量变化率与t0～2t0时间内动量变化率大小相等，方向相反，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
A．过程I中钢珠只受重力，由动量定理得重力的冲量等于钢珠的动量改变量，A项正确；
BCD．整个过程的动量改变量为零，故过程II中合力的冲量的大小等于过程I中重力的冲量的大小，故B、C正确，D错误。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
在0-1s内，根据法拉第电磁感应定律，，根据楞次定律，感应电动势的方向与图示箭头方向相同，为正值；在1-3s内，磁感应强度不变，感应电动势为零；在3-5s内，根据法拉第电磁感应定律，，根据楞次定律，感应电动势的方向与图示方向相反，为负值．故A正确，BCD错误．故选A．
【点睛】根据法拉第电磁感应定律求出各段时间内的感应电动势，根据楞次定律判断出各段时间内感应电动势的方向．
9．D
【解析】
【详解】
AB．光本质上属于电磁波，不是实物粒子，光具有波粒二象性，在发生衍射和干涉时，表现为波动性，在发生光电效应时，表现为粒子性，故AB错误；
CD．普朗克常量为h，光速为c时，一个频率为的光子能量为
则光子质量为
动量为
故C错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球，球的动量变化量一定，接球时两手随球迅速收缩至胸前，作用时间变长，根据动量定理知，手对球的作用力减小，即减小球对手的冲击力，B正确；ACD错误；
故选B．
11．B
【解析】
【详解】
A．根据题意可知氢原子从基态跃迁到n=4能级
E0=E4-E1=12.75eV
A错误；
B．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁
E3-E2=1.89eV
能产生红光，B正确；
C．氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁
E4-E2=2.55eV
能产生蓝靛光，仅有两种，C错误；
D．氢原子从基态跃迁到高能级，原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，D错误。
故选B。
12．D
【解析】
【详解】
A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；
B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；
C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；
D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；
13． 平衡摩擦力 0.6848kg·m/s 0.6840kg·m/s
【解析】
【详解】
（1）[1]实验前，该实验小组必须做的一项实验步骤是平衡摩擦力，才能使小车在木板上做匀速直线运动；
（2）[2][3]由题知，推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC段计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后以相同速度做匀速直线运动，故在相同时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度。打点计时器的频率为50Hz，每五个点选一个计数点，则相邻计数点的时间为
碰前小车A的速度为
故碰前两小车的总动量为
p=mAv1=0.4×1.712kg m/s=0.6848kg m/s
碰后小车A、B的共同速度为
故碰后两小车的动量为
（0.4+0.2）×1.140kg m/s=0.6840kg m/s
14．(1)62.8 V；(2)e=20πcos10πtV；(3)31.4V；(4)40V
【解析】
【详解】
(1)交流发电机产生电动势的最大值
而
，
由Φ－t图线可知
，
解得
(2)由于从垂直中性面开始计时，所以感应电动势瞬时值表达式为
(3)当线圈转过s时
(4)电动势的有效值
交变电压表的示数
15．（1）如图；（2） （3）
【解析】
【分析】
（1）杆ab受到沿导轨向上的安培力和重力以及支持力作用，根据各力的大小方向关系可正确画出受力图．
（2）根据右手定则可以判断出杆θ中的电流方向，正确受力分析，根据牛顿第二定律可求出杆的加速度大小．
（3）由能量守恒定律可以求出杆下滑的距离．
【详解】
（1）ab杆受三个力：重力mg，竖直向下；支持力N，垂直斜面向上；安培力F，沿斜面向上受力示意图如图所示；
（2）当ab杆速度为v时，感应电动势：，
此时电路中电流：
杆受到的安培力：，
根据牛顿运动定律得：，
解得，
（3）由能量守恒定律得：mgSsinθ=Q+mv2，
解得：；
【点睛】
解答这类问题的关键是正确分析安培力大小、方向的变化情况，弄清导体棒的运动规律，然后依据相应规律求解．
16．(1)0.4 m(2)14.4 J
【解析】
【详解】
(1)A与C碰撞至黏连在一起的过程，A、C构成系统动量守恒，设两者共同速度为v1，
mAv0＝(mA＋mC)v1
解得
v1＝3 m/s
轻绳断裂，小球在竖直方向做自由落体运动，离A高度h＝0.8 m，由h＝gt2得落至沙桶用时t＝0.4 s．所以，绳未断前小球与沙桶的水平距离
x＝(v0－v1)t＝0.4 m
(2)最终状态为A、B、C三者共同运动，设最终共同速度为v2，由水平方向动量守恒，得
(mA＋mB)v0＝(mA＋mB＋mC)v2
解出
v2＝3.2 m/s
系统最终损失的机械能为动能损失和重力势能损失之和
ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝[(mA＋mB)v02－(mA＋mB＋mC)v22]＋mBgh
代入数据解得
ΔE＝14.4 J
17． b a、c 等于
【解析】
【详解】
下摆过程中重力做正功，在最低点重力做功最多，动能最大，即在b点动能最大，ac两点高度最高，故在a和c点重力势能最大，不计空气阻力，设b点所在水平面为零势能点，小球下摆过程中机械能守恒，即a点的机械能等于b点的机械能，而在a点动能为零，即a点的势能等于该点的机械能，在b点重力势能为零，即b点的动能等于该点的机械能，故a点的势能和b点的动能相等．
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