2017-2018学年湖北省襄阳市第四中学高二3月月考物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省襄阳市第四中学高二3月月考物理试题 解析版

湖北省襄阳市第四中学2017-2018学年高二3月月考物理试题 一、选择题：（本题共10小题，每题5分，共50分。1-6题为单选，7-10为多选，全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）。‎ ‎1. 关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（ ）‎ A. 振动是波的成因，波是振动的传播 B. 振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象 C. 波的传播速度就是质点振动的速度 D. 波源停止振动时，波不一定会停止传播 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：振动是波的成因，波是振动的传播，振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联系起来呈现的运动现象，所以AB对。质点的振动是在其平衡位置上下震动，而波的传播指的是波峰或波谷移动速度，并不是质点移动速度，所以C错。波源停止振动时，波的能量会使得前方未振动质点继续振动一段时间停止，所以波立即停止传播说法错误 考点：波的传播 点评：本题考查了机械波的传播与质点的振动关系，通常常见题型是将两者用图像的形式表达。‎ ‎2. 一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s。则（ ）‎ A. 弹簧振子的振幅为0.2m B. 弹簧振子的周期为1.25s C. 在t=0.2s时，振子的运动速度为零 D. 在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m ‎【答案】C 解：A、质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出振幅A=0.1m，故A错误；‎ B、质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出角频率为2.5π，故周期T=，故B错误；‎ C、在t=0.2s时，振子的位移最大，故速度最小，为零，故C正确；‎ D、根据周期性可知，质点在一个周期内通过的路程一定是4A，但四分之一周期内通过的路程不一定是A，故D错误；‎ 故选：C．‎ ‎3. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角（）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B. 若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远 C. 若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D. 若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 ‎【答案】A ‎【解析】正粒子从磁场边界入射做匀速圆周运动，当θ为锐角时运动轨迹如图所示：‎ 根据洛仑兹力提供向心力有，解得：，当θ为锐角时，由几何关系入射点与出射点的距离：，而粒子在磁场的运动时间，与速度无关。正粒子从磁场边界入射做匀速圆周运动，当θ为钝角时运动轨迹如图所示：‎ 由几何关系入射点与出射点：，而粒子在磁场中运动时间：与速度无关，故D错误；若v一定，θ越大，则Oa就越长，从时间公式可以看出运动时间却越短，故A正确。若v一定，θ为锐角越大时，则Oa就越开，但θ 为钝角越大时，由上式可以看出Oa却越小，故B错误。粒子运动的角速度，显然与速度无关，即ω不变，故C错误；‎ ‎4. 用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径。如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图所示，已知磁感应强度均匀减小且变化率，则（ ）‎ A. 圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 圆环具有收缩的趋势 C. 圆环中感应电流的大小为 D. 图中a、b两点间的电势差大小为 ‎【答案】D ‎【解析】磁通量向里且磁通量减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为顺时针，故A错误；由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势，故B正确；由法拉第电磁感应定律可知：，感应电流为：，故C错误；根据闭合电路欧姆定律可知，ab两点间的电势差为：，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎5. 如图所示，线框匝数为N，面积为S，以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的轴匀速转动。线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（ ）‎ A. 图示位置电流最大 B. R两端电压的有效值 C. 交流电流表的示数 D. 一个周期内通过R的电荷量 ‎【答案】C ‎【解析】由题图可知，图示位置磁通量最大，磁通量的变化率为零，所以此时通过R的电流为零，故A错误；R两端的电压随时间的变化规律如图所示：‎ 电动势的最大值为：，设电压的有效值为U，在一个周期内有：，解得：，故B错误；交流电流表的示数为电流的有效值即：，故C正确；在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，一个周期内通过R的电荷量为：，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎6. 一束光线穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则（ ）‎ A. 介质1的折射率最大 B. 介质2是光密介质 C. 光在介质2中的速度最大 D. 当入射角由45°逐渐增大时，在2、3分界面上可能发生全反射 ‎【答案】C ‎【解析】由图可知，光从介质1射入介质2中折射角大于入射角，则n1＞n2．光从介质2射入介质3中折射角小于入射角，则n2＜n3，据光的可逆性知，光从2射向1或从2射向3时，入射角相等，从折射角上可判断n3＞n1，所以有n3＞n1＞n2，即介质3折射率最大，故A错误。由对A的分析可知，相对来说，2是光疏介质，故B错误；根据公式：，因2的折射率最小，所以光在介质2中的传播速度最大，故C正确；当入射角由45°逐渐增大时，光从2到3是从光疏介质到光密介质，全反射只有光从光密介质射向光疏介质时才能发生，所以在此界面上不会发生全反射，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎7. 如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有a、b、c、d、e五个点，在焦点处固定一正点电荷，则下列判断正确的是（ ）‎ A. c、e两点的电场强度相同 B. a点的电势比b点的电势低 C. 一负电荷在d点时的电势能大于在a点时的电势能 D. 将一正电荷由e点沿eabc移到c点，所受电场力先做正功再做负功，但总功为零 ‎【答案】BD ‎【解析】由电场线的分布情况和对称性可分析c、e两点电场强度大小相等，但方向不同，所以电场强度不同，故A错误；点电荷的等势面是以点电荷为圆心的等势面，且离正电荷越远，电势越低，故a点的电势比b点的电势低，故B正确；点电荷的等势面是以点电荷为圆心的等势面，且离正电荷越远，电势越低，故a点的电势比d点的电势低；根据Ep=qφ，负电荷在d点时的电势能小于在a点时的电势能；故C错误；将一正电荷由e点沿eabc移到c点，由于是排斥力，所受静电力先做正功再做负功；由于ec在同一等势面上，故总功为零；故D正确；故选BD．‎ ‎8. 如图所示，平行板电容器两极板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，则（ ）‎ A. 电压表读数减小 B. 电流表读数减小 C. 质点P将向上运动 D. 上消耗的功率减小 ‎【答案】AD ‎..................‎ ‎9. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 甲、乙两摆的振幅之比为2：1‎ B. t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零 C. 甲、乙两摆的摆长之比为4：1‎ D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等 ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：A、由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；‎ B、t="2" s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；‎ C、由单摆的周期公式，得到甲、乙两摆的摆长之比为1：4，故选项C错误；‎ D、因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误；‎ 故选AB．‎ ‎10. 如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处，两列波的速度均为v=0.4m/s，两波源的振幅均为A=2cm。图示为t=0时刻两列波的图像（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处，关于各质点运动情况，下列判断正确的是（ ）‎ A. 两列波相遇后振幅仍然各为2cm B. t=1s时刻，质点M的位移为-4cm C. 质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向 D. t=0.75s时刻，质点P、Q都运动到质点M所处的位置 ‎【答案】AB ‎【解析】两列波相遇过后不改变波的性质，所以振幅不变，振幅仍然为2cm，故A正确；由图知波长λ=0．4m，由得，波的周期为，两质点传到M的时间为，当t=1s时刻，两波的波谷恰好传到质点M，所以位移为-4cm，故B正确；由波的传播方向根据波形平移法可判断出质点的振动方向：两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，则质点P、Q均沿y轴负方向运动，故C正确； 质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，所以质点P、Q都不会运动到M点，故D错误。所以ABC正确，D错误。‎ 二、实验题：（本题2小题，共14分。把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程。）‎ ‎11. 某同学利用用单摆测定重力加速度。‎ ‎（1）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最上端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为________mm，单摆摆长为________m。‎ ‎（2）他多次测量摆长和相应的周期，并利用数据，作出图象，则重力加速度_______。‎ ‎【答案】 (1). 10.2 (2). 0.9981 (3). 9.86‎ ‎【解析】（1）游标尺的读数为：d=10mm+2×0.1mm=10.2mm；单摆摆长为：。‎ ‎（2）根据单摆的周期：，解得：，根据图象可得：。‎ ‎12. 在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：‎ A.干电池E（电动势约为1.5V，内阻小于）‎ B.电流表（满偏电流3mA，内阻）‎ C.电流表（，内阻）‎ D.滑动变阻器 E.滑动变阻器 F.定值电阻 G.开关和导线若干 ‎（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是_________。（填字母代号）‎ ‎（2）请画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图。‎ ‎（3）如图为某一同学根据他所设计的实验绘出的图线（为的示数，为的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=_________V，内阻r=__________。‎ ‎【答案】 (1). D (2). (3). 1.48 0.75‎ ‎【解析】（1）实验中应选用的较小阻值的滑线变阻器，有利于电流的变化和表的读数所以选R1，故选D。 （2）由于没有电压表，用电流表A1与定值电阻串联组成电压表测路端电压，电流测电路电流，实验电路图如图所示：‎ ‎（3）表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：I1（R3+Rg）=E-I2r，变形得：，由图可知，图象与纵坐标的交点为1.48mA，则有：，解得：；由图象可知，图象的斜率为：0.75×10-3，由公式得图象的斜率等于，即，解得：。‎ 三、计算题：（共4小题，共46分。其中解答时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。）‎ ‎13. 如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP=OQ=R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，。‎ ‎（1）求该玻璃的折射率。‎ ‎（2）若真空中光速为C，求光从A传播到D的所用时间。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：画出光路图，根据几何知识分别求出入射角和折射角，由折射定律求出折射率；由几何关系求出AB与BD的长度；由折射率与光在介质中的速度的关系求出光在介质中的速度，由匀速直线运动的位移公式分别求出两段时间再求和即可。‎ ‎（1）作光路图如图所示：‎ 在PQ面上的入射角：，‎ 由几何关系可得：，‎ 折射率 ‎（2）由几何关系得：‎ 由于∠BDO=30°=∠BOD，由几何关系可知，BD=BO=R 光在介质中的速度：‎ 光传播的时间为：‎ 点睛：本题主要考查了几何光学问题，画面出光路图是解题的基础，常常是折射定律和几何知识的综合应用，其中找出对应的几何关系是解答的关键。‎ ‎14. 图甲为某一列简谐波时刻的图象，图乙是这列波上原点O从这一时刻起的振动图象，试求：‎ ‎（1）波的传播方向和波速大小；‎ ‎（2）经过2.5s后，P质点的位移和P质点运动的路程。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻的振动方向，从而判断波的传播方向，由图象得出周期和波长，从而求出波速；一个周期内质点走过的路程为4A，即可求出经过2.5s后，P质点的位移和P质点运动的路程。‎ ‎（1）根据振动图象可以判断O质点在时刻在平衡位置且向正的最大位移运动，由此可确定波沿x轴负向传播。由时该波的图象可知，频率为：，根据波速为：，解得：。‎ ‎（2）由于T=0.4s，所以，O质点的位移为10cm，一个周期内质点走过的路程为4A，所以总路程为：。‎ 点睛：本题主要考查了根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系即可解题。‎ ‎15. 如图所示，粒子源能放出初速度为0，比荷均为 的带负电粒子，进入水平方向的加速电场中，加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r=0.1m的圆形磁场区域，磁感应强度B=0.5T，在圆形磁场区域右边一屏，屏的高度为，屏距磁场右侧距离为L=0.2m，且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上。现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上，试 ‎（1）粒子速度方向偏转角的最大值 ‎（2）加速电压的最小值。‎ ‎【答案】（1） （2） 60V ‎【解析】试题分析：画出粒子运动轨迹，根据粒子做匀速圆周运动的半径公式，确定出对应的最大偏转角的速度，然后由带电粒子在电场中电场力做功，由动能定理即可求出加速电压。‎ ‎（1）粒子运动轨迹如图所示：‎ 根据洛伦兹力公式F=qvB可知，磁感应强度一定时，粒子进入磁场的速度越大，在磁场中偏转量越小。若粒子恰好不飞离屏，则加速电压有最小值，设此时粒子刚好打在屏的最下端B 点，根据带电粒子在磁场中的运动特点可知，粒子偏离方向的夹角正切值为，解得：，粒子偏离方向的夹角：‎ ‎（2）由几何关系可知，此时粒子在磁场中对应的回旋半径为：‎ 带电粒子在电场中加速，由动能定理得：，‎ 带电粒子在磁场中偏转时，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得：‎ 联立解得：，‎ 故加速电压的最小值为60V。‎ 点睛：本题主要考查了粒子在磁场中做匀速圆周运动与带电粒子在电场中的加速，掌握处理的方法，理解牛顿第二定律和动能定理的应用，注意已知长度与运动轨道半径的正确关系。‎ ‎16. 如图甲所示，足够长的光滑平行导轨MN、PQ倾斜放置，两导轨间距离为L=1.0m，导轨平面与水平面间的夹角为，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上，导轨的M、P两端连接阻值为的电阻，金属棒ab垂直于导轨放置并用细线通过光滑定滑轮与重物相连，金属棒ab的质量m=0.20kg，电阻，重物的质量M=0.60kg，如果将金属棒和重物由静止释放，金属棒沿斜面上滑的距离与时间的关系图象如图乙所示，不计导轨电阻，，求：‎ ‎（1）磁感应强度B的大小；‎ ‎（2）在0.6s内通过电阻R的电量；‎ ‎（3）在0.6s内电阻R产生的热量。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】试题分析：由图乙看出，ab棒最终做匀速运动，其斜率等于速度，由数学知识求得斜率，即可得到ab棒匀速运动的速度．根据平衡条件和安培力公式F=BIL结合，即可求得B；根据电量公式q=I•△t，闭合电路欧姆定律：，法拉第电磁感应定律：，联立可得通过电阻R的电量；由能量守恒定律求电阻R中产生的热量。‎ ‎（1）由题图乙得ab棒匀速运动时的速度，‎ 感应电动势E=BLv，感应电流 棒所受安培力：，‎ 棒ab匀速时，棒受力平衡：‎ 解得：‎ ‎（2）由图乙得，在0.6s内ab棒上滑的距离s=1.40m，根据电量公式q=I•△t，闭合电路欧姆定律：，法拉第电磁感应定律：，联立可得通过电阻R的电量：‎ ‎（3）设0.6s内整个回路产生的热量为Q，‎ 由能量守恒定律得，‎ 代入数据解得：‎ 电阻R产生的热量：‎ 点睛：本题主要考查了电磁感应与力学、电路知识的综合，抓住位移图象的意义：斜率等于速度，根据平衡条件和法拉第定律、欧姆定律等等规律结合进行求解。‎ ‎ ‎ ‎ ‎