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高二物理期末試題
一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
1. 衰變為，半衰期約為5730年。已知植物存活期間，其體內與的比例不變，生命活動結束后，的比例會持續減少。現測量某古木樣品中的比例，發現正好是現代植物樣品中比例的四分之一。則（ ）
A. 該古木生命活動結束的年代距今約22920年
B. 再過約5730年，該樣品中的將全部衰變殆盡
C. 衰變為的本質是原子核內
D. 改變樣品測量環境的溫度和壓強，可以改變的衰變快慢
2. 以下四幅圖，圖甲是靜止在水面上的硬幣；圖乙是分子間的作用力與距離的關系；圖丙是蠟燭燃燒會產生“燭淚”；圖丁是食鹽晶體結構。下列說法中正確的是（ ）
A. 圖甲中，硬幣能浮在水面上，主要是因為水的浮力
B. 圖乙中，當兩個相鄰的分子間距離為時，它們間相互作用力為0
C. 圖丙中，“燭淚”是由晶體熔化形成的
D. 圖丁中，食鹽晶體的物理性質沿各個方向都是一樣的
3. 如圖甲所示的LC電路中，保持L不變，改變電容器的電容，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（ ）
A. 圖甲時刻回路中的磁場能正在向電場能轉化
B. 曲線2對應的電容為曲線1對應的電容的2倍
C. 曲線2對應電容器所帶最大電荷量是曲線1對應的電容器所帶最大電荷量的4倍
D. 曲線2對應的電流最大時，曲線1對應的電流為零
4. 如圖所示，質量為m，通電電流為I金屬棒ab置于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與寬為L的水平導軌平面夾角為θ，金屬棒與導軌垂直，磁場方向與金屬棒垂直，金屬棒ab處于靜止狀態。下列說法正確的是（　　）
A. 金屬棒受到的安培力大小為
B. 金屬棒受到的支持力大小為
C. 金屬棒受到的摩擦力大小為
D. 金屬棒受到的合力大小為mg
5. 一個電阻為R的單匝矩形金屬線圈放在磁場中，磁場與矩形線圈所在的平面垂直，線圈的面積為S，穿過矩形線圈的磁場隨時間變化的圖像如圖所示，圖中的最大值和變化的周期T均已知，則該交變電流的電流有效值為（　　）
A B.
C. D.
6. 如圖所示，和是兩個振動頻率相同，相位差為，振幅均為2cm的橫波波源，兩者位于同一直線上，相距12m，連線上有一質點A，與的距離為3m。時兩波源同時起振且向上振動，產生的機械波在介質中傳播的速度為2m/s。穩定后在、連線上除A點外還有5個振動加強點。下列說法正確的是（　　）
A. 時，A處質點離平衡位置的距離是
B. 時，A處質點離平衡位置的距離是2cm
C. 內，A質點的路程是14cm
D. 內，A質點的加速度逐漸增大
7. 核反應是的一種裂變方式。下列說法正確的是（　　）
A. 核反應過程中電荷數與質量都守恒
B. 的結合能大于的結合能
C. 的比結合能大于的比結合能
D. 這個反應方程式表示的是原子核的衰變
8. 如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子作用力F與兩分子間距離r的關系如圖中曲線所示，為斥力，為引力，a、b、c、d為x軸上四個特定的位置。現把乙分子從a處由靜止釋放，在乙分子從a運動到d的過程中，下列說法正確的是（　　）
A. 從a到c做加速運動，從c到d做減速運動
B. 到達b處時加速度最大
C. 從a到c的過程中，分子勢能先減少后增加
D. 從c到d過程中，分子力和分子勢能都增大
9. 一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波，振幅為2cm，波速為2m/s。如圖所示，在波的傳播方向上兩質點a、b的平衡位置相距0.4m（小于一個波長），當質點a在波峰位置時，質點b在x軸下方與x軸相距1cm的位置。下列說法正確的是（　　）
A. 從此時刻起經過0.4s，b點可能在波谷位置
B. 從此時刻起經過0.4s，b點可能在波峰位置
C. 從此時刻起經過0.5s，b點可能在平衡位置
D. 從此時刻起經過0.5s，b點可能在波谷位置
10. 如圖所示，質量均為m兩物體A、B用勁度系數為k的輕質彈簧拴接，物體C疊放在物體B上，系統處于靜止狀態。現將C瞬間取走，余下系統做周期為T的運動。已知B到最高點時，物體A對地面的壓力恰好為零，彈性勢能的表達式為，其中x為彈簧的形變量，重力加速度為g。下列說法正確的是（　　）
A. 從物體C移走到B第一次到最高點用時
B. 物體B運動到最高點時的加速度大小為
C. 物體B的最大速度大小為
D. 物體B運動到最低點時，A對地面的壓力大小為
二、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11. 某實驗小組要測量當地重力加速度。由于沒有擺球，小組成員找到了一塊外形不規則的小金屬掛件代替擺球做了一個如圖所示的單擺。
（1）用刻度尺測量懸線的長，將掛件拉開一個不大于的角度后釋放，用秒表測出30次全振動的總時間，則掛件振動的周期_________s。
（2）改變懸線的長，并測出懸線長，重復（1）實驗，測出掛件振動的周期為，則當地的重力加速度為__________（用、、、表示）。
（3）若多次改變懸線的長度重復實驗，測得每次實驗時懸線的長L及對應的掛件振動的周期T，作圖像，得到的圖像是一條__________（填“過原點”或“不過原點”）的傾斜直線，若圖像的斜率為k，則當地的重力加速度為__________。
12. 某同學根據實驗室提供的器材組成如圖1所示電路，測電源電動勢和內阻并同時測量電流表的內阻。所用器材：電源為兩節干電池，電流表（量程，內阻），電流表（量程），電阻箱，滑動變阻器，開關和單刀雙擲開關、，導線若干。
（1）實驗時，先將接1，接3，滑動變阻器接入電路的電阻調到最大，閉合開關，調節、，使電流表、的指針偏轉均較大，若這時示數為、電流表的示數如圖2所示，則電流表的示數為__________；若這時電阻箱接入電路的電阻為，則電流表的內阻__________用、、表示。
（2）將開關接2，開關接4，將電流表改裝成量程為3V的電壓表，則電阻箱接入電路的電阻__________多次調節滑動變阻器，測得多組電流表、的示數、，作圖像，得到圖像與縱軸的截距為b，圖像斜率的絕對值為k，則得到電源的電動勢__________，內阻__________后兩空用b、k、、、中的符號表示。
13．一個靜止的鈾核（原子質量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質量為4.0026u）后衰變成釷核 228 90Th（原子質量為228.0287u）．（已知1u相當于931.5MeV的能量）
（1）寫出鈾核的衰變反應方程
（2）算出該衰變反應中釋放出的核能
（3）若釋放的核能全部轉化為新核的動能，則α粒子的動能為多少？
14．老師上課喜歡用紅色激光筆，它發出的紅光，用它來投映一個光點或一條光線指向物體，如圖甲所示，AB為半圓的直徑，O為圓心，在O點左側，用紅色激光筆從E點垂直AB射入的紅光進入半球形介質后在上表面的入射角恰好等于全反射的臨界角C=45°
（1）求半球形介質的折射率；
（2）若取用半球形介質制成環狀玻璃磚，如圖乙所示，內徑為R、外徑為R'= R的環狀玻璃磚的圓心為O，一束平行于水平軸OO的光線由A點進入玻璃磚，到達B點（圖中未標出）剛好發生全反射，求A點處光線的入射角和折射角。
15. 如圖所示，間距為L的足夠長光滑平行金屬導軌豎直固定，其上端用阻值為R的定值電阻連接。裝置處于垂直于導軌平面向里的勻強磁場中，磁感應強度大小B，質量為m的金屬棒ab從軌道底部以初速度沿導軌豎直向上運動，ab棒向上運動的最大高度為h，返回到初始位置時加速度恰好為零，運動過程中ab棒始終與導軌垂直且接觸良好，導軌和ab棒的電阻均不計，空氣阻力不計，重力加速度為g。求：
（1）ab棒運動過程中的最大加速度大小；
（2）ab棒向上運動過程中，通過電阻R的電量及電阻R上產生的焦耳熱；
（3）ab棒從開始向上滑動到回到初始位置所用的時間。
參考答案
CBCCD B 7BC 8AD 9BD 10AC
11（1）1.82
（2）
（3） ①. 不過原點 ②.
12（1） ①. 0.26 ②.
（2） ①. 4.9 ②. ③.
13．（1） （2）5.50MeV （3）5.4MeV
【詳解】（1）根據電荷數守恒、質量數守恒得，；
（2）質量虧損△m=232.0372u -228.0287u -4.0026u =0.0059u
根據愛因斯坦質能方程得，△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.50MeV
（3）根據動量守恒定律得，釷核和α粒子動量大小相等，方向相反，有pTh=pα
因為Ek=
則．
則
14．（1）；（2）45°；30°
【詳解】（1）由題圖甲可計算出該半球形介質的折射率，由全反射條件有
即
半球形介質的折射率
（2）光線沿AB方向射向內球面。剛好發生全反射，在B點的入射角等于臨界角C。在 中。，由正弦定理得
可得
則有A點處光線的折射角
在A點，由
得A點處光線的入射角
15(1) ;（2）,;（3）
【詳解】(1)導體棒以初速度向上運動時，產生感應電流，根據左手定則，此時受到的安培力向下，由于向上做減速運動，此時的安培力也是最大，故此時加速度最大，則有
根據牛頓第二定律可得
聯立上述各式可得
（2）上升到最大高度時的平均電動勢
平均感應電流
又因為
故通過R的電荷量
根據能量守恒定律可得
解得
（3）ab向上運動過程中，取向上為正方向，根據動量定理
其中
由于導體棒返回到初始位置時加速度為零，則有
所以
根據導體切割磁感線運動，則有
解得
下落過程中，根據動量定理
其中
ab從開始向上滑動到回到初始位置所用時間
聯立解得

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