2017-2018学年广东省佛山市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年广东省佛山市第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

佛山一中2017—2018学年下学期期中考试 高二级物理科试题 一、单项选择题（共9题，每题3分，合计27分，选错不得分）‎ ‎1. 有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置,该装置采用的传感器是（  ）‎ A. 温度传感器 B. 压力传感器 C. 生物传感器 D. 红外线传感器 ‎【答案】B ‎【解析】根据水位的向心力不同，即对洗衣机桶壁的压力不同，所以应该采用压力传感器，B正确。‎ ‎2. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，副线圈接有电动机M，电动机线圈电阻为4Ω，原线圈接交变电源 ，电动机正常工作，电流表的示数为0.2A，电表对电路的影响忽略不计，则（   ）‎ A. 此交流电的频率为100Hz B. 电压表的示数为 C. 正常工作时电动机的输出功率为40W D. 若电动机由于卡住了而不转动，则电流表的示数为11A ‎【答案】C ‎【解析】根据交变电源电压的瞬时值表达式，知ω=100π，频率f==50Hz，故A错误；原线圈两端电压U1=220V，根据电压与匝数成正比，得U2=U1=44V，故B错误；副线圈的电流强度I2=I1=1A，电动机正常工作时电动机的输出功率为PM出=U2I2-I22R=44W-4W=40W，故C正确；若电动机由于卡住了而不转动，根据变压器功率相等可得U1I′1=，解得电流表的示数为I′1=2.2A，故D错误；故选C。‎ 点睛：本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。原线圈的电压决定副线圈的电压；理想变压器在改变电压和电流的同时，不改变功率和频率。‎ ‎3. 跳水运动员在跳台上由静止直立落下，落入水中后在水中减速运动到速度为零时并未到达池底，不计空气阻力，则关于运动员从静止落下到水中向下运动到速度为零的过程中，下列说法不正确的是（　 　）‎ A. 运动员在空中动量的改变量等于重力的冲量 B. 运动员整个向下运动过程中合外力的冲量为零 C. 运动员在水中动量的改变量等于水的作用力的冲量 D. 运动员整个运动过程中重力冲量与水的作用力的冲量等大反向 ‎【答案】C ‎【解析】根据动量定理可知，运动员在空中动量的改变量等于重力的冲量，A项正确：运动员整个向下运动过程中，初速度为零，末速度为零，因此合外力的冲量为零，B项正确：运动员在水中动量的改变量等于重力和水的作用力的合力的冲量，C项错误；由于整个过程合外力的冲量为零，因此运动员整个过程中重力冲量与水的作用力的冲量等大反向，D项正确；此题选择不正确的选项，故选C.‎ ‎4. 如图电路,开关原先闭合,电路处于稳定,在某一时刻突然断开开关S,则通过电阻R1中的电流I1随时间变化的图线可能是下图中的( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】当断开电键，原来通过R1‎ 的电流立即消失，电感阻碍自身电流变化，产生的感应电流流过电阻，其方向与原来流过电阻R1的方向相反，慢慢减小最后为0．故D图象比较合适．故选D.‎ 点睛：做好本题的关键：知道线圈对电流突变时的阻碍作用，特别是断开时相当于电源，L中原来电流的方向即电动势的正极 ‎5. 电磁炉（或电磁灶）如图是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物．电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害．关于电磁炉，以下说法中正确的是（　 　）‎ A. 电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的 B. 电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的 C. 电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的 D. 电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的 ‎【答案】B ‎【解析】由题意知，电磁炉的原理是利用涡流加热的，交变电流通过线圈产生变化的磁场，在锅体底部产生涡流，使锅体被加热、然后加热锅内食物，故选项A、C、D错，B对。‎ ‎6. 目前，我国的电磁弹射技术已达到世界先进水平，将很快装备到下一代航母中，航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示，当闭合开关S，固定线圈中突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环（连接舰载机）被弹射出去，则（   ）‎ A. 闭合S的瞬间，从左侧看环中感应电流沿逆时针方向 B. 若将电池正负极调换后，金属环弹射方向改变 C. 若金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射 D. 若金属环置于线圈的右侧，金属环将向右弹射 ‎【答案】D ‎【解析】A、闭合瞬间穿过金属环的磁通量增大，依据楞次定律，从左侧看感应电流沿逆时针方向；故A错误；‎ B、电池正负极变化只影响磁场方向并不影响磁场的变化，根据“来拒去留”可得，金属环受力向左，故将向左弹射出去，故B错误；‎ CD、若将金属环置于线圈的右侧，根据“来拒去留”可得，金属环受力向右，故将向右弹射出去，故D正确，C错误；‎ 故选D。‎ ‎7. 某种单色光的频率为ν，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为Ek，则这种金属的逸出功和极限频率分别是（ ）‎ A. hν-Ek，ν- B. Ek-hν，ν+ C. hν+Ek，ν- D. Ek+hν，ν+‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据光电效应方程EK=hν-W=hν-hν0得，这种金属的逸出功W=hν-EK；且W=hν0．因此极限频率ν0==ν-；故A正确，BCD错误；故选A。‎ ‎8. 某交流发电机线圈电阻为0.4Ω,给灯泡提供如图所示的正弦式交变电流。下列说法中正确的是（ ）‎ A. 交变电流的频率为0.02Hz B. 交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πt(A)‎ C. 在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D. 发电机线圈产生的热功率为5W ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：A、由图象可读得，交流电的周期为，所以交流电的频率为 ‎，所以A错误；B、交变电流的瞬时表达式为，所以B错误；C、在t=0.01s时，感应电流最大，此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，而穿过交流发电机线圈的磁通量最小，所以C错误；D、交流电的有效值为，发电机的发热功率为，所以D正确．故选D．‎ 考点：本题考查正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率．‎ ‎9. 很多人喜欢到健身房骑车锻炼，某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置．如图所示．自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中，后轮圆形金属盘在磁场中逆时针转动时，可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动．已知该磁场的磁感应强度大小为B，圆盘半径为l，圆盘电阻不计．导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连，导线两端a、b间接一阻值R的小灯泡．后轮匀速转动时，用电压表测得a、b间电压U．则下列说法正确的是（ 　　）‎ A. a连接的是电压表的正接线柱 B. 若圆盘匀速转动的时间为t，则该过程中克服安培力做功 C. 自行车后轮转动的角速度是 D. 自行车后轮边缘的线速度大小是 ‎【答案】D ‎...............‎ 点睛：本题主要是考查了法拉第电磁感应定律；对于导体切割磁感应线产生的感应电动势情况有两种：一是导体平动切割产生的感应电动势，可以根据E=BLv来计算；二是导体棒转动切割磁感应线产生的感应电动势，可以根据E=Bl2ω来计算．‎ 二、多项选择题（共5题，每题5分，合计25分，错选不得分，漏选得2分）‎ ‎10. 一群氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时，放出光子的最大能量为E，则这群氢原子（　　）‎ A. 跃迁时可以放出6种不同能量的光子 B. 由n=2的能级向基态跃迁时放出光子的能量小于E C. 从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光最不容易发生衍射现象 D. 由n=2的能级向基态跃迁时吸收光子的能量为 ‎【答案】BC ‎11. 随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益增大，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常工作的电压为U2，在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（　 　）‎ A. 输电线上损耗的功率为 B. 输电线上损耗的功率为 C. 若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D. 采用更高的电压输电可以提高输电的效率 ‎【答案】CD ‎【解析】解：A、B、由于降压变压器的匝数比未知，无法求出输电线上的电流，从而求解不出损失功率，故AB错误；‎ C、当采用更高的电压输电时，根据P=UI可知，输电电流减小，根据输电线上损耗的功率将会减小，故C正确；‎ D、输电效率为：在输送功率一定的情况下，采用高压输电，输电效率提高，故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎【点评】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．‎ ‎12. 下列有关光的说法中正确的是（  ）‎ A. 光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子 B. 大量光子易表现出波动性，少量光子易表现出粒子性 C. 光有时是波，有时是粒子 D. 康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量 ‎【答案】BD ‎【解析】A、光电效应现象中能产生光电子，但不是光子转化为电子，故A错误； B、光的波动性是大量光子表现出来的现象，粒子性是少数粒子具有的性质，故B正确； C、光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，故C错误； D、康普顿效应表明光子也具有能量和动量，和电子、质子等实物粒子一样，说明了光子具有粒子性，故D正确。‎ 点睛：本题考查光子的波粒二象性，要注意多读教材，加强基础知识积累就能顺利解决此类题目，注意光子不是实物粒子。‎ ‎13. 下列关于原子结构的说法正确的是（  ）‎ A. 电子的发现说明了原子内部还有复杂结构 B. α粒子散射实验揭示了原子的核式结构 C. α 粒子散射实验中绝大多数都发生了较大偏转 D. α 粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子核之间存在库仑力的作用 ‎【答案】ABD ‎【解析】电子的发现说明了原子内部还有复杂结构，选项A正确；α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，选项B正确；α 粒子散射实验中绝大多数不发生偏转，少数发生了较大偏转，选项C错误； α 粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子核之间存在库仑力的作用，选项D正确；故选ABD.‎ ‎14. 如图所示,小车质量为M，小车顶端为半径为R的四分之一光滑圆弧,质量为m的小球从圆弧顶端由静止释放,对此运动过程的分析，下列说法中正确的是(g为当地重力加速度)( )‎ A. 若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为1.5mg B. 若地面粗糙且小车能够静止不动，则地面对小车的静摩擦力最大为2mg C. 若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为 D. 若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为 ‎【答案】AC ‎【解析】设圆弧半径为R，当小球运动到重力与半径夹角为θ时，速度为v。‎ ‎ 根据机械能守恒定律有：mv2=mgRcosθ 由牛顿第二定律有：N-mgcosθ=m 解得小球对小车的压力为：N=3mgcosθ 其水平分量为 Nx=3mgcosθsinθ=mgsin2θ 根据平衡条件，地面对小车的静摩擦力水平向右，大小为：f=Nx=mgsin2θ 可以看出：当sin2θ=1，即θ=45°时，地面对车的静摩擦力最大，其值为fmax ‎=1.5mg．故A正确，B错误。‎ 若地面光滑，当小球滑到圆弧最低点时，小车的速度设为v′，小球的速度设为v。 小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv-Mv′=0 系统的机械能守恒，则得：mgR=mv2+Mv′2， 解得：v′=．故C正确，D错误。故选AC。‎ 点睛：本题中地面光滑时，小车与小球组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统的总动量并不守恒．‎ 三、实验题（共1题，每空2分，合计12分）‎ ‎15. 图（a）为通过实验测得的某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，测试时，磁敏电阻的轴线方向与磁场方向相同。‎ ‎（1）试结合图（a）简要回答，磁感应强度B在0.4-1.2T内成线性变化，则当B在0.4-1.2T范围内时，磁敏电阻的阻值与磁场B的关系为__________。（定量关系）‎ ‎（2）某同学想利用磁敏电阻图（a）所示特性曲线测试某匀强磁场，设计电路如图（b）所示，磁敏电阻与开关、电源和灵敏电流表连接，长直导线与图示电路共面并通以图示电流。请指出本实验装置的错误之处________________。‎ ‎（3）某同学想要验证磁敏电阻在室温下的电阻—磁感应强度特性曲线的准确性，需要测定B在0.4～1.2T范围内磁敏电阻的阻值，有如下器材：‎ A、电流表A（量程2mA，内阻约为5Ω）‎ B、电流表A（量程0.6A，内阻约为1Ω）‎ C、电压表V（量程15V，内阻约为3kΩ） ‎ D、电压表V（量程3V，内阻约为1kΩ）‎ E、滑动变阻器R1（0～10Ω，额定电流为2A）‎ F、滑动变阻器R2（0～6kΩ，额定电流为0.3A）‎ G、电源E（电动势12V，内阻较小）‎ H、导线、开关若干 ‎①则电流表选_____，电压表选_____，滑动变阻器选_____；‎ ‎②在线框内画出你设计的测量磁敏电阻的电路图____________。‎ ‎【答案】 (1). (2). 磁敏电阻的轴线与磁场方向不相同 (3). A (4). C (5). E (6). ‎ ‎【解析】（1）由（a）可知，在B从0.4T至1.2T的变化过程中，R与B是一次函数关系，设R与B的关系为，‎ 由（a）可知：时，磁敏电阻R=15000Ω，‎ 时，，将它们代入，‎ 可得：，，‎ 解得，，则，‎ ‎（2）由安培定则可知，磁场方向应与磁敏电阻轴向垂直，而本题磁场方向与磁敏电阻轴向平行，这是错误的；‎ ‎（3）由，当时，，故电流表选A；‎ 最大电压为12V，电压表选量程选15V的，选C；‎ 电压调节范围应尽可能大，用分压接法，所以滑动变阻器选择阻值较小的，即选E；‎ 又因为，所以采用电流表内接法，电路图如图所示；‎ ‎ ‎ 四、计算题（16题15分,17题15分，18题16分，合计46分，写出必要的文字说明和过程，只写结果不给分）‎ ‎16. 如图甲所示，电阻不计，间距为l的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置到导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动．现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d．若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化．求：‎ ‎（1）求在0 -t0时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向；‎ ‎（2）求在t0 -2t0时间内导体棒ef产生的热量；‎ ‎（3）1.5t0时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向．‎ ‎【答案】(1) ，电流方向为e→f (2) (3) ，负号表示方向为向右的拉力 ‎【解析】试题分析：（1）在0～时间内，磁感应强度的变化率 产生感应电动势的大小 流过导体棒ef的电流大小 有楞次定律可判断电流方向为 ‎（2）在时间内，磁感应强度的变化率 产生感应电动势的大小 流过导体棒ef的电流大小 时间内导体棒ef产生的热量 ‎（3）在时，磁感应强度 Ef棒受安培力：方向水平向左：‎ 根据导体棒受力平衡，杆对导体棒的作用力为,方向水平向右 考点：电磁感应定律 ‎17. 如图所示，竖直平面内的光滑半圆形轨道MN的半径为R，MP为粗糙水平面。两个小物块A、B可视为质点，在半圆形轨道圆心O的正下方M处，处于静止状态。若A、B之间夹有少量炸药，炸药爆炸后，A恰能经过半圆形轨道的最高点N，而B到达的最远位置恰好是A在水平面上的落点。已知粗糙水平面与B之间的动摩擦因数为μ=0.45，求：‎ ‎（1）B到达的最远位置离M点的距离；‎ ‎（2）极短爆炸过程中，A受到爆炸力的冲量大小；（已知A的质量为mA）‎ ‎（3）A与B的质量之比.‎ ‎【答案】(1) 2R (2) (3) ‎ ‎【解析】试题分析：A恰好到达轨道最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出A 到达最高点时的速度，结合平抛运动规律可以求出B到达的最远位置离M点的距离；根据动量定理可求出A受到爆炸力的冲量大小；爆炸过程中，A、B系统动量守恒，由动量守恒定律、机械能守恒定律、动能定理可以求出A、B的质量之比。‎ ‎（1）A恰能经过半圆形轨道的最高点，由牛顿第二定律得： ‎ 解得： ‎ A做平抛运动，由平抛运动规律：‎ 水平方向： ‎ 联立可得B到达的最远位置离M点的距离即为：x=2R ‎ ‎（2）A上升到N的过程，由机械能守恒定律 ： ‎ 解得： ‎ 根据动量定理可得： ‎ ‎（3）对B，由动能定理：‎ 炸药爆炸过程由动量守恒定律： ‎ 联立以上可得：‎ 点睛：本题主要考查了应用牛顿第二定律、平抛运动知识、动量守恒定律与机械能守恒定律、动能定理即可正确解题；解题时要注意：“A恰能经过半圆形轨道的最高点N”时，重力提供做圆周运动的向心力。‎ ‎18. 一根电阻R=0.6Ω的导线弯成一个半径r=1m的圆形线圈,线圈质量m=1kg,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直线圈平面的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,如图所示。若线圈以初动能Ek0=20J沿x轴方向滑进磁场，当进入磁场0.5m时，线圈中产生的电能为E=12J。求：‎ ‎（1）此时线圈的运动速度的大小；‎ ‎（2）此时线圈与磁场左边缘两交接点间的电压；‎ ‎（3）此时线圈加速度的大小 ‎【答案】(1) 4m/s (2) (3) 5m/s2‎ ‎【解析】（1）线圈的初动能为5J,进入磁场0．5m时的末动能为3J。设此时线圈的运动的速度为v,‎ 由能量守恒定律得： ‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）线圈进入磁场x=0．5m时，切割磁感线的有效长度由几何关系可得：‎ 则感应电动势： ‎ 由几何知识可得圆弧所对应的圆心角为：θ=120°‎ 线圈在磁场外的电阻为：‎ 线圈与磁场左边缘两交接点间的电压：‎ ‎（3）线圈受到的安培力：‎ 由牛顿第二定律得：‎ 代入数据解得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎