2016-2017学年福建省高二（实验班）下学期期中考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

如图，斜面体M的底面光滑、斜面粗糙，物块m由静止开始从斜面的顶端滑到底端，在这过程中

A. M、m组成的系统满足动量守恒

B. m对M的冲量等于M的动量变化

C. m、M动量变化量的水平分量大小相等

D. M对m的支持力的冲量为零

2. 难度：简单

如图，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是

A. 正在增加，

B. 正在减弱，

C. 正在减弱，

D. 正在增加，

3. 难度：简单

如图电路中，开关S是闭合的，此时流过线圈L的电流为i₁，流过灯泡A的电流为i₂，已知R_A＞R_L。在t₁时刻将S断开，那么在开关断开前后一段时间内经过灯泡A的电流随时间变化规律是

A.     B.

C.     D.

4. 难度：中等

质量为1 kg的小球A以8 m/s的速率沿光滑水平面运动，与质量为3 kg的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率v_A和v_B可能为

A. v_A＝5 m/s    B. v_A＝－3 m/s    C. v_B＝1 m/s    D. v_B＝6 m/s

5. 难度：简单

μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用，如图为μ氢原子的能级图。假定用动能为E的电子束“照射”容器中大量处于n＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，最多能发出6种不同频率的光，则关于E的取值正确的是

A. E＝158.1 eV    B. E＞158.1 eV

C. 2371.5eV＜E＜2428.4 eV    D. 只能等于2371.5 eV

6. 难度：中等

在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下（甲光、乙光、丙光）得到了三条光电流与电压之间的关系曲线如图所示。则可判断

A. 甲光的频率大于乙光的频率

B. 丙光的频率大于乙光的频率

C. 乙光对应的极限频率大于丙光的极限频率

D. 甲光对应的光电子最大初动能最大

二、不定项选择题

7. 难度：简单

如图，水平金属导轨AB与CD用有绝缘外层的双绞导线连接放置在匀强磁场中，导体棒mn、pq可在水平轨道上自由滑动。当导体棒M向左移动时，N向右移动，则

A. mn中感应电流的方向为m到n

B. mn中感应电流的方向为n到m

C. 导轨A与C相连，B与D相连

D. 导轨A与D相连，B与C相连

8. 难度：中等

核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏人体细胞，提高患癌症的风险。已知钚的一种同位素 的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu→X＋He＋γ，下列有关说法正确的是

A. X原子核中含有143个中子

B. 100个经过24100年后一定还剩余50个

C. 由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc²，衰变过程总质量增加

D. 衰变发出的γ射线是频率很高的光子，具有很强的穿透能力

9. 难度：简单

通过DIS实验系统和力传感器可以测量单摆摆动时悬线上的拉力的大小随时间变化的情况。某次实验结果如图所示，由此曲线可知

A. t=0.2 s时摆球正经过最低点

B. 摆球摆动过程中机械能守恒

C. 摆球摆动的周期是T=0.6 s

D. 单摆的摆长约为0.36m

三、选择题

10. 难度：中等

如图所示，物体放在轻弹簧上，沿竖直方向在P、Q之间做简谐运动．在物体沿DC方向由D点运动到C点的过程中(D、C两点在图上没有标出)，弹簧的弹性势能减少了3.0 J，物体的重力势能增加了1.0 J．则在这段过程中(　　)

A．物体经过D点时运动方向是指向平衡位置的

B．合外力对物体做的功是 4.0 J

C．D点的位置一定在平衡位置以下

D．物体经过D点时的加速度正在增大

四、不定项选择题

11. 难度：简单

如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，R_T为热敏电阻，其阻值随温度升高而变小。则

A. P向左滑动时，变压器的输出电压变大

B. P向左滑动时，变压器的输入功率变大

C. R_T温度升高时，灯L变亮

D. R_T温度升高时，适当向左滑动P可保持灯L亮度不变

12. 难度：中等

用相同材料制成边长分别为L和2L的正方线导线框，现在将它们以相同速度从直线边界的磁场中匀速移出磁场（如图），则此过程中

A. 水平外力之比为 1:4

B. 外力做功之比为1:4

C. 通过线圈的电量之比为1:4

D. 产生的焦耳热之比为1:8

五、实验题

13. 难度：中等

某同学利用单摆测量重力加速度。

（1）（多选）为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_______________。

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大

（2）用游标卡尺测量摆球的直径如图，则小球的直径为___cm。

    

（3）如图乙，在支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T₁；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T₂；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式________。

（4）某次实验中，该同学从摆球经过最低点时开始计时，摆球再次经过最低点时计数为1，此后摆球每经过最低点时计数一次，当数到第60次停表得到的时间如图丙所示，则该次实验中单摆的周期为________s（结果保留3位有效数字）。

六、简答题

14. 难度：中等

如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L＝0.50 m，导轨平面与水平面夹角为α＝37°，金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m，导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小为B＝0.40 T。金属导轨的上端与开关S，阻值为R₁的定值电阻和电阻箱R₂相连，不计一切摩擦，不计导轨、金属棒的电阻。现在闭合开关S，将金属棒由静止释放，金属棒能达到的最大速度v_m随电阻箱R₂阻值的变化关系如图乙所示。重力加速度为g取10 m/s²，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80。求R₁的大小和金属棒的质量m。

15. 难度：中等

汽车碰撞试验是综合评价汽车安全性能的有效方法之一。设汽车在碰撞过程中受到的平均撞击力达到某个临界值F₀时，安全气囊爆开。某次试验中，质量m₁=1 600 kg的试验车以速度v₁ = 36 km/h正面撞击固定试验台，经时间t₁ = 0.10 s碰撞结束，车速减为零，此次碰撞安全气囊恰好爆开。忽略撞击过程中地面阻力的影响。

（1）求此过程中试验车受到试验台的冲量I₀的大小及F₀的大小；

（2）若试验车以速度v₁撞击正前方另一质量m₂ =1 600 kg、速度v₂ =18 km/h同向行驶的汽车，经时间t₂ =0.16 s两车以相同的速度一起滑行。试通过计算分析这种情况下试验车的安全气囊是否会爆开。

七、计算题

16. 难度：中等

如图所示，学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为n₁︰n₂=1︰4，降压变压器的匝数比为n₃︰n₄=4︰1，输电线总电阻为R_线=4Ω，全校有22间教室，每间教室安装“220V  40W”的电灯6盏，要求所有的电灯都正常发光，求:

（1）输电线上损耗的电功率P_损多大?  

（2）发电机的电动势E多大?

八、简答题

17. 难度：困难

如图，金属平行导线框MM′N′N和平行导轨PQR、P′Q′R′分别固定在高度差为h（数值未知）的水平台面上。导线框MM′N′N左端接有电源，MN与M′N′ 的间距为L = 0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B₁ = 0.20 T；平行导轨间距离为L = 0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r = 0.20 m的圆弧导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，Q Q′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B₂ = 0.40 T。导体棒a质量m₁ = 0.02 kg，电阻R₁ = 2.0Ω，放置在导线框右侧N′N边缘处；导体棒b质量m₂ = 0.04 kg，电阻R₂ = 4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，通过电源的电荷量q = 2.0 C，导体棒a从NN水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处滑入平行导轨。重力加速度g取10m/s²，求：

（1）导体棒a离开NN′时的速度；

（2）导体棒b的最大加速度；（结果可保留根式）

（3）导体棒b中产生的焦耳热。