2016-2017学年河南省天一大联考高二下学期阶段性测试（三）（4月）物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列说法正确的是

A. 法拉第经过十余年的不懈研究，发现了电磁感应现象及其遵循的规律—法拉第电磁感应定律    .

B. 光电效现象和康普顿效应都表明光具有粒子性

C. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释所有原子光谱的特征

D. 居里夫妇发现了天然放射现象，天然放射现象表明原子核具有复杂的结构

2. 难度：简单

下列关于动量和冲量的说法不正确的是

A. 动量大的物体动能不一定大

B. 物体运动状态发生变化则其动量一定发生改变

C. 冲量是物体动量变化的原因

D. 冲量方向与动量方向一致

3. 难度：中等

如图1所示，开口的金属圆环位于一随时间t变化的均匀磁场内,磁场方向垂直圆环所在平面(取垂直纸面向里为正方向），磁感应强度B随时间t的变化规律却图2所示。下列图象中能正确反映圆环两端点M、N间的压U_MN随时间t的变化规律的是

A.     B.

C.     D.

4. 难度：中等

如图所示，光滑轨道竖直放置，两小球井排紧贴若放置在轨道的水平段上，而小球 3则在轨道圆弧段的某一位置由静止释放。已知小球2与小球3的质量均力2m,小球 1的质量为m且小球间的碰撞皆视为弹性正碰，导轨足够长。则下列判断正确的是

A. 最终3个小球以相同的速度一起句右运动

B. 最终2、3两小球速度相同且与小球1的速度之比为 3:8

C. 最终小球3保持静止，而小球2与小球1的速度之比为1:4

D. 最终1、2两小球向右运动且速度相同，与小球3的速度之出为4:1

5. 难度：中等

在研究光电效应的实验中，用两束强度不同的绿光和 一束紫光分别照射光电管的阴极，测得如图所示的光 电流与电压的关系图象。下列判断正确的是

A. 图线a、c是两束绿光所对应的实验图线，其中a光的强度大

B. 图线b、c是两束绿光所对应的实验图线，其中b光的强度大

C. 用a光照射光电管所得光电子的动能一定比用b光照射光电管所得光电子的动能大

D. 当用a光照射光电管时，所得光电子的动能一定等于eU_C1

二、不定项选择题

6. 难度：中等

已知可见光光子的能呈在1.64 eV-3.19 eV之间，氢原子的能级图如图所示。现有大量氢原子处于量子数n=5的能级状态，以下说法正确的是

A. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，核外电子的动能、电势能均减小

B. 氢原子由高能级向低能级跃迂时，核外电子的动能增大而电势能减小

C. 这些氢原子可能辐射4种频率的光子，其中属于可见光光子的有1种

D. 这些氢原子可能辐射10种频率的光子，其中属于可见光光子的有3种

7. 难度：中等

如图所示的变压器为理想变压器，三盏小灯泡的规格分别为L₁ (5 V,5 W)、L₂（10 V,10W)和L₃(10V，6W)。现三盏小灯泡均正常工作，则下列判断正确的是

A. 电源为交流稳压电源且电压为21 V

B. 电源可以是稳压直流电源，电压一定是21 V

C. 变压器的原、副线圈匝数比为1:2

D. 变压器的原、副线圈匝数比为8:5

8. 难度：中等

关于原子物理知识，下列说法正确的是

A. —> +属于核裂变反应

B. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定

C. 在中子的轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变小

D. 放射性元素碘-131的半衰期为8天，即40个碘-131原子在16天后只剩下10个 碘-131原子

9. 难度：中等

在“2016年度科技盛典”中，海军电力工程专家马伟明院士表示我国“电磁弹射技术将在十年内取代传统的化学能技术”。如图1所示为一演示电磁弹射的实验装置，装置由置于匀强磁场中的平行金厲导轨和与之连接的超级电容器及弹射体三部分组成。 某次实验中，运用传感器检测到电容器的放电电流随时间变化的图象如图2所示，通过计算机软件测出了图象与坐标轴所围成曲边三角形的面积为S。已知磁感应强度为B， 方向垂直导轨所在平面(纸面）向里，导轨间距为d，弹射体的质量为m。则下列说法正确的是

A. 欲使弹射体沿导轨向右弹射，需给电容器上极板带上正电荷

B. 超级电容器所带的电量为S

C. 弹射体最终获得的速度为

D. 若上述实验中仅将导轨的长度延长，则可以使弹射体获得更大的速度

10. 难度：中等

如图所示，光滑的水平面上停着一辆质量为15 kg的小车，在小车的右端固定着一轻弹簧，在左端放置着一个质量为4.95 kg的沙箱。现有一颗质量为50 g的子弹以100 m/s 的水平速度击中沙箱并留在其中，则小车最终获得的速度可能为

A. 0.2 m/s    B. 0.3m/s    C. O.45m/s    D. 0.55    m/s

三、实验题

11. 难度：中等

为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了“光子”的概念，并给出了光电效应方程。但这一观点一度受到质疑,密立根通过下述实验来验证其理论的正确性，实验电路如图1所示。

(1)为了测量遏止电压与入射光频率的关系，实验中双刀双掷开关应向_____闭合。（填“上”或“下”）

(2)如果实验所得图象如图2所示，其中、、为已知量，元电荷带电量为。那么：

①只需将________与普朗克常量h进行比较，若在误差许可的范围内二者相等，则证明“光电效应方程”是正确的。

②该实验所用光电管的K极材料的逸出功为    ___________。

12. 难度：中等

碰撞的恢复系数的定义为其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e= 1，非弹性碰撞的恢复系数e＜1。某同学借用如图所示的实验装置来验证弹性碰撞的恢复系数e = 1。请回答：

(1)为了减小实验误差，需要调节装置，使整个装置在同一竖直平面内，悬线竖直时两球球面相切，且两球球心连线 _______________。

(2)实验时,将小球A从悬线与竖直方向成角处由静止释放，球A与球B发生碰撞后反弹，而球B氷平向右飞出。若要通过计算恢复系数验证此碰撞为弹性碰撞，下列所给的物理量中不需要测量的有______。

A.小球A、B的质量m1、m2

B.悬线的长度L

C.当地重力加速度尽

D.小球B拋出点距水平地面的高度h及落地点到抛出点的水平距离x

E.碰后小球A摆至最大高度时，悬线与坚直方向所成的角

(3)该碰撞的恢复系数的表达式为_________(用（2)中所给物理量的符号表示）。

四、简答题

13. 难度：中等

一静止的原子核发生衰变后变成原子核Y，且知X、Y和a粒子分别是M、m1和m2和真空中的光速为c。

(1)请写出该核反应的方程式；

(2)求所得粒子的速度(设核反应所释放的核能全部转化为系统的动能）。

14. 难度：中等

如图所示，两根彼此平行放置的光滑金属导轨，其水平部分足够长且处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。现将质量为m1的导体棒ab放置于导轨的水平段，将质量为m2的导体棒cd从导轨的圆弧部分距水平段高为h的位置由静止释放。已知导体棒接入电路的有效电阻分别为R1和R2，其他部分电阻不计，整个过程中两导体棒与导轨接触良好且未发生碰撞,重力加速度力g。求：

(1)导体棒ab、cd最终速度的大小；

(2)导体棒ab所产生的热量Q1

15. 难度：困难

康普顿效应告诉我们，光子除了具有能量之外还有动量，光子能量为，而动量则为。一些科学家设想为航天器安装一面由高强度的轻质柔性薄膜涂上高反光率的材料而制成的“薄膜镜片太阳帆”，利用太阳光驱动航天器做星际旅行。现为某飞往火星的航天器安装了一面积为S =4 xl04m²的太阳帆，且已知在某区域沿垂直于阳光方向太阳光在太阳帆单位面积上的功率约为p =1 kW/m²,光在真空中的传播速度c =3.Ox 10s m/s。求该航天器在此区域因“太阳帆”所获得的最大动力。（结果保留2位有效数字，提示:光子与太阳帆的碰撞可视为弹性碰撞，碰撞中光子动量变化量为△p=2p)

16. 难度：中等

如图所示，在y轴左侧有垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个弯曲成正弦曲线的漆包线（表面涂有绝缘漆的铜导线）和—直导线焊接而成的线圈按如图所示放置，N点与坐标原点重合，线圈处于坐标平面内。已知磁感应强度，直导线 ,正弦曲线的振幅A=0.3 m，两焊点M、N的电阻均为，其余部分电阻不计。某时刻给线圈一个作用力F使其沿x轴正方向以速度匀速离开磁场。

试求：

(1)线圈中产生的感应电流i与时间t的关系式(取噘时针方向为正方向）；

(2)在线圈离开磁场的过程中，线圈中所产生的焦耳热Q。