【物理】山东省日照市莒县2018-2019学年高二上学期期中考试试题（解析版） 14页

‎2018-2019学年度上学期高二模块考试 物理试题 第Ⅰ卷（选择题共45分）‎ 一、本题共15小题，每小题3分，共45分。其中1~10小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，11~15小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。‎ ‎1. 许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献．下列有关物理学家的贡献，错误的是 A. 安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象 B. 法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善 C. 奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象间的某种联系 D. 洛仑兹研究了磁场与电流相互作用，得到了磁场对通电导线的作用力公式 ‎【答案】D ‎【解析】安培提出了分子电流假说，并很好地解释了一些磁现象，故A说法正确；法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，故B说法正确；奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象间的某种联系，故C说法正确；安培研究了磁场与电流相互作用，得到了磁场对通电导线的作用力公式，故D说法错误．所以选D．‎ ‎2. 两辆汽车的质量分别为和，沿水平方向做匀速直线运动并且具有相等的动能，则两辆汽车动量大小之比是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据动量与动能关系式：P2=2mEK，可得两辆汽车动量大小之比是： ，故B正确，ACD错误．‎ ‎3. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是 A. 安培力与洛伦兹力的本质都是磁场对运动电荷的作用力 B. 安培力与洛伦兹力都永远不做功 C. 安培力的方向不一定垂直于电流方向，但一定垂直与磁场方向 D. 洛伦兹力的方向与正粒子的运动方向相同，与负粒子的运动方向相反 ‎【答案】A ‎【解析】安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观形式，故安培力和洛伦兹力是性质相同的力，本质上都是磁场对运动电荷的作用力，故A正确；洛伦兹力始终与运动方向垂直，对运动电荷不做功；安培力与电流垂直，可以与运动方向相同，可以做功，故B错误；根据左手定则，可知：磁感线穿过掌心，安培力与磁感线垂直，且安培力与电流方向垂直，所以安培力垂直于感应线与电流构成的平面．但磁感线不一定垂直于电流，故C错误；由左手定则可知，洛伦兹力总是与速度垂直，故D错误．所以A正确，BCD错误．‎ ‎4. 如图，用与水方向成角的拉力F拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平面运动时间t．木箱受到的重力mg、拉力F、支持力N和摩擦力的冲量大小分别为 A. 拉力的冲量大小为 B. 重力的冲量大小为0‎ C. 支持力的冲量大小为0 D. 摩擦力的冲量大小为 ‎【答案】D ‎【解析】根据冲量的定义可知，拉力的冲量大小为，故A错误；重力的冲量大小为mgt，故B错误；支持力的冲量大小为Nt，故C错误；摩擦力的冲量大小为，故D正确．所以D正确，ABC错误．‎ ‎5. 我国香港的中学生每年都要举行趣味科学比赛，有一个项目叫“鸡蛋撞地球”，就是让鸡蛋从大约‎13m的高度落到地上，参赛者提供保护装置，只要鸡蛋完好无损就获胜．比赛结果：用海绵做保护装置的选手获胜，用塑料盘子做保护装置的选手失败．下列说法正确的是 A. 鸡蛋落到塑料盘上的动量较大 B. 鸡蛋落到塑料盘上的冲量较大 C. 鸡蛋落到海绵上，动量的变化量较小 D. 鸡蛋落到海绵上，减速时间较长 ‎【答案】D ‎【解析】鸡蛋从同一高度掉下，与塑料盘和海绵上接触前瞬间速度相同，动量相同，与塑料盘和海绵上作用后速度均变为零，鸡蛋动量的变化相同．由动量定理可知，鸡蛋受到合外力的冲量相同，故ABC错误；鸡蛋与塑料盘作用时间短，减速时间短，而鸡蛋与海绵作用时间长，减速时间长，故D正确．所以D正确，ABC错误．‎ ‎6. 如图，一铜线圈沿着竖直条形磁铁中轴线，自图中的a处落至b处，线圈始终保持水平，则下落过程中，从上向下看，线圈中的感应电流方向 A. 始终顺时针 B. 始终逆时针 C. 先顺时针再逆时针 D. 先逆时针再顺时针 ‎【答案】B ‎【解析】在下落过程中，磁感应强度逐渐增大，所以穿过线圈的磁通量向下逐渐增大，根据楞次定律可知穿过线圈的磁通量增大，产生感应电流磁场方向向上，所以感应电流的方向为逆时针，故B正确，ACD错误．‎ ‎7. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里．两个带正电的微粒a、b，以相同的速度水平向右射入电磁场，a在纸面内向右做匀速直线运动，b在纸面内做匀速圆周运动．两个微粒的比荷与大小比较，正确的是 A. B. ‎ C. D. 条件不足，无法判断 ‎【答案】C ‎【解析】微粒受重力mg、电场力F、洛伦兹力F'的作用， a在纸面内向左做匀速直线运动，则a受力平衡，且洛伦兹力方向向上，则有：，即，可得：；b在纸面内做匀速圆周运动，则b的重力等于电场力，即F =mbg ‎，即，可得：，由此可知：，故C正确，ABD错误．‎ ‎8. 一个不稳定的原子核，质量为M，处于静止状态．当它相对于地面以速度v释放出一个质量为m的粒子后，原子核剩余部分的速度为 A. 大小为，与释放出的粒子速度方向相反 B. 大小为，与释放出的粒子速度方向相同 C. 大小为，与释放出的粒子速度方向相反 D. 大小为，与释放出粒子速度方向相同 ‎【答案】A ‎【解析】规定质量为m的粒子的速度方向为正，由动量守恒定律研究整个原子核：0=mv+（M-m）v′，解得：，负号说明与正方向相反，故A正确，BCD错误．‎ ‎9. 四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形的四个顶点上，导线中通有大小都相等的电流．电流的方向不同，正方形的对角线交点O的磁感应强度大小就不同．下列四个图中，O点的磁感应强度最大的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】令每根导线在O点产生的磁感应强度为B．根据题意，由右手螺旋定则知A图中处于对角线的两根导线电流产生磁场正好相互抵消，所以O点的磁感应强度为0；同理可知B图中O点的磁感应强度为2B；C图中O点的磁感应强度为；C图中O 点的磁感应强度为2B．由上可得C图中磁感应强度是最大的，故C正确，ABD错误．‎ ‎10. 磁场具有能量，磁场中单位体积内所具有的磁场能量叫磁场的能量密度，用符号ω表示，其表达式为ω＝σB2，式中B为磁感应强度，在空气中σ为一常量。小明同学通过实验测量一条形磁铁N极端面附近的磁感应强度B的大小，他用一块与磁铁端面等大的铁片吸在磁铁上，然后用力缓慢拉开一段微小距离L，如图所示，他测出磁铁端面的面积为S，用力传感器测得拉力F的大小，已知拉力F做的功等于间隙中磁场的能量，则条形磁铁端面附近磁感应强度B的大小可表示为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】在用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离L的过程中，拉力F可认为不变，因此F所做的功为W=F•L 以ω表示间隙中磁场的能量密度，由题给条件 根据磁能量密度的定义可得：L间隙中磁场的能量为 由题意可知：F所做的功等于L间隙中磁场的能量，即W=E 则有 解得 故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎11. 下列关于电场线和磁感线的说法，正确的是 A. 电场线和磁感线都是假想的曲线 B. 电场线和磁感线都是闭合的曲线 C. 电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱 D. 电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向 ‎【答案】ACD ‎【解析】电场线和磁感线都是假想的，在空间不是实际存在的线，故A正确；磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极．在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到N 极．所以磁感线是闭合的，而电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷，不相交不闭合，故B错误；电场线和磁感线的疏密都表示场的强弱，故C正确；电场线上某点的切线方向表示电场方向，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向，故D正确．所以ACD正确，B错误．‎ ‎12. 质量为m、速度为v的A球跟质量为‎2m的静止的B球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能值为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BC ‎【解析】以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mv＝mvA+2mvB，由机械能守恒定律得：mv2＝mvA2+•2mvB2，解得：vA＝﹣v，vB＝v，负号表示碰撞后A球反向弹回．如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝（m+‎2m）vB，解得：vB＝v，则碰撞后B球的速度范围是：v＜vB＜v，则碰后B球的速度大小可能是0.5v和0.4v，不可能是0.7v和0.3v．故BC正确，AD错误．‎ ‎13. 如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块甲、乙连接，静止在光滑的水平面上．现在使甲瞬时获得水平向右的速度，当甲物体的速度减小到‎1m/s时，弹簧最短．下列说法正确的是(　　)‎ A. 此时乙物体的速度也是‎1m/s ‎ B. 紧接着甲物体将开始做加速运动 C. 甲乙两物体的质量之比 ‎ D. 当弹簧恢复原长时，乙物体的速度大小也为‎4m/s ‎【答案】AC ‎【解析】根据运动情况和题意结合分析可知当甲物体的速度减小到‎1m/s时，弹簧最短且此时共速，把甲、乙看成一个系统满足动量守恒： ，代入数据解得：，故AC正确；弹簧被压缩短后，弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1开始减速，故B错误；当弹簧恢复原长时，根据动量守恒：，能量守恒：‎ ‎，联立并代入数据解得：，故D错误．所以AC正确，BD错误．‎ ‎14. 如图，一条形磁铁静止在水平桌面上，磁铁右上方有垂直纸面的水平导线a，若导线内通有垂直纸面向里的电流，条形磁铁仍然静止，则 A. 条形磁铁对桌面的压力增大 B. 条形磁铁对桌面的压力减小 C. 条形磁铁有向右的运动趋势 D. 条形磁铁有向左的运动趋势 ‎【答案】AD ‎【解析】以导线为研究对象，导线所在处的磁场的方向指向左上方，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向左下方，磁铁有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，同时磁铁对桌面的压力增大，故AD正确，BC错误．‎ ‎15. 如图，正方形ABCD内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，从B点以不同的速率沿着BC方向射入磁场，粒子a从D点射出，粒子b从AD边的中点E射出，粒子c从AB边的中点F射出．若带电粒子仅受磁场力的作用，下列说法正确的是 A. a粒子的速率是b粒子速率的两倍 B. 在磁场中运动的时间，c是a的两倍 C. 在磁场中运动的弧长，a是c的两倍 D. 若c粒子的速率稍微减小，在磁场中的运动时间不变 ‎【答案】BCD ‎【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，可得：，令正方形的边长为L，由图可知a粒子的半径 ‎，有几何关系可得b粒子的半径为：，c粒子的半径，由此可得：，故A错误；粒子的运动周期均为，由图可知a粒子的运动时间为，c粒子的运动时间为，所以，故B正确；a运动的弧长为：，c运动的弧长为：，所以，故C正确；若c粒子的速率稍微减小，在磁场中的运动时间仍是，故D正确．所以BCD正确，A错误．‎ 第Ⅱ卷（非选择题共55分）‎ 二、本题包括2小题，共14分。根据题目要求将答案填写在题中指定的位置。‎ ‎16. 物理兴趣小组学习了电磁感应现象之后，用到如图所示装置进行进一步的探究这一现象。请你帮助该兴趣小组的同学完成以下任务：‎ ‎(1)将图中所缺的导线补接完整______。‎ ‎(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，那么合上电键后，以下操作中可能出现的情况是：‎ ‎①将A线圈迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏一下；‎ ‎②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏一下。‎ ‎【答案】 (1). (2). 左 右 ‎【解析】(1)[1]将电源、电键、小螺线管、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示 ‎(2)[2]闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向左偏，将A线圈迅速插入B线圈时磁场方向不变，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流计指针将向左偏转 ‎[3]A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将右偏转 ‎17. 小明同学利用如图所示装置验证动量守恒定律。实验步骤如下：‎ ‎①将光电门1、2分别固定气垫导轨左右两侧，打开电源，调节气垫导轨水平；‎ ‎②将两个宽度均为d的挡光片分别安装在甲、乙两滑块上；‎ ‎③把两个滑块用细线连接，中间夹一被压缩的弹簧；‎ ‎④烧断细线，观察两滑块的运动情况；‎ ‎⑤当滑块上的挡光片经过光电门时，分别用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt1、Δt2；‎ ‎⑥分别求出相互作用前后的总动量，进行比较。‎ 根据实验步骤，回答下列问题：‎ ‎（1）为了完成实验，还需要的测量工具有______（填选项前的字母代号）‎ A．毫米刻度尺 B．游标卡尺 C．天平 D．秒表 ‎（2）怎样检验气垫导轨已经调节到水平，简要叙述______；‎ ‎（3）写出还需要测量的物理量和符号______；‎ ‎（4）若相互作用前后动量守恒，写出动量守恒表达式______。‎ ‎【答案】 (1). C (2). 滑块由静止放上不动；轻轻一拨，滑块通过两个光电门的时间相等 (3). 滑块的质量m1、m2 (4). ‎ ‎【解析】(1) [1]若两滑块被弹簧弹开前后的动量守恒，其表达式可表示为m1v1=m2v2‎ 两个速度分别为 联立可得 ‎ 所以需要的实验器材为天平，故选C。‎ ‎(2)[2]检验气垫导轨已经调节到水平的方法是：滑块由静止放上不动；轻轻一拨，滑块通过两个光电门的时间相等；‎ ‎(3)[3]根据 可知，还需要测量的物理量和符号是：滑块的质量m1、m2；‎ ‎(4)[4]由以上分析可知，若相互作用前后动量守恒，动量守恒表达式 即 三、本题包括4小题，共41分。解答时应写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎18. 如图所示，质量m=‎5g、长L=‎10cm的金属棒MN，两端用两根细线悬挂，处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，棒中通有电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角，g取．求金属杆中电流的大小和方向．‎ ‎【答案】电流的方向由N→M I=‎‎0.5A ‎【解析】对金属棒的M端受力分析如图所示：‎ 根据左手定则，可判断电流的方向由N→M ‎ 根据平衡条件： ‎ 有根据安培力公式： ‎ 联立可解得导体棒中的电流I=‎‎0.5A ‎19. 建筑工地的护栏外有“施工重地，禁止入内”的提示．因为施工区域常常有建筑材料掉下，对地面上的人员造成伤害．假设离地面高‎12.8m的建筑物上，质量为‎2kg的砖从静止开始自由下落，砖与地面作用的时间0.05s后静止．忽略空气阻力，重力加速度取，求：‎ ‎（1）从开始下落到与地面撞击前，重力对砖的冲量大小；‎ ‎（2）从撞击地面瞬间开始到静止，地面对砖的冲量大小；‎ ‎（3）地面对砖平均作用力大小．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）F=660N ‎【解析】（1）砖做自由落体运动，下落高度h=‎12.8m，设下落时间为t 根据自由落体运动的公式 解得：t=1.6s ‎ 则下落过程中重力的冲量 ‎ ‎（2）设地面对砖的冲量大小为I 根据动量定理 即 解得： ‎ ‎（3）设地面对砖的平均作用力大小为F，由冲量的定义可知 ‎ 代入数据解得：F=660N ‎20. 如图所示，可看成质点的物体A放在长木板B的左端，二者一起以的速度沿光滑的水平轨道匀速运动，与静止在同一光滑水平轨道上的物体C发生碰撞，碰撞时间极短，碰后B、C粘在一起，最终物体A恰好能到达木板B的最右端．己知A、B、C的质量分别为m、‎2m、‎3m，物体A与长木板B间的动摩擦因数为，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）A运动到木板B右端时的速度；‎ ‎（2）B、C碰撞过程中损失的机械能；‎ ‎（3）木板B的长度．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）根据题意，整个系统处在光滑水平面上，合外力为零，故系统动量守恒 最终物体A恰好能到达木板B的最右端，三者达到共同速度，设为 ‎ 解得： ‎ ‎（2）B、C碰撞时间极短，满足动量守恒，即 ‎ 解得 B、C碰撞过程中损失机械能 ‎ 代入数据解得： ‎ ‎（3）根据前两问的结果，设A与B、C相互作用过程损失的动能为 则 ‎ 代入数据解得：‎ 该过程损失的动能，全部转化为内能 ‎ 解得：‎ ‎21. 如图，在区域Ⅰ（0≤x≤d）和区域Ⅱ（d0）的粒子a、b于某时刻从坐标原点O沿着x轴正方向射入区域Ⅰ，入射速度分别为和，粒子在区域Ⅰ内向y轴正方向偏转．己知粒子a在离开区域Ⅰ时，速度方向与x轴正向的夹角为30°．不计重力和两粒子之间的相互作用力．求：‎ ‎（1）区域Ⅰ内的磁场方向和磁感应强度大小；‎ ‎（2）a在磁场中运动的时间；‎ ‎（3）当a离开区域Ⅱ时，a、b两粒子的y坐标之差．‎ ‎【答案】（1）磁场方向垂直于纸面向里 B= （2）（3）Δy=‎ ‎【解析】（1）粒子带正电，在区域Ⅰ内向y正方向偏转 由左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向里轨迹如图所示：‎ 粒子a离开区域Ⅰ时速度的偏转角是30°，根据数学知识，在区域Ⅰ对应的圆心角为30°‎ 设粒子a在磁场中的轨道半径为R 根据几何关系 解得：R=2 d 由洛伦兹力提供向心力 解得：B= ‎ ‎（2）区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁感应强度大小相等、方向相反，因此粒子a在两个区域内的运动时间相同 在区域Ⅰ的运动时间 ‎ a在磁场中运动的总时间 ‎ ‎（3）粒子a、b完全相同，因此在磁场中运动的周期也相同 当a离开区域Ⅱ时，b的运动时间也是t 对于b， R′= d ‎ 可见b粒子一直在区域Ⅰ内运动，当a离开区域Ⅱ时，b对应的圆心角为60°‎ 则b的y坐标 ‎ 粒子a离开区域Ⅰ时y轴方向侧移 a的y坐标 ‎ a、b两粒子的y坐标之差Δy=‎