新疆生产建设兵团高二（下）期初物理试题（word版含答案）

新疆生产建设兵团高二（下）期初物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，一绝缘光滑半圆环竖直轨道 ABC 放在水平向右的足够大的匀强电场中。 在与环心等高处 C 点放有一质量为 m、带正电的小球，由静止释放后开始沿轨道运动， 小球运动过程中，所受电场力大小与重力大小相等，下述说法正确的是（　　）
A．小球经过环的最低点 B 时速度最大
B．小球经过环的最低点 B 时速度为零
C．小球在运动过程中对轨道压力的最小值为mg
D．小球在运动过程中对轨道压力的最小值为 mg
2．如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线；图线OM是某定值电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知（ ）
A．电源的电动势为6 V
B．R的阻值为1 Ω
C．电源的最大输出功率为8 W
D．当电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%
3．如图所示，在天花板上的O点系一根细绳，细绳的下端系一小球．将小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中，下面说法正确的是(　　)
A．小球受到绳的拉力在逐渐变大
B．重力对小球做功的平均功率为零
C．重力对小球做功的瞬时功率先增大后减小
D．由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直，所以拉力对小球做的功为零
二、单选题
4．如图所示的匀强电场中，在同一条电场线上有A、B、C三点，已知AB距离是BC距离的2倍，有一带正电的运动粒子，它经过C点时的动能为30J，运动至A点时的动能变为零，若取B点电势为零，不计粒子重力，则当其动能为8J时，该粒子电势能为
A．2J B．12J C．22J D．38J
5．步枪的质量为4.1 kg，子弹的质量为9.6 g，子弹从枪口飞出时的速度为865 m/s，则步枪的反冲速度大小约为
A．2 m/s B．1 m/s C．3 m/s D．4 m/s
6．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上，固定着一个带电量+Q的小球P，带电量分别为qM和qN的小球M和N，由绝缘细杆相连，静止在桌面上，P与M相距L、P、M和N均视为点电荷，下列说法正确的是（　　）
A．M与N的距离大于L
B．|qM|＞|qN|
C．若撤去小球P的固定位置，小球P将移动
D．若小球P的电荷量变为﹣Q，小球M、N仍能在原位置静止
7．通电长直导线周围存在磁场，其磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与距导线的距离成反比。如图所示。三根长度相同且通有恒定电流的长直导线、、平行放置，其截面位于等边三角形的三个顶点，、位于光滑绝缘水平面上，导线的质量为，重力加速度为，三根导线均保持静止状态。则（　　）
A．导线、间的磁场力大小为
B．导线、间的磁场力大小为
C．导线、中的电流方向相同
D．导线中的电流大小是导线中电流大小的2倍
8．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中。导体处于静电平衡时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点场强相等，有可能不为零
B．A点电势比B点电势高
C．感应电荷产生的电场
D．当电键S闭合时，质子从导体沿导线向大地移动
9．某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，其中为极限频率。下列说法正确的是（　　）
A．逸出功随入射光频率增大而减小
B．最大初动能与入射光强度成正比
C．最大初动能与入射光频率成正比
D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
10．如图，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，物块质量 m=0.8kg，木箱的上表面和下表面都装有压力传感器．木箱静止时弹簧处于压缩状态， 且物块压在箱顶上，此时上表面压力传感器的读数为12.0N，下表面压力传感器的读数为 20.0N．若在某一段时间内，上表面传感器的读数变成 4.0N， 则在此段时间内， 木箱的加速度为（g=10m/s2）
A．1.5 m/s 2 B．5.0 m/s2
C．10.0 m/s 2 D．无法确定
三、实验题
11．小刚、小聪和小明所在的课题研究小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件．现从这些材料中选取两个待测元件进行研究，一是电阻阻值约，二是手机中常用的锂电池（电动势E的标称值为），在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表量程，内阻约
B．电流表量程，内阻约
C．电流表量程，内阻约
D．滑动变阻器阻值，额定电流
E.电阻箱阻值
F.开关S、导线若干
（1）小刚采用伏安法测定的阻值，他使用的电源是待测的锂电池．图甲是他连接的部分实验器材，请你在答题卡上完成实物连接．小刚选用的电流表应是_____（选填“”或“”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值______真实值（填“大于”或“小于”）；
（2）小聪和小明设计了图乙所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r．
小聪的实验操作是：闭合开关S，调整电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为；调整电阻箱的阻值为时，读出电压表的示数为根据小聪测出的数据可求得该电池的电动势，其表达式为______；
小明认为用线性图象处理数据更便于分析．在实验中多次改变电阻箱阻值，获取了多组数据，画出的图象为一条直线，如图丙所示．由图丙可知该电池的电动势______V，内阻______结果保留两位有效数字
12．某同学要测定一个圆柱体的电阻率，进行了如下操作：
（1用10分度的游标卡尺测量圆柱体的长度，由图可知其长度为______mm；
（2）用螺旋测微器测量其直径如图，可知其直径为_______mm；
（3）用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×1”位置的多用电表粗略测量该圆柱体的电阻，根据图所示的表盘，可读出被测电阻阻值为______Ω
（4）为了精确的测量该圆柱体的电阻，他选用了以下仪器，用伏安法进行测量，实验要求电压表的读数从0开始，请在框图中画出实验电路图_______．
A．直流电源，输出电压为6V；
B．电压表3V，内阻大约1kΩ；
C．电流表0.6A，内阻大约1Ω；
D．滑动变阻器，总电阻10Ω；
E．开关、导线若干
四、解答题
13．如图所示,圆心为O、半径为R的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,以圆心O为坐标原点建立坐标系,在y=-3R 处有一垂直y轴的固定绝缘挡板,一质量为m、带电量为+q的粒子,与x轴成 60°角从M点（-R,0） 以初速度v0斜向上射入磁场区域,经磁场偏转后由N点离开磁场(N点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子与挡板碰撞后原速率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场.不计粒子的重力,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)N点的坐标;
(3)粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间.
14．如图所示，质量为3m的木板静止放在光滑的水平面上，木板左端固定着一根轻弹簧，质量为m的木块（可视为质点），它从木板右端以未知速度开始沿木板向左滑行，最终回到木板右端刚好未从木板上滑出，若在小木块压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能为Ep，小木块与木板间的动摩擦因数大小保持不变，求：
（1）木块的未知速度；
（2）以木块与木板为系统，上述过程中系统损失的机械能．
15．氢原子的能级如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的 光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．普朗克常h=6.63×10 34 Js，求：
(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光；
(2)该金属的逸出功和截止频率；（以 Hz 为单位保留两位有效数字）
(3)产生光电子最大初动能的最大值．(以 eV 为单位)．
16．质量为m、电荷量为q的带负电粒子从静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。已知磁场的磁感应强度大小为B，粒子的重力不计。求：
(1)粒子在磁场中的速度大小；
(2)M、N两板间的电压U。
五、填空题
17．已知普朗克常量为h=6.6×10﹣34J，铝的极限频率为1.1×1015Hz，其电子的逸出功为_____________，现用频率为1.5×1015Hz的光照射铝的表面．是否有光电子逸出？___________ （填“有”、“没有”或“不能确定”）．若有光电子逸出，则逸出的光电子的最大初动能为____________．
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
AB．因小球所受电场力大小与重力大小相等，可知平衡位置在BC的中点，即小球经过BC中点时速度最大，由对称可知，小球经过环最低点B时的速度为零，选项A错误，B正确；
CD．由对称可知，小球在B、C两点时对轨道的压力最小，大小均为mg，选项C错误，D正确。
故选BD。
2．AD
【解析】
【详解】
试题分析：图线AB与纵轴的交点是电源电动势的值，斜率得绝对值等于电源内阻的值，所以电源电动势为6V，内阻为r=1，故A错；图线C的斜率等于固定电阻的阻值，该固定电阻阻值为，故B错；当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以该电源的最大输出功率，故C对；当该电源只向电阻R供电时，其效率，故D对．
考点：闭合电路欧姆定律；电功率
3．ACD
【解析】
【详解】
小球受力图如图所示：
A、向心力 ,随着角度的减小，则 增大，并且小球向下摆动的过程中,速度越来越大,则知拉力T越来越大，故A正确；
B、平均功率 ，所以在此过程中重力对小球做功的平均功率不为零，故B错误；
C、小球在A位置,速度为零,重力瞬时功率为零，在B位置，重力方向与速度方向垂直,则重力瞬时功率为零,则知在此过程中重力对小球做功的瞬时功率先增大后减小，故C正确；
D. 由于细线的拉力方向始终与小球的速度方向垂直，所以拉力对小球不做功，故D正确；
故选ACD
点睛：根据向心力公式,结合小球的速度变化判断向心力大小的变化.根据重力做功求解重力做功的平均功率.根据初位置和末位置重力的瞬时功率判断重力瞬时功率的变化.
4．B
【解析】
【详解】
取B点电势为零，设C点的电势为-U，则A点的电势为2U，粒子在运动的过程中电势能和动能之和守恒，则，解得Uq=10J，则粒子的总能量为20J，可知其动能为8J时，该粒子电势能为20J-8J=12J，故选B.
5．A
【解析】
【详解】
取子弹的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：mv1-Mv2=0，则得 步枪的反冲速度为，故选A.
6．D
【解析】
【详解】
对M、N分别受力分析，根据库仑定律，假设杆无作用力，设M与N间距为r，则有：，因，则有，由于电量的具体关系不确定，则M与N的距离与L的关系也不确定，AB错误；由于水平桌面光滑，若P、M和N不在同一直线上，则各自受力不共线，会出现不平衡现象，所以P、M和N必定在同一直线上，由题意可知，M、N及细杆组成的系统处于静止状态，因此合外力为零，再由牛顿第三定律，可知，撤去小球P的固定位置，小球P仍是静止的，C错误；由题意可知，M、N及细杆组成的系统处于静止状态，因此合外力为零，若小球P的电荷量变为-Q，小球M、N受力平衡，仍能在原位置静止，D正确．
7．D
【解析】
【详解】
AB．P导线受力平衡，受力如图所示
根据平衡条件有
解得
对M有
故A B错误；
C．根据同向电流的导线相吸，异向电流导线相斥，M、P中的电流方向相反，故C错误；
D．由于
F磁=2F
F磁=BI1L
F=BI2L
所以有
I1：I2=2：1
即导线P中的电流大小是导线N中电流大小的2倍，故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．导体处于静电平衡时，内部场强处处为零，即A、B两点场强相等，且都为零，A错误；
B．导体处于静电平衡时，导体是等势体，即A点电势等于B点电势，B错误；
C．因AB两点的合场强都为零，即感应电荷在该点的场强与正电荷在该点的场强等大反向，因正电荷在A点的场强大于B点的场强，可知感应电荷产生的附加电场EBD．因导体的电势大于零，即高于大地的电势，则当电键S闭合时，电子从大地沿导线向导体移动，D错误。
故选C。
9．D
【解析】
【详解】
A．逸出功是金属的固有属性，与金属本身有关，与入射光的频率无关，故A错误；
BC．根据光电效应方程知，最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，但最大初动能与入射光的频率不是成正比关系，故BC错误；
D．根据结合图象可知，图线的斜率表示普朗克常量，故D正确。
故选D。
10．C
【解析】
【分析】
对物体受力分析，求出弹簧的弹力；当上表面传感器的读数变成4.0N时，弹簧弹力不变，再次对物体受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度．
【详解】
根据题意知物体重力为8N；对物体受力分析，受重力、弹簧的支持力N2和上方传感器向下的压力F2，根据平衡条件，有G+F1=N2，解得：N2=20N；上表面传感器的读数变成4.0N，弹簧弹力不变，仍为20N，根据牛顿第二定律，有N2-G-F2=ma，解得：a=10.0 m/s 2，故C正确，ABD错误．
【点睛】
本题关键抓住弹簧弹力与行变量成正比，是不变的，同时要明确弹簧对下方传感器的压力与弹簧对物体的支持力相等．
11． 如图所示：
大于
【解析】
【详解】
试题分析：根据电路最大电流选择电流表，根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图；根据实验电路分析实验误差；a、根据闭合电路欧姆定律列方程，然后求出电源电动势的表达式；b、根据闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式，根据图象与函数表达式求电源电动势与内阻．
（1）待测电阻阻值约为2kΩ，滑动变阻器最大阻值为40Ω，滑动变阻器应采用分压接法；电路最大电流约为：，电流表应选A2；电压表内阻约为10kΩ，电流表内阻约为50Ω，待测电阻阻值约为2kΩ，相对来说，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，实验电路图如图所示
（2）a、由图丙所示实验电路可知，在闭合电路中，电源电动势为：
，解得：．
b、在闭合电路中，电源电动势为，解得，由图象可知，图象截距为,则电源电动势为，图象斜率为：，则电源内阻为：、；
12． 22.6 6.360-6.363 7
【解析】
【详解】
（1）由图得主尺读数为2.2cm=22mm，游标尺读数为，所以圆柱体的长度为22+0.6mm=22.6mm．由图得主尺读数为6mm，可动刻度读数为，所以圆柱体的直径为6+0.360mm=6.360mm．由图知，电阻读数要读多用电表最上的表盘，即读数为．
由题意要求电压表的读数从0开始，所以滑动变阻器要用分压接法，由待测电阻大约为7欧，满足电压表的内阻远大于待测电阻，得电流表要用外接法，电路图如图所示：
【点睛】
学生要会读游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的示数，知道滑动变阻器必须用分压接法的三种情况．
13．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）设粒子在磁场中运动半径为r，根据题设条件画出粒子的运动轨迹：
由几何关系可以得到：
由洛伦兹力等于向心力：，得到：．
（2）由图几何关系可以得到：，
N点坐标为：．
（3）粒子在磁场中运动的周期，由几何知识得到粒子在磁场在中运动的圆心角共为，粒子在磁场中运动时间：，粒子在磁场外的运动，由匀速直线运动可以得到：从出磁场到再次进磁场的时间为：，其中，粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间
解得：．
14．（1） （2）
【解析】
【详解】
试题分析：（1）木块从开始压缩最短过程中，根据动量守恒定律，可知：
是共同的速度，压缩最短时，与具有共同速度．
根据能量关系，有
小木块从开始到最终回到木板最右端刚好未从木板上滑出，最终与具有共同速度，
有动量守恒，可以知道：
整个过程的能量关系，有
联立可以得到：．
（2）由上可以知道，损失的机械能．
考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．
【名师点睛】分别研究m从右端运动到弹簧压缩到最短的过程和从初状态到m又回到右端刚好相对静止的过程，由动量和能量关系列出等式求解．
15．(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出6种频率的光；(2)该金属的逸出功12.09eV和截止频率2.9×1015Hz；(3)产生光电子最大初动能的最大值0.66eV．
【解析】
【详解】
(1)一群处于 n = 4 能级的氢原子向较低能级跃迁时，能产生的光子对应的跃迁分别是：n = 4 向 n = 3的跃迁；n = 4 向n = 2 的跃迁；n = 4 向n = 1 的跃迁；n = 3 向n = 2 的跃迁；n = 3 向 n = 1的跃迁；n = 2 向n = 1 的跃迁，即共能发出6种频率的光．
(2)原子从能级 n = 3 向 n = 1 跃迁所放出的光子的能量为 13.6 1.51 = 12.09eV，当光子能量 等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W0 = 12.09eV．
根据方程可知，Ekm = hγ W0，当Ekm = 0 时，入射光的频率为截止频率，则有：
(3)而 n = 4 跃迁到 n = 1 辐射的光子能量最大，为 0.85 + 13.6eV = 12.75eV， 根据光电效应方程知，光电子的最大初动能Ekm = hγ W0 = 12.75 12.09eV = 0.66eV．
16．(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，
则由牛顿第二定律得
①
由几何关系得
②
解得
(2)粒子在M、N两板间经电场加速，由动能定理得
③
联立①②③式解得
17． 7.293×10﹣19J； 有； 2.64×10﹣19J
【解析】
【详解】
当用频率为极限频率的光照射时，光子刚好发生光电效应，则最大初动能为零，则逸出功WA=hγ0
即得：WA=6.63×10-34×1.1×1015=7.293×10-19J
1.5×1015Hz＞1.1×1015Hz，则能发生光电效应，有光电子逸出，
由爱因斯坦光电效应方程EKm=hγ-WA得：
EKm=6.63×10-34×1.5×1015-7.293×10-19 J=2.64×10-19 J
点睛：考查爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率．当发生光电效应时，入射光的频率越高，而金属的逸出功是一定，则光电子的最大初动能越大．
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