2017-2018学年河南省豫西名校高二下学期第一次联考物理试题 Word版 13页

满分100分 时间90分钟 第I卷(共40分)‎ 一．选择题(本题共12个小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～12题有多个选项正确。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分)‎ ‎1.古时有“守株待兔”的寓言，倘若兔子受到的冲击力大小为自身体重2倍时即可导致死亡，如果兔子与树桩的作用时间为0.2s，则被撞死的兔子其奔跑速度可能是：(g=10m/s2)( )‎ A.1.5m/s B.2.5m/s C.3.5m/s D.4.5m/s ‎2.如图所示，两个质量相等的小球从同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下，下滑到达斜面底端的过程中( )‎ A.两物体所受重力做功相同 B.两物体所受合外力冲量相同 C.两物体到达斜面底端时时间相同 D.两物体到达斜面底端时动能不同 ‎3.如图，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻为R，磁场的磁感应强度为B，方向与导轨所在平面垂直。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，通过电阻R的电流强度是( )‎ A. B. C. D.‎ ‎4.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎5.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t=0时刻，bc边与磁场区域左边界重合。现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿abcda方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图象是( )‎ ‎6.在如图所示的含有理想变压器的电路中，变压器原副线圈匝数比为20:1，图中电表均为理想交流电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( )‎ A.交流电的频率为100Hz B.电压表的示数为20V C.当照射R的光强增大时，电流表的示数变大 D.若L1的灯丝烧断后，电压表的示数会变大 ‎7.如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平面上，质量m=2kg的物体B以v0=2m/s的水平速度滑上A的表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法中不正确的是( )‎ A.木板获得的动能为1J B.系统损失的机械能为2J C.木板A的最小长度为1m D.A、B间的动摩擦因数为0.2‎ ‎8.质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t0和4t0两物体速度分别达到2v0和v0时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止。两物体速度随时间变化的图线如图所示。设F1和F2对A、B的冲量分别为I1和I2，F1和F2对A、B做的功分别为W1和W2，则下列结论正确的是( )‎ A.I1:I2=12:5，W1:W2=6:5 B.I1:I2=6:5，W1:W2=3:5‎ C.I1:I2=3:5，W1:W2=6:5 D.I1:I2=3:5，W1:W2=12:5‎ ‎9.如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达距地面深度为h的B点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法中正确的是( )‎ A.小球的机械能减少了mg(H+h)‎ B.小球克服阻力做的功为mgh C.小球所受阻力的冲量大于m ‎ D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 ‎10.如图所示，质量为M的木块放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v0‎ 沿水平面射中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离L，子弹进入木块的深度为s，此过程经历的时间为t。若木块对子弹的阻力f视为恒定，则下列关系式中正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎11.如图所示，水平轻质弹簧与平板车A和物体B相连，将这三者视为一个系统放在光滑水平面上，处于静止状态，平板车A的质量为M，物体B的质量为m，且M>m。现用大小相等的水平恒力F1、F2拉A和B，从它们开始运动到弹簧第一次达到最长的过程中，(弹簧一直在弹性限度内，物体B不会离开平板车)( )‎ A.若物体与平板车之间也光滑，则系统能量守恒 B.若物体与平板车之间也光滑，则系统机械能守恒 C.无论物体与平板车有无摩擦，物体的最大动能大于平板车的最大动能 D.弹簧第一次达到最长时A和B总动能最大 ‎12.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处(不计空气阻力，小球可视为质点)，则( )‎ A.小球和小车组成的系统动量守恒 B.小球离开小车后做竖直上抛运动 C.小车向左运动的最大距离为R D.小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为 ‎ 第II卷(共52分)‎ 二、实验题。(本题共两小题，其中13题6分，14题9分，共15分)。‎ ‎13.(6分)在“研究电磁感应现象”的实验中，首先按图甲连线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系，然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合电路，将线圈A、电源、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路，在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏(不通电时指针停在正中央)。在图乙中：(以下均填“向左”或“向右”或“不”)‎ ‎ ‎ ‎(1)S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针 偏转。‎ ‎(2)线圈A放在B中不动，将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针 偏转。‎ ‎(3)线圈A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表指针 偏转。‎ ‎14.(9分) 如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系 ‎(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通过仅测量 (填选项前的序号)，间接地解决这个问题 A.小球开始释放的高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平位移 ‎(2)用天平测量两个小球的质量m1、m2。图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放；然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到小球的平均落点M、P、N，并测量出平均水平位移OM、OP、ON。‎ ‎(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为 (用(2)中测量的量表示)；‎ ‎ 若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足的表达式为 (用(2)中测量的量表示)。‎ 三、解答题。（共35分，其中15题8分，16题12分，17题15分。解答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，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15. (8分)如图所示，LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，MN水平且足够长，LM是四分之一个圆周，且其下端与MN相切。质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上，质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放，在A球进入水平轨道之前，由于A、B两球相距较远，相互作用力可认为是零，A球进入水平轨道后，A、B两球间相互作用视为静电作用。带电小球均可视为质点。已知A、B两球始终没有接触，重力加速度为g。求：‎ ‎ ‎ ‎(1)A、B两球相距最近时，A球的速度v。‎ ‎(2)A、B两球系统的电势能最大值Ep。‎ ‎16.(12分)如图所示足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ组成的平面与水平面成37°放置，导轨宽度L=1m，一匀强磁场垂直导轨平面向下，导轨上端M与P之间连接阻值R=0.3Ω的电阻，质量为m=0.4kg、电阻r=0.1Ω的金属棒ab始终紧贴在导轨上。现使金属导轨ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计。g=10m/s2，忽略ab棒在运动过程中对原磁场的影响。求：‎ ‎(1)磁感应强度B的大小；‎ ‎(2)金属棒ab在开始运动的2.0s内，通过电阻R的电荷量；‎ ‎(3)金属棒ab在开始运动的2.0s内，电阻R产生的焦耳热。‎ ‎17.(15分) 如图所示，水平面以O点为界，左侧光滑、右侧粗糙。足够长的木板A左端恰在O点，木板右端叠放着物块B。物块C和D之间夹着一根被压缩了的轻弹簧(弹簧与物块不栓接)，用细线锁定并处于静止状态，此时弹簧的弹性势能Ep=3J。现将细线突然烧断，物块C与弹簧分离后向右做直线运动，并与木板A碰撞后粘连在一起(碰撞时间极短)。已知A、B、C 的质量均为m=1kg，物块D的质量M=2kg，A、C与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，均为μ1=0.1。A、B之间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：‎ ‎ ‎ ‎(1)物块C与弹簧分离瞬间的速度大小。‎ ‎(2)木板A在粗糙水平面上滑行的时间。‎ 豫西名校2017—2018学年下期第一次联考 高二物理答案 一、 选择题 ‎1．D ‎【解析】由动量定理可知，D对；‎ ‎2．A ‎【解析】试题分析：从光滑的斜面下滑，，设斜面倾角为，高，则有加速度，位移，根据匀变速直线运动则有，运动时间，两个斜面高度相同而倾角不同所以运动时间不同，选项C错。沿斜面运动合力为，所以合力的冲量 虽然大小相等，但是倾角不同合力方向不同，所以合外力冲量不同选项B错。下 滑过程重力做功与 路径无关与高度有关，所以重力做功相等，选项A对。根据动能定理，下滑过程只有重力做功，而且做功相等，所以到达斜面底端时动能相同，选项D错。‎ ‎3．A ‎【解析】由于导体与磁场垂直，得： ，则感应电流为，故选项A正确，选项BCD错误。‎ ‎4．D ‎【解析】由于箱子M放在光滑的水平面上，则由箱子和小物块组成的整体动量始终是守恒的，直到箱子和小物块的速度相同时，小物块不再相对滑动，有 根据能量守恒得：系统损失的动能为，‎ 根据功能关系得知，系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，则有，故D正确，ABC错误．‎ ‎5．B ‎【解析】开始时边进入磁场切割磁感线，根据右手定则可知，电流方向为逆时针，即为负方向，当边开始出磁场时，回路中磁通量减小，产生的感应电流为顺时针，方向为正方向，B正确．‎ ‎6．C ‎【解析】A．原线圈接入如图乙所示的交流电，由图可知：T=0.02s，所以频率为f=1/T=50Hz，故A错误；B．原线圈接入电压的最大值是V，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为20:1，所以副线圈电压是11V，所以V的示数为11V，故B错误；C．R阻值随光强增大而减小，根据I=U/R知，副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A的示数变大，故C正确；D、当L1的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D错误。‎ ‎7．D ‎【解析】试题分析：设木板的质量为M，由动量守恒得，木板获得的速度为，解得．木板获得的动能为．故A正确．由图得到：0-1s内B的位移 为，A的位移为，木板A的最小长度为 ‎．故C正确．由斜率大小等于加速度大小，得到B的加速度大小为，根据牛顿第二定律得：，代入解得，．故D错误．系统损失的机械能为 ‎．故B正确．‎ ‎8．C ‎【解析】从图象可知，两物块匀减速运动的加速度大小之都为a=，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有f=ma，则摩擦力大小都为f=m．根据图象知，匀加速运动的加速度分别为： ， ，根据牛顿第二定律，匀加速运动中有F-f=ma，则F1=，F2=，F1和F2的大小之比为12：5．则冲量之 比为：I1：I2=；图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移之比为6：5；由图看出，撤去拉力后两图象平行，说明加速度，由牛顿第二定律分析则知加速度a=μg，说明两物体与地面的动摩擦因数相等，则两物体所受的摩擦力大小相等，设为f，对全过程运用动能定理得：W1-fs1=0，W2-fs2=0，得：W1=fs1，W2=fs2，由上可知，整个运动过程中F1和F2做功之比为6：5；故C正确，ABD错误．‎ ‎9．AC ‎【解析】试题分析：由动能定理mg(H+h)+Wf=0,则Wf=-mg(H+h)，所以小球的机械能减少了mg(H+h)，所以A选项正确,B选项错误；小球自由落下至地面过程，机械能守恒，,, 落到地面上后又陷入泥潭中，由动量定理，所以，小球所受阻力的冲量大于,所以C选项正确；由动量定理知小球动量的改变量等于合外力的冲量，所以D选项错误。‎ ‎10．AB ‎【解析】试题分析：由动能定理，对M可得，A选项正确；由动量定理，对m可列得，选项B正确；对Mm整体 ，根据动量守恒，解得，选项C错误；根据能量守恒定律得,选项D错误。‎ ‎11．AC ‎【解析】因A、B及弹簧组成的系统外力之和为零，故系统动量守恒，选项A正确.系统除了弹簧的弹力做功外有F1和F2分别对A和B做正功，系统的机械能增加，不守恒，选项B错误.‎ ‎ 由动量守恒知不论在什么位置都有A、B的动量大小相等、方向相反，则A达到最大速度时B也达到最大速度，而M>m，物体的最大动能大于平板车的最大动能，选项C正确.弹簧达到最长时，弹性势能最大，A和B的总动能最小，选项D错误.故选AC.‎ 考点：本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律.‎ ‎12．BC ‎【解析】A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,所以系统水平方向动量守恒,故A错误；B、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,小球由A点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确；‎ C、设小车向左运动的最大距离为x.系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得: 即有： 计算得出小车的位移为: ，故C正确；D、小球第一次车中运动过程中,由动能定理得： ， 为小球克服摩擦力做功大小,计算得出 ,即小球第一次在车中滚动损失的机械能为 ,因为小球第二次在车中滚动时,对应位置处速度变小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于,机械能损失小于,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于 :,而小于 ,即 故D错误 二、 实验题 ‎13．（每空2分） 右； 右； 左 ‎【解析】在图甲中，闭合开关，电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向左偏转，即电流从哪个接线柱流入，指针就向哪侧偏转；在图乙中，闭合开关后，由安培定则可知，线圈A中的电流产生的磁场，导致线圈B中的磁通量变化，从而产生感应电流，因此指针会偏转；（1）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向上，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；（2）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，穿过B的磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将右偏转；（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转。‎ 点睛：由安培定则判断出判断出线圈A产生的磁场方向，然后判断出穿过线圈B的磁通量如何变化，最后由楞次定律判断出感应电流的方向，确定电流表指针的偏转方向。‎ ‎14．（每空3分） C ‎ ‎【解析】（1）验证动量守恒定律实验中，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是通过落地高度不变情况下水平射程来体现速度，故选C。（3）若两球相碰前后的动量守恒，则，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得： ‎ ‎；若碰撞是弹性碰撞，满足能量守恒： ，代入得；‎ m1OP2=m1OM2+m2ON2。‎ 三、解答题 ‎15．（1）．（2）.‎ ‎（）对球下滑的过程，由动能定律得： （1分）‎ 解得（1分）‎ 当、相距最近时，两球速度相等，由动量守恒定律可得： （1分）‎ 解得： （1分）‎ ‎（）当、相距最近时， 、两球系统的电势能最大，‎ 由能量守恒定律得： （2分）‎ 解得： 。（2分）‎ ‎16．（1） （2） （3）‎ ‎【解析】（1）导体棒在沿斜面方向的重力分力与安培力平衡得： （1分）‎ 导体棒切割磁感线产生的电动势为： （1分）‎ 由闭合电路欧姆定律知： （1分）‎ ‎ （1分）‎ 联立解得： （1分）‎ ‎（2） （3分）‎ ‎（3）由功能关系得： （2分）‎ ‎ ‎ ‎17.（1）（2）‎ ‎【解析】（1）设物块C、D与弹簧分离瞬间速度分别为和,‎ 此过程由系统机械能守恒定律得： （1分）‎ 取水平向右为正方向，由动量守恒定律列式得： （1分）‎ 联立以上两式解得： （2分） ‎ ‎（2）设C与A碰后获得的速度为，且C与A碰撞前后动量守恒，则 ‎ 解得： （2分）‎ 对B受力分析，由牛顿第二定律列式得： ‎ 解得： （1分）‎ 对A、C整体受力分析，由牛顿第二定律得： ‎ 解得： （1分）‎ 设经过时间，A、B、C三者速度相同，并设共同速度为，由运动学公式列式，‎ 对B列式有： （1分）‎ 对A、C整体列式有： （1分）‎ 联立以上两式解得： （2分）‎ 共速后，A、B、C三者一起沿水平面向右做匀减速直线运动，对它们组成的整体受力分析，‎ 由牛顿第二定律列式得： ‎ 解得： （1分）‎ 设此后三者一起匀减速至停止的过程中，所用时间为，由运动学公式得： ‎ 解得： （1分）‎ 那么木板A在水平面上滑行的时间（1分） ‎ ‎ ‎