物理卷·2018届河北省定州中学高二下学期周练（2017-04-09）

物理卷·2018届河北省定州中学高二下学期周练（2017-04-09）

河北定州中学2016-2017学年第二学期高二物理周练试题（4.9）‎ 一、选择题 ‎1．如图所示的电路中，A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻很小的电感线圈。当S闭合与断开的瞬时，对A、B的发光情况判断正确的是（ ）‎ A．S闭合的瞬时，A、B同时发光，且一样亮 B．S闭合的瞬时，B发光，A逐渐变亮 C．S闭合足够长时间后再断开，A、B立即熄灭 D．S闭合足够长时间后再断开，B闪亮一下再熄灭 ‎2．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 卫星的动能逐渐减小 B. 由于地球引力做正功，引力势能一定增大 C. 由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D. 卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 ‎3．对任何运动的物体，用一不变的力制动使它停下来，所需的时间决定于物体的( )‎ A.速度 B.加速度 C.动量 D.质量 ‎4．将一物体沿与水平面α角的方向以速度v0抛出，重力加速度为g，如图所示．在其轨迹最高点P处附近的一小段曲线可近似为一段圆弧，则该圆弧所在的圆的半径是（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎5．关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( )。‎ A．物体做曲线运动，其加速度一定改变 B．物体做曲线运动，其加速度可能不变 C．物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变 D．物体在变力作用下运动，其速度大小一定改变 ‎6．如图为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们均正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间电压分别为 ‎ A．2∶1， 20V B．2∶1， 25V ‎ C．1∶2， 25V D．1∶2， 20V ‎7．等离子气流（由高温高压的等电量的正负离子组成）由左方连续以v0射入P1和P2两板间的匀强磁场中，ab直导线与P1、P2相连接，线圈A与直导线cd连接．线圈A内有随图乙所示的变化磁场，且磁场B的正方向规定为向左，如图甲所示，则下列叙述正确的是（ ）‎ A．0～1s内ab、cd导线互相排斥 B．1～2s内ab、cd导线互相吸引 C．2～3s内ab、cd导线互相吸引 D．3～4s内ab、cd导线互相排斥 ‎8．如图所示，磁悬浮地球仪悬浮在底座的正上方保持静止．已知地球仪的质量为m，底座的质量为M，重力加速度为g，则地球仪对底座的作用力大小为 A．0 B．mg C．Mg D．（m+M）g ‎9．如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为，质量为的小物块受到一个沿斜面向上的恒定推力作用，作用一段时间后撤去推力，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A到C的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 小物块到C点后将沿斜面下滑 B. 小物块加速时的加速度是减速时加速度的 C. 小物块与斜面间的动摩擦因数为 D. 推力F的大小为 ‎10．如图所示，是一交流电的图像，此交流电的有效值是（ ）‎ A．3 A B．3．5 A C．4 A D．5 A ‎11．如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着质量为m的小球。当小车有水平向右的加速度且从零开始增大时，杆对小球作用力的变化（用F1至F4表示变化）可能是下列图中的（OO'沿杆的方向）‎ ‎12．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（ ）‎ A.氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去 B.有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去 C.氢原子最多能发射3种波长不同的光 D.氢原子最多能发射10种波长不同的光 ‎13．模拟我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径，火星的质量是地球质量的．已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地球表面能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是（ ）‎ A. 火星的密度为 B. 火星表面的重力加速度是 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等 D. 王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是 ‎14．A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，mA＝2mB，轨道半径rB＝2rA，则A与B的 A．加速度之比为4∶1 B．周期之比为2∶1‎ C．线速度之比为∶1 D．角速度之比为1∶2‎ ‎15． 某物体的位移—时间图象如图所示，下列说法中正确的是：‎ A．物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 B．物体运动8s时离出发点最远 C．物体运动所能达到的最大位移为80m D．在t＝4s时刻，物体的瞬时速度大小为20m/s ‎16．如图，为一弹簧振子的振动图像，由此可知，‎ A．在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大 B．在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小 C．在t3时刻，振子的动能最小，所受的弹性力最小 D．在t4时刻，振子的动能最小，所受的弹性力最大 ‎17．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子运动的轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是 a b C A．动能先增大，后减小 B．电势能先减小，后增大 C．电场力先做负功，后做正功，总功为零 D．加速度先变小，后变大 ‎18．如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时 A．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A1、A2的读数均增大 B．电压表V3、V4的读数均减小，电流表A3的读数也减小 C．电流表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变 D．发电厂的输出功率增大 ‎19．利用如图所示的理想变压器给用电器供电。在原线圈ab端接交流电压（V），原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=50匝。下列说法正确的是 Ks U23‎ I2‎ n1‎ I1‎ a b n2‎ A．通过原副线圈的交流电的频率均为100Hz B．副线圈两端电压为U2=50V C．通过原副线圈的电流之比为I1:I2=20:1‎ D．闭合电键K，变压器输入功率增加 ‎20．（5分）下列说法正确的是________（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）‎ A.方程式是重核裂变反应方程 B.铯原子核（）的结合能小于铅原子核（）的结合能 C.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力 E.原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量 二、计算题 ‎21．如图，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根足够长的平行光滑金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L。一质量为m的导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道和导体棒的电阻均不计。‎ ‎（1）如图1，若轨道左端MP间接一阻值为R的电阻，导体棒在拉力F的作用下以速度v沿轨道做匀速运动。请通过公式推导证明：在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。‎ ‎（2）如图2，若轨道左端接一电动势为E、内阻为r的电源和一阻值未知的电阻。闭合开关S，导体棒从静止开始运动，经过一段时间后，导体棒达到最大速度vm，求此时电源的输出功率。‎ ‎（3）如图3，若轨道左端接一电容器，电容器的电容为C，导体棒在水平拉力的作用下从静止开始向右运动。电容器两极板电势差随时间变化的图象如图4所示，已知t1时刻电容器两极板间的电势差为U1。求导体棒运动过程中受到的水平拉力大小。‎ ‎22．如图所示，在xoy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点3L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m,电量为e）；如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动．如果撤去磁场只保留电场，电子将从P点离开电场，P点的坐标是（2L，5L）．不计重力的影响，求：‎ ‎（1）电场强度E和磁感应强度B的大小及方向；‎ ‎（2）如果撤去电场，只保留磁场，电子将从轴上的D点（图中未标出）离开磁场，求D点的坐标及电子在磁场中运动的时间。‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ 试题分析：当S闭合时，电路产生通电自感，会使A灯逐渐变亮而B灯立即亮，稳定后AB电流相等，选项A错误，B正确；‎ 当S断开时，会产生断电自感，此时A、B会逐渐熄灭，但不会闪亮，选项CD错误；故选B。‎ 考点：自感现象 ‎【名师点睛】此题是对自感现象的考查；要知道当通过线圈本身的电流变化时，线圈中会产生自感现象，这是一种特殊的电磁感应现象，可运用楞次定律分析自感电动势对电流的影响。‎ ‎2．D ‎【解析】解：A、由=可知，v=，可见，卫星的速度大小随轨道半径的减小而增大，所以A错误；‎ B、由于卫星高度逐渐降低，所以地球引力对卫星做正功，引力势能减小，所以B错误；‎ C、由于气体阻力做负功，所以卫星与地球组成的系统机械能减少，故C错误；‎ D、根据动能定理可知引力与空气阻力对卫星做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少，即卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，所以D正确．‎ 故选：D．‎ ‎【点评】若卫星做圆周运动，则应满足=，可得轨道半径越小v越大，应熟记．‎ ‎3．C ‎【解析】由动量定理F合Δt=Δp，Δt=.末动量为零，动量的变化等于初动量，在F一定时，Δt∝Δp.‎ ‎4．C ‎【解析】解：物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为v0cosα，‎ 在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力作为向心力，‎ 由向心力的公式得 mg=m，‎ 所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是ρ=，故C正确．‎ 故选：C．‎ 考点：向心力．‎ 专题：匀速圆周运动专题．‎ 分析：由题目的介绍可知，求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径，利用向心力的公式就可以求得．‎ 点评：曲率半径，一个新的概念，平时不熟悉，但根据题目的介绍可知，求曲率半径也就是求在该点做圆周运动的半径，读懂题目的真正意图，本题就可以解出了．‎ ‎5．B ‎【解析】‎ 试题分析：此题可用特殊例子方法解决，曲线运动加速度可以不变，而速度方向可以变化，如平抛运动，则A、C均不正确，B正确；在变力作用下速度大小可能不变，如匀速圆周运动，则D不正确，故选B 考点：本题考查了直线、曲线运动的条件及速度、加速度特点 ‎6．A ‎【解析】输出端三个灯泡都能正常发光，则输出电压为10V，输出电流为2A，灯泡L1正常发光，输入电流为1A，由，匝数比为2：1，输入电压为ab间电压，由，输入电压为20V ‎7．BD ‎【解析】‎ 试题分析：等离子流通过匀强磁场时，正离子向上偏转，负离子向下偏转，因此将形成从a到b的电流，线圈A中磁场均匀变化，形成感应电流，根据楞次定律判断出流经导线cd的电流方向，然后根据流经导线的电流同向时相互吸引，反向时相互排斥判断导线之间作用力情况．‎ 解：左侧实际上为等离子体发电机，将在ab中形成从a到b的电流，由图乙可知，0～2s内磁场均匀变化，根据楞次定律可知将形成从c到d的电流，同理2～4s形成从d到c的电流，且电流大小不变，故0～2s秒内电流同向，相互吸引，2～4s电流反向，相互排斥，故AC错误，BD正确．‎ 故选：BD．‎ ‎【点评】利用法拉第电磁感应定律E=s时，注意B﹣t图象中斜率的物理意义．注意感应电动势的大小看磁通量的变化率，而非磁通量大小或者磁通量的变化量．‎ ‎8．B ‎【解析】‎ 试题分析：对地球仪受力分析，受到竖直向下的重力，底座给的向上的浮力，二力平衡，故浮力等于重力大小mg，地球仪对底座的作用力和底座对地球仪的作用力是一对相互作用力等大反向，故地球仪对底座的作用力大小为mg,B正确；‎ 考点：考查了共点力平衡条件，相互作用力 ‎9．BCD ‎【解析】试题分析：在有F作用过程中，物块做加速运动，撤去F后，物块做减速运动，速度时间图像中的斜率表示加速度，所以加速阶段的加速度为，根据牛顿第二定律可得，减速阶段的加速度为，根据牛顿第二定律可得，联立两式可得，BCD正确；由于，物块将在C点静止，A错误；‎ 考点：考查了速度时间图像，牛顿第二定律 ‎【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：‎ ‎，解得：，故选项D正确。‎ 考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系 ‎【名师点睛】根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值。‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，竖直方向受平衡力，所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且不发生变化，水平方向合力向右并逐渐增大，所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故C正确。‎ 考点：牛顿第二定律、力的合成与分解的运用 ‎【名师点睛】小球与小车的运动情况保持一致，当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律和力的分解即可解题；本题要求同学们能根据运动情况分析物体的受力情况，并能结合牛顿第二定律及力的分解解题。‎ ‎12．A ‎【解析】‎ 试题分析：根据玻尔理论，氢原子只能吸收能量等于两个能级之差的光子的能量．氢原子吸收了能量后，从基态跃迁到n能级的激发态上去，再从此激发态向低能级跃迁，‎ 可发出C种波长不同的光．‎ 解：A、B氢原子的能级图得到，n=4的激发态与基态的能级差为△E=E4﹣E1=﹣0.85eV﹣（﹣13.6eV）=12.75eV，所以用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去．故A正确，B错误．‎ C、D氢原子吸收光子的能量跃迁到n=4的激发态后，向低能级跃迁时，任意两个能级之间发生一次跃迁，共发射C=6种波长不同的光．故C错误，D错误．‎ 故选：A 点评：当入射光的能量小于氢原子的电离能时，只能吸收能量恰好等于两个能级之差的光子．‎ ‎13．AB ‎【解析】试题分析：由，得到：，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，‎ 则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为．选项B正确；设火星质量为M′，由万有引力等于中可得：，解得：，密度为：．故A正确；‎ 由，得到，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 倍．故C错误；王跃以v0在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：，则能达到的最大高度是 ‎，选项D错误；故选AB.‎ 考点：万有引力定律 ‎【名师点睛】此题是对万有引力定律的考查；关键是根据万有引力等于重力以及万有引力等于卫星做圆周运动的向心力导出重力加速度及第一宇宙速度的关系式，然后根据火星和地球的半径及质量关系求解讨论；此题难度中等.‎ ‎14．AC ‎【解析】‎ 试题分析：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时万有引力提供向心力 分析可得：加速度，则，故A正确；‎ 周期，则，故B错误；‎ 线速度，则，故C正确；‎ 角速度，则，故D错误．‎ 考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．‎ ‎15．C ‎【解析】‎ 试题分析：由图象读出运动时间是8s,此图像是位移-时间图象，不是运动轨迹，图像的斜率表示速度，可知，先减速后反向加速，A错误；8s时回到出发点，B错误；能达到的最大位移为80m，C正确；t＝4s时刻速度为零，D错误；故选C。‎ 考点：图象。‎ ‎【名师点睛】物体的图象，表示位移随时间的变化规律，由图知物体的运动时间、位移的大小、图线的斜率表示速度。‎ ‎16．B ‎【解析】在t1时刻，质点处于最大位移处，速度为零，弹力最大，在t2时刻，振子处于平衡位置，速度最大，弹力最小，在t3时刻，振子处于负向最大位移处，所以速度最小，弹力最大，在t4时刻,振子处于平衡位置，速度最大，弹力最小。故选B.‎ ‎17．C ‎【解析】‎ 试题分析：由图可知α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，整个过程中由于a与c在同一等势线上，故电场力不做功，AB错误，C正确；根据点电荷的场强公式可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后减小，故D错误。所以正确选项为C。‎ 考点：等势面，电场线，电场力做功 ‎【名师点睛】考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况．首先判断α粒子受到斥力作用，沿电场方向电势降低，等势面越密，电场线越密，电场强度越大．α粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功，根据电场力做功情况，即可判断α粒子动能、电势能的变化情况。‎ ‎18．ACD ‎【解析】‎ 试题分析：电压表V1、V2的读数均不变，因为输入电压和匝数比都不变，用电高峰期，电阻减小，电流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A正确；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，故B错误；电流表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，变压器的输入功率等于输出功率都增大，故CD正确．故选ACD．‎ 考点：远距离输电 ‎【名师点睛】此题是远距离输电电路的动态分析；根据表达式知道电压和频率，与闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况。‎ ‎19．D ‎【解析】‎ 试题分析：由交流电压表达式有、，故交流电的频率为50Hz，所以选项A错误；根据理想变压器可得，副线圈两端的电压为，所以选项B错误；原副线圈的电流比，故选项C错误；开关闭合后，输出电压不变，故负载功率变大，输入功率变大，所以选项D正确；‎ 考点：理想变压器 ‎20．BCD ‎【解析】‎ 试题分析：A、方程式的反应物只有一个，生成物有，属于衰变，选项A错误；B、‎ 由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的平均结合能与铅原子核的平均结合能差不多，而铯原子核的核子数少的多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；‎ C、衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（），选项C正确；D、相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会紧密排列(斥力)，又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确；E、由于质量亏损，原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量．故E错误．故选BCD.‎ 考点：本题考查核反应、核力、结合能。‎ ‎【名师点睛】裂变是质量较重的核裂变为质量中等的核，聚变是质量较轻的核转化为质量较大的核；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的；核力随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为斥力；核子在结合成原子核的过程中会释放能量，产生质量亏损．‎ ‎21．（1）导体棒切割磁感线 导体棒做匀速运动 又 在任意一段时间Δt内，‎ 拉力F所做的功 电路获取的电能 可见，在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。‎ ‎（2）电源的输出功率 ‎（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）导体棒切割磁感线 导体棒做匀速运动 又 在任意一段时间Δt内，‎ 拉力F所做的功 电路获取的电能 可见，在任意一段时间Δt内，拉力F所做的功与电路获取的电能相等。‎ ‎（2）导体棒达到最大速度vm时，棒中没有电流。‎ 电源的路端电压 电源与电阻所在回路的电流 电源的输出功率 （3）感应电动势与电容器两极板间的电势差相等 由电容器的U-t图可知 导体棒的速度随时间变化的关系为 可知导体棒做匀加速直线运动，其加速度 由，，则 由牛顿第二定律 可得：‎ 考点：感应电动势、电功、电功率、安培力。‎ ‎22．（1），沿y轴负方向；，垂直纸面向里 （2）D点的坐标为（0，L）；‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）只有电场时，电子做类平抛运动到P点，‎ 则沿Y轴方向有 ①‎ 沿v0方向有 v0t=2L ②‎ 由①②得，沿y轴负方向 ③‎ 电子做匀速运动时有eE=Bev0 ④‎ 由③④解得 ，垂直纸面向里 ⑤‎ ‎（2）只有磁场时，电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为R，由牛顿第二定律有⑥，‎ 由⑤⑥得R=L ⑦‎ 电子在磁场中运动的轨道如图所示，‎ 由几何关系得D点的坐标为（0，L）‎ 电子在磁场中运动的周期为T，‎ 电子在磁场中运动的时间为 考点：带电粒子在混合场中的运动 ‎【名师点睛】带电粒子在混合场中的运动是有规律可循的，垂直进入磁场时粒子做匀速圆周运动，垂直进入电场时做平抛运动；若做匀速直线运动，则一定受力平衡。‎ l