2017-2018学年湖南省醴陵市第二中学高二下学期期末考试物理试题 解析版 12页

湖南省醴陵第二中学2017-2018学年高二上学期期末考试 物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，计32分。每个小题只有一个正确选项）‎ ‎1. 如图是一辆汽车做直线运动的xt图像，对线段OA、AB、BC、CD所表示的运动，下列说法错误的是 A. 汽车在OA段运动得最快 B. 汽车在AB段静止 C. CD段表示汽车的运动方向与初始运动方向相反 D. 4 h内汽车的位移大小为零 ‎【答案】A ‎【解析】位移图象的斜率等于物体的速度，故CD段斜率最大，表示物体速度最大．故A错误．AB段物体的位移不随时间而变化，物体处于静止状态．故B正确．OA段物体沿正方向运动，CD段物体沿负方向运动，所以CD段的运动方向与OA段的运动方向相反．故C正确．运动4h汽车的初末位置的坐标相同，故位移大小为0．故D正确．故选BCD．‎ 点睛: 此题关键要知道位移图象的斜率等于物体的速度．汽车的位移大小等于纵坐标的变化量．‎ ‎2. 下列图中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是 ( )‎ A. 水平方向匀速运动 B. 水平方向匀速运动 C. 绕O点在纸面内移动 D. 绕轴OO’转动 ‎【答案】D ‎【解析】线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，A错误；线框整体垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，B错误；线框绕轴转动，但穿过的磁通量为零，且始终为零，因此也不会产生感应电流，故C错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确．‎ ‎3. 如图所示，电源的电动势为E，内阻为r不可忽略．A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数较大的线圈．关于这个电路的说法中正确的是( )‎ A. 闭合开关，A灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 B. 闭合开关，B灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定 C. 开关由闭合至断开，在断开瞬间，A灯闪亮一下再熄灭 D. 开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过A灯 ‎【答案】A ‎【解析】开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，由于线圈中产生感应电动势的阻碍作用，B灯逐渐变亮，当线圈电流阻碍较小后A灯逐渐变暗，当线圈对电流没有阻碍时，两灯泡灯泡亮度稳定．故A正确，B错误；开关处于闭合状态，在断开瞬间，线圈提供瞬间电压给两灯泡供电，由于两灯泡完全一样，所以不会出现电流比之前还大的现象，因此A灯不会闪亮一下，只会一同慢慢熄灭．故C错误；开关断开瞬间，线圈相当于电源，电流方向仍不变，所以电流自右向左通过A灯，故D错误；故选A。‎ 点睛：线圈电流增加，相当于一个电源接入电路，线圈左端是电源正极．当电流减小时，相当于一个电源，线圈左端是电源负极．‎ ‎4. 鸡蛋落在软垫上不易碎的原因是：( )‎ A. 减小了鸡蛋的动量 B. 减小了鸡蛋的动量变化 C. 减小了对鸡蛋的冲量 D. 延长了鸡蛋与接触面的作用时间，从而减小了对鸡蛋的冲力 ‎【答案】D ‎【解析】鸡蛋从同一高度落下时，末速度相同，落在软垫时，鸡蛋与软垫的作用时间更长，由动量定理可知，软垫对鸡蛋的作用力较小，故应选D。‎ ‎5. 如图所示，物体A、B质量均为m，中间有一轻质弹簧相连，A用绳悬于O点，当突然剪断OA绳瞬间，关于A物体的加速度，下列说法正确的是( )‎ A. 0‎ B. g C. 2g D. 无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】在剪断绳子之前，AB处于平衡状态，所以弹簧的拉力等于B的重力．在剪短上端的绳子OA的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变仍为B的重力．‎ 对A球进行受力分析，A受到重力和弹簧对它向下的拉力，所以根据牛顿第二定律得：‎ 即剪断上端的绳子OA的瞬间．小球A的加速度为2g。‎ 故答案选C.‎ ‎6. 如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且R=3r，A、B分别为两轮边缘上的点，则皮带轮运动过程中，关于A、B两点下列说法正确的是( )‎ A. 角速度之比ωA︰ωB =3︰1‎ B. 向心加速度之比aA︰aB =1︰3‎ C. 速率之比υA︰υB =1︰3‎ D. 在相同的时间内通过的路程之比sA︰sB =3︰1‎ ‎【答案】B ‎【解析】由于AB的线速度大小相等，由v=ωr知， ，所以ω于r 成反比，所以角速度之比为1：3，故A错误；由可知，an于r成反比，所以向心加速度之比aA：aB=1：3，故B正确；两轮通过皮带传动，皮带与轮之间不打滑，说明它们边缘的线速度相等，所以C错误；由于AB的线速度大小相等，在相同的时间内通过的路程之比应该是sA：sB=1：1，故D错误。所以B正确，ACD错误。‎ ‎7. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离．已知木星公转的轨道半径约5.0天文单位，请估算木星公转的周期约为多少地球年（　　）‎ A. 3年 B. 5年 C. 11年 D. 25年 ‎【答案】C ‎【解析】根据开普勒第三定律，有：‎ ‎ ‎ 解得： ‎ 故应选C。‎ 学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...‎ ‎8. 半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子（不计重力）从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B点射出．∠AOB＝120°，如图所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】由图可知，粒子转过的圆心角为60°，‎ ‎  ，转过的弧长为   ，则运动所用时间   ，‎ 综上所述本题答案是;D。‎ 点睛：本题考查洛伦兹力的知识点，意在考查学生的推理能力。‎ 二、多项项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎9. 在实际生活中，我们可以通过光谱分析来鉴别物质和物质的组成成分。例如某样本中一种元素的含量达到10-10g时就可以被检测到。那么我们是通过分析下列哪种谱线来鉴别物质和物质的组成成分的？( ) ‎ A. 连续谱 B. 线状谱 C. 特征谱线 D. 任意一种光谱 ‎【答案】BC ‎【解析】一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同，叫做线状光谱，也叫特征谱线，所以可以通过线状谱或特征谱线分析物质和物质的组成成分，故应选BC。‎ ‎10. 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定 A. 该核发生的是α衰变 B. 该核发生的是β衰变 C. 磁场方向一定垂直于纸面向里 D. 不能判定磁场方向向里还是向外 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ AB、放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故放出的是β粒子，故A错误，B正确；‎ CD、粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子旋转的方向相反，由于粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向．故C、D错误。‎ 故选：B。‎ ‎【名师点睛】‎ 放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后进入匀强磁场，在洛伦兹力的作用下都做匀速圆周运动。放射性元素放出粒子，动量守恒，根据洛伦兹力分析运动轨迹是内切圆还是外切圆，判断是哪种衰变。‎ ‎11. 如图所示，虚线A、B、C为某电场中的三条等势线，其电势分别为3 V、5 V、7 V，实线为带电粒子在电场中运动时的轨迹，P、Q为轨迹与等势线A、C的交点，带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是 ‎ A. 粒子可能带负电 B. 粒子在P点的动能大于在Q点动能 C. 粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能 D. 粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度 ‎【答案】BCD ‎【解析】A项：根据A、B、C三条等势线的电势分别为3 V、5 V、7 V，可确定电场线方向偏向左侧，由做曲线运动的物体所受合外力指向曲线的内侧，可知，粒子带正电，故A错误；‎ B项：根据等势线与电场线垂直可画出电场线，确定带电粒子运动所受电场力的方向偏向左侧，从P到Q电场力做负功，所以粒子在P点的动能大于Q点动能，故B正确；‎ C项：由于带电粒子只受电场力，带电粒子运动时动能和电势能之和保持不变，所以粒子在P点电势能小于粒子在Q点电势能，故C正确；‎ D项：由于P点所在处等差等势面疏，电场强度小，粒子在P点受到电场力小于Q 点受到的电场力，所以粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度，故D正确。‎ ‎12. 美国物理学家劳伦斯于1932年发明了回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强恒定，且被限制在A、C板间，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D型盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示．P1、P2、P3为带电粒子轨迹与AP0延长线的交点．对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是 A. 带电粒子每运动一周被加速两次 B. P1P2＝P2P3‎ C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 D. 加速电场方向不需要做周期性变化 ‎【答案】CD 考点：带电粒子在匀强电场中的运动 三、填空和实验题（本题共3小题，每空2分，共26分。请按题目要求作答，将答案写在答题卷上。）‎ ‎13. 汽车的速度是72km/h，过凸桥最高点时，对桥的压力是车重的一半，将凸桥看成圆弧。则该桥的半径为______m。当车速为_______m/s，车对该桥面最高点的压力恰好为零(g=10m/s2)．‎ ‎【答案】 (1). 80 (2). ‎ ‎【解析】车在桥顶时，受到重力和桥面对车的支持力，‎ 根据重力和支持力的合力提供向心力得 ‎ ‎ 又因为： ‎ 联立两式代入数据解得R=80m 当压力为零时，靠重力提供向心力，则有：‎ ‎ ‎ 解得：。‎ 点晴：汽车在桥顶，靠竖直方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出圆弧形桥面的半径．当压力为零时，靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出车速的大小。‎ ‎14. 铀要经过______次α衰变和______次β衰变，才能变为铅？‎ ‎【答案】 (1). 8 (2). 6‎ ‎【解析】设发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为：‎ ‎ ‎ 则：238=206+4x，解得：x=8‎ 又：92=82+8×2-y，得：y=6‎ 点晴：设发生x次α衰变，y次β衰变，写出衰变方程，求解x，y即可．原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变。‎ ‎15. 某实验小组要描绘一只小灯泡L（2.5V 0.3A）的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：‎ 电源E（3.0V，内阻约0.5）‎ 电压表V1（0～3V，内阻约3k） 电压表V2（0～15V，内阻约15k）‎ 电流表A1（0.6A，内阻约0.125）电流表A2（0～3A，内阻约0.025）‎ 滑动变阻器R1（0～5）滑动变阻器R2（0～1750）‎ ‎（1）电压表应选择__________，电流表应选择__________，滑动变阻器应选择__________。‎ ‎（2）实验过程中要求小灯泡两端电压从零开始调节，应选择图1‎ 中哪一个电路图进行实验?__________。‎ ‎（3）实验过程中，电流表和电压表的一组示数如下图2所示，则此时电流表和电压表的读数分别为__________A和__________V。‎ ‎（4）根据正确的实验电路，该小组同学测得多组电压和电流值，并在图3中画出了小灯泡L的伏安特性曲线。由图可知，随着小灯泡两端电压的增大，灯丝阻值__________，原因是____________________。‎ ‎（5）若将这个小灯泡L直接接在电动势为3V，内电阻为3的直流电源两端，则小灯泡的电功率为_________W（结果保留2位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). （1）V1， (2). A1 (3). R1 (4). （2）A (5). （3）0.24， (6). 1.60 (7). （4）增大， (8). 灯丝温度升高 (9). （5）0.54W（0.50W-0.58W均可）‎ ‎【解析】 (1)灯泡的额定电压为2.5V，额定电流是0.3A，所以电压表应选择V1，电流表应选择Al；‎ ‎(2)描绘灯泡伏安特性曲线，电压、电流要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压式接法，灯泡的电阻约为R=2.5/0.3≈8.3Ω，远小于电压表内阻，电流表采用外接法误差较小，因此需要选择图A所示实验电路 ‎(3) 电流表的最小刻度为0.02A，估读到同位；电压表最小刻度为0.1V，估读到下一位。电流表和电压表的读数分别为0.24A 、1.60V；‎ ‎ (4) 由图可知，随着小灯泡两端电压的增大，I-U图线斜率减小，灯丝阻值增大。原因是灯丝的电阻率随温度升高而增大。‎ ‎（5）做出电动势为3V，内电阻为3的直流电源的I-U图线，与小灯泡L的伏安特性曲线的交点即为小灯泡的工作电压和工作电流。小灯泡的电功率为0.54W。‎ 四、计算题（本题共3小题，共26分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）‎ ‎16. 质量为m的小物块（可视为质点），放在倾角为θ、质量为M的斜面体上，斜面体的各接触面均光滑。求:（1）如图甲所示，将斜面体固定，让小物块从高度为H的位置由静止下滑，求小物块的加速度大小及滑到斜面低端所需的时间;（2）如图乙所示，对斜面体施加一水平向左的力F，可使m和M处于相对静止状态，一起向左做加速运动，求水平力F的大小。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】（1）斜面体固定时，mgsinθ=ma ‎ 所以a=gsinθ ‎ ‎ ‎ 所以 ‎ ‎（2）斜面体与物块一起加速运动时，‎ 对整体有：F=(M+m)a 对物块有：mgtanθ=ma 所以F=(M+m)gtanθ ‎17. 如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg，电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T，方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求：‎ ‎(1) ab棒中电流的方向，ab棒产生的感应电动势的大小；‎ ‎(2)ab棒所受的安培力大小；‎ ‎(3)ab棒的加速度。‎ ‎【答案】（1）0.4V （2）0.16N （3）4.2m/s2‎ ‎【解析】（1）ab棒中电流的方向由b指向a； ‎ 根据导体切割磁感线的电动势E=BLV=0.4V ‎ ‎（2）由闭合电路欧姆定律得，I== 0.8A ‎ ab所受的安培力 F安=BIL=0.16N ‎ ‎（3）由牛顿第二定律F=ma，得 ‎ ‎ ‎18. 如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里．一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中，圆弧所在平面与电场平行，圆弧的圆心为O，半径R=1.8m，连线OA在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角=37°．现有一质量m=3.6×10-4kg、电荷量q=9.0×10-4C的带正电小球（视为质点），以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道，一段时间后小球从C点离开圆弧轨道．小球离开圆弧轨道后在场中做匀速直线运动．不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）匀强电场场强E的大小；‎ ‎（2）匀强磁场磁感应强度B的大小．‎ ‎（3）小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。‎ ‎【答案】（1）3N/C （2）1T （3）3.2×10-3N ‎【解析】（1）小球离开轨道后做匀速直线运动，其受力情况如图所示， 依据矢量的合成法则，qE=mgtanθ 解得E=3N/C          ‎ ‎（2）设小球运动到C点时的速度为v，在小球沿轨道从A运动到C的过程中，根据动能定理有： ‎ 解得： v=5m/s   ‎ ‎（3）依据上图，结合平衡条件，及三角知识，则有：  ‎ 解得 B=1T  ‎ ‎ ‎