2018-2019学年四川省宜宾市第四中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年四川省宜宾市第四中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

‎2019年春四川省宜宾市四中高二期中考试 理科综合物理测试 一．选择题 ‎1.下列说法中正确的是（ ）‎ A. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而增大 B. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能有关，与分子的密集程度无关 C. 有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体 D. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的增大分子力做正功，故分子势能减小，故A错误．气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度都有关，故B错误．食盐是单晶体，单晶体的某些物理性质可能具有各向异性，所以食盐晶体的物理性质沿各个方向不一定都是一样的，故C错误．但由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故D正确．故选D．‎ ‎【点睛】当分子间作用力表现为斥力时，随分子间距离的增大分子力做正功，故分子势能减小；气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子的密集程度有关；晶体和非晶体的区别是否具有熔点．单晶体具有规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有规则的天然外形；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势．‎ ‎2. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）‎ A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 B. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大．且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射．故选A。‎ 考点：全反射 ‎【名师点睛】此题考查了广岛纤维及全反射的知识；要知道光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角。‎ 此处有视频，请去附件查看】‎ ‎3.如图所示为等量的正、负电荷，A、B为两电荷的连线上的两点，C、D为中垂线上的两点。则关于电场性质的下列说法正确的是（ ）‎ A. 自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱 B. 自A至B电场强度先增强后减弱；自C至D先减弱后增强 C. 自A至B 电势先降低后增高 D. 自C至D电势一直降低 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据等量异种点电荷形成电场的电场线分布可知自A至B电场强度先减弱后增强；自C至D电场强度先增强后减弱，故A正确，B错误；根据顺着电场线电势降低可知自A至B 电势逐渐降低，故C错误；等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，所以C至D电势不变，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎4.如图甲所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100，线圈的总电阻r=5.0 Ω，线圈位于匀强磁场中，且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环E、‎ F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=95 Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图象如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 线圈匀速转动的角速度为100 rad/s B. 线圈中产生感应电动势的最大值为 V C. 线圈中产生感应电动势的有效值为100 V D. 线圈中产生感应电流的有效值为 A ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由图知，则，故A错误；交流发电机产生电动势的最大值，而，，所以，由Φ-t图线可知：Φm=2.0×10-2Wb，T=6.28×10-2s 所以Em=200V．交流发电机产生的电动势最大值为200V，B错误；电动势的有效值，则C错误；由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为，D正确．‎ ‎5.如图所示为氢原子的能级示意图，对于处于n=4激发态的一群氢原子来说，则（ ）‎ A. 由n=2跃迁到n=1时发出光子的能量最大 B. 由较高能级跃迁到较低能级，电子轨道半径减小，动能增大 C. 当氢原子自发向低能级跃迁时，可发出3种光谱线 D. 由n=4跃迁到n=1发出光子频率是n=4跃迁到n=2发出的光子频率的6倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据得由n=4跃迁到n=1时，由于两能级间能级差最大，则光子能量最大，由n=4跃迁到n=1发出光子的能量为，n=4跃迁到n=2发出的能量为，两者能量不是六倍关系，所以发出的光子的频率不是六倍关系，AD错误；能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，B正确；根据知，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生6种不同频率的光子，故C错误．‎ ‎6.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为，当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的 A. 位移方向相同、速度方向相反 B. 位移方向相同、速度方向相同 C. 位移方向相反、速度方向相反 D. 位移方向相反、速度方向相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由题意可知，此波的波长为，xP＝3.5 m＝λ＋λ，当波源位移为负且向－y方向运动时，P质点位移为负，速度沿＋y方向；|xQ|＝3 m＝λ＋，故Q质点位移为正，速度沿＋y方向，故D正确．‎ 考点：机械波的传播；质点的振动.‎ ‎7.如图所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和 的两物块甲、乙连接，静止在光滑的水平面上。现在使甲瞬时获得水平向右的速度，当甲物体的速度减小到1m/s时，弹簧最短。下列说法正确的是(　　)‎ A. 此时乙物体的速度也是1m/s B. 紧接着甲物体将开始做加速运动 C. 甲乙两物体的质量之比 D. 当弹簧恢复原长时，乙物体的速度大小也为4m/s ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据运动情况和题意结合分析可知当甲物体的速度减小到1m/s时，弹簧最短且此时共速，把甲、乙看成一个系统满足动量守恒： ，代入数据解得：，故AC正确；弹簧被压缩短后，弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1开始减速，故B错误；当弹簧恢复原长时，根据动量守恒：，能量守恒：，联立并代入数据解得：，故D错误。所以AC正确，BD错误。‎ ‎8.如图所示，相距为d的两水平线L1和L2分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L（L＜d）、质量为m，电阻为R．将线框在磁场上方高h处由静止释放，ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等．则在线框全部穿过磁场的过程中（　　）‎ A. ab边刚进入磁场时ab两端的电势差为 B. 感应电流所做功为mgd C. 感应电流所做功2mgd D. 线框最小速度为 ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 进入磁场前，线框做自由落体运动，则有，得线框的速度，ab边产生的感应电动势，，ab两端的电势差为路端电压，故A错误．在线框全部穿过磁场的过程中，线框只受重力和安培力．又有ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，则根据动能定理可得：线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于线框下降d重力所做的功，所以，线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于mgd；ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，其产生的感应电动势也相等，感应电流也相等，所以安培力也相等，即两状态线框的受力完全相同，初速度也相同，所以，线框穿出磁场和进入磁场两过程感应电流所做的功相等，所以，在线框全部穿过磁场的过程中，感应电流所做的功为2mgd，故B错误，C正确；线框进入磁场感应电流所做的负功大小等于mgd，L＜d，即线框在进入磁场过程中一直在减速；完全进入磁场后只受重力，加速下落；穿出磁场时，又减速下落；因为ab边刚进入磁场和穿出磁场时的速度恰好相等，线框穿出磁场和进入磁场两过程感应电流所做的功相等，所以，线框速度最小时为线框刚刚完全进入磁场时，由动能定理可得：，解得：，故D错误．故选C．‎ ‎【点睛】先求感应电动势，再求路端电压；由进入和离开磁场的状态相同，得到做功的大小；由做功情况得到动能最小的时间，再利用动能定理求得这一时刻的速度．‎ ‎9.（1）某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动A使它做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的装置如图1所示，在小车A后连着纸带，长木板下垫着小木片以达到_______。‎ ‎（2）打点纸带，并将测得各记数点间距标在下面（如图2），A为运动起始的第一点，则应选______段来计算A车的碰前速度，应选______段来计算A车和B车碰后的共同速度。（以上两空填“AB”或“BC”，或“CD”或“DE”）‎ ‎【答案】①平衡摩擦力 ②BC ③DE ‎【解析】‎ 试题分析：①长木板下垫着小木片以达到平衡摩擦力的目的②推动小车由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，故BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；③碰撞过程是一个变速运动的过程，而A和B碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，故应选DE段来计算碰后共同的速度．‎ 故答案为BC、DE 考点：验证动量守恒定律；‎ 点评：关键是根据匀速运动时，在相同的时间内物体通过的位移相同分析 ‎10.某同学要研究一个小灯泡的伏安特性曲线，小灯泡的额定电压约为4.0 V、额定功率约为2.0 W，他根据实验室提供的实验器材设计电路，并连接了部分电路（如图所示），提供的实验器材如下：‎ A．电压表（0~5 V，内阻10 kΩ）B．电压表（0~10 V，内阻20 kΩ）‎ C．电流表（0~0.3 A，内阻1 Ω）D．电流表（0~0.6 A，内阻0.4 Ω）‎ E．滑动变阻器（5 Ω，1 A）F．滑动变阻器（500 Ω，0.2 A）‎ ‎（1）实验中电压表应选用________，电流表应选用______，滑动变阻器应选用__________（用序号字母表示）。‎ ‎（2）请将上述电路连接完整________‎ ‎（3）实验结束后，根据所得的数据描绘出了小灯泡的I–U图象如图所示，由图象分析可知，当小灯泡的电阻为6 Ω时，小灯泡的实际功率为________W（保留两位有效数字）；若将此小灯泡直接接在一个电动势为3.0 V，内阻为6‎ ‎ Ω的电源两端，则这个小灯泡的实际功率为________W（保留三位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). A (2). D (3). E (4). (5). 0.96 (6). 0.353‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1)由于要描绘小灯泡的伏安特性曲线，即需要测量多组数据，所以滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器选电阻小的E；由于小灯泡的额定电压为4.0 V，因此电压表选量程为5 V的A，小灯泡的额定电流，因此电流表选量程为0.6 A的D；‎ ‎(2)由(1)分析知，控制电路要用分压接法、测量电路用外接，实物图连接如图；‎ ‎(3)由于伏安特性曲线的割线的斜率倒数为电阻，因此作出斜率倒数为6 Ω的图线（如图所示），与小灯泡的I–U图线的交点为电流0.4 A，电压2.4 V，因此小灯泡的实际功率；‎ 电源短路时的电流为，作出电源的伏安特性曲线如图所示，由图可知，此时小灯泡两端的电压为1.12 V，电流为0.315 A，灯泡的功率为。‎ ‎11.小物块质量 m=0.99kg ,静止在光滑水平面上,一颗质量为 m0=0.01kg的子弹以速度 v0 =400m/s从左边射入小物块,子弹没有打穿小物块,之后小物块滑上一倾角为 37°的斜坡,最后返回水平面。水平面与斜坡的连接处有一小段光滑圆弧,小物块与斜坡的动摩擦因数 μ=0.5 ,重力加速度 g=10m/s2 。(sin37°=0.6 , cos37°=0.8 )求:‎ ‎(1)小物块被打入子弹后沿斜坡上滑的最大距离;‎ ‎(2)小物块返回水平面的速度。‎ ‎【答案】（1）0.8m（2） ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）子弹射入小物块 ‎ ‎ 小物块滑上斜坡的最大距离为s 解得 s=0.8m ‎ ‎（2）返回水平面的速度为v1‎ ‎ ‎ 解得 ‎ ‎12.如图，在xOy平面的第一，四象限内存在着方向垂直纸面向外，磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向，电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30°～150°，且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为q，质量为m，粒子的重力及粒子间相互作用不计。求：‎ ‎（1）垂直y轴方向射入磁场粒子运动的速度大小v1；‎ ‎（2）求粒子在第Ⅰ象限的磁场中运动的最长时间与最短时间差。；‎ ‎（3）从x轴上x=（-1）a点射人第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上y=-b的点，求该粒子经过y=-b点的速度大小。‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）设速度v粒子与y轴夹角θ，垂直达到x轴上满足：a=Rsinθ 由牛顿第二定律得：qvB=m， 解得：， 当θ=90°时，有：v1=； （2）最长时间对应粒子初速度与y轴正方向夹角30°，转过150°时有：， 最短时间对应粒子初速度与y轴负方向夹角30°，转过30°时有：， 则时间差为：△t=t1-t2=； （3）粒子射出时与y轴负方向夹角θ，由数学知识得： R-Rcosθ=（-1）a，Rsinθ=a， 解得：θ=45°，R=a， 速度为：， 设到达y轴速度v，由动能定理得：qEb=mv2-mv02， 解得：；‎ 点睛：带电粒子在磁场中的运动类题目关键在于找出圆心确定半径，所以在解题时几何关系是关键，应灵活应用几何关系，同时结合画图去找出合理的解题方法． ‎ ‎13.如图所示，长方体平台固定在水平地面上，平台ab边上L1=1.2m，bc边长L2=3.3m，be边长L3=0.8m。平台表面光滑，以平台表面倾角α为原点建立坐标系，ab边为x轴，ad边为y轴。一个质量m1=0.2kg的小球静止在平台表面的顶角a处，某时刻小球以v0=3m/s的初速度开始运动，v0的方向沿x轴正方向，同时小球受到一个沿y轴的水平外力F1，F1=5y(N),当小球到达bc边上的P点时撤去外力F1，P点的坐标是(1.2m，0.8m)。在小球到达P点的同时，平台顶点c正下方f点处一个滑块以速度v在水平面上开始匀速直线运动，由于摩擦力的作用，要保证滑块匀速运动需要给滑块一个斜向上的外力F2，滑块的质量m2=0.2kg，滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5。结果在小球落地时恰好与滑块相遇。小球、滑块均视为质点，取g=10m/s2.sin37°=0.6。求：‎ ‎(1)小球到达P点时速度的大小和方向；‎ ‎(2)小球落在水平面的位置离f点的距离d；‎ ‎(3)滑块运动的速度v和外力F2的最小值.‎ ‎【答案】（1）5m/s；37°（2）1.5m（3）3.75 m/s；0.9N ‎【解析】‎ ‎（1）小球在平台上作曲线运动，可分解为沿x轴方向的匀速直线运动和沿y轴方向的变加速运动。设小球在P点速度与y轴夹角为α。‎ 变力F1的功 JJ 从a点到P点，据动能定理有，解得 ‎ 由，得sin α=06，即α=37°‎ ‎（2）小球在P处开始作平抛运动，根据平抛运动规律，有，解得s 水平位移，解得s=2m 设小球落在水平面的位置离f点的距离为d，根据余弦定理，有 ‎，解得d=15 m ‎（3）小球落点设为R点，滑块要与小球相遇，滑块必须沿f R连线运动，由匀速直线运动的规律得，解得v=375 m/s 设外力F2的方向与滑块运动方向的夹角为β，根据平衡条件有，‎ 联立解得 据数学知识可得，其最小值 即N ‎ ‎