江苏南通启东市2007-2008学年度第二学期期末调研 高二物理(江苏省南通市启东市)

江苏省启东2007～2008学年度第二学期
高二期末试物理试卷
一、本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。选对的得3分，选错或不答的得0分。
1下列说法正确的是：
A 当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子
B β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
C 光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
D 物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动
2 按照玻尔理论，氢原子若能从能级A跃迁到能级B时，吸收频率为v1的光子，若从能级A跃迁到能级C时，释放频率为v2的光子．己知v2>v1，而氢原子从能级C跃迁到能级B时，则：
A 释放频率为v2- v1的光子 B 释放频率为v2+ v1的光子
C 吸收频率为v2- v1的光子 D 吸收频率为v2+ v1的光子
3 如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为：
A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV
4 如图为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯原理电路，图中S为声控开关（有声音时开关闭合，无声音时开关断开），Rt为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻，A为某种门电路，L为灯泡。当晚上有人发声时，能够自动打开楼道灯，白天即使有人发声楼道灯也不会亮。则：
A 图中A是一个与门电路
B 图中A是一个或门电路
C 图中A是一个非门电路
D 晚上无光照时L一定亮
5 下列说法正确的是：
A 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B 宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
C β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
二、本题共4题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是正确的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
6 有关氢原子光谱的说法正确的是
A 氢原子的发射光谱是连续谱 B 氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光
C 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
7 德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。如图（1）他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。阴极发射出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速，电子到达栅极R时，电场做功eUR。此后电子通过栅极R和阳极A之间的减速电压UA。通过阳极的电流如图（2）所示，随着加速电压增大，阳极电流在短时间内也增大。但是到达一个特定的电压值UR后．观察到电流突然减小。在这个电压值上，电子的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子。参加碰撞的电子交出其能量，速度减小，因此到达不了阳极,阳极电流减小。eUR即为基态气体原子的激发能。得到汞原子的各条能级与基态能量差值为： 4.88eV, 6.68eV, 8.78eV, 10.32eV。若一个能量为7.97eV电子进入汞蒸气后测量它的能量可能是： A 1.29eV B 2.35eV C 3.09e V D 7.97eV
8 如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点。其中a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成120°角；b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成150°角。则关于a、b两点场强大小及电势高低说法正确的是
A Ea=3Eb B Ea=Eb /3 C Φa＞Φb D Φa＜Φb
9 北半球海洋某处，地磁场水平分量B1=0.8×10－4T，竖直分量B2=0.5×10－4T，海水向北流动。海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距L=20m，如图所示。与两极板相连的电压表(可看作理想电压表)示数为U=0.2mV，则：
A 西侧极板电势高，东侧极板电势低
B 西侧极板电势低，东侧极板电势高
C 海水的流速大小为0.125m/s
D 海水的流速大小为0.2m/s
三、本题共3小题，共30分。把答案填在题中的横线上。
10（6分） 下图是一个汽车车门报警装置逻辑电路图，图中的两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上．只要打开任意一扇门，即电路中任何一个开关处于断开状态，发光二极管就发光报警．请你根据报警装置的要求，在电路图的虚线框内画出门电路符号，并完成该门电路的真值表．
11 ⑴（3分）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。用它测量一工件的长度，如左上图所示，图示的读数是 mm；
（2）（3分）用螺旋测微器测得导线的直径如图所示．其读数是　　　 mm.
（3）（8分）一兴趣小组通过实验探究某金属丝的电阻与温度的关系．实验中有如下器材：金属丝R(常温下，电阻约9Ω)，、电压表V(0-3V，内阻约3kΩ)、电流表A(0-300mA，内阻约 1Ω)、温控箱(能显示温度并可调节温度)、直流电源(3V，内阻可不计)、开关、导线若干．另有滑动变阻器R1(10Ω，2A)和R2(200Ω，1A)供选用．
实验中用伏安法测量金属丝的电阻，要求电压变化从零开始，多取几组数据，通过图象求出电阻的平均值．请在右边虚线方框中画出实验电路图。上述器材中滑动变阻器应选用_________(选填"R1”或"R2”)．
实验中改变温控箱的温度，分别测出了金属丝在不同温度下的电阻值(如下表所示)．请在下面坐标图中描点作出该金属丝的R一t图象．
从图象中可以发现金属丝的电阻及和温度t的关系式为R=__________
12（10分） 要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱（0~999.9Ω）、定值电阻R0=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路。
（1）电路中定值电阻R0的作用是 ．
（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。
（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表读数U，得到二组数据：R1=2.0Ω时U1=2.37V；R2=4.0Ω时U2=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势为E= V，内阻为 r= Ω．
（4）为使最终测量结果更精确，在不改变实验方法、不更换实验器材的前提下，请你对该同学提一条建议 。
四、本题共5小题，共59分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13（10分） a、b两个小球在一直线上发生碰撞，它们在碰撞前后的s-t图象如图所示，若a球的质量ma=1kg，则b球的质量mb等于多少
14（12分） 如图（a），面积S=0.2m2的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化，方向垂直线圈平面。图（a）中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V、0.9W”，滑动变阻器R0上标有“10Ω、1A”，试回答下列问题：
（1）设磁场垂直纸面向外为正方向，试判断通过电流表的电流方向。
（2）为了保证电路的安全，求电路中允许通过的最大电流。
（3）若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图（b）中的t0最小值是多少？
15 （12分）如图所示，在直角坐标系的原点O处有一放射源，向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右边有一很薄的挡板，挡板与xoy平面交线的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m，带电量为q，速度为υ，MN的长度为L。
（1）若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场，要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上，则电场强度E0的最小值为多大？在电场强度为E0时，打到板上的粒子动能为多大
（2）若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、υ、q、L表示) 若满足此条件，放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边
16（12分） 如图甲所示，一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界MN重合。在水平力F作用下由静止开始向左运动，经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图像如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。⑴求通过线框导线截面的电量及线框的电阻；
⑵写出水平力F随时间变化的表达式；
⑶已知在这5s内力F做功1.92J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
17（13分） 如图所示的直角坐标系中，在直线x=－2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上A（－2l0，－l0）到C（－2l0，0）区域内，连续分布着电量为＋q、质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的A′（0，l 0）沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图。不计粒子的重力及它们间的相互作用。
⑴求匀强电场的电场强度E；
⑵求在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？
⑶若以直线x=2l0上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，则磁场区域的最小半径是多大？相应的磁感应强度B是多大？
高二期末调研参考答案及评分标准
1 A 2 D 3 A 4 A 5 A
6 BC 7 ACD 8 AC 9 AD
10
输入 输出
A B Z
０ １ 1
１ ０ 1
０ ０ 0
１ １ 1
11 ⑴ 104.05（或104.10也得分）
（2）0.700　
（3）R1 R=0..32t+8
12（1）保护电源，防止短路　（2分）
　 （2）如右图所示（有一处错就不给分）　（2分）
　 （3）多测几组R、U，分别求出电动势E、内阻r，再求E、r的平均值，利用图象处理数据。　（2）
13 解：从位移—时间图像上可看出，碰前B的速度为0，A的速度v0=Δs/Δt=4m/s （3分）
碰撞后，A的速度v1=-1m/s，B的速度v2=2m/s， （3分）
由动量守恒定律得mAv0=mAv1+mBv2， （2分）
mB=2.5kg （2分）
14 解：（1）向右 （3分）
（2）传感器正常工作时的电阻
工作电流 （2分）
由于滑动变阻器工作电流是1A，所以电路允许通过的最大电流为I=0.3A （2分）
（3）滑动变阻器触头位于最左端时外电路的电阻为R外=20Ω，故电源电动势的最大值
E=I（R外+r）=6.3V （2分）
由法拉第电磁感应定律
（2分）
解得t0=40s （1分）
15 解：⑴由题意知，要使y轴右侧所有运动粒子都能打在MN板上，其临界条件为：沿y轴方向运动的粒子作类平抛运动，且落在M或N点。
M O′=L=υt ①
a= ②
OO′=L =at2 ③
解①②③式得
E0= ④
由动能定理知
qE0×L =Ek－ ⑤
解④⑤式得
Ek= ⑥
⑵由题意知，要使板右侧的MN连线上都有粒子打到，粒子轨迹直径的最小值为MN板的长度L。
R0=L= ⑦
B0= ⑧
放射源O发射出的粒子中，打在MN板上的粒子的临界径迹如图所示。
∵OM=ON，且OM⊥ON
∴OO1⊥OO2
∴υ1⊥υ2
∴放射源O放射出的所有粒子中只有打在MN板的左侧。
评分标准：①②③④⑤⑥各1分，⑦⑧各2分，第2问的第二部分的文字叙述正确得2分。
16 ⑴根据q =t，由I－t图象得：q =1.25C　　 （2分）
又根据＝＝ （2分）
得R = 4Ω （1分）
⑵由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I＝0.1t （1分）
由感应电流，可得金属框的速度随时间也是线性变化的，
线框做匀加速直线运动，加速度a = 0.2m/s2 （1分）
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动， （1分）
得力F＝（0.2 t＋0.1）N　 （1分）
⑶ t＝5s时，线框从磁场中拉出时的速度v5 = at =1m/s （1分）
线框中产生的焦耳热J　　 （2分）
17 ⑴ 从A点射出的粒子，由A到A′的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性可得
x轴方向 (1分)
y轴方向 (1分)
得： （2分）
⑵ 设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向，粒子第一次达x轴用时△t，水平位移为△x，则 （1分）
若满足，则从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向 （2分）
解之得： （2分）
即AC间y坐标为 （n = 1，2，3，……） （1分）
⑶ 当n=1时，粒子射出的坐标为
当n=2时，粒子射出的坐标为
当n≥3时，沿x轴正方向射出的粒子分布在y1到y2之间（如图）y1到y2之间的距离为
L= y1－y2= 则磁场的最小半径为 （2分）
若使粒子经磁场偏转后汇聚于一点，粒子的运动半径与磁场圆的半径相等（如图），(轨迹圆与磁场圆相交，四边形PO1QO2为棱形) 由 得： （1分）
V
A
P
K
L
R1
Rt
R2
S
＋
0V
A
A
K
R
A
UR
UA
UR
I
(1)
(2)
mV
L
东
5V
0V
R1
R2
S1
S2
R
输入 输出
A B Z
０ １
１ ０ 1
０ ０
１ １ 1
3
–
V
15
乙
R0
甲
R0
M
N
B
甲
乙
0
I/A
t/s
1
2
3
6
4
5
0.2
0.4
0.6
y
x=－2l0
x=2l0
A
O
x
v0
v0
E
E
C′
A′
C
> 1
υ1
υ2
x
y
O
M
N
Ｏ′
υ1
υ2
x
y
O
M
N
O1
O2
A
O
x
y
v0
E
E
C′
A′
x=－2l0
C
x=2l0
O1
O2
P
Q
PAGE
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