福建省龍海市程溪中學2017-2018學年高二下學期期中考試物理

20172018下學期高二物理期中試卷一、單選題（本大題共6小題，共24.0分）如圖是氫原子的能級圖，對于一群處于QUOTE的氫原子，下列說法中正確的是QUOTE

A.這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷

B.這群氫原子能夠發(fā)出4種不同頻率的光

C.從QUOTE能級躍遷到QUOTE能級發(fā)出的光的波長最長

D.如果發(fā)出的光子中有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由QUOTE能級躍遷到

QUOTE能級發(fā)出的

【答案】C【解析】解：A、氫原子發(fā)生躍遷，吸收的能量必須等于兩能級的能級差QUOTE故A錯誤．

B、根據(jù)QUOTE知，這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光子QUOTE故B錯誤．

C、結(jié)合能級圖可知，從QUOTE躍遷到QUOTE輻射的光子能量最小，頻率最小，則波長最長QUOTE故C正確．

D、如果發(fā)出的光子有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，知兩種光子為能量最大的兩種，分別為由QUOTE躍遷到QUOTE，和QUOTE躍遷到QUOTE能級發(fā)出的QUOTE故D錯誤．氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道的過程中QUOTEA.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大

B.原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小

C.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小

D.原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大【答案】D【解析】【分析】氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中，能級增大，總能量增大，根據(jù)庫侖引力提供向心力，比較電子動能的變化，通過電勢能與動能之和等于原子能量判斷電勢能的變化。

解決本題的關(guān)鍵知道原子能量與軌道半徑的關(guān)系，以及電勢能、電子動能與軌道半徑的關(guān)系?！窘獯稹繌木嗪溯^近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中，原子要吸收光子，能級增大，總能量增大，根據(jù)QUOTE知，電子的動能減小，則電勢能增大，故D正確，ABC錯誤。

故選D。

下列說法中正確的是QUOTEA.釷的半衰期為24天釷經(jīng)過120天后還剩QUOTE釷

B.一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將增加

C.放射性同位素經(jīng)QUOTE、QUOTE衰變會生成，其中經(jīng)過了3次QUOTE衰變和2次QUOTE衰變

D.大量處于QUOTE激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光子【答案】C【解析】解：A、釷的半衰期為24天，1g釷經(jīng)過120天后，發(fā)生5個半衰期，1g釷經(jīng)過120天后還剩QUOTE故A錯誤．

B、光電效應(yīng)中，依據(jù)光電效應(yīng)方程，可知，光電子的最大初動能由入射光的頻率和逸出功決定，與入射光照射時間長短無關(guān)QUOTE故B錯誤．

C、釷衰變成氡，可知質(zhì)量數(shù)少12，電荷數(shù)少4，因為經(jīng)過一次QUOTE衰變，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過一次QUOTE衰變，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，可知經(jīng)過3次QUOTE衰變，2次QUOTE衰變QUOTE故C正確．

D、大量處于QUOTE激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，最多可產(chǎn)生QUOTE種不同頻率的光子QUOTE故D錯誤．

故選：C．

質(zhì)量為QUOTE和QUOTE未知QUOTE的兩個物體在光滑的水平面上正碰，碰撞時間極短，其QUOTE圖象如圖所示，則QUOTE

A.此碰撞一定為彈性碰撞 B.被碰物體質(zhì)量為2kg

C.碰后兩物體速度相同 D.【答案】A【解析】解：由圖象可知，碰撞前QUOTE是靜止的，QUOTE的速度為：QUOTE，

碰后QUOTE的速度為：的速度為：，

兩物體碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得：QUOTE，

即：QUOTE，

解得：QUOTE；

碰撞前總動能：QUOTE，

碰撞后總動能：QUOTE，

碰撞前后系統(tǒng)動能不變，故碰撞是彈性碰撞，故A正確，BCD錯誤；

故選：A．

質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑水平面上，沿同一直線，同一方向運動，A球的動量為QUOTE球的動量為QUOTE當A球追上B球時發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動量可能值是QUOTEA.QUOTE B.QUOTE

C.QUOTE D.QUOTE【答案】A【解析】解：碰撞前系統(tǒng)總動量：QUOTE，由題意可知QUOTE；

A、如果QUOTE，系統(tǒng)動量守恒，碰撞后的總動能：QUOTE，符合實際，故A正確；

B、如果QUOTE，碰撞過程動量守恒，QUOTE，不符合實際，故B錯誤；

C、如果QUOTE，則碰撞后系統(tǒng)的總動能：，系統(tǒng)動能增加，不符合實際，故C錯誤；

D、如果QUOTE，碰撞后系統(tǒng)總動量QUOTE，碰撞過程動量不守恒，不符合題意，故D錯誤；

故選：A．

一位質(zhì)量為m的運動員從下蹲狀態(tài)向上起跳，經(jīng)QUOTE時間，身體伸直并剛好離開地面，速度大小為QUOTE在此過程中QUOTEA.地面對他的沖量為mv B.地面對他的沖量為QUOTE

C.地面對他的沖量為QUOTE D.地面對他的沖量為QUOTE【答案】B【解析】解：人的速度原來為零，起跳后變化v，則由動量定理可得：

QUOTE

故地面對人的沖量為QUOTE；故B正確；

故選：B．

二、多選題（本大題共6小題，共24.0分）如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體從同一高度沿傾角不同的兩個光滑固定斜面由靜止自由滑下QUOTE，到達斜面底端的過程中QUOTEA.兩物體所受重力沖量相同 B.兩物體所受合外力沖量不同

C.兩物體到達斜面底端時動量相同 D.兩物體到達斜面底端時動量不同【答案】BD【解析】解：物體在下滑中只有重力做功，而重力做功只與高度差有關(guān)，故兩種情況下重力做功相等，由得兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的；

A、兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等，又因長的斜面傾角小，物體的加速度小，所以斜面越長下滑的時間越長，所以兩種情況下重力作用的時間不相等，重力的沖量也不相等QUOTE故A錯誤；

B、物體在兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以兩種情況下物體的末動量不同QUOTE根據(jù)動量定理：QUOTE，所以合力的沖量大小相等，方向是不同的QUOTE故B正確；

C、物體在兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以兩種情況下物體的末動量不同QUOTE故C錯誤，D正確．

故選：BD

用不可伸長的細線懸掛一質(zhì)量為M的小木塊，木塊靜止，如圖所示QUOTE現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈自左向右水平射入木塊，并停留在木塊中，子彈初速度為QUOTE，則下列判斷正確的是QUOTEA.從子彈射向木塊到一起上升到最高點的過程中系統(tǒng)的機械能不守恒

B.子彈射入木塊瞬間動量守恒，故子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的共同速度為QUOTE

C.忽略空氣阻力，子彈和木塊一起上升過程中系統(tǒng)機械能守恒，其機械能等于子彈射入木塊前的動能

D.子彈和木塊一起上升的最大高度為QUOTE【答案】AB【解析】解：A、從子彈射向木塊到一起運動到最高點的過程可以分為兩個階段：子彈射入木塊的瞬間系統(tǒng)動量守恒，但機械能不守恒，有部分機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能，之后子彈在木塊中與木塊一起上升，該過程只有重力做功，機械能守恒，所以整個過程的機械能不守恒QUOTE故A正確；

B、由子彈射入木塊瞬間，取向右為正方向，由動量守恒定律得：QUOTE，可得子彈射入木塊瞬間子彈和木塊的共同速度為QUOTE故B正確．

C、忽略空氣阻力，子彈和木塊一起上升過程中，只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，由于子彈射入木塊的過程機械能有損失，所以其機械能小于子彈射入木塊前的動能，故C錯誤；

D、子彈射入木塊后子彈和木塊一起上升，由機械能守恒定律得，可得上升的最大高度為故D錯誤．

故選：AB

質(zhì)量為m的物塊甲以QUOTE的速度在光滑水平面上運動，有一輕彈簧固定于其左端，另一質(zhì)量也為m的物塊乙以QUOTE的速度與甲相向運動，如圖所示QUOTE則QUOTEA.甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中，由于彈力屬于內(nèi)力作用，故系統(tǒng)動量守恒

B.當兩物塊相距最近時，甲物塊的速率為零

C.甲物塊的速率可能達到QUOTE

D.當甲物塊的速率為QUOTE時，乙物塊的速率可能為QUOTE，也可能為0【答案】AD【解析】解：A、甲、乙兩物塊QUOTE包括彈簧QUOTE組成的系統(tǒng)在彈簧壓縮過程中，系統(tǒng)所受的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，故A正確；

B、當兩物塊相距最近時速度相同，取碰撞前乙的速度方向為正方向，設(shè)共同速率為v，根據(jù)動量守恒定律得到

，解得QUOTE故B錯誤．

C、若物塊甲的速率達到QUOTE，方向與原來相同，則：，

代入數(shù)據(jù)代入解得：QUOTE．

兩個物體的速率都增大，動能都增大，違反了能量守恒定律QUOTE若物塊甲的速率達到QUOTE，方向與原來相反，則：，

代入數(shù)據(jù)解得：QUOTE，

當碰撞后，乙的動能不變，甲的動能增加，系統(tǒng)總動能增加，違反了能量守恒定律QUOTE所以物塊甲的速率不可能達到QUOTE，故C錯誤．

D、甲、乙組成的系統(tǒng)動量守恒，若物塊甲的速率為QUOTE，方向與原來相同，由動量守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)解得：QUOTE；

若物塊甲的速率為QUOTE，方向與原來相反，由動量守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)解得：QUOTE，故D正確．

故選：AD．

國家電網(wǎng)公司推進智能電網(wǎng)推廣項目建設(shè)，擬新建智能變電站1400座QUOTE變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓QUOTE，電壓表、電流表都為理想電表QUOTE則下列判斷正確的是QUOTEA.輸入電壓有效值為200V，電流頻率為50

Hz

B.S打到a處，當變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數(shù)都增大

C.S打到a處，當變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數(shù)都減小

D.若變阻器的滑片不動，S打到b處，電壓表QUOTE和電流表QUOTE的示數(shù)都減小【答案】AD【解析】解：A、輸入電壓的最大值QUOTE，有效值QUOTE，由瞬時值知，加速度QUOTE，電流頻率QUOTE，故A正確；

B、s打到a處，副線圈匝數(shù)增加，輸入電壓不變，輸出電壓增大，即QUOTE示數(shù)不變，QUOTE示數(shù)增大，故B錯誤；C錯誤；

D、若變阻器的滑片不變，S打到b處，副線圈匝數(shù)減少，輸入電壓不變，輸出電壓減少，電壓表QUOTE示數(shù)減少，輸出功率QUOTE減少，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，QUOTE減少，QUOTE不變，則QUOTE減少，即電流表QUOTE的示數(shù)減小，故D正確；

故選：AD

在勻強磁場中，一矩形金屬線框在勻強磁場中繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是QUOTE

A.QUOTE時穿過線框的磁通量最小

B.QUOTE時穿過線框的磁通量變化率最大

C.該線框勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小為QUOTE

D.電動勢瞬時值為22V時，線圈平面與中性面的夾角可能為QUOTE【答案】CD【解析】解：A、由圖象知：QUOTE時，感應(yīng)電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，變化率最小，故AB錯誤；

C、由圖象得出周期QUOTE，所以QUOTE，故C正確

D、當QUOTE時，電動勢為零，線圈平面與磁場方向垂直，故該交變電動勢的瞬時值表達式為QUOTE，電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時表達式，則有線圈平面與中性面的夾角正弦值QUOTE，所以線圈平面與中性面的夾角可能為QUOTE，故D正確；

故選：CD．

原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正的有QUOTEA.QUOTE核的結(jié)合能約為14MeV

B.QUOTE核比QUOTE核更穩(wěn)定

C.兩個QUOTE核結(jié)合成QUOTE核時釋放能量

D.QUOTE核中核子的平均結(jié)合能比QUOTE核中的大【答案】BC【解析】解：A、由圖可知，氦核的結(jié)合能大約為7MeV，氦核的核子數(shù)為4，則氦核的結(jié)合能大約為28MeV，故A錯誤．

B、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，由圖可知，氦核的比結(jié)合能大，則QUOTE核比QUOTE核更穩(wěn)定，故B正確．

C、兩個QUOTE核結(jié)合成QUOTE核時有質(zhì)量虧損，釋放能量，故C正確．

D、由圖可知，QUOTE核中核子的平均結(jié)合能比QUOTE核中的小，故D錯誤．

故選：BC．

三、實驗題探究題（本大題共1小題，共12.0分）某同學用如圖所示裝置探究A、B兩球在碰撞中動量是否守恒QUOTE該同學利用平拋運動測量兩球碰撞前后的速度，實驗裝置和具體做法如下，圖中PQ是斜槽，QR為水平槽QUOTE實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滑下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡QUOTE重復(fù)上述操作10次，得到10個落點痕跡QUOTE再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滑下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡QUOTE重復(fù)這種操作10次，并畫出實驗中A、B兩小球落點的平均位置QUOTE圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點，E、F、J是實驗中小球落點的平均位置．

QUOTE為了使兩球碰撞為一維碰撞，所選兩球的直徑關(guān)系為：A球的直徑______B球的直徑QUOTE“大于”、“等于”或“小于”QUOTE；為減小實驗誤差，在兩球碰撞后使A球不反彈，所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應(yīng)為QUOTE______QUOTE選填“大于”、“等于”或“小于”QUOTE；

QUOTE在以下選項中，本次實驗必須進行的測量是______；

A.水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離

B.A球與B球碰撞后，A球、B球落點位置分別到O點的距離

C.A球和B球在空中飛行的時間

D.測量G點相對于水平槽面的高

QUOTE已知兩小球質(zhì)量QUOTE和QUOTE，該同學通過實驗數(shù)據(jù)證實A、B兩球在碰撞過程中動量守恒，請你用圖中的字母寫出該同學判斷動量守恒的表達式是______．【答案】等于；大于；AB；QUOTE．【解析】解：QUOTE為了使兩球碰撞為一維碰撞，即實現(xiàn)對心碰撞，則A球的直徑等于B球的直徑QUOTE在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律，設(shè)A球的入射方向為正方向，則有：

QUOTE

在碰撞過程中動能守恒，故有：

聯(lián)立解得：，要碰后入射小球的速度QUOTE，即QUOTE，故QUOTE．

QUOTE根據(jù)動量守恒有：QUOTE，因為因為時間相同，可以用水平位移代替速度，所以需要測量水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離，A球與B球碰撞后，A球與B球落點位置到O點的距離QUOTE故AB正確．

故選：AB．

QUOTE球與B球碰后，A球的速度減小，可知A球沒有碰撞B球時的落點是F點，A球與B球碰撞后A球的落點是E點QUOTE用水平位移代替速度，動量守恒的表達式為：

QUOTE．

故答案為：QUOTE等于，大于QUOTE

四、計算題（本大題共3小題，共40.0分）有一臺內(nèi)阻為發(fā)電機，供給一學校照明用，如圖所示，升壓比為1：4，降壓比為4：1，輸電線的總電阻QUOTE，全校共22個班，每班有“QUOTE”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：

QUOTE發(fā)電機輸出功率多大？

QUOTE發(fā)電機電動勢多大？

QUOTE輸電效率是多少？【答案】解：QUOTE降壓變壓器的輸出功率為：

QUOTE

降壓變壓器副線圈的電流為：

QUOTE，

由QUOTE

降壓變壓器原線圈的電流為：QUOTE

輸電線損失的功率為：QUOTE

所以輸入功率為：QUOTE

QUOTE降壓變壓器原線圈電壓為：QUOTE

輸電線上損失的電壓為：QUOTE

則發(fā)動機的輸出電壓為：QUOTE

所以發(fā)電機原線圈電壓為：QUOTE

根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知發(fā)電機原線圈中電流為：QUOTE，

發(fā)電機內(nèi)阻分壓：QUOTE

電動勢為：QUOTE．

QUOTE用戶獲得的實際功率為：QUOTE；

則輸電效率為：QUOTE；

答：QUOTE發(fā)電機輸出功率為5424W；

QUOTE發(fā)電機電動勢為250V；

QUOTE輸電效率為QUOTE．【解析】QUOTE根據(jù)用戶端所有燈泡消耗的電功率得出降壓變壓器的輸出功率，根據(jù)QUOTE求出降壓變壓器副線圈的電流，結(jié)合電流比等于匝數(shù)之反比求出輸電線上的電流，根據(jù)輸電線上的功率損失，抓住降壓變壓器的輸入功率求出發(fā)電機的輸出功率．

QUOTE得出輸電線上的電壓損失QUOTE根據(jù)降壓變壓器的輸出電壓，結(jié)合匝數(shù)比得出降壓變壓器的輸入電壓，通過電壓損失得出升壓變壓器的輸出電壓，從而通過匝數(shù)比得出輸入電壓，結(jié)合升壓變壓器原線圈中的電流，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出發(fā)電機的電動勢．

QUOTE根據(jù)用戶得到的功率與電源的輸出功率之比求解輸電效率．

解決本題的關(guān)鍵知道：1、原副線圈電壓比、電流比與匝數(shù)比之間的關(guān)系，2、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率之間的關(guān)系；3、升壓變壓器的輸出電壓、電壓損失和降壓變壓器的輸入電壓之間的關(guān)系．

圖QUOTE甲QUOTE為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸QUOTE勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)QUOTE、電阻QUOTE，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻QUOTE，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表QUOTE在QUOTE時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量QUOTE隨時間t按圖QUOTE乙QUOTE所示正弦規(guī)律變化QUOTE求：

QUOTE交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；

QUOTE寫出感應(yīng)電流隨時間變化的函數(shù)表達式；

QUOTE交流電壓表的示數(shù)；

QUOTE線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動QUOTE過程中通過電阻R的電量．

時間內(nèi)外力對線框所做的功．

【答案】解：QUOTE交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值QUOTE，

因為磁通量的最大值QUOTE，

QUOTE，

則電動勢的最大值QUOTE；

QUOTE開始時磁通量最小，則電動勢最大；故表達式QUOTE；

QUOTE電動勢的有效值：QUOTE，

電壓表示數(shù)為：；

QUOTE根據(jù)QUOTE得，．

QUOTE線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功：

QUOTE

答：QUOTE交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為200V；

QUOTE感應(yīng)電流隨時間變化的函數(shù)表達式為QUOTE；

QUOTE交流電壓表的示數(shù)為127V

QUOTE線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動QUOTE過程中通過電