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- 2021-05-24 发布
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昌吉市教育共同体2019-2020年高二年级第二学期期中质量检测
物理试卷
一、选择题(共48分,1-9单选,10-12双选)
1.在下列四幅u-t图像中,能正确反映我国居民生活所用交流电的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】我们日常生活中用的都是交流电,电压是220V,频率是50Hz.周期为0.02s;电压的最大值为:220V=311V,只有C正确。
故选C。
2.质量为5 kg的小球以5 m/s的速度竖直落到地板上,随后以3 m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A. 10 kg·m/s
B. -10 kg·m/s
C. 40 kg·m/s
D -40 kg·m/s
【答案】D
【解析】
动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正方向,初动量 ,末动量,动量的变化 ,故D正确
综上所述本题答案:D
3.在匀强磁场中,一个100
匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,如图所示,穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化.则( )
A. t=0时,线圈位于中性面位置
B. t=0.5 s时,线圈中的磁通量变化率为零
C. t=0.8 s时,线圈产生的感应电动势处于减小的过程中
D. t=1.0 s时,线圈产生的感应电动势为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.t=0时,磁通量最小为零,所以磁场与线圈平行,线圈位于与中性面垂直的位置,A错误
B.图像的斜率表示磁通量的变化率,,t=0.5 s时,斜率为零,磁通量变化率为零,B正确
C..t=0.8 s时,线圈处于斜率变大的过程中,所以感应电动势处于增大的过程中,C错误
D.t=1.0 s时,磁通量为零,但是斜率不为零,感应电动势不为零,D错误
4.根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、λ为真空中的光速和波长)( )
A. B. C. hλ D.
【答案】A
【解析】
光子能量为:E=hv,光子频率、波长、光速之间关系为,联立可得:,故A正确,BCD错误.
5.如图为一交流电的电压随时间而变化的图象,则此交流电的有效值是( )
A. V B. 5V C. V D. 25V
【答案】B
【解析】
【详解】根据有效值的概念可得:,解得U=5V,故选B.
6.体操运动员在落地时总要屈腿,这样做可以( )
A. 减小地面对于腿的冲量 B. 减小人的动能变化量
C. 减小人的动量变化量 D. 减小地面对腿的冲击力
【答案】D
【解析】
【详解】落地时屈退,这样可以增加脚与地接触的时间,根据动量定理得:
得:
当时间增大时,冲量和动量的变化量都不变,动能的变化量也不变;动量的变化率减小,即地面对脚的作用力减小.
A.描述与分析不符,故A错误.
B.描述与分析不符,故B错误.
C.描述与分析不符,故C错误.
D.描述与分析相符,故D正确.
7.如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=4∶1,电压表V和电流表A均为理想电表,灯泡电阻RL=12Ω,AB端电压.下列说法正确的是( )
A. 电流频率为100Hz B. 电压表V读数为96V
C. 电流表A的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W
【答案】C
【解析】
试题分析:由可知交流电的频率为50Hz,A错误;原线圈输入的电压有效值为24V,由于n1∶n2=U1∶U2可知,U2=6V,即电压表的示数为6V,B错误;这样电流表的示数,C正确;灯泡消耗的功率P=U2I=3W,而变压器为理想变压器,本身不消耗能量,因此变压器输入功率也为3W,D错误
考点:考查了理想变压器
8.一个质量为M的静止原子核, 当它放出质量为m、速度为v的粒子时, 新核的反冲速度大小为 ( )
A. v B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】规定质量为m的粒子的速度方向为正,根据动量守恒定律研究整个原子核:0=mv-(M-m)v′,得:v′=,即剩余部分获得的反冲速度大小为,方向与规定正方向相反;故选C.
【点睛】一般情况下我们运用动量守恒解决问题时要规定正方向,本题中速度中负号表示原子核剩余部分的速度方向与质量为m粒子速度方向相反.
9.如图所示,电路中完全相同的三个灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联,然后再并联到“220V 50Hz”的交流电源上,三只灯泡的亮度相同。若保持交变电压不变,将交变电流的频率增大到60Hz,则发生的现象为( )
A. 三灯亮度不变 B. 三灯均变亮
C. L1不变、L2变亮、L3变暗 D. L1不变、L2变暗、L3变亮
【答案】D
【解析】
【详解】根据电感的特性:通低频、阻高频,当电源的频率增大时,电感对电流的感抗增大,L2变暗;根据电容器的特性:通高频,阻低频,当电源的频率增大时,电容器对电流的容抗减小,L3变亮,而电阻的亮度与频率无关,L1不变。故D正确,ABC错误。
故选D。
10.用图甲所示的装置研究光电效应,闭合电键S,用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象,图线与横轴的交点坐标为(a, 0),与纵轴的交点坐标为(0,-b)。下列说法正确的是( )
A. 该光电管阴极的极限频率为a
B. 普朗克常量为h=
C. 断开开关S后,电流表G的示数一定为零
D. 仅增大入射光的频率,则遏止电压也随之增大
【答案】AD
【解析】
【分析】
本题考查光电效应方程的理解应用。
【详解】A.根据光电效应方程
,
当时,对应的 值是极限频率,此时,所以该光电管阴极的极限频率为a,A正确;
B.根据光电效应方程
,
图线的斜率即为普朗克常量 ,B错误;
C.没有外加电压,只要最大初动能够大,光电子就能到达另一极板,电流表示数可能不为零,C错误;
D.仅增大入射光频率,能量增大,最大初动能增大,,遏止电压也随之增大,故D正确。
故选AD
11.如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器和理想降压变压器
向远处用户供电,输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和;的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和设的输入电压一定,当用户消耗的电功率变大时,有
A. 不变,变小 B. 减小,变大
C. 变大,变大 D. 不变,变小
【答案】AC
【解析】
【详解】当用户消耗的电功率变大时,变大,根据变压器原理可知,变大,而输入电压一定,则不变,所以变大,变大,,输电线上电流变大,导线上损失电压变大,,所以变小,则变小,AC正确BD错误.
12.如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球1、2发生正碰,两小球的质量分别为m1和m2. 图乙为它们碰撞前后的位移一时间图像(x—t图像).己知m1=0.1kg,由此可判断
A. 碰前小球2保持静止
B. 碰后小球1和小球2都向右运动
C. 两球的碰撞为弹性碰撞
D. 小球2的质量m2=0.2kg
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由x-t图像可知,碰前小球2的位移不随时间变化,处于静止状态,故选项A
正确.
B.碰后小球2的速度为正方向,说明向右运动,小球1的速度为负方向,说明向左运动,故选项B错误.
CD.由图读出,碰前小球1速度为v1=4 m/s,碰后小球2和小球1的速度分别为v′2 =2m/s,v′1=-2m/s,根据动量守恒定律得m1v1= m1v′1+m2v′2,解得m2=0.3kg,故选项D错误.由于碰撞前后满足m1v12=m1v′12+m2v′22,故为弹性碰撞,选项C正确.本题正确答案为AC.
二、填空题(共12分,每空3分)
13.根据如图所示图象写出电压的瞬时值表达式________________。
【答案】
【解析】
【详解】图象描述的是电压随时间的变化关系,由图可知周期为
角速度
该交流电的电压的峰值是
交变电的电压的瞬时值表达式
14.如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图.
若入射小球质量为,半径为;被碰小球质量为,半径为则______
A.
C.
为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是______ 填下列对应的字母
A.直尺
游标卡尺
天平
弹簧秤
秒表
设入射小球的质量为,被碰小球的质量为为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式用、及图中字母表示 ______ 成立,即表示碰撞中动量守恒.
【答案】 (1). (1)C (2). (2)AC (3). (3)
【解析】
【分析】
(1)为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变,故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量.为了使两球发生正碰,两小球的半径相同;
(2)两球做平抛运动,由于高度相等,则平抛的时间相等,水平位移与初速度成正比,把平抛的时间作为时间单位,小球的水平位移可替代平抛运动的初速度.将需要验证的关系速度用水平位移替代.
【详解】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2
在碰撞过程中动能守恒故有m1v02=m1v12+m2v22
解得v1=v0
要碰后入射小球的速度v1>0,即m1-m2>0,m1>m2
,为了使两球发生正碰,两小球的半径相同,r1=r2,故选C
(2)P为碰前入射小球落点的平均位置,M为碰后入射小球的位置,N为碰后被碰小球的位置,碰撞前入射小球的速度v1=;碰撞后入射小球的速度v2= ;碰撞后被碰小球的速度v3=;若m1v1=m2v3+m1v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒,代入数据得:m1 =m1+m2,所以需要测量质量和水平位移,用到的仪器是直尺、天平;故选AC.
(3)若关系式m1 =m1+m2成立,即表示碰撞中动量守恒.
【点睛】本题是运用等效思维方法,平抛时间相等,用水平位移代替初速度,这样将不便验证的方程变成容易验证.
三、解答题(共40分,15题8分,16.17各10分,18题12分)
15.质量是50kg的铁锤从5m高处落下,打在水泥桩上,与水泥桩撞击的时间为0.05s,击时,铁锤对桩的平均冲击力有多大?
【答案】1.05×104N
【解析】
【分析】
根据匀变速直线运动的速度位移公式求出铁锤与桩碰撞前的速度,结合动量定理求出桩对锤的作用力,从而根据牛顿第三定律求出撞击过程中铁锤对水泥桩的平均冲击力。
【详解】铁锤碰前的速度为
取向下为正,对铁锤由动量定理得
代入数据解得
F=10500N
由牛顿第三定律可得,铁锤对桩的作用力
16.有一正弦交流电,它的电压随时间变化的图象如图所示,试写出:
(1)电压的峰值;
(2)交变电流的有效值(结果保留3位有效数字);
(3)交变电流的频率;
(4)电压的瞬时表达式.
【答案】(1)537 V;(2)380 V;(3)50 Hz;(4)u=537sin 314t V
【解析】
【详解】解:(1)由图读出,电压最大值为:
(2) 交变电流有效值:
(3)由图读出周期为:
频率为:
(4) 电压的瞬时表达式:
17.如图所示,小明站在静止在光滑水平面上的小车上用力向右推静止的木箱,木箱最终以速度v向右匀速运动.已知木箱的质量为m,人与车的总质量为2m,木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞,反弹回来后被小明接住.求:
(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小;
(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小.
【答案】①;②
【解析】
试题分析:①取向左为正方向,由动量守恒定律有:0=2mv1-mv
得
②小明接木箱的过程中动量守恒,有mv+2mv1=(m+2m)v2
解得
考点:动量守恒定律
18.如图所示,质量为m=1kg的木块A,静止在质量M=2kg的长木板B的左端,长木板停止在光滑的水平面上,一颗质量为m0=20g的子弹,以v0=600m/s的初速度水平从左向右迅速射穿木块,穿出后速度为,木块此后恰好滑行到长木板的中央相对木板静止。已知木块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2,并设A被射穿时无质量损失。求:
(1)木块与木板的共同滑行速度是多大?
(2)A克服摩擦力做了多少功?
(3)摩擦力对B做了多少功?
(4)A在滑行过程中,系统增加了多少内能?
【答案】(1);(2)4J;(3)1J;(4)3J
【解析】
【详解】(1)子弹射穿小物体A的过程中,两者组成的系统动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律得
代入数据解得
设木块与木板的共同滑行速度是,A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得
解得
(2)对A根据动能定理得
解得A克服摩擦力做功
(3)对B根据动能定理得
解得摩擦力对B做功
(4)A在滑行过程中,根据能量守恒定律得系统增加的内能
解得