【物理】广东省阳春市第一中学2019-2020学年高二下学期月考四试题（解析版）

【物理】广东省阳春市第一中学2019-2020学年高二下学期月考四试题（解析版）

阳春一中2019-2020学年第二学期高二年级月考 物理科试题 一、选择题（本题共10个小题，共48分，其中1-6为单选题，每道4分；7-10为多选题，每道全选6分，少选3分，错选多选不得分）‎ ‎1、如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示.在时间内，直导线中电流向上，则在时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）‎ A. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 B. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 D. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左 ‎2、在遭遇特大冰雪灾害时，高压电线覆冰后有成人大腿般粗，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热损耗功率为ΔP；除冰时，输电线上的热损耗功率需变为9ΔP.假定输电功率及输电线电阻均不变，则除冰时 A. 输电电流为3I B. 输电电流为9I C. 输电电压为3U D. 输电电压为0.5U ‎3、下列说法正确的（　　）‎ A. 金属棒在磁场中运动一定能产生感应电流 B. 金属棒在磁场中运动一定能产生感应电动势 C. 闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则穿过回路的磁通量一定发生了变化 D. 闭合导体回路在磁场中产生感应电流，则闭合回路的一部分一定相对磁场运动 ‎4、关于分子的下列说法，正确的是　　‎ A．我们将充满气的气球压扁时需要用力，这是因为分子间存在斥力的缘故 ‎ B．某个气体分子在高温状态时的速率不可能与低温状态时相等 ‎ C．两分子从相距无穷远到无穷近的过程中，分子间的合力先增大后减小再增大 ‎ D．分子甲固定不动，分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到平衡位置，在这一过程中，分子力先对乙做正功，再对乙做负功 ‎5、如图所示，质量为M的盒子放在光滑的水平面上，盒子内表面不光滑，盒内放有一块质量为m的物体，某时刻给物体一个水平向右的初速度v0，那么在物体与盒子前后壁多次往复碰撞后(　　)‎ A．两者的速度均为零 B．两者的速度总不会相等 C．盒子的最终速度为mv0/M，方向水平向右 D．盒子的最终速度为mv0/(M+m)，方向水平向右 ‎6、如图是氢原子的能级图,一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,则以下判断正确的是（　）‎ A. 该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子 B. 该氢原子只有吸收0. 85eV的光子时才能电离 C. 该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75eV的能量 D. 该氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量是特定值 7、 图甲为交流发电机的原理图，正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，电流表为理想交流电表，线圈中产生的交变电流随时间的变化如图乙所示，则(　　)‎ A．电流表的示数为10 A B．线圈转动的角速度为50 rad/s C．0.01 s时线圈平面和磁场平行 D．0.01 s时线圈的磁通量变化率为零 ‎8、如图所示是某校首届中学生创意物理实验设计展评活动中获得一等奖的作品《小熊荡秋千》．两根彼此靠近且相互绝缘的金属棒C、D固定在铁架台上，C、D的两端用柔软的细导线吊了两个铜线圈P、Q （Q上粘有一张小熊的图片），并组成一闭合回路，两个磁性很强的条形磁铁如图放置，当用手左右摆动线圈P时，线圈Q也会跟着摆动，仿佛小熊在荡秋千．关于此作品，以下说法正确的是（ ）‎ A. P向右摆动的过程中，P中的电流方向为逆时针方向（从右向左看）‎ B. P向右摆动的过程中，Q也会向右摆动 C. P向右摆动的过程中，Q会向左摆动 D. 若用手左右摆动Q，P会始终保持静止 ‎9、如图所示，一定质量的理想气体从pV图象中的状态a变化到状态b，那么在这一过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．气体从外界吸收热量 B．气体分子的平均动能减小 C．外界对气体做正功 D．气体分子撞击器壁的作用力增大 ‎10、如图所示，半径为R、质量为M的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球从半圆形轨道的顶端a点正上方某高度处无初速释放，刚好可以从a点沿切线进入轨道，所有接触面均光滑，下列说法正确有( )‎ A. 若轨道固定在地面上，m的机械能守恒、m与M系统动量不守恒 B. 若轨道不固定，m机械能不守恒、m与M系统水平方向的动量守恒 C. 轨道固定时，小球可以上升到原高度；轨道不固定时，小球不能回到原高度 D. 无论轨道是否固定，小球均可上升到原来高度 二、 实验题（10分）‎ ‎11、如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ‎ (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________(填选项前的符号)，间接地解决这个问题。（2分）‎ ‎ A．小球开始释放高度h ‎ B．小球抛出点距地面的高度H ‎ C．小球做平抛运动的水平射程 ‎ (2)上图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。‎ ‎ 接下来要完成的必要步骤是__________。(填选项前的符号)（2分）‎ ‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ ‎ B．测量小球m1开始释放高度h ‎ C．测量抛出点距地面的高度H ‎ D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N ‎ E．测量平抛射程OM、ON ‎（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为___ _____(用(2)中测量的量表示)。（3分）‎ ‎(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如下图所示。‎ ‎ 实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________。（保留三位有效数字，3分）‎ 三、计算题（本题共3个小题，共42分）‎ ‎12、(10分)如图所示，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为，底面直径为，其右端中心处开有一圆孔。质量一定的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计。开始时气体温度为，活塞与容器底部相距，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为，求（1）活塞刚碰到容器右端时，气体的温度 （2）温度为时气体的压强。‎ ‎13、（15分）如图所示，在水平面内固定一光滑“U”型导轨，导轨间距L=1m，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度B=0.5T．一导体棒以v0=2m/s的速度向右切割匀强磁场，导体棒在回路中的电阻r=0.3Ω，定值电阻R=0.2Ω，其余电阻忽略不计．求：‎ ‎（1）回路中产生的感应电动势；‎ ‎（2）R上消耗的电功率；‎ ‎（3）若在导体棒上施加一外力F，使导体棒保持匀速直线运动，求力F的大小和方向．‎ ‎14、(17分)如图所示，带有挡板的长木板置于光滑水平面上，轻弹簧放置在木板上，右端与挡板相连，左端位于木板上的B点．开始时木板静止，小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动，压缩弹簧，弹簧的最大形变量xm=0.10m；之后小铁块被弹回，弹簧恢复原长；最终小铁块与木板以共同速度运动．已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能Ep=kx2，式中k为弹簧的劲度系数；长木板质量M=3.0kg，小铁块质量m=1.0kg，k=600N/m，A、B两点间的距离d=0.50m．取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．‎ ‎（1）求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v；‎ ‎（2）求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ；‎ ‎（3）试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ A A C C D D AD AB AD ABD ‎1、【答案】A ‎【解析】在时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右，A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎2、【答案】A ‎【解析】正常供电时，除冰时 ， 解得，故A正确，B错误；由输电功率不变可知，解得，CD错误；故选A ‎3、【答案】C ‎【解析】A．产生感应电流的条件：闭合回路和电源，金属棒在磁场中运动不一定产生感应电动势，也不一定有闭合回路，故A错误；B．只有金属棒切割磁感线才会产生感应电动势，故B错误；C．闭合回路中产生感应电流的条件即为则穿过回路的磁通量一定发生了变化，故C正确；D．闭合导体回路在磁场中产生感应电流，闭合回路的一部分一定切割磁感线，故D错误．‎ ‎4、【答案】。‎ ‎【解析】我们将充满气的气球压扁时需要用力，这是因为气体压强的原因，故错误；‎ 温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，但是具体到某一个分子上，温度升高时，其速率有可能反而减小，故错误；分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离改变时，引力和斥力都变化，只不过斥力变化的更快些。根据分子力大小和分子间距离的图线可知，分子间距离为平衡距离时，分子力为零，所以两分子从相距无穷远到无穷近的过程中，分子间的合力先增大后减小再增大，故正确；分子甲固定不动，分子乙由较远处逐渐向甲靠近直到平衡位置，在这一过程中，分子间一直表现为引力，分子力一直乙做正功，故错误。‎ ‎5、【答案】D ‎【解析】由于盒子内表面不光滑，在多次碰后物体与盒相对静止，由动量守恒得：mv0＝(M＋m)v′，解得：v′＝，故D正确。‎ ‎6、【答案】D ‎【解析】A．单个处于n能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出n-1种不同频率的光子，故该氢原子向低能能跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，A项错误； B．只要吸收的光子的能量大于0.85eV，该氢原子就能电离，B项错误； C．该氢原子跃迁到基态时需要释放-0.85eV-（-13.6eV）=12.75eV的能量，C项错误； D．氢原子向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量等于两能级的能量差，此能量差为一特定值，D项正确。故选D。‎ ‎7、【答案】AD ‎【解析】由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A，周期T=0.02s，由于电流表的示数为有效值，故示数I=Im=10A，选项A正确；角速度ω==100π rad/s，选项B错误；0.01s时线圈中的感应电流为0，则穿过线圈的磁通量为最大，磁通量变化率为0，故线圈平面与磁场方向垂直，选项C错误，D正确；故选AD．‎ ‎8、【答案】AB ‎【解析】A、P向右摆动的过程中，穿过P的磁通量减小，根据楞次定律，P中有顺时针方向的电流(从右向左看).故A正确．B、P向右摆的过程中，P中的电流方向为顺时针方向，则Q下端的电流方向向外，根据左手定则知，下端所受的安培力向右，则Q向右摆动．同理用手左右摆动Q，P会左右摆动.故B正确，C错误，D也错误．故选AB.‎ ‎9、【答案】AD　‎ ‎【解析】：由pV图象可知，由a到b过程气体的压强和体积均增大，气体对外做功，W<0，根据理想气体状态方程＝C可知，气体温度升高，理想气体内能由温度决定，故内能增加，即ΔU>0，根据ΔU＝W＋Q可知，Q>0，气体从外界吸收热量，故选项A正确，C错误；温度是分子平均动能的标志，由a到b气体的温度升高，所以气体分子的平均动能增大，气体分子撞击器壁的作用力增大，故选项B错误，D正确．‎ ‎10、【答案】ABD ‎【解析】若轨道固定在地面上，则m从下落到在槽中运动过程中，只有重力做功，则机械能守恒；m与M系统受合外力不等于零，则系统的动量不守恒，选项A正确；若轨道不固定，物体m在槽中运动时槽要对小球做功，则机械能不守恒、m与M系统水平方向受合力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；轨道固定时，由于球的机械能守恒，则小球可以上升到原高度；轨道不固定时，因小球和槽水平方向动量守恒，则当小球离开槽时，槽的速度变为零，则小球仍能回到原高度，选项C错误，D正确；故选ABD.‎ ‎【点睛】此题关键是知道当槽不固定时，系统在水平方向动量守恒，所以当小球离开槽时，小球的水平速度为零，则槽的速度也变为零，小球做竖直上抛运动.‎ ‎11、【答案】(1)C　(2)ADE　(3)m1·OM＋m2·ON＝m1·OP　(4)1.01（保留三位有效数字）‎ 解析　(1)小球离开轨道后做平抛运动，由H＝gt2知t＝，即小球的下落时间一定，则初速度v＝可用平抛运动的水平射程来表示，选项C正确。‎ ‎(2)本实验要验证的是m1·OM＋m2·ON＝m1·OP，因此要测量两个小球的质量m1和m2以及它们的水平射程OM和ON，而要确定水平射程，应先分别确定两个小球落地的平均落点，没有必要测量小球m1开始释放的高度h和抛出点距地面的高度H。故应完成的步骤是ADE。‎ ‎(3)若动量守恒，应有m1v1＋m2v2＝m1v0(v0是m1单独下落离开轨道时的速度，v1、v2是两球碰后m1、m2离开轨道时的速度)，又v＝，则有m1·＋m2·＝m1·，即m1·OM＋m2·ON＝m1·OP。‎ ‎(4)碰前m1的动量p1＝m1v0＝m1·，碰后m1的动量p1′＝m1v1＝m1·，碰后m2的动量p2′＝m2v2＝m2·，碰撞前、后总动量的比值＝≈1.01。‎ ‎12、（10分）【解析】（1）活塞移动时气体做等压变化，刚到右端时有：‎ ‎，；；？；‎ 由盖吕萨克定律可知： （3分） ‎ 解得：（2分）‎ ‎（2）活塞至最右端后，气体做等容变化；；；‎ 由查理定律有： （3分） 解得： （2分）‎ ‎13、（15分）解：（1）回路中产生的感应电动势：E=BLv0 （2分）解得：E=1V；（1分）‎ ‎（2）电路中的电流：I= （2分）‎ R上消耗电功率P=I2R（2分）‎ 解得：P=0.8W （1分）‎ ‎（3）由左手定则可知，安培力向左 （1分）‎ 安培力：FB=BIL （2分）‎ 由平衡条件得：F=FB （2分） ‎ 解得： （1分） 方向：水平向右． （1分）‎ 14、 ‎（17分）‎ ‎【分析】当弹簧被压缩最短时，小铁块与木板达到共同速度v，根据动量守恒定律即可求出弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v；铁块在木板上从A滑到B的过程中，系统减速的动能转化为弹簧的势能和系统的内能．根据功能关系即可求出铁块与长木板间的动摩擦因数；铁块被弹簧弹开后到相对木板静止的过程中，动量守恒，同时系统减少的机械能转化为内能，根据以上两个关系，列出公式即可求解．‎ ‎【详解】(1)当弹簧被压缩最短时，小铁块与木板达到共同速度v，根据动量守恒定律 ‎ （3分）‎ 代入数据，解得 （2分）‎ ‎(2)由功能关系，摩擦产生的热量等于系统损失的机械能 ‎ （3分）‎ 代入数据，解得 （2分）‎ ‎(3)小铁块停止滑动时，与木板有共同速度，由动量守恒定律判定，其共同速度仍为 ‎ （2分）‎ 设小铁块在木板上向左滑行的距离为s，由功能关系 ‎ （3分）‎ 代入数据，解得 而 （1分）‎ 所以，最终小铁块停在木板上A点。 （1分）‎