2018年福建省福州市铁路中学高二物理上学期期末试题x
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2018年福建省福州市铁路中学高二物理上学期期末试题
一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意
1. 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，下列说法正确的是
?
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m
? B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10m
? C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
? D．分子势能随两分子间距离的增大而增大，随两分子间距离的减小而减小
参考答案：
B
2. 如图所示，A、B为两个固定的等量的同种正电荷，在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C，现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0，若不计电荷C所受的重力，则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况，下列说法正确的是：（ ）
A．速度始终增大，最后趋于无穷大
B．速度先增大后减小
C．加速度始终增大
D．加速度先增大后减小
参考答案：
D
3. 关于布朗运动，下述说法正确的是 [ ]
A．布朗运动就是分子的无规则运动
B．悬浮微粒的无规则运动是由于液体分子对它无规则的撞击所引起的
C．悬浮微粒的无规则运动是由于微粒内部分子无规则运动而引起的
D．悬浮微粒的无规则运动是由于外界的影响（如液体、气体的流动）引起的
参考答案：
B
4. 某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是( )
参考答案：
A
5. （多选题）关于电流和电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．金属靠自由电子导电，金属的温度升高时，自由电子的平均热运动速率增大，金属导体中的电流增大
B．金属导电时，其中的自由电子除作无规则的热运动外，还作定向运动，电流的大小是由定向运动的速率决定的
C．由R=可知：在U一定时，电阻与电流成反比；在I一定时，电阻与电压成正比
D．电阻是导体自身的特性，电阻的大小由导体自身特性决定，并和温度有关，与导体两端是否有电压没有直接关系
参考答案：
BD
【考点】欧姆定律；电阻定律．
【分析】欧姆定律内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．也就是说在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．
【解答】解：A、电流与自由电子的热运动无关，温度变大时金属导体中的电阻增大，电流是减小的；故A错误；
B、金属导电时，其中的自由电子除作无规则的热运动外，还作定向运动，电流的大小是由定向运动的速率决定的；故B正确；
C、电阻的阻值是其本身的性质，与电流及电压无关；故C错误；
D、电阻是导体自身的特性，电阻的大小由导体自身特性决定，并和温度有关，与导体两端是否有电压没有直接关系；故D正确；
故选：BD．
二、 填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分
6. 子弹以水平初速度连续射穿三个并排着的完全相同的静止并固定的木块后速度恰好减为零，你们它在每个木块前的速度之比______________，穿过每个木块所用时间之比______________。
参考答案：
3? ：2 ：1? (3? -? 2 ? )：(2 — 1)：1
7. 一个小石块从空中a点自由落下，先后经过b点和c点，不计空气阻力．已知它经过b点时的速度为v，经过c点时的速度为3v，则ab段与bc段位移之比为_______________
参考答案：
1:8
8. 在匀强磁场中，有一段5cm的导线和磁场垂直．当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= 2 T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= 2 T；如果把该通电导体拿走，那么该处磁感应强度B= 2 T．
参考答案：
考点：
磁感应强度．
分析：
磁场与导线垂直，根据安培力的公式F=BIL，求磁感应强度B，注意公式B=是采用比值法定义的，磁场中某点磁感应强度的大小与F，Il等因素无关，是由磁场本身决定的．
解答：
解：根据磁感应强度的定义式，有：B=，由此可知该处的磁感应强度为2T，这与导线的放置、长短、电流大小等因素无关，即该处的磁感应强度有磁场本身决定．则导线长度增大为原来的3倍，磁感应强度不变，仍为2T；通电导体拿走后，磁感应强度也为2T；
故答案为：2；2；2．
点评：
本题考查磁感应强度的定义，要明确，磁感应强度是磁场的本身属性，不会因外放入的通电导线的改变而改变．
15．（4分）（2015春?广元校级月考）边长为a的正方形，处于有界磁场如图，一束电子以v0水平射入磁场后，分别从A处和C处射出，则vA：vC= 1：2 ；所经历的时间之比tA：tB= 2：1 ．
【答案】
考点：
带电粒子在匀强磁场中的运动．
专题：
带电粒子在磁场中的运动专题．
分析：
由几何关系可知从两孔射出的粒子的运动半径，则由洛仑兹力充当向心力可得出粒子的速度关系；由周期公式及转过的角度可求得时间之比．
解答：
解：电子磁场中做匀速圆周运动，从A点射出时，OA中点为圆心，轨迹半径RA=a，轨迹的圆心角 θA=π；
从C点射出时，A为圆心，轨迹半径RC=a，轨迹的圆心角 θC=；
由轨迹半径公式R=，得：vA：vC=RA：RC=a：a=1：2；
电子在磁场中运动的周期T=，可知电子运动的周期与速度无关．电子在磁场中所经历的时间 t=T
则得tA：tB=θA：θC=π：=2：1
故答案为：1：2，2：1．
点评：
本题为带电粒子在磁场中运动的基本问题，只需根据题意明确粒子的运动半径及圆心即可顺利求解．
9. （4分）如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，则从B板运动到A板的光电子的最大动能为 ?。
参考答案：
EK1 =eU＋－W
10. 如图，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的闭合导线框，半径为l，电阻为R，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生的感应电流大小为 ?。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小为? ?。
参考答案：
，
11. 粒子和质子以相同速度垂直于电场线进入两平行板间匀强电场中，设都能飞出电场，则它们离开匀强电场时，侧向位移之比y:yH= ，动能增量之比=? ?。
参考答案：
1：2? 2：1
12. （8分） 如图所示，n个质量为m的完全相同的物块叠放在一起，所有接触面的动摩擦因数均为μ，滑轮摩擦不计，当F为____________时，所有物块恰好相对滑动。
参考答案：
F =n2μmg
13. （填空）带电粒子A的质量为m，电量为q。带电粒子B的质量为4m，电量为2q。两个粒子分别以相同速度垂直磁感线射入同一匀强磁场中（不计带电粒子的重力）。则两粒子做圆周运动的半径之比Ra∶Rb＝_________，周期之比Ta∶Tb＝_________。
参考答案：
1:2; 1:2
三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分
14. 有一根细而均匀的导电材料样品，截面为同心圆环，如图1所示，此样品长L约为3cm，电阻约为100Ω，已知这种材料的电阻率为ρ，因该样品的内径太小，无法直接测量．现提供以下实验器材：
A．20等分刻度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1（量程50mA，内阻的准确值r1为100Ω）
D．电流表A2（量程100mA，内阻r2大约为40Ω）
E．滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流2A）
F．直流电源E（12V，内阻很小）
G．导电材料样品R2（长L约为3cm，电阻R2约为100Ω）
H．电键一只，导线若干
?
请根据上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案，回答下列问题：
（1）某同学用一个多用电表粗测该样品电阻，多用电表欧姆挡的四个量程分别为“×1”“×10”“×100”“×1K”，他把选择开关旋到“×100”挡测量该样品电阻时，发现指针偏转角度很大，为了减少误差，他应该换用“? ”挡
（2）用游标卡尺测得该样品的长度如图甲所示，其示数L= mm；用螺旋测微器得该样品的外径如图乙所示，其示数D= mm；
（3）在如右图的方框中画出设计的实验电路图，并标明所选器材前的字母代号；
（4）用已知物理量和所测得物理量的符号表示样品的内径d= (电流表A1的示数用I1表示，电流表A2的示数用I2表示）
参考答案：
（1）×10（2分）? （2）29.70（2分）? 3.470—3.472 （2分）? （3）（2分）?
（4）?
15. 某实验小组用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，打点计时器，交流电源，木块，纸带，米尺，8个质量均为20g的钩码以及细线等．实验操作过程如下：
A．长木板置于水平桌面上，带定滑轮的一端伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上并与电源连接，纸带穿过打点计时器并与木块相连，细线一端与木块相连，另一端跨过定滑轮挂上钩码，其余钩码都叠放在木块上；
B．使木块靠近打点计时器附近，接通电源，释放木块，打点计时器在纸带上打下一系列点，记下悬挂钩码的个数n；
C．将木块上的钩码逐个移到悬挂钩码端，更换纸带，重复实验操作B；
D．测出每条纸带对应木块运动的加速度a，实验数据如表乙所示．
n
4
5
6
7
8
a/（m/s2）
0.50
1.30
2.20
3.00
3.90
（1）根据表乙数据，在图丙中作出a﹣n图象；
（2）由图线得到μ= 0.31 （取g=9.8m/s2），还可求的物理量是 木块的质量 （只需填写物理量名称）．
参考答案：
解：根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后作出图象，如图所示；
（2）对木块与钩码组成的系统，由牛顿第二定律得：nmg﹣μ[（8﹣n）mg+m木g]=（8m+m木）a，
a=n﹣μg，由图象得：n=0时，﹣μg=a=﹣3，μ≈0.31（0.29～0.33均正确），
由图象还可以求出木块质量．
故答案为：（1）图象如图所示；（2）0.31；木块的质量．
四、计算题：本题共3小题，共计47分
16. 如图所示中实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在s时刻的波形，这列波的周期符合：，试问：
（1）若波向右传播，波速多大？
（2）若波向左传播，波速和频率各多大？
参考答案：
17. 一质量为1.0kg的物体从距地面足够高处做自由落体运动，重力加速度g=10m/s2，求：（1）前2s内重力对物体所做的功；
（2）第2s末重力对物体做功的瞬时功率。?
参考答案：
（1）前2s内物体下落的高度h=gt2=20m……………………………………（1分）
前2s内重力对物体所做的功W=mgh=200J………………………………………（2分）
（2）第2s末物体的运动速度v=gt=20m/s ………………………………………（1分）
第2s末重力对物体做功的瞬时功率P=mgv=200W………………………………（2分）
18. 研究表明，普通人的膝关节最多能承受体重的4倍，超过就会对膝关节造成严重的损伤，某同学从20cm高的台阶上自由落到水泥硬地面上，取g=10m/s2，请你通过计算，探究下列两个问题，以增强自已在生活中的安全意识：
（1）若该同学以绝对直立而僵硬的姿势自由落到地面，与地面的作用时间为0.01s后速度减为零，求地面对身体的平均撞击力是体重的多少倍？
（2）若该同学自由落到地面时屈膝弯腰，使重心降低50cm后速度减为零，求地面对人体的平均撞击力是体重的多少倍？
参考答案：
解：（1）20cm=0.20m
若人做自由落体运动，该过程中的机械能守恒得：
所以：v=m/s
人与地面相互作用的过程中受到重力和支持力，选取向上为正方向，则：Ft﹣mgt=0﹣mv
代入数据得：F=21mg
（2）50cm=0.50m
若该同学自由落到地面时屈膝弯腰，使重心降低50cm后速度减为零的过程中重力与支持力做功，则：
代入数据得：F′=1.4mg
答：（1）若该同学以绝对直立而僵硬的姿势自由落到地面，与地面的作用时间为0.01s后速度减为零，地面对身体的平均撞击力是体重的21倍；
（2）若该同学自由落到地面时屈膝弯腰，使重心降低50cm后速度减为零，求地面对人体的平均撞击力是体重的1.4倍
【考点】动能定理的应用；动量定理．
【分析】（1）由机械能守恒求出落地的速度，然后由动量定理即可求出地面对身体的平均撞击力；
（2）若该同学自由落到地面时屈膝弯腰，由动能定理即可求出地面对人体的平均撞击．
