南京2015年高二物理第二学期期末考试试题(附答案)
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2015年高二物理第二学期期末考试试题（附答案）第一部分 选择题 （共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。
下列说法正确的是 ( )A ．欧姆首先总结了电路中电流与电压和电阻的关系B ．库仑发现了电流的磁效应C ．麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在D ．法拉第发现了电磁感应规律2．以下哪些现象和原子核的变化有关的是( ) A ．α粒子散射 B ．天然放射性 C ．光电效应 D ．热核反应3．要增大平行板电容器的电容，下列所采取的方法中正确的是 ( )A ．增大两极板间的电压B ．在极板间插入介质C ．减小两极板间的距离D ．减小两极板间的正对面积4．篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速( )A ．减小球对手的冲量B ．减小球的动量变化率C ．减小球的动量变化量D ．减小球的动能变化量 5．近代物理学家预言有单个的磁极（磁单极子）在自然界存在。
我们假定有一个单个的N 极磁单极子存在，它由右方沿水平方向垂直于一个竖直超导线圈A 所在平面向左运动并穿过超导线圈A ，如图所示。
则有A ．穿过超导线圈后，顺着磁单极子运动方向看，线圈中有顺时针方向电流长久存在B ．穿过超导线圈后，顺着磁单极子运动方向看，线圈中有逆时针方向电流长久存在C ．穿过超导线圈过程中有电流存在，穿过超导线圈后电流很快消失D ．线圈中始终没有电流存在6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V ，60 W ”灯泡一只，且灯光正常发光。
则( )AA ．副线圈电流频率为20HzB ．电源输出功率为1200WC ．电流表的示数为2203 A D ．原线圈端电压为11 V7．如图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和动滑轮后各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内。
如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是 A ．只增加重物的重量 B ．只增加绳的长度 C ．只将手指向下移动D ．只将两个定滑轮间距OO /拉开一些8．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度。
星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1。
已知某星球的半径为r ，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6，不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为A ．gr B ．gr 61 C ．gr31 D ．gr 319．如图所示，一水平固定的小圆盘A ，带电量为Q ，电势为零，从圆盘中心处O 由静止释放一质量为m ，带电量为＋q 的小球，由于电场的作用，小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的c 点，Oc ＝h ，又知道过竖直线上的b 点时，小球速度最大，由此可知在Q 所形成的电场中，可以确定的物理量是A ．b 点场强B ．c 点场强C ．b 点电势D ．c 点电势10．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a ）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。
小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b ）所示，下列判断正确的是（a ）I 1 2 3 （b ）A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动第二部分非选择题（共60分）二．本题共6 小题,共60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．（1）（4分）读出下面游标卡尺和螺旋测微器的测量数据。
（a）游标卡尺读数：；（b）螺旋测微器读数：。
（2）（6分）某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如下图所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。
为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则AB间是，BC间是，CD间是。
A B12．（6分）某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，里面除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池），如图甲所示。
为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材： A ．电流表G （满偏电流10mA ，内阻10Ω）； B ．电流表A （0～0.6 A ～3A ，内阻未知）； C ．滑动变阻器R （0～100Ω，1A ）； D ．定值电阻R 0（阻值990Ω）； E ．开关与导线若干。
（1）该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路，请你按照电路图在答卷上．．．的实物图上完成实物连线。
（2）丙图为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1-I 2图线 （I 1为电流表G 的示数，I 2为电流表A 的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E ＝ V ，内阻r ＝ Ω。
13．（9分）用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为R 匀速圆周运动；圆周运动的水平面距离悬点h ，距离水平地面H 。
若细线突然在A 处断裂，求小球在地面上的落点P 与A 的水平距离。
甲O0.10.2 0.3 0.4 0.5 2丙乙14．（9分）如图为氢原子能级示意图。
现有每个电子的动能都是E e =12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。
若某对碰撞，碰撞前电子和氢原子的总动量为零；碰撞后，氢原子受到激发，跃迁到n ＝4的能级。
求这对碰撞后电子与受激氢原子的总动能。
（电子的质量m e 与氢原子的质量m H 之比为410445.5-⨯=Hem m 。
） 15．（12分）一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P （a ，0）点以速度v ，沿与x 正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y 轴射出第一象限。
求：（1）匀强磁场的磁感应强度B ？（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？16．（14分）用质量为m 、电阻为R 的薄金属条制成边长为L 的闭合正方形框abb a ''。
如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。
设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。
可认为方框的aa '边和bb '边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为B 。
方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力）。
求：（1）方框下落的最大速度v m （设磁场区域在数值方向足够长）； （2）当方框下落的加速度为2g时，求方框的发热功率P ； （3）已知方框下落时间为t 时，下落高度为h ，其速度为v t （v t ＜v m ）。
若在同一时间t 内，方框内产生的热与一恒定电流I 0在该框内产生的热相同，求恒定电流I 0的表达式。
图1 装置纵截面示意图图2 装置俯视示意图激发磁场的通电线圈高 二 物 理（下）试 题 答 案 与 评 分 标 准一、每小题4分，共40分。
全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
11．本题共10分，每空2分。
（1）2.98cm 、0.704mm （0.702～0.705mm ）。
（2）电容器、电感线圈、定值电阻。
12．本题共6分。
（1）实物连接如下图。
（2分，电流表量程选择、滑线变阻器滑片位置错误各扣1分）。
（2） 9.0、 10.0。
（每空2分）13．解：设小球在水平面内做匀速圆周运动的速度为v ，则小球运动所需的向心力 hRmgF ==θmgtan 向 ① 而 2v F m R=向 ②细线突然在A 处断裂，小球则以v 作平抛运动，在地面上落点P 的位置是在与A 处的切线在同一竖直平面上。
设离A 处的水平距离为S ，则竖直方向上 221gt H = ③ 水平方向上 vt S = ④由①②③④式，可解得+ － －S = ⑤评分标准：本题共9分。
①式3分、②③式每式2分、④⑤式每式1分。
14．解：设v e 和v H 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，依题意有0=-H H e e v m v m ①碰撞前，氢原子与电子的总动能为222121e e H H k v m v m E +=② 解①②两式并代入数据得90.12897.12≈=k E eV ③氢原子从基态激发到n =4的能级所需能量由能级图得74.12)59.13(85.0=---=∆E eV ④碰撞后电子和受激氢原子的总动能16.074.1290.12=-=∆-='E E E k keV ⑤评分标准：本题共9分。
①②④⑤式每式2分、③式1分。
15．解：（1）设磁感应强度为B ，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r 。
依题意，粒子在洛仑兹力作用下在磁场中做匀速圆周运动，因此有rm v 2qvB = ①粒子在磁场中运动情况如图，由几何知识有︒=30cos r a②由①②式并代入数据得aqmv23B =③ （2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ，则vrπ2T =④ 由图知，粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为 32πθ=⑤ 粒子在磁场中运动的时间T 2t πθ=⑥ 由②④⑤⑥式并代入数据得 vat 934π=⑦评分标准：本题共12分。
①式3分、②④⑥式每式2分、③⑤⑦式每式1分。
16．解：（1）方框下落速度为v 时，产生的感应电动势2E B L v =⋅⋅ ①方框中的感应电流REI =② 方框下落过程，受到方向竖直向下的重力G 和方向竖直向上的安培力F ，分别有mg G = ③ L BI F 2⋅= ④ 当F ＝G 时，方框达到最大速度，即v ＝v m ⑤ 则由上述各式可解得方框下落的最大速度224LB mgRv m =⑥ （2）方框下落加速度为2g时，有22gm L BI mg =⋅- ⑦方框的发热功率R I P 2= ⑧由⑦⑧式可解得2)(16BLmg R P =⑨（3）根据能量守恒定律，有22012t mgh mv I Rt =+ ⑩ 即 )2(220t v gh RtmI -=⑾评分标准：本题共14分。
①⑦⑩式每式2分、②③④⑤⑥⑧⑨⑾式每式1分。
