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高二物理期末试题
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中比例的四分之一。则（ ）
A. 该古木生命活动结束的年代距今约22920年
B. 再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽
C. 衰变为的本质是原子核内
D. 改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢
2. 以下四幅图，图甲是静止在水面上的硬币；图乙是分子间的作用力与距离的关系；图丙是蜡烛燃烧会产生“烛泪”；图丁是食盐晶体结构。下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力
B. 图乙中，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用力为0
C. 图丙中，“烛泪”是由晶体熔化形成的
D. 图丁中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
3. 如图甲所示的LC电路中，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲时刻回路中的磁场能正在向电场能转化
B. 曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍
C. 曲线2对应电容器所带最大电荷量是曲线1对应的电容器所带最大电荷量的4倍
D. 曲线2对应的电流最大时，曲线1对应的电流为零
4. 如图所示，质量为m，通电电流为I金属棒ab置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与宽为L的水平导轨平面夹角为θ，金属棒与导轨垂直，磁场方向与金属棒垂直，金属棒ab处于静止状态。下列说法正确的是（　　）
A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到的支持力大小为
C. 金属棒受到的摩擦力大小为
D. 金属棒受到的合力大小为mg
5. 一个电阻为R的单匝矩形金属线圈放在磁场中，磁场与矩形线圈所在的平面垂直，线圈的面积为S，穿过矩形线圈的磁场随时间变化的图像如图所示，图中的最大值和变化的周期T均已知，则该交变电流的电流有效值为（　　）
A B.
C. D.
6. 如图所示，和是两个振动频率相同，相位差为，振幅均为2cm的横波波源，两者位于同一直线上，相距12m，连线上有一质点A，与的距离为3m。时两波源同时起振且向上振动，产生的机械波在介质中传播的速度为2m/s。稳定后在、连线上除A点外还有5个振动加强点。下列说法正确的是（　　）
A. 时，A处质点离平衡位置的距离是
B. 时，A处质点离平衡位置的距离是2cm
C. 内，A质点的路程是14cm
D. 内，A质点的加速度逐渐增大
7. 核反应是的一种裂变方式。下列说法正确的是（　　）
A. 核反应过程中电荷数与质量都守恒
B. 的结合能大于的结合能
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 这个反应方程式表示的是原子核的衰变
8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子作用力F与两分子间距离r的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，在乙分子从a运动到d的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 从a到c做加速运动，从c到d做减速运动
B. 到达b处时加速度最大
C. 从a到c的过程中，分子势能先减少后增加
D. 从c到d过程中，分子力和分子势能都增大
9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s。如图所示，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置。下列说法正确的是（　　）
A. 从此时刻起经过0.4s，b点可能在波谷位置
B. 从此时刻起经过0.4s，b点可能在波峰位置
C. 从此时刻起经过0.5s，b点可能在平衡位置
D. 从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置
10. 如图所示，质量均为m两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接，物体C叠放在物体B上，系统处于静止状态。现将C瞬间取走，余下系统做周期为T的运动。已知B到最高点时，物体A对地面的压力恰好为零，弹性势能的表达式为，其中x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A. 从物体C移走到B第一次到最高点用时
B. 物体B运动到最高点时的加速度大小为
C. 物体B的最大速度大小为
D. 物体B运动到最低点时，A对地面的压力大小为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组要测量当地重力加速度。由于没有摆球，小组成员找到了一块外形不规则的小金属挂件代替摆球做了一个如图所示的单摆。
（1）用刻度尺测量悬线的长，将挂件拉开一个不大于的角度后释放，用秒表测出30次全振动的总时间，则挂件振动的周期_________s。
（2）改变悬线的长，并测出悬线长，重复（1）实验，测出挂件振动的周期为，则当地的重力加速度为__________（用、、、表示）。
（3）若多次改变悬线的长度重复实验，测得每次实验时悬线的长L及对应的挂件振动的周期T，作图像，得到的图像是一条__________（填“过原点”或“不过原点”）的倾斜直线，若图像的斜率为k，则当地的重力加速度为__________。
12. 某同学根据实验室提供的器材组成如图1所示电路，测电源电动势和内阻并同时测量电流表的内阻。所用器材：电源为两节干电池，电流表（量程，内阻），电流表（量程），电阻箱，滑动变阻器，开关和单刀双掷开关、，导线若干。
（1）实验时，先将接1，接3，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节、，使电流表、的指针偏转均较大，若这时示数为、电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为__________；若这时电阻箱接入电路的电阻为，则电流表的内阻__________用、、表示。
（2）将开关接2，开关接4，将电流表改装成量程为3V的电压表，则电阻箱接入电路的电阻__________多次调节滑动变阻器，测得多组电流表、的示数、，作图像，得到图像与纵轴的截距为b，图像斜率的绝对值为k，则得到电源的电动势__________，内阻__________后两空用b、k、、、中的符号表示。
13．一个静止的铀核（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 228 90Th（原子质量为228.0287u）．（已知1u相当于931.5MeV的能量）
（1）写出铀核的衰变反应方程
（2）算出该衰变反应中释放出的核能
（3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？
14．老师上课喜欢用红色激光笔，它发出的红光，用它来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用红色激光笔从E点垂直AB射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°
（1）求半球形介质的折射率；
（2）若取用半球形介质制成环状玻璃砖，如图乙所示，内径为R、外径为R'= R的环状玻璃砖的圆心为O，一束平行于水平轴OO的光线由A点进入玻璃砖，到达B点（图中未标出）刚好发生全反射，求A点处光线的入射角和折射角。
15. 如图所示，间距为L的足够长光滑平行金属导轨竖直固定，其上端用阻值为R的定值电阻连接。装置处于垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小B，质量为m的金属棒ab从轨道底部以初速度沿导轨竖直向上运动，ab棒向上运动的最大高度为h，返回到初始位置时加速度恰好为零，运动过程中ab棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨和ab棒的电阻均不计，空气阻力不计，重力加速度为g。求：
（1）ab棒运动过程中的最大加速度大小；
（2）ab棒向上运动过程中，通过电阻R的电量及电阻R上产生的焦耳热；
（3）ab棒从开始向上滑动到回到初始位置所用的时间。
参考答案
CBCCD B 7BC 8AD 9BD 10AC
11（1）1.82
（2）
（3） ①. 不过原点 ②.
12（1） ①. 0.26 ②.
（2） ①. 4.9 ②. ③.
13．（1） （2）5.50MeV （3）5.4MeV
【详解】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，；
（2）质量亏损△m=232.0372u -228.0287u -4.0026u =0.0059u
根据爱因斯坦质能方程得，△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.50MeV
（3）根据动量守恒定律得，钍核和α粒子动量大小相等，方向相反，有pTh=pα
因为Ek=
则．
则
14．（1）；（2）45°；30°
【详解】（1）由题图甲可计算出该半球形介质的折射率，由全反射条件有
即
半球形介质的折射率
（2）光线沿AB方向射向内球面。刚好发生全反射，在B点的入射角等于临界角C。在 中。，由正弦定理得
可得
则有A点处光线的折射角
在A点，由
得A点处光线的入射角
15(1) ;（2）,;（3）
【详解】(1)导体棒以初速度向上运动时，产生感应电流，根据左手定则，此时受到的安培力向下，由于向上做减速运动，此时的安培力也是最大，故此时加速度最大，则有
根据牛顿第二定律可得
联立上述各式可得
（2）上升到最大高度时的平均电动势
平均感应电流
又因为
故通过R的电荷量
根据能量守恒定律可得
解得
（3）ab向上运动过程中，取向上为正方向，根据动量定理
其中
由于导体棒返回到初始位置时加速度为零，则有
所以
根据导体切割磁感线运动，则有
解得
下落过程中，根据动量定理
其中
ab从开始向上滑动到回到初始位置所用时间
联立解得

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