【物理】广西梧州岑溪市2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版） 18页

‎2019-2020学年春季学期高二期中考试 物理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分满分110分，考试时间90分钟。‎ 第Ⅰ卷（选择题共48分）‎ 一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一项是符合题目要求，9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.某物体沿一直线运动，其v-t图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 前2s内的位移最大 B. 前3s内的平均速度为‎2m/s C. 第3s末的加速度为0 D. 第3s末物体返回出发点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．物体在0~3s内速度均为正值，则说明物体一直向前运动，在3s~6s内速度为负值，可知物体反向运动，则第3s末物体位移最大，此时离出发点最远，由于v-t图像的面积等于位移，可知第6s末物体的总位移为零，物体返回出发点，AD错误；‎ B．v-t图像的面积等于位移，则前3s内的位移 平均速度为 B正确；‎ C．第3s末直线的斜率不为零，则其加速度不为0，C错误。‎ 故选B。‎ ‎2.如图所示，一名登山运动员攀登陡峭雪壁，峭壁是竖直的面，冰面光滑，腿与峭壁面垂直，轻绳与壁面的夹角为30°，运动员质量为‎60kg，取g=‎10m/s2。人处于静止状态，则细绳给人的拉力（　　）‎ A. 200N B. 400N C. 600N D. 1200N ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】对运动员受力分析如图所示： 根据几何关系可知轻绳给运动员的张力为 故B正确，ACD错误。 故选B。‎ ‎3.一质量为m的小球，自地面上方的A点无初速释放，只受重力作用，释放后t时刻，小球未落地，以A点为零势能面，下列说法正确的是（　　）‎ A. 此时小球的动能为 B. 此时小球的重力势能为 C. 此时小球的机械能为0 D. 此时小球重力的功率为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．此时小球的速度 动能为 选项A错误；‎ B．小球下落的高度 以A点为零势能面此时小球的重力势能为 选项B错误；‎ C．因在A点时小球的机械能为零，则此时小球的机械能为0，选项C正确；‎ D．此时小球重力的功率为 选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎4.如图，金属环A用绝缘轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则（ ）‎ A 金属环A向左运动，同时向外扩张 B. 金属环A向左运动，同时向里收缩 C. 金属环A向右运动，同时向外扩张 D. 金属环A向右运动，同时向里收缩 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动，因磁通量增大，金属环A 有收缩趋势，故B正确，ACD错误．‎ ‎5.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时（　　）‎ A. 一共能辐射6种频率的光子 B. 能辐射出3种能量大于10.2eV的光子 C. 能辐射出3种能量大于12.09eV的光子 D. 能辐射出能量小于0.31eV的光子 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．激发态的氢原子向低能级跃迁时，能辐射种频率的光子，当时，一共能辐射10种频率的光子，A错误；‎ BCD．辐射的光子的能量等于两能级能量之差，即 从依次向跃迁的能量分别为：，，，；‎ 从依次向跃迁的能量分别为：，，；‎ 从依次向跃迁的能量分别为：，；‎ 从向跃迁的能量为：；‎ 所以B正确，CD错误；‎ 故选B．‎ ‎6.如图所示为一光电管电路图，滑动变阻器滑动触头P位于上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有 A. 加大照射光强度 B. 换用波长短的光照射 C. 将P向B滑动 D. 将电源正负极对调 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由光电管电路图可知阴极K电势低，阳极A电势高，如果K极有电子飞出，则电子受到的电场力必向左，即将向左加速，然而现在G中电表指针无偏转，说明没有发生光电效应，这仅能说明照射光频率太低，这与光强、外加电压的大小及方向均无关，可见要使指针发生偏转需增大照射光频率，即缩短照射光的波长，故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎7.如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场．一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（ ）‎ A. 质量 B. 初速度 C. 电荷量 D. 比荷 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有：，因为与是确定的，所以，知粒子的速度相同，所以B正确的，A，C，D错误．故选B．‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关．‎ ‎8.一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为（　　）‎ A. E0 B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放出质量为的粒子后，剩余质量为，该过程动量守恒，有 放出的粒子的动能为 原子核反冲的动能 联立解得 故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎9.如图所示，有人用一簇气球使一座玩具小屋从地面成功升空。小屋从地面由静止出发，当它加速上升到高为h处时，速度达到了v，不计小屋受到的空气浮力及阻力，则在这一过程中（　　）‎ A. 绳对小屋的拉力做的功等于小屋重力势能的增加量 B. 绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量 C. 绳对小屋的拉力做的功等于小屋动能的增量 D. 绳对小屋的拉力与重力做的总功等于小屋动能的增量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小屋加速上升，合力向上，小屋受到向上的拉力和重力，则绳对小屋的拉力大于小屋的重力，则拉力的功大于克服重力做功，即绳对小屋的拉力做的功大于小屋重力势能的增加量，故A错误； B．根据功能原理知：除重力或弹力以外其他力做的功等于机械能的变化量，所以绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量，故B正确； CD．根据动能定理得 ‎ WF-WG=△Ek 得 WF=WG+△Ek 即绳对小屋的拉力和小屋重力对小屋做的总功等于小屋动能的增量，绳对小屋的拉力做的功大于小屋动能的增量，故C错误，D正确。 故选BD。‎ ‎10.如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为U=220（V），副线圈所在电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，电灯额定功率为44W，电阻R阻值为22Ω，电灯以额定功率正常工作。则（　　）‎ A. 电压表示数为44V B. 电流表示数为‎2A C. 通过保险丝的电流为‎15A D. 电阻消耗功率为88W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．已知交变电压瞬时值随时间变化的规律为 则原线圈电压的有效值为 根据电压比 解得 U2=44V 故电压表示数为44V，故A正确； B．根据欧姆定律可知，通过电阻R的电流为 通过灯泡的电流为 ‎ ‎ 则电流表示数 I2=‎‎3A 故B错误； C．根据电流比 解得原线圈输入电流 I1=‎‎0.6A 通过保险丝的电流为‎0.6A，C错误； D．根据功率公式可知，电阻消耗的功率为 ‎ ‎ 故D正确。 故选AD。‎ ‎11.如图所示，长木板放在水平桌面上，物体M放于长木板上静止，此时弹簧对物体向左的弹力大小为3N，物体的质量为‎0.5kg，物体与木板之间的摩擦因数为0.6，现使木板与物体M一起以‎8m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动，此时物体受到的摩擦力（　　）‎ A. 方向向右 B. 方向向左 C. 大小为1N D. 大小为3N ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】木板静止时，物体受到向右的摩擦力大小为 当木板与物体M一起以‎8m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时，假设物体与木板间没有发生相对滑动，规定向左为正方向，弹簧的弹力大小 根据牛顿第二定律 可得 假设成立，因此摩擦大小为1N，方向水平向左。‎ BC正确，AD错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.‎2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星，已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T。则下列说法中正确的是（　　）‎ A. “嫦娥四号”绕月运行的速度大小为 B. 月球的第一宇宙速度大小为 C. 嫦娥四号绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度g D. 月球的平均密度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力有 又在月球表面，若不考虑月球自转的影响，则有 解得“嫦娥四号”绕月运行的速度为 故A错误； B．绕月表面运动的卫星受到的万有引力提供向心力，则 又在月球表面，若不考虑月球自转的影响，则有 联立解得第一宇宙速度 故B正确； C．嫦娥四号的轨道半径大于月球的半径，根据万有引力提供向心力，则有 解得，由于嫦娥四号轨道半径大于月球半径，故嫦娥四号绕行的向心加速度小于月球表面的重力加速度g，故C错误； D．根据万有引力提供向心力，则有 ‎ ‎ 得月球的质量为 则月球的密度为 故D正确。 故选BD。‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共62分）‎ 二、实验题（本题3个小题，共18分。）‎ ‎13.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个计时点（图中没有画出），打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源。经过测量得：d1=‎3.62cm，d2=‎9.24cm，d3=‎16.85cm，d4=‎26.46cm，d5=‎38.06cm，d6=‎51.67cm。打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为_________m/s，加速度大小为_________m/s2（结果保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 1.06 (2). 2.00‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得 ‎[2]根据公式可以求出加速度的大小 ‎14.某实验小组利用光电门、气垫导轨等验证机械能守恒定律，实验装置如图甲。让带遮光片的物块从气垫导轨上某处由静止滑下，若测得物块通过A、B光电门时的时间分别为t1和t2，AB之间的距离为L，斜面的倾角为θ，遮光板的宽度为d，重力加速度为g。‎ ‎（1）图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度，由此读出宽度为___________mm；‎ ‎（2）若实验数据满足关系式___________（用所给物理量符号表示），说明物块下滑过程中机械能守恒。‎ ‎【答案】 (1). 0.150 (2). ‎ ‎【解析】（1）[1]用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度为 d=‎0.01mm×15.0=‎‎0.150mm ‎（2）[2]滑块经过两个光电门时速度分别为 则要验证的关系是 即 ‎15.某同学欲测量量程为300μA的微安表头G的内阻。可供选择的实验器材有：‎ A.微安表头G（量程300μA，内阻约为几百欧姆）‎ B.滑动变阻器R1（0～10kΩ）‎ C.滑动变阻器R2（0～50kΩ）‎ D.电阻箱（0～9999.9Ω）‎ E.电源E（电动势约为9V）‎ F.开关、导线若干 该同学先采用如图所示的电路测量G的内阻，实验步骤如下：‎ ‎①按图连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置；‎ ‎②断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；‎ ‎③闭合S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使G的示数为200μA，记下此时电阻箱的阻值。‎ 回答下列问题:‎ ‎（1）实验中滑动变阻器应选用___________（填“R‎1”‎或“R‎2”‎）。‎ ‎（2）若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R，则G的内阻Rg=___________。‎ ‎【答案】 (1). R2 (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，而电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，滑动变阻器应选择阻值较大的R2； （2）[2]．闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的，则流过电阻箱的电流为满偏电流的，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则 三、计算题（本题共4小题共计44分，请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）‎ ‎16.如图所示，竖直平面内半径为R=‎1.6m的光滑半圆形轨道，与光滑水平轨道AB相连接，AB的长度为x=‎5.0m。一质量为m=‎1kg的滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，到B点时撤去力F，滑块恰好沿圆轨道通过最高点C。求:‎ ‎（1）滑块到达C点的速度大小；‎ ‎（2）恒力F大小。‎ ‎【答案】（1）‎4m/s；（2）8N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块恰好沿圆轨道通过最高点C，则小球C点时，只受到重力作用，由牛顿第二定律得 解得 ‎（2）从A到C过程中，由动能定理 解得 F=8N ‎17.如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处（图中未画出）被吸收。已知P到b板左端的距离为2d，求：‎ ‎（1）进入磁场时速度的大小和方向；‎ ‎（2）P、Q之间的距离；‎ ‎【答案】（1），方向与b板夹45°角；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）粒子在两板间做类平抛运动，在水平方向有 ‎2d=v0t 在竖直方向有 解得 v0=vy 粒子进入磁场时的速度大小 ‎ ‎ 解得θ=45°‎ ‎（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示： 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ 则 ‎18.如图所示，物块B静止放置于水平桌面的右端，物块A以初速度v0从桌面的左端水平滑入桌面，沿桌面做直线运动与物块B发生碰撞并粘在一起飞离桌面，最终落在水平地面上。已知桌面长L=‎5.0m，桌面高h=‎0.45m，物块与桌面间的动摩擦因数µ=0.45，物块落地点距桌的右端d=‎0.9m，A、B质量相等且m=‎0.10kg，不计空气阻力，重力加速度g=‎10m/s2。‎ ‎(1)A、B一起平抛的初速度是多少？‎ ‎(2)小物块A从桌面左端滑入的初速度是多少？‎ ‎【答案】(1)‎3m/s；(2)‎9m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)两木块离开桌面后做平抛运动，设在空中飞行的时间为t，根据平抛运动规律有：  竖直方向有 水平方向有 d=vt 联立解得 ‎ ‎ ‎(2)A、B碰撞过程，取向右方向为正方向，以AB整体为研究对象，由动量守恒定律得：‎ mv′=2mv 则得 v′=2v=‎6m/s A在桌面上滑行过程，由动能定理得 ‎ ‎ 联立得 ‎19.如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=‎‎2m ‎，电阻不计，右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长=‎2m，有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）、CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动，已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的功率相同。求：‎ ‎（1）小灯泡电功率；‎ ‎（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。‎ ‎【答案】(1) ；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在0~4s内，根据法拉第电磁感应定律 由乙图可知 回路的电流 灯泡的功率 整理得 ‎(2)在4s之后，导体棒开始运动时，回路的感应电动势 由于灯泡的功率不变，因此 代入数据得