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- 2021-06-02 发布
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2017-2018学年度(下)调研检测 2018.7
高二物理试题卷
选择题 本题共10小题,每小题3分,在每小题给出的四个选项中,第1~7小题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1.5分,有选错的得0分。
1. 在下列核过程的方程中,表示核聚变过程的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】轻核聚变是指把轻核结合成质量较大的核,并释放出核能的反应,所以由此可知A是 衰变,B是氢核聚变,C是重核裂变 D是人工核反应,故B正确.ACD错误;
故选B
2. 如图甲,100匝的线圈(为了表示线圈的绕向,图中只画了2匝)两端A、B与一个理想电压表相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是
A. 电压表的示数为50V,A点电势高于B点电势
B. 电压表的示数为0.5V,A点电势高于B点电势
C. 电压表的示数为50V,B点电势高于A点电势
D. 电压表的示数为0.5V,B点电势高于A点电势
【答案】A
【解析】根据图象知,
线圈中的感应电动势
电压表的读数为50 V.
根据楞次定律可判得线圈中的感应电流方向为逆时针方向,所以B点电势低于A点电势。
故选A
3. 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处在n=3的能级,能够辐射出N种频率的光,其中波长最长的光,光子能量为E,则
A. N=3,E=1.89 eV
B. N=3,E=12.09 eV
C. N=2,E=1.51 eV
D. N=2,E=1.89 eV
【答案】A
【解析】根据 知,这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子.波长最长的,则频率最小,因此氢原子由n=3向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最小,则 ,故A正确BCD错误;
故选A
4. 几种金属的截止频率和逸出功如下表,现用波长为550 nm的光照射,能发生光电效应的
金属
钙
钠
钾
铷
截止频率ν0/1014Hz
7.73
5.53
5.44
5.15
逸出功W/eV
3.20
2.29
2.25
2.13
A. 只有钙 B. 钙、钠 C. 只有铷 D. 钾、铷
【答案】D
【解析】波长为550 nm的光照射所对应的频率为 ,当入射光的频率大于截止频率时就会发生光电效应,故D正确;ABC错误;
故选D
5. 如图所示的电路中,理想变压器的原、副线圈匝数之比为2∶l,电阻R1=R2=10 Ω,两电表均为理想交流电表。当在a、b之间加上正弦交流电时,测得c、d两端电压瞬时值表达式为,则下列说法正确的是
A. 电流表的示数为0.5 A
B. 电压表的示数为40 V
C. R1消耗的功率为20 W
D. 原线圈输入交流电频率为100 Hz
【答案】B
【解析】A、R 1两端电压有效值是10V;,所以流过电流表的电流为 ,故A错;
B、由于电阻R 1=R 2=10Ω则两个电阻上分担的电压是相等的,所以副线圈的电压为20V,根据匝数比可知原线圈电压表的电压为40V,故B正确;
C、R1上的电压为10V,根据功率 ,给C错;
D、原副线圈输入的交流电频率是相等的,所以 ,故D错;
故选B
点睛:掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系,即电压与匝数成正比,电流与匝数成反比. 知道正弦交变电流最大值和有效值之间的关系即可解决本题
6. 如图所示的电路中,a、b是两个完全相同的灯泡,L是自感系数很大,直流电阻不计的线圈。闭合开关S,电路稳定后两灯泡正常发光,当突然断开开关,下列说法中正确的是
A. a灯泡立即熄灭,b灯泡突然变亮再逐渐熄灭
B. a、b两灯泡均突然变亮再逐渐熄灭
C. a、b两灯泡均立即熄灭
D. a、b两灯泡均逐渐熄灭
【答案】D
【解析】由于原来两灯泡都正常发光,所以原来流的电流应该是相等的,当突然断开开关,由于线圈的自感现象,所以ab两灯不会突然熄灭而应该逐渐熄灭,且不会出现闪亮一下的现象。故D正确;
故选D
7. 如图所示,从倾角为θ的斜面上方某处,将质量为m的小球,以初速度v0,沿水平方向抛出,正好垂直打在斜面上。已知小球打在斜面上的速度大小为v,则小球从抛出到落在斜面上的过程中,小球所受重力的冲量大小为
A. mv0sinθ
B. mv0cosθ
C. mvcosθ
D. mvsinθ
【答案】C
【解析】由于小球正好垂直打在斜面上,则 ,解得 ,所以重力的冲量为
根据几何关系知
所以重力的冲量 ,故C正确;ABD错误;
故选C
8. A、B两个完全相同的金属线圈,在同一匀强磁场中分别以不同的转速,绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生的交变电动势的e-t图像如图中曲线a、b所示。则
A. t=0时刻穿过两线圈的磁通量均为零
B. A线圈产生交变电动势的频率为50 Hz
C. A、B两线圈转速之比为3∶2
D. B线圈的电动势最大值为1.0 V
【答案】CD
【解析】A、t=0时刻两线圈电动势均为零;故此时处在中性面上;故穿过两线圈的磁通量均为最大值;故A错误;
B、曲线a周期为0.04s;故其表示的交变电动势频率为25Hz,故B错;
C、由图可以知道,b的周期为0.06s;转速之比与周期成反比;故转速之比为3:2;故C对;
D、从图像可以看出a线圈的电动势为1.5V,根据电动势 并结合a、b的转速之比为3:2;所以电动势之比也为3:2,则b得电动势为 ,故D对;
故选CD
点睛:根据图象可以知道交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等
9. 如图甲所示,直角坐标系xOy的1、3象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,2、4象限内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。现让半径为R,圆心角为90°的扇形闭合导线框OPQ以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动。取导线框中电流顺时针方向为正,某时刻开始计时,线框中的电流i随时间t
变化关系如图乙所示,则计时时刻导线框的OP边所处的位置可能是
A. 与x轴正半轴重合
B. 与y轴正半轴重合
C. 与y轴负半轴重合
D. 与x轴负半轴重合
【答案】BC
【解析】A、若与x轴正半轴重合,由于线圈OPQ以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,根据右手定则,产生了逆时针的电流,故A错;
BC、若与y轴正半轴重合,由于线圈OPQ以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,根据右手定则,产生了顺时针的电流,故B对;
C、若与y轴负半轴重合,由于线圈OPQ以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,根据右手定则,产生了顺时针的电流,故C对;
D、若与x轴负半轴重合,由于线圈OPQ以恒定角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,根据右手定则,产生了逆时针的电流,故D错;
故选BC
10. 如图甲所示,光滑水平面上直线MN右侧足够大区域内存在竖直向下的匀强磁场。水平面上放一质量m=1 kg、电阻R=4 Ω的正方形金属线框,线框的一条边与MN重合,某时刻让线框以初速度v0=4 m/s进入磁场,同时对线框施加一与初速度方向相反的外力F,F的大小随时间的变化关系如图乙所示。已知线框进入场磁后做匀减速直线运动,下列说法正确的是
A. 1 s末线框刚好全部进入磁场
B. 匀强磁场的磁感应强度B=3 T
C. 线框在磁场中做匀减速运 动的加速度大小为1 m/s2
D. 线框进入磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量q=0.75 C
【答案】AD
【解析】A、由于在线圈进入磁场的过程中做匀减速运动所以速度减小,则安培力减小,要保持做匀减速运动则施加的外力也必须是变力,当线圈完全进入磁场后,穿过线圈的磁通量不变,不产生电流也不受安培力,所以此后施加的外力即为恒力,结合图像可以,1 s末线框刚好全部进入磁场,故A对;
BC、线圈做匀减速的加速度为 ,经过1s完全进入磁场,说明线圈的边长为 ;当线圈刚以速度进磁场时,结合图像并利用牛顿第二定律可知: ;
,解得: ,故BC错;
D、线框进入磁场的过程中,通过线框横截面的电荷量 ,故D对;
故选AD
二、实验题 (本题共2小题,共14分)
11. 某实验小组用如图所示的实验装置完成“探究楞次定律”的实验,实验记录如下表
磁铁放置情况
磁铁运动情况
电表指针偏转情况
N极朝下
插入线圈
向左偏转
S极朝下
①
向左偏转
N极朝下
从线圈中抽出
②
③
插入线圈
向右偏转
该同学实验记录中有三处忘记记录了,请你补充完整:①________;②_______;③________。
【答案】 (1). 从线圈中抽出 (2). 向右偏转 (3). S极朝下
【解析】从图中可以看出当N极朝下插入线圈时,穿过线圈的向下的磁通量增加,根据楞次定律,此时感应出向上的磁场,并导致电流表向左偏转,
①当S极朝下并从线圈中抽出时,则穿过线圈向上的磁通量减小,根据楞次定律,则应该感应出向上的磁场,所以这时候电流表也左偏,
②当N极向下并从线圈中抽出时,穿过线圈向下的磁通量减小,根据楞次定律应感应出像下的磁场,与题给条件相反,所以电流表应该右偏;
③当S极朝下并插入线圈时,则向上的磁通量增大,则感应出向下的磁场,则电流表会右偏,
点睛:根据楞次定律判断应磁场的方向,并结合题目说给条件,可以判断电流的方向。
12. 用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下:
(ⅰ)用天平测量小球A、B的质量mA、mB并记录
(ⅱ)将斜槽固定在水平台上,并调整末端水平
(ⅲ)在水平地面上依次放上白纸、复写纸并固定
(ⅳ)让小球A从斜槽上的某一位置由静止释放,记录小球在水平面上的落点。重复多次,找出小球落点的中心位置P
(ⅴ)在斜槽水平末端处放上小球B,让小球A从步骤(ⅳ)同一位置由静止释放,记录小球A、B在水平面上的落点。重复多次,找出A、B两小球落点的中心位置M、N
(ⅵ)用重锤线确定斜槽水平末端的投影点O
(ⅶ)用毫米刻度尺测量出M、P、N距O点的距离LOM、LOP、LON并记录
(ⅷ)将实验数据代入等式mALOP=mALOM+ mBLON,验证是否成立,从而验证A、B两小球碰撞过程动量是否守恒。
请回答下列问题
(1)步骤(ⅳ) 、(ⅴ)中进行多次重复并找出小球落点的中心位置是为了减小__________。
(2)本实验中两小球的质量大小关系为mA________mB。(选填“>”、“<”或“=”)
(3)试论证说明:验证等式mALOP=mALOM+ mBLON是否成立,就可以验证A、B两小球碰撞过程动量是否守恒_________________________?
【答案】 (1). 实验误差 (2). > (3). 因小球平抛运动的高度相等,所以飞行时间相等,设为t
【解析】(1)步骤(ⅳ) 、(ⅴ)中进行多次重复并找出小球落点的中心位置是为了减小实验误差;
(2)为了防止碰后入射小球反弹,所以入射小球的质量应该大于被碰小球的质量,即mA>mB
(3)由于碰后小球做平抛运动,在竖直方向上自由落体,并且下落的时间 都相等,而在水平方向上做匀速运动,根据 知平抛的初速度应该正比运动走过的水平位移,所以可以利用mALOP=mALOM+ mBLON来验证动量是否守恒。
三、本题共 3小题,共36分。解答时请写出必要的文字说明、方程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.
13. 如图所示,质量为M、长为L的木板静放在光滑水平面上,质量为m的小木块(可视为质点)以水平初速度v0,沿木板的上表面滑到木板上。在以后的运动中,小木块始终末离开木板。已知水平面足够长,M=3m,重力加速度为g,求小木块与木板间的动摩擦因数的最小值。
【答案】
【解析】设小木块与木板共速时速度为,由动量守恒得:
小木块在木板上滑行的距离为x
由能量守恒得:
由题意得:
联立两式解得:,
即μ的最小值为
本题答案为
14. 如图所示,足够长的金属导轨MN、PQ平行放置,相距为L,与水平面的夹角为θ=30°,整个空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B。质量均为m、电阻均为R导体棒ab、cd静放在导轨上,棒ab、cd与导轨间的滑动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,导轨电阻不计。现给棒ab一个沿斜面向上的初速度,棒ab沿斜面向上的运动过程中,棒cd始终保持静止,棒ab、cd与导轨接触良好,求:
(1)棒ab初速度的最大值;
(2)棒ab以(1)问的初速度开始滑行,沿导轨向上滑行的最大距离为s,求ab棒上滑的过程中棒cd中产生的热量(不计电磁辐射)。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)当ab有最大初速度时,cd恰好不上滑,设此时感应电动势为E,回路中感应电流为I。
对cd由平衡条件得:
由法拉第电磁感应定律:
根据欧姆定律:
联立以上各式得:
(2)设ab上滑过程回路中总电热为Q,cd上的热量为。
根据系统能量守恒:
且
解得:
故本题答案是:(1) (2)
点睛:根据题目中恰好不上滑得出此时摩擦力恰好达到最大值,在利用系统能量守恒,可以求出cd棒上产生的热量。
15. 如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止放置三个小物块A、B、C,质量分别为mA=4kg,mB=2 kg,mc=1 kg;其中A、B用一轻弹簧连接,B、C之间夹有少许塑胶炸药,C的右边有一个弹性挡板。现引爆塑胶炸药,炸药爆炸后B以3 m/s的速度向左运动,B、C分开后, C恰好在A、B之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B,并与B碰撞后粘在一起。已知炸药爆炸的时间、C、B碰撞的时间很短,可以忽略不计,小物块C与弹性挡板碰撞过程没有能量损失,求:
(1)炸药爆炸产生的能量;
(2)C、B碰撞后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
【答案】(1) (2)
【解析】取水平向左为正方向。
(1)设炸药爆炸后B、C速度分别为、,爆炸产生的能量为E,爆炸过程B、C系统动量守恒:
能量守恒:
代入数据得:J
(2)由题意,当A、B、C有共同速度时,弹簧有最大弹性势能。设弹簧恢复原长时B、A的速度分别为、,C与B碰撞后粘在一起的速度为,A、B、C的共同速度大小为,弹簧的最大弹性势能为 。
从爆炸后到弹簧恢复原长过程,B、A和弹簧组成系统动量守恒:
根据系统能量守恒得:
C与B碰撞过程,C、B系统动量守恒:
C与B碰后到A、B、C有共同速度的过程,A、B、C和弹簧组成系统动量守恒:
根据能量守恒:
联立以上各式并代入数据得:J
故本题答案是:(1) (2)
点睛:本题考查了能量守恒与动量守恒相结合的问题,根据守恒规律解题即可。
16. 下列说法中正确的是
A. 液体与大气相接触,表面层内分子所受其它分子的作用表现为相互吸引
B. 一定质量理想气体发生绝热膨胀时,其内能不变
C. 物理性能各向同性的固体,可能是单晶体
D. 分子运动的平均速率可能为零
【答案】A
【解析】A、液体与大气相接触,表面层内分子间距离大于平衡距离,分子间的作用表现为引力,故A对
B、一定质量理想气体发生绝热膨胀时根据可知内能应该减小,故B错;
C、物理性能各同向性的固体,可能是多晶体或非晶体,不可能是单晶体,故C错;
D、分子永不停息的做无规则运动,所以分子运动的平均速率不可能为零,故D错;
故选A
17. 关于布朗运动,下列说法中正确的是
A. 布朗运动就是液体分子的运动
B. 液体中悬浮微粒越大,布朗运动越明显
C. 如果液体温度降到0℃,布朗运动都会停止
D. 布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
【答案】D
【解析】AB、布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的.而且颗粒越小不均衡性越明显,则布朗运动越明显,故AB错误,D正确;
C、由于分子在永不停息的做无规则的运动,所以液体温度降到0℃,布朗运动也不会停止,故C错;
故选D
18. 对于一定质量的理想气体,下列说法中正确的是
A. 若气体的体积不变,其内能一定不变
B. 若气体的内能不变,其状态一定不变
C. 若气体温度升高时,其内能一定增大
D. 若气体的温度升高,其压强一定增大
【答案】C
【解析】A、改变内能的方式有两种:做功和热传递,所以当气体的体积不变,其内能可能变化,故A错;
B、若气体的内能不变,则可能存在对外做功并吸收热量,而状态发生变化的,故B错;
D、若气体的温度升高,根据理想气体方程可是其压强不一定增大,故D错;
故选C
19. 某理想气体从a状态经等温过程到达b状态,再经等容过程到达c状态,又经等压过程回到a状态,对应的P-V图像如图甲所示。则图乙中该过程中对应的P-T图像、V-T图像,可能正确的是
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】AB、根据甲图可知,从a-b是等温变化,在等温变化时压强P是在减小的,b-c过程等容过程压强是增大,c-a等压过程中体积减小温度应该降低,故A对;B 错;
CD、根据甲图可知,从a-b是等温变化,在等温变化时压强P减小导致体积也减小,b-c过程等容过程压强是增大,则温度也是增大,,c-a等压过程中体积减小温度应该降低,故C对,D
错;
故选AC
20. 如图a所示,总长L=40 cm的粗细均匀的直玻璃管水平放置,用长为20 cm的水银柱封闭一定质量的理想气体,气体长度为16 cm。环境温度为t1=7℃,大气压强p0=75 cmHg。求:
(ⅰ)保持外界大气压强不变,缓慢升高环境温度,当环境温度升高到t2时,水银柱到达管口,求t2(℃)的大小;
(ⅱ)保持外界大气压强p0、环境温度为t2不变的情况下,将玻璃管缓慢转至竖直开口向下,如图b所示,稳定后管中水银柱的长度。
【答案】(1) 77℃ (2) 15 cm
【解析】(1)初状态的状态参量T1=273+t1 V1=l1S
末状态的状态参量为T2=273+t2 V2=(L-h)S
由盖吕萨克定律得:
代入数据解得:t2=77℃
(2)设稳定后管中水银柱的长度x,则
初状态: V2=(L-h)S P2=p0=75 cmHg
末状态:V3=(L-x)S P3=p0-Px=(75-x) cmHg
由玻意耳定律得:P2V2= P3 V3
代入数据得:x=15 cm
本题答案是:(1) 77℃ (2) 15 cm
点睛:正确找到不同状态下的参量,根据理想气体方程求解即可。
21. 一个弹簧振子做简谐运动,当它向平衡位置运动的过程中,下列关于它运动速度、加速度变化的说法中,正确的是
A. 速度增大,加速度减小 B. 速度减小,加速度增大
C. 速度增大,加速度增大 D. 速度减小,加速度减小
【答案】A
【解析】一个弹簧振子做简谐运动,当它向平衡位置运动的过程中根据回复力 可知加速度减小,并且回复力做正功,所以速度增大。故A正确;
故选A
22. 下列关于电磁波和机械波的说法中,正确的是
A. 机械波和电磁波均有横波和纵波
B. 机械波和电磁波均可发生干涉、衍射
C. 机械波只能在介质中传播,电磁波只能在真空中传播
D. 波源的振动或电磁振荡停止,空间中的波均即刻完全消失
【答案】B
【解析】A、机械波有横波和纵波,电磁波只有横波.故A错误.
B、干涉、衍射是一切波具有的特性,所以机械波和电磁波均可发生干涉、衍射,故B正确;
C、机械波是机械振动在介质中传播过程,必须依赖于介质,没有介质不能形成机械波;电磁波传播的是电磁场,而电磁场本身就是一种物体,不需要借助其他物质来传播,所以电磁波可以在真空中传播.也可以在介质中传播,故C 错;
D、当波源的振动或电磁振荡停止,只是不能发出新的波,但已经发出的波不会停下来,故D错;
故选B
23. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波长不小于10 cm,介质中O、A两点的平衡位置分别位于xO=0、xA=5 cm。t=0时刻,质点O的位移y=4 cm,A点处于波峰;s时,质点O第一次回到平衡位置;t=1 s时, 质点A第一次回到平衡位置。则该波传播的速度大小为
A. 5 cm/s B. 6 cm/s C. 7.5 cm/s D. 15 cm/s
【答案】C
【解析】波的周期
O点振动状态传播到A点所用的时间为
所以波速为 ,故C正确;ABD错误;
故选C
24. 图甲为一列简谐波在0时刻的波形图,Q、P为介质的两个质点,图乙为质点P的振动图像,下列说法中正确的是
A. 该波传播的速度大小为10 m/s
B. 该波沿x轴正向传播
C. t= 0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴负方向
D. t=0.05 s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度
【答案】AD
【解析】A、根据波动图可知波长为 ,根据振动图像可知周期为 ,所以波速为 ,故A对
B、从振动图像上可以看出P点在0时刻从平衡位置向下振动,所以波应该沿x轴负方向传播,故B错;
C、由于波向左传播,波传播的周期为0.4s,根据波的传播,可知t= 0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向,故C错;
D、根据波的传播方向可以知道0-0.05 s的时间内,P从平衡位置向下运动,而Q从原来位置向平衡位置移动,且越靠近平衡位置粒子的加速度越小,所以在t=0.05 s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度,故D对;
故选AD
25. 如图所示,是一个半径为R的半圆柱形透明物体的截面图。现有平行于轴线OA的单色光从左侧射入透明物体,已知从距圆心的P点射入透明物体的光,经过透明物体后通过轴线OA上的Q点,Q点距圆心O的距离为。求:
(ⅰ)该透明物体的折射率;
(ⅱ)能够从透明物体圆形边界射出的光(不考虑多次反射的情况),其入射光的范围。
【答案】(1) (2) 入射光的范围在距O点小于的距离内
【解析】(i) 如图,
设光在弧面上的入射点为S,入射角为r,折射角为i,OS与OA夹角为,由几何关系:
设S、Q间的距离分别为,
由题意可得O、Q间距:
在OSQ中,由余弦定理得:
代入数据得:
OSQ为等腰三角形
设SQ与OA的夹角为Φ,
由几何知识可得:Φ =θ,i=Φ +θ
由折射定律:
代入数据得:
(ii)设临界角为C,入射光离O的最远距离为d,由折射定律:
根据几何关系:
代入数据得:,即入射光的范围在距O点小于的距离内。
点睛:要正确的做出光电图,并掌握折射定律和全反射条件,结合临界角求解。