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- 2021-05-24 发布
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广西北海市2019年春季学期期末教学质量检测
高二物理
一、选择题
1.下列关于原子核衰变的说法中正确的是( )
A. 放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境无关
B. 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C. 氡的半衰期为3. 8天,若取4个氡原子核,经7. 6天后就一定剩下一个氡原子核
D. 衰变时放出的射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
【答案】A
【解析】
【详解】A..放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关,与原子所处的化学状态和外部条件无关,故A正确;
BD.衰变是原子核内的中子转变成质子和电子从而放出电子的过程,不说明电子是原子核的组成部分,故BD错误;
C.半衰期的概念只对大量原子核适用,故C错误。故选A。
2.2018年10月2日至7日,中国汽车摩托车运动大会在武汉体育中心举办。一辆摩托车由静止开始做直线运动,它的速度一时间图象如图所示(图中的曲线为拋物线的一部分),则( )
A. t1时刻摩托车的速度最大,加速度也最大
B. 0~t1内摩托车做匀加速运动
C. 摩托车在t1~t2内运动的速度与位移同向,速度与加速度反向
D. 摩托车在0~t1内速度、加速度与位移反向
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,t1时刻摩托车的速度最大,加速度为零,故A错误;
B.0~t1内图像斜率在不断减小,说明物体做加速度减小的变加速运动,故B错误;
C.由图可知,摩托车在t1~t2内速度与位移沿正方向,加速度沿负方向,故C正确;
D.摩托车在0~t1内速度、加速度与位移都沿正方向,故D错误。故选C。
3.如图所示,在竖直向上的匀强磁场中,用两根等长的绝缘细线水平悬挂金属棒MN,通以M到N的电流,平衡时两悬线与竖直方向的夹角均为θ。如果仅改变下列某一个条件,即可使得θ变大的是( )
A. 两悬线等长变短 B. 金属棒质量变大
C. 磁感应强度变小 D. 棒中的电流变大
【答案】D
【解析】
【详解】导体棒受力如下图所示
可得
A.两悬线等长变短,不是导线变短,故θ不变,故A错误;
B.金属棒质量变大,则θ变小,故B错误;
C.磁感应强度变小,则θ变小,故C错误;
D.棒中的电流变大,则θ变大,故D正确。故选D。
4.如图所示为氢原子的能级示意图,一群处于n=4能级的氢原子,在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子,用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠有几种能使其产生光电效应( )
A. 6、3 B. 6、4 C. 4、3 D. 4、4
【答案】B
【解析】
【详解】一群氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子,可以释放6种不同能量的光子,从n=4跃迁到n=1,辐射的光子能量为12.75eV,从n=4跃迁到n=2,辐射的光子能量为2.55eV,由n=4跃迁到n=3,辐射的光子能量为0.66eV,从n=3跃迁到n=1,辐射的光子能量为12.09eV,从n=3跃迁到n=2,辐射的光子能量为1.89eV,由n=2跃迁到n=1,辐射的光子能量为10.2eV,可见有4种光子能量大于金属的逸出功,所以有4种频率的光能使金属钠发生光电效应,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.人类以发射速度v1发射地球同步卫星,以发射速度v2发射火星探测器,以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器,下列说法错误的是( )
A. v1大于第一宇宙速度,小于第二宇宙
B. v2大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度
C. v3大于第三宇宙速度
D. 地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.发射地球卫星发射速度v1应该介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间,A选项不合题意,故A错误;
B.发射火星探测器发射速度v2应该介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间,B选项不合题意,故B错误;
C.发射飞出太阳系外的空间探测器发射速度v3要大于第三宇宙速度,C选项不合题意,故C错误;
D.由
解得
近地面卫星环绕速度是第一宇宙速度,也是最大的环绕速度,地球同步卫星的轨道半径大于近地面卫星的轨道半径,则地球同步卫星的环绕速度小于第一宇宙速度,D选项符合题意,故D正确。故选D。
6.如图所示,静止在光滑水平面上质量为M的车厢内有一质量为m的小物块以速度v水平向右运动,小物块与车厢壁碰撞几个来回后与车厢相对静止,则车厢最终的速度( )
A. 大小为零 B. 大小为,方向水平向右
C. 大小为,方向水平向左 D. 大小为,方向水平向右
【答案】D
【解析】
【详解】选滑块与小车组成的系统为研究对象,规定向右为正方向,由水平方向动量守恒得
所以有
方向水平向右,与v同向。故D正确,ABC错误。故选D。
7.如图所示,一个内侧光滑、半径为R的四分之三圆弧竖直固定放置,A为最高点,一小球(可视为质点)与A点水平等高,当小球以某一初速度竖直向下抛出,刚好从B点内侧进入圆弧并恰好能过A点。 重力加速度为g,空气阻力不计,则( )
A. 小球刚进入圆弧时,不受弹力作用
B. 小球竖直向下抛出的初速度大小为
C. 小球在最低点所受弹力的大小等于重力的5倍
D. 小球不会飞出圆弧外
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球刚进入圆弧时,速度不为零,则向心力不为零,此时弹力提供向心力,弹力不为零,故A错误;
B.恰好能过A点说明在A点的速度为
根据机械能守恒可知小球竖直向下抛出的初速度大小也为,故B正确;
C.由抛出到最低点,由动能定理
在最低点,根据牛顿第二定律
解得小球在最低点所受弹力的大小
故C错误;
D.小球从A点飞出做平抛运动,当竖直方向的位移为R时,根据
解得此时的水平位移
小球会飞出圆弧外,故D错误。故选B。
8.如图所示,两足够长的平行金属导轨间的距离为L,导轨光滑且电阻不计,在导轨所在平面内分布着磁感应强度为B、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。 有一阻值为R的电阻接在M、P间,将一根有效阻值为的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直且接触良好,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,则( )
A. 回路中的感应电流方向为M→R→P
B. 导体棒ab两点间的电压为BLv
C. 导体棒a端电势比b端低
D. 水平外力F做的功等于电阻R产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据右手定则可知流过电阻R的电流方向P→R→M,A错误;
B.回路中产生的感应电动势
导体棒ab两点间的电压为
B错误;
C.导体棒ab为电源,电流由a流向b,因此导体棒a端电势比b端低,C正确;
D.水平外力F做的功等于电阻R和导体棒ab产生的焦耳热,D错误。
故选C。
9.一个匝数为N、面积为S的矩形线圈,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动,角速度为。从中性面开始计时,对于它产生的交变电流,下列说法正确的是( )
A. 频率为 B. 峰值为
C. 有效值为 D. 瞬时值表达式
【答案】BC
【解析】
【详解】A.转动频率为 A错误;
B.电动势的峰值 B正确;
C.电动势的有效值为 C正确;
D.电动势的瞬时值表达式为 D错误。故选BC。
10.如图所示,以电荷量为+Q的点电荷为圆心的圆弧上有A、B、C、D四个点,其中A、C两点连线和B、D两点连线垂直. 在点电荷的右侧有一接地金属板MN,点电荷和金属板附近的电场线分布如图。 下列说法正确的是( )
A. B、D两点的电势相等,场强大小相等
B. A点的场强小于C点的场强,A点的电势高于C点的电势
C. 将一个试探电荷由A点移到C点,电场力做功为零
D. 将一个带正电的不计重力的粒子从B点由静止释放,粒子将沿电场线运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据对称性,B、D两点的电势相等,场强大小相等,A正确;
B.电场线的疏密反应了场强的大小,由图可知,A点的场强小于C点的场强,由于正点荷与C之间电场线密集,电势降落的快,而正点电荷与A点间电场线稀疏,电势降落的慢,因此C点电势低于A点电势,B正确;
C.由于A、C两点电势不等,因此将一个试探电荷由A点移到C点,电场力做功不为零,C错误;
D.将一个带正电的不计重力的粒子从B点由静止释放,由于电场线是弯曲的,因此粒子不会沿电场线运动,D错误。故选AB。
11.如图所示,a、b两小球从同一竖直线上的不同位置抛出后,恰好在c位置相遇,已知两球抛出时的速度分别为、,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 两球从抛出到运动至c点的时间相等
B. b先抛出,且
C. a先拋出,且
D. 相遇时a球竖直方向的速度大于b球竖直方向的速度
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.由于在竖直方向上,a追上b,一定是a先抛出,因此运动到c点时,a运动的时间长,a球竖直方向的速度大,A错误,D正确;
BC.由于a先抛出,这样在水平方向上,b追上a,则b的初速度一定大于a的初速度,C正确,B错误。故选CD
12.如图所示,置于光滑水平面上的木块A和B,其质量为和。 当水平力F作用于A左端上时,两木块一起做加速运动,其A、B间相互作用力大小为;当水平力F作用于B右端上时,两木块一起做加速运动,其A、B间相互作用力大小为。则以下判断中正确的是( )
A. 两次木块运动的加速度大小相等 B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.将A、B两物体作为一个整体,根据牛顿第二定律
两次的加速度均为
A正确;
BCD.第一次以B为研究对象,则
第二次以A为研究对象
因此,
CD正确,B错误。故选ACD。
二、非选择题
13.如图甲所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,将测得数据作图可得图象如图乙所示,则该弹簧的劲度系数k=__________N/m。 当弹簧受到F1=750N的拉力作用时__________cm;当弹簧伸长cm时,弹簧产生的拉力__________N。
【答案】 (1). 1500 (2). 50 (3). 450
【解析】
【详解】[1]根据胡克定律可知,F-x图象的斜率为弹簧的劲度系数,则
N/m
[2]根据胡克定律,当弹簧受N的拉力作用时,弹簧伸长量
[3]当弹簧伸长时,弹簧产生的拉力
14.在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中,提供如下实验器材:
一节干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1Ω)
电压表V(量程0~2V,内阻约为3kΩ)
电流表A(量程0~0.6A,内阻0.2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0﹣10Ω)
滑动变阻器R2(阻值为0﹣50Ω)
开关、导线若干
(1)若考虑电流表、电压表内阻的影响,现希望能准确地测出这节干电池的电动势和内阻,则应选择_____(填“甲”或“乙”)电路进行实验.为了调节方便,则滑动变阻器应该选择_____(填“R1”或“R2).
(2)在进行了正确的选择和操作后,某同学通过调节滑动变阻器的滑片得到两组电流表与电压表的示数,分别为U1=1.0V,I1=0.3A;U2=0.7V,I2=0.5A.由此可求得该干电池的电动势E=_____V,内阻r=_____Ω.
【答案】 (1). 乙 R1 (2). 1.45 1.3
【解析】
【分析】
(1)根据题意与实验误差来源分析选择实验电路;为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器;(2)根据实验数据,应用闭合电路欧姆定律求出电源电动势与内阻.
【详解】(1)图甲所示电路实验误差来源是电压表分流,图乙所示实验电路误差来源是电流表分压,由于电流表内阻已知,为减小实验误差,应选择图乙所示实验电路;为方便实验操作,滑动变阻器应选择R1.
(2)根据图乙所示电路图,由闭合电路欧姆定律可知:
根据实验数据得:,,
解得:E=1.45V,r=1.3Ω;
故答案为(1)乙;R1; (2)1.45;1.3.
【点睛】本题考查了实验电路的选择与实验数据处理,知道实验误差来源分析清楚实验电路可以选择正确的实验电路,应用闭合电路欧姆定律可以求出电源电动势与内阻.
15.冬天的北方,人们常用狗拉雪橇,狗系着不可伸长的绳拖着质量m=40kg的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑,5s后拖绳断了,雪橇运动的v—t图象如图所示。不计空气阻力,已知绳与地面斜向上的夹角为37°,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。求:
(1)0~5s与5s~7s雪橇的位移大小之差;
(2)绳对雪橇的拉力大小。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)15m;(2)255N
【解析】
【详解】(1)在v—t图像中,图像与时间轴围成的面积等于物体的位移,因此0~5s雪橇的位移大小
5s~7s雪橇的位移大小
所以0~5s与5s~7s雪橇的位移大小之差
(2)在v—t图像中,斜率就等于物体的加速度,绳断后加速度
根据牛顿第二定律
而
可得
拖绳拉动雪橇的过程中,由v—t图像得此过程的加速度
根据牛顿运动定律有
又由于
联立解得F=255N
16.如图所示,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场(未画出),一个带电小球从场区边界MN上方高为h的P点自由下落,从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动。并从边界上的b点射出。已知ab=L,重力加速度为g,空气阻力不计,求:
(1)小球的带电性质及小球电荷量与质量之比;
(2)小球从开始运动到第三次经过边界MN的时间;
(3)设P点为重力势能零点,小球质量为m,则整个运动过程中,机械能的最小值。
【答案】(1)带负电荷,;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)重力和电场力平衡,电场力方向向上,电场强度方向向下,则小球带负电荷。
由于做匀速圆周运动
mg=Eq
得比荷
(2)小球由a到b运动半个圆周,则
L=2R
又由于
联立可得
小球由P到a所需时间
小球由a到b绕行圆周的一半,所需时间
小球第三次经过边界MN,共需时间
(3)在圆周运动的最低点,电场力做的负功最多,机械能最少
17.关于分子动理论与固体、液体的性质,下列说法中正确的是( )
A. 悬浮在液体中的微粒越大,布朗运动就越明显
B. 分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小
C. 已知某种气体的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,则该气体分子之间的平均距离可以表示为
D. 晶体一定表现出各向异性,非晶体一定表现出各向同性
E. 液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
【答案】BCE
【解析】
【详解】A.悬浮在液体中的微粒越小,布朗运动就越明显,故A错误;
B.分子间存在相互作间的引力和斥力,引力和斥力都随分子距离的增大而减小,故B正确;
C.已知某种气体的密度为,摩尔质量为,则该气体的摩尔体积为:
把分子看成立方体模型,则有:
解得该气体分子之间的平均距离为:
故C正确;
D.只有单晶体具有各向异性,而多晶体是各向同性的,故D错误;
E.当液体与大气相接触,表面层内分子间距比液体内部较大,其中引力大于斥力表现为相互吸引,故E正确;
故选BCE。
18.如图所示,可自由活动质量为m的绝热活塞将密封的圆筒形绝热汽缸分隔成A、B两部分,活塞与汽缸顶部有一轻弹簧相连,在A、B内各有一定质量的理想气体,A的体积为B的体积的2倍,两部分的压强均为,温度都为T0,活塞的面积为S,重力为。 现通过电热丝(体积可忽略)对B部分气体进行加热,当两部分气体体积相等时,求:
①A部分气体压强是多大?
②若弹簧恰好无形变,求此时B部分气体的温度。
【答案】①;②
【解析】
【详解】①A部分气体做等温变化,设汽缸的总体积为3V,A部分气体压强变为,根据玻意耳定律得
解得
②设B部分气体温度升高到TB,压强变为,由理想气体状态方程得
温度升高后,对活塞受力分析有
联立解得
19.甲、乙两列波均向右传播,在相遇处各自的波形图如图所示,已知两列波为同一性质的波,在同种介质中传播,则两列波的频率之比为__________,10m处质点的速度方向__________(填“向上”或“向下”)。
【答案】 (1). 2:3 (2). 向上
【解析】
【详解】[1]根据波形图知两列波的波长分别为24m、16m,故两列波的波长之比为
在同种介质中,同一性质的波传播速度相等,由
可知两列波的频率之比为
[2]根据“上坡下,下坡上”,两列波都使10m的质点向上振动,故合速度方向向上。
20.如图所示为一折射率,的圆柱形棱镜横截面,半径为R.某单色光水平向右射入棱镜,圆心O到入射光线的垂直距离为.已知光在真空中的传播速度为c,求:
①这束单色光从射入棱镜到第一次射出棱镜,光线偏转的角度;
②这束单色光从射入棱镜到第一次射出棱镜,所用的时间.
【答案】①偏转角度60° ②
【解析】
【分析】
画出光路图,结合几何关系,根据折射定律求解光线偏转的角度;求出这束单色光线从射入棱镜到第一次射出棱镜的路程,根据n=c/v求解速度,根据t=s/v求解时间.
【详解】①光线射入棱镜后,第一次从棱镜中射出的光路图如图所示.
由几何关系得
即θ1=60°
由折射定律得
即θ2=30°
偏转角度φ=2(θ1-θ2)=60°
②这束单色光线从射入棱镜到第一次射出棱镜,路程为x=2Rcosθ2
光在棱镜中的传播速度
所用时间