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深圳高级中学2011-2012学年高二下学期期中考试(物理)


深圳高级中学 2011—2012 学年第二学期期中测试 高二物理
考生注意: 1.答卷前,考生必须将姓名、号码等填写清楚。 2.本试卷共 14 题,满分 100 分.考试时间 90 分钟。 一、单项选择题:本大题共 5 小题,每小题 4 分。共 20 分。每小题只有一个选项符合题目 要求,选对的得 4 分,选错或不答的得 0 分。 1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的电动势为 e=Emsinω t.若将线圈的转 速加倍,其它条件不变,则产生的电动势为 ( ) A.Emsin2ω t B.2Emsinω t C.2Emsin
?
2

t

D.2Emsin2ω t

2. 氢原子核外电子从第 3 能级跃迁到第 2 能级时, 辐射的光照在某金属上能发生光电效应, 那么,以下几种跃迁能辐射光子且能使金属发生光电效应的有( ) A. 处于第 4 能级的氢原子向第 3 能级跃迁 B. 处于第 2 能级的氢原子向第 1 能级跃迁 C. 处于第 3 能级的氢原子向第 5 能级跃迁 D. 处于第 5 能级的氢原子向第 4 能级跃迁 3.关于天然放射现象,下列说法正确的是( ) A.α 射线是由氦原子核衰变产生 B.β 射线是由原子核外电子电离产生 C.γ 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D.通过化学反应不能改变物质的放射性 4.如图所示,质量分别为 m1、m2 的两个小球 A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻质弹簧 相连接,置于绝缘光滑的水平面上,突然加一水平向右的匀强电场后,两球 A、B 由静止开 始运动,对两小球 A、B 和弹簧 组成的系统,在以后的运动过程中,以下说法正确的是(设 整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)( ) A.系统机械能不断增加 B.系统机械能守恒 C.系统动量不断增加 D.系统动量守恒 5.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球 A、 , B 质量都为 m.现 B 球静止, A 球向 B 球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为 Ep,则碰前 A 球的速度等于( ) Ep 2Ep Ep 2Ep A. B. C.2 D.2

m

m

m

m

二. 双项选择题:本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分。每小题有两个选项符合题目要 求,全选对得 6 分,只选 1 个且正确得 3 分,选错或不答得 0 分。 6.一交流电流的图象如图所示,由图可知 ( ) A.用电流表测该电流其示数为 10 A B.该交流电流的频率为 50Hz i/A C.该交流电流通过 10 Ω 电阻时,电阻消耗的电功率为 1 000 W 10 2 D.该交流电流即时值表达式为 i=10 2 sin314t A
—10

0
2

0.01

t/s

7.下列说法正确的是( ) A.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大 B. α 粒子散射实验中,少数α 粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的依据 C.核反应方程 4 Be ? 2 He ? 6 C ? x 中的 x 为中子
9 4 12

D. 6 C 的半衰期为 5730 年,若测得一古生物遗骸中 6 C 的含量只有活体中的 1/8,则此遗骸

14

14

1

距今 21480 年 8.已知: 1 H 、 1 H 、 2 He 、 0 n 的质量分别为 m1、m2、m3、m4,关于 1 H ? 1 H ? 2 He ? 0 n 核
2 3 4

1

2

3

4

1

反应方程,下列说法正确的是 ( ) A.这是核裂变反应 B.这是核聚变反应 2 C.反应中放出的能量为(m1 + m2 - m3 - m4)c 2 D.反应中放出的能量为(m3 + m4 - m1 - m2)c 9.下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A.β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C.放射性元素的半衰期与温度的变化无关。 D.结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 10.将质量为 m0 的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为 m 的子弹以速度 v0 沿水平方 向射入木块,子弹射穿木块时的速度为 ,现将同样的木板放在光滑的水平桌面上,相同的 3 子弹仍以速度 v0 沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的 是 A.若 m0=3m,则能够射穿木块 B.若 m0=3m,则不能射穿木块,子弹将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动 C.若 m0=3m,则刚好能射穿木块,此时相对速度为零 D.若子弹以 3v0 速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为 v1;若子弹以 4v0 速度射向木块,木块获得的速度为 v2,则必有 v2< v1 三、非选择题:本大题共 4 小题,共 50 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说 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。 11. (12 分)发电机输出功率为 100 kW,输出电压是 250 V,用户需要的电压是 220 V,输 电线总电阻为 10 Ω .若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%,试求: (1)在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比. (2)用户得到的电功率是多少?

v0

12. (12 分)氢原子处于基态时,原子能量 E1= -13.6eV,已知电子电量 e =1.6×10 C, -30 -34 电子质量 m=0.91×10 kg,普朗克常数 h=6.63×10 j.s (1)若要使处于 n=2 的氢原子电离,至少要用频率多大的电磁波照射氢原子? (2)若已知钠的极限频率为 6.00×10 Hz,今用一群处于 n=4 的激发态的氢原子发射 的光谱照射钠,试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?
14

-19

2

13. (12 分)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为 10m、12m,两船 沿同一直线同一方向运动,速度分别为 2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为 m 的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。 (不计水的 阻力)

14. (14 分)如图所示,光滑水平面上放置质量均为 M=2kg 的甲、乙两辆小车,两车之间通 过一感应开关相连(当滑块滑过两车连接处时,感应开关使两车自动分离,分离时对两 车及滑块的瞬时速度没有影响) ,甲车上表面光滑,乙车上表面与滑块 P 之间的动摩擦 因数μ =0.5.一根轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为 m=1kg 的滑块 P(可视为质点)与 弹簧的右端接触但不相连,用一根细线栓在甲车左端和滑块 P 之间使弹簧处于压缩状 态,此时弹簧的弹性势能 E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止状态.现 2 剪断细线,滑块 P 滑上乙车后最终未滑离乙车,g 取 10m/s .求: ①滑块 P 滑上乙车前的瞬时速度的大小; ②滑块 P 滑上乙车后相对乙车滑行的距离.

附加题: (10 分) (得分不计入总成绩) 如图所示,半径为 R 的
1 4

的光滑圆弧轨道竖直放置,底端与光滑的水平轨道相接,

质量为 m2 的小球 B 静止光滑水平轨道上,其左侧连接了一轻质弹簧,质量为 m1 的小球 A 自圆弧轨道的顶端由静止释放,重力加速度为 g,试求: (1)小球 A 撞击轻质弹簧的过程中,弹簧的最大弹性势能为多少? (2)要使小球 A 与小球 B 能发生二次碰撞,m1 与 m2 应满足什么关系? A

O R D B

3

参考答案
一.1. D 二.6. AC 2. B 7. BC 3. D 8. BC 4. D 9.BC. 5. C 10. BD

11. 解析:输电线路的示意图如图所示, 2 输电线损耗功率 P 线=100×4% kW=4 kW,又 P 线=I R 线 输电线电流 I2=I3=20 A --------------2 分
P ? 100000 250

原线圈中输入电流 I1=
n1 ? I2 I1 ? 20 400

U1

A=400 A

--------------2 分

?

1 20

所以

n2

--------------2 分

这样 U2=U1n2/n1=250×20 V=5000 V 1分 U3=U2-U 线=5000-20×10 V=4800 V 1 分
n3 ? U U
3 4

?

4800 220

?

240 11

所以

n4

- -----2 分 -- -----2 分

用户得到的电功率 P 出=100×96% kW=96 kW

12.(1)要使处于 n=2 的氢原子电离,照射光光子的能量应能使电子从第 2 能级跃迁到无限 远处,最小频率的电磁波的光子能量应为: h ? ? 0 ? ( ?
E1 4 )

--------------4 分

得 ? ? 8 . 21 ? 10

14

Hz,

--------------2 分
14

(2)由于钠的极限频率为 6.00×10 Hz,则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
E 0 ? h? ? 6 . 63 ? 10
? 34

? 6 . 00 ? 10
? 19

14

1 . 6 ? 10

eV=2.486 eV

--------------4 分

一群处于 n=4 的激发态的氢原子发射的光子,要使钠发生光电效应,应使跃迁时两能 级的差 ? E ? E 0 ,所以在六条光谱线中有 E 41 、 E 31 、 E 21 、 E 42 四条谱线可使钠发生光电 效应。 --------------2 分

4

联立解得 vmin=4 v0。 分) (1 14. 解析:①设滑块 P 滑上乙车前的速度为 v,对整体应用动量守恒和能量关系有:

附加题答案 解: (1)设 A 球到达圆弧底端时的速度为 v0,根据机械能守恒定律有:
m gR ? 1 2 m v0
2

……①

当 A、B 两球速度相同时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为 v 根据动量守恒定律有:
m1v 0 ? ( m1 ? m 2 ) v
1 2 m 1v 0 ?
2

……②
( m1 ? m 2 )v
2

根据机械能守恒定律有: E P m ? 联立①②③解得:
E Pm ?

1 2

……③

m1m 2 m1 ? m 2

gR

……④

(2)设 A、B 碰撞后的速度分别为 v1 和 v2 根据动量守恒定律有: m 1 v 0 ? m 1 v1 ? m 2 v 2 根据机械能守恒定律有:
1 2 m 1v 0 ?
2

……⑤
1 2 m 2v2
2

1 2

m 1 v1 ?
2

……⑥
v2 ? 2 m1 m1 ? m 2

联立⑤⑥解得:

v1 ?

m1 ? m 2 m1 ? m 2

v0

v0

要使 A、B 两球能发生二次碰撞,必须满足 | v1 | ? v 2

……⑨

5

则有:

?

m1 ? m 2 m1 ? m 2

?

2 m1 m1 ? m 2

……⑩

解得: 或

m1 ?

1 3

m2

……○ 12

m 1 ? m 2 ? 0 (不符合事实,舍去)

6


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