【物理】江西省宜春市丰城中学2019-2020学年高二下学期创新班期末考试试题

【物理】江西省宜春市丰城中学2019-2020学年高二下学期创新班期末考试试题

丰城中学2019-2020学年下学期高二物理创新班 期末考试试卷 本试卷总分值为100分 考试时间100分钟 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，第1~8题只有一项符合题目要求，第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.如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，途经A、B、C三点，其中A、B之间的距离l1＝‎2.5 m，B、C之间的距离l2＝‎3.5 m。若物体通过l1、l2这两段位移的时间相等，则O、A之间的距离l等于 A.‎‎0.5‎‎ m B.‎1.0 m C.‎1.5 m D.‎‎2.0 m ‎2.如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为Ff，则该过程中 A．Ff变小，F变大 B．Ff变小，F变小 C．Ff变大，F变小 D．Ff变大，F变大 ‎3.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为 ‎ A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV ‎4. 如图，两小球P、Q从同一高度分别以v1和v2的初速度水平抛出，都落在了倾角θ＝37°的斜面上的A点，其中小球P垂直打到斜面上，则v1、v2大小之比为 A．9∶8 B．8∶‎9 C．3∶2 D．2∶3‎ ‎5.‎2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功软着陆在月球背面预选区域。发射后，嫦娥四号探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获，进入距离月球表面高度为h的环月轨道。若忽略月球自转，月球的半径为R，将嫦娥四号探测器的环月轨道视为圆形轨道，运动周期为T，引力常量为G，不计因燃料消耗而损失的质量，则下列说法正确的是 A．嫦娥四号在轨道上的速度与月球的第一宇宙速度之比是 B．嫦娥四号在轨道上的速度与月球的第一宇宙速度之比是 C．嫦娥四号在轨道上的加速度与月球表面的重力加速度之比是 D．嫦娥四号在轨道上的加速度与月球表面的重力加速度之比是 ‎6.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为 A.　　　 B. C.　　 　D. ‎7.某一物理兴趣研究小组让一个玩具电动飞机由静止开始沿直线运动，得到速度随位移变化的图线关系，如图所示，可将该玩具电动飞机视为质点，关于该玩具电动飞机的运动下列说法正确的是 A.质点做匀加速直线运动 B.质点做加速度逐渐减小的加速运动 C.质点运动S0过程中的平均速度小于 D.质点运动S0过程中的平均速度大于 ‎8.如图所示，MN、PQ为水平放置的平行导轨，静止的导体棒ab垂直放置在导轨上并通以从b到a的恒定电流，导体棒与导轨间的动摩擦因数，在竖直平面内加与导体棒ab 垂直的匀强磁场，发现无论磁感应强度多大都不能使导体棒运动，则磁场的方向与轨道平面的夹角最大为 A．30° B．45° C．60° D．90°‎ ‎9.如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v－t图象．以下判断正确的是 A． 在0～1 s内，物体做匀速直线运动 ‎ B．在0～1 s内，物体做匀变速曲线运动 C．在1～2 s内，物体做匀变速直线运动 ‎ D．在1～2 s内，物体做匀变速曲线运动 ‎10.航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去．现在在固定线圈左侧的同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝．闭合开关S的瞬间 A．从左侧看环中感应电流沿顺时针方向 ‎ B．铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 C．若将环放置在线圈右方，环将向左运动 ‎ D．电池正负极调换后，金属环不能向左弹射 ‎11.如图所示，已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面．若规定D点电势为零，则A、B、C处的电势分别为8 V、6 V、2 V．初动能为12 eV、电荷量大小为2e(e为元电荷)的带电粒子从A沿着AC方向射入电场，恰好经过BC的中点G.不计粒子的重力，下列说法正确的是 A．该粒子一定带负电 B．该粒子到达点G时的动能为20 eV C．只改变粒子在A点初速度的方向，该粒子不可能经过C D．该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射，该粒子可能垂直经过CE ‎12.如图所示，将小砝码放在桌面上的薄纸板上，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，砝码到纸板左端的距离和到桌面右端的距离均为d.现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板，下列说法正确的是 ‎ A．纸板相对砝码运动时，纸板所受摩擦力的大小为μ(M＋m)g B．要使纸板相对砝码运动，F一定大于2μ(M＋m)g C．若砝码与纸板分离时的速度小于，砝码不会从桌面上掉下 D．当F＝μ(‎2M＋‎3m)g时，砝码恰好到达桌面边缘 一、 实验题(每空2分，共14分)‎ ‎13.（6分）利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验．‎ ‎(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________．(选填器材前的字母)‎ A．大小合适的铁质重锤　　 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．游标卡尺 E．秒表 ‎(2)如图是实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________.‎ ‎14.（8分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：‎ ‎(1)在使用多用电表测量时，指针的位置如图甲所示，若选择开关拨至“×‎1”‎挡，则测量的结果为________ Ω；若选择开关拨至“50 mA”挡，则测量结果为________ mA．‎ ‎(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为E、内阻为r，R0为调零电阻，Rg为表头内阻，电路中电流I与待测电阻的阻值Rx关系图象如图丙所示，则该图象的函数关系式为__________________．‎ ‎(3)下列根据图丙中IRx图线作出的解释或判断中正确的是________．‎ A．因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大 B．欧姆表调零的实质是通过调节R0使Rx＝0时电路中的电流I＝Ig C．Rx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏 D．测量中，当Rx的阻值为图丙中的R2时，指针位于表盘中央位置的右侧 一、 计算题（写出必要的步骤和简要的文字说明，共38分）‎ ‎15.（9分）航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝‎2 kg，动力系统提供的恒定升力F＝28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取‎10 m/s2。‎ ‎(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8 s时到达高度H＝‎64 m。求飞行器所受的阻力f的大小；‎ ‎(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；‎ ‎(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3。‎ ‎16.（8分）如图所示为一简易火灾报警装置。其原理是：竖直放置的试管中装有水银，当温度升高时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声。‎27℃‎时，空气柱长度L1为‎20cm，水银上表面与导线下端的距离L2为‎10cm，管内水银柱的高度h为‎8cm，大气压强为‎75cm水银柱高。求：‎ ‎（1）当温度达到多少时，报警器会报警？‎ ‎（2）如果要使该装置在‎87℃‎时报警，求再往玻璃管内注入的水银的高度。‎ ‎17.(9分)一种测定电子比荷的实验装置如图所示，在真空玻璃管内，阴极K发出的电子(可认为初速度为0)经阳极A与阴极K之间的高电压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度从两极板C、D左端中点进入极板区域。若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点；若在两极板C、D间施加偏转电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O点。已知磁场的磁感应强度为B，极板间电压为U，极板的长度为l，C、D间的距离为d，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为L，P点到O点的距离为y。‎ ‎(1)求电子进入偏转电场的速度v0；‎ ‎(2)求电子的比荷。‎ ‎18.(12分)一根劲度系数为k的轻质弹簧两端分别连接质量均为M的光滑物体A和B(均视为质点)，一倾角为30°的斜面底端固定一挡板，将物体A、B和弹簧整体放置于斜面底端的挡板上，如图所示，整个装置处于静止状态。一个质量m1＝‎2M的光滑物体P从斜面上距A物体l处由静止释放，物体P与A发生碰撞(碰撞时间极短)，碰后P和A粘在一起共同运动，不计空气阻力，重力加速度为g。‎ ‎(1)求碰撞后瞬间P与A的共同速度大小；‎ ‎(2)当挡板对物体B的弹力恰好为零时，求P和A的共同速度大小；‎ ‎ (3)若换成另一个质量m2＝M的物体Q，Q与斜面间的动摩擦因数为µ＝，将物体Q从斜面上某一位置由静止释放，随后物体Q与A发生弹性碰撞(碰撞时间极短)，碰撞后物体A达到最高点时，挡板对物块B的弹力恰好为零。求物体Q与A发生第一次碰撞后，物体Q上滑能到达的最高点与开始释放位置的距离。‎ ‎【参考答案】‎ 一、 选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 D D C A C D C A BC AB AC BC ‎8【答案】　A ‎【解析】　无论磁感应强度多大，即无论安培力多大，导体棒都不能运动，故安培力斜向下方，对导体棒受力分析如图所示，由题意可知，安培力的水平分力不大于导体棒与导轨间的最大静摩擦力，即有：Fsinθ≤μ(mg＋Fcosθ)，当磁感应强度足够大时，由数学关系可知，mg＋Fcosθ≈Fcosθ，即当tanθ≤μ时，无论安培力多大，导体棒都不能运动，因为μ＝，得：θ≤30°，故A正确。‎ ‎11.AC.【解析】：根据题设条件结合正六边形的特点得等势线分布情况如图，电场强度方向为由A指向D，由粒子的运动情况知粒子受向左的电场力，则粒子带负电，A正确；粒子从A点到G点过程中电场力做负功，粒子动能减小了ΔEk＝8 eV，则到达点G时的动能为4 eV，B错误；由图可知，粒子若能运动到C点，电场力做功－12 eV，粒子动能为零，而粒子只有沿AD方向运动，动能才可能为零，可知其显然不能到达C点，C正确；粒子从D点沿DF方向入射，受向左的电场力作用，做类斜抛运动，粒子过CE时，将其速度分解知其有沿CE方向的分速度和水平向左的分速度，则该粒子不可能垂直经过CE，D项错误．‎ ‎12.BC【解析】：.对纸板分析，当纸板相对砝码运动时，纸板所受的摩擦力为μ(M＋m)g＋μMg，故A错误．设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则有μMg＝Ma1，F－μMg－μ(M＋m)g＝ma2，发生相对运动需要a2>a1，代入数据解得F>2μ(M＋m)g，故B正确．若砝码与纸板分离时的速度小于，砝码匀加速运动的位移小于＝＝，匀减速运动的位移小于＝＝，则总位移小于d，不会从桌面上掉下，故C正确．当F＝μ(‎2M＋‎3m)g 时，砝码未脱离纸板时的加速度a1＝μg，纸板的加速度a2＝＝2μg，根据a2t2－a1t2＝d，解得t＝，则此时砝码的速度v＝a1t＝，砝码脱离纸板后做匀减速运动，匀减速运动的加速度大小a′＝μg，则匀减速运动的位移x＝＝＝d，而匀加速运动的位移x′＝a1t2＝d，可知砝码离开桌面，D错误．‎ 二、实验题（每空2分，共14分）‎ ‎13.(1)AC　(2)mghB　　‎ ‎14.(1)18　22.6(22.4～22.8均可)(2)I＝　(3)BC 三、计算题 ‎15.（9分）　(1)4 N　(2)‎42 m　(3) s(或2.1 s)‎ ‎(1)飞行器第一次试飞时做匀加速直线运动，设加速度大小为a1，‎ H＝a1t①‎ 由牛顿第二定律F－mg－f＝ma1②‎ 由①②解得f＝4 N③‎ ‎(2)第二次试飞中，设失去升力时的速度大小为v1，上升的高度为s1，运动示意图如图，s1＝a1t④‎ 设失去升力后的加速度大小为a2，上升的高度为s2，‎ 由牛顿第二定律mg＋f＝ma2⑤‎ v1＝a1t2⑥‎ s2＝⑦‎ 由③④⑤⑥⑦解得h＝s1＋s2＝‎42 m⑧‎ ‎(3)设失去升力下降阶段加速度大小为a3，恢复升力后加速度大小为a4，恢复升力时速度大小为v3，运动示意图如图，‎ 由牛顿第二定律mg－f＝ma3⑨‎ F＋f－mg＝ma4⑩‎ 且＋＝h⑪‎ v3＝a3t3⑫‎ 由③⑧⑨⑩⑪⑫解得t3＝ s(或2.1 s)。‎ ‎16.（8分）（1）‎177℃‎；（2）‎‎8.14cm ‎（1）对水银封闭的气体，初状态 末状态 ‎ 由盖吕萨克定律得 代入数据解得t2=‎177℃‎。‎ ‎（2）设应该再往玻璃管内注入水银的高度为x，对水银封闭的气体，初状态 末状态 ‎ 由理想气体状态方程得 ‎ 代入数据解得x=‎8.14 cm。‎ ‎17.（9分）(1)　(2) ‎(1)加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，可知电子在C、D间受到电场力和洛伦兹力而处于平衡状态，有：qE＝qv0B，‎ 又E＝，‎ 联立解得电子射入偏转电场的速度v0＝。‎ ‎(2)C、D间只有电场时，电子在极板区域运行的时间t1＝，‎ 在电场中的偏转位移y1＝at＝·t，‎ 电子离开极板区域时，沿垂直极板方向的速度 vy＝at1＝t1，‎ 设电子离开极板区域后，到达光屏P点所需的时间为t2，t2＝，‎ 电子离开电场后在垂直极板方向的位移y2＝vyt2，‎ P点到O点的距离等于电子在垂直极板方向的总位移，y＝y1＋y2，‎ 联立解得＝。‎ ‎18．（12分）（1）P下滑l （1分）‎ 设P与A碰撞后瞬间二者的共同速度为 ‎ （1分）‎ 联立解得 （1分）‎ ‎（2）设开始时弹簧的压缩量为x，当挡板对B的弹力为零时弹簧的伸长量为，由胡克定律可得 ‎ ‎ ‎ （1分）‎ 故，可知弹簧在该过程的始末两位置弹性势能相等，即 （1分）‎ P、A整体在该过程上滑的位移 ‎ ‎ 设挡板对B的弹力为零时二者共同速度的大小为，对P、A和弹簧系统 （1分）‎ 联立解得 （1分）‎ ‎（3）设小球Q从离A距离为l1处下滑，对下滑l1过程 ‎ （1分） ‎ ‎ Q与A发生弹性碰撞 ‎ ‎ （1分）‎ 碰撞后A上滑至最高点 ‎ （1分）‎ 由（2）可知，对Q、A从碰撞后瞬间到挡板对B的弹力为零的运动过程中对A和弹簧系统 （1分）‎ 物体Q上滑能到达的最高点与开始释放位置的距离 ‎ ‎ ‎ 联立解得 （1分）‎