2017-2018学年河南省七校高二下学期升级摸底考试物理试题 解析版

2017-2018学年河南省七校高二下学期升级摸底考试物理试题 解析版

河南省七校2017-2018学年高二下学期升级摸底考试物理试题 第I卷（选择题 40分）‎ 一、选择题：本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，第7-10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. 到2018年1月，全球30个国家和地区共有440个核电机组，总装机容量为390吉瓦，发电量约占全球发电量的11%。铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变。铀235裂变方程为：，衰变方程为，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 裂变过程放出能量，衰变过程吸收能量 B. 裂变产生的新核X中含有88个中子 C. 衰变产生的新核Y不再具有放射性 D. 核裂变释放能量产生的高温会加快铀235的衰变 ‎【答案】B ‎【解析】（1）无论是裂变还是衰变，都是释放能量，选项A错误；‎ ‎（2）根据质量数守恒，电荷数守恒可知，X的质量数：A=235+1−89−3=144，电荷数：Z=92−36=56，由原子核的组成特点可知，X原子核中含有56个质子，中子数为：144−56=88个，选项B正确；‎ ‎（3）铀235衰变产生的新核Y的核电荷数为90，大于83，因此一定具有放射性，选项C错误；‎ ‎（4）铀235的半衰期与温度无关，即高温情况下铀235的半衰期不变，衰变快慢不变，选项D错误；‎ 故本题选B ‎【点睛】核反应遵循质量数守恒，电荷数守恒的规律；质量数是质子数和中子数的总和；原子序数大于或等于83的元素，具有天然放射现象；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件无关；‎ ‎2. 如图所示，甲、乙两球固定在光滑斜面上的A、B两点，先释放甲球，当甲运动距离为 时，释放乙球，结果两球同时达到C点，已知A、B间的距离为，则A、C间的距离为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】设两个球运动的加速度大小为a，B、C间的距离为S，‎ 则：‎ 求得 则A、C间的距离为 故本题选B ‎3. 2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆， 取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（ ）‎ A. 0.8年 B. 1.6年 C. 2.2年 D. 3.2年 ‎【答案】C ‎【解析】由万有引力充当向心力得：，‎ 解得行星公转周期：，‎ 则火星和地球的周期关系为：，‎ 已知地球的公转周期为1年，则火星的公转周期为年，‎ 相邻两次火星冲日的时间间隔设为t，则：‎ 化解得：，‎ 即：，‎ 求得 故本题选C ‎4. 如图所示，半径为R=1m的半圆形容器开口向上，直径AB水平，在AB连线上的某一点沿AB方向水平抛出一个小球，初速度大小为3m/s，结果小球恰好能垂直打在容器的圆弧面上，重力加速度为，则小球做平抛运动的时间为（ ）‎ A. 0.2S B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s ‎【答案】C 则根据平抛运动规律，在竖直方向：，‎ 在水平方向：，‎ 求得 故本题选C ‎5. 蹦床运动是我国在奥运会的优势项目，运动员在比赛中从最高点下落与蹦床碰后又上升，在空中可以做出各种惊险的动作，若空气阻力不计，则下列说法不正确的是（ ）‎ A. 运动员从与蹦床接触到最低点的过程中，受到的合外力先减小后增大 B. 运动员从与蹦床接触到最低点的过程中，机械能先增大后减小 C. 运动员从最高点到最低点的过程中，合外力做功为零 D. 运动员从最高点到最低点的过程中，弹力的冲量与重力冲量大小相等 ‎【答案】B ‎【解析】（1）运动员从与蹦床接触到最低点的过程中，运动的速度先变大后变小，加速度先变小后变大，根据牛顿第二定律可知，运动员受到的合外力先减小后增大，选项A正确；‎ ‎（2）运动员从与蹦床接触到最低点的过程中，蹦床对运动员的弹力做负功，因此该过程运动员的机械能逐渐减小，选项B错误；‎ ‎（3）运动员从最高点落下到最低点的过程中，在最高点动能为零，在最低点动能也为零，根据动能定理可知，运动员受到的合外力做功为零，选项C正确；‎ ‎（4）运动员从最高点落下至最低点的过程中，根据动量定理可知，弹力的冲量与重力冲量大小相等、方向相反，选项D正确。不正确的为B选项 故本题选B ‎6. 如图所示，用同种材料制成的直角三角形线框ABC处在足够大的水平向右的匀强磁场中，线框平面与磁感线平行，直角边AB的长是直角边BC长的，AB边与磁感线垂直，先让线框绕AB边在匀强磁场中以角速度匀速转动，A、B两端的电压有效值为；再让线框绕BC边在匀强磁场中仍以角速度匀速转动，结果A、B两端的电压为，则为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】设BC边长为d，则AB边长为，让线框绕AB边在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，则线框中感应电动势的最大值，电动势的有效值，A、B两端的电压有效值，让线框绕BC边在匀强磁场中仍以角速度ω匀速转动，A、B两端的电压，因此有，选项D正确 故本题选D ‎7. 如图所示，一个金属圆环固定在两平行长直导线的中央，环面与长直导线在同一平面内，虚线PQ是两平行直导线的对称轴，圆环的圆心在PQ上，给两长直导线通以方向相反、大小始终相等的电流，且电流不断增大，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 圆环中有沿逆时针方向的感应电流 B. 圆环上弧长相等的任意两小段受到安培力大小相等 C. 圆环有收缩趋势 D. 圆环有绕PQ转动的趋势 ‎【答案】AC ‎【解析】（1）根据安培定则可知，圆环所在处的磁场垂直纸面向内，且磁通量增大，根据楞次定律可知，圆环中有逆时针方向的电流，选项A正确；‎ ‎（2）由于圆环处在非匀强磁场中，尽管圆环上弧长相等的任意两小段中电流相同，如果磁感应强度不等，则受到的安培力大小不等，选项B错误；‎ ‎（3）根据楞次定律可知，圆环有收缩趋势，选项C正确；‎ ‎（4）由于圆环受到的安培力合力为零，因此没有转动趋势，选项D错误。‎ 故本题选AC ‎8.‎ ‎ 如图所示，带正电的小球A用竖立在地面上的绝缘杆支撑，带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着，开始时A、B在同一水平线上并处于静止，不计两个小球的大小。现用手拉细线使小球B缓慢向上移动，小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中（ ）‎ A. A、B两球间的距离在减小 B. 小球B的运动轨迹是一段圆弧 C. 细线上的张力一直减小 D. 细线上的张力可能先变小后变大 ‎【答案】BC ‎【解析】设小球B受到的重力为mg，A、B两球的带电量分别为q1、q2，两球间的距离为r，A球与定滑轮的距离为h，滑轮与B球的距离为d，对B球受力分析如图：‎ 根据相似三角形可知，，‎ 求得：，‎ 由此可见，在小球移动过程中，r不变，因此小球的运动轨迹是一段圆弧，选项A错误、B正确；‎ 又根据：，由于d在减小，因此F在减小，选项C正确、D错误。‎ 故本题选BC ‎9. 一个带电粒子仅在电场力作用下在x轴上由静止开始从向做直线运动，其速度平方 随位置x变化的图线如图所示，图象关于纵轴对称，由图象可知（ ）‎ A. 粒子从向运动过程中，加速度先减小后增大 B. x=0处电势最高 C. 在x轴上，和两个位置的电场强度不同 D. 粒子沿x轴正向运动过程中，电势能先减小后增大 ‎【答案】CD ‎【解析】（1）由可知，图线的切线斜率表示加速度，因此粒子沿x轴正向运动过程中，加速度先增大再减小再变大最后再变小，选项A错误；‎ ‎（2）在x轴上-x1和x1之间，粒子在x=0处的动能最大，电势能最小，但由于粒子的电性不确定，因此x=0处的电势可能最高，也可能最低，选项B错误；‎ ‎（3）根据图线对称性可知，粒子在-x2和x2两个位置的加速度大小相等方向相反，故电场强度大小相等，方向相反，选项C正确；‎ ‎（4）粒子沿x轴正向运动过程中，动能先增大后减小，因此电势能先减小后增大，选项D正确 故本题选CD ‎10. 如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场中，电场方向竖直向上，磁场方向垂直于纸面向里，带电粒子B静止在正交的电磁场中，另一带电粒子A以一定的水平速度沿直线向右运动，与粒子B碰撞后粘在一起，碰撞过程中粒子的电荷量没有损失，两个粒子的质量相等，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 粒子A带负电，粒子B带正电 B. 粒子A的带电量一定小于粒子B的带电量 C. 两粒子碰撞后仍沿直线运动 D. 两粒子碰撞后会做向上偏转运动 ‎【答案】BD ‎【解析】粒子B静止在电磁场中，则，且粒子B带正电，粒子A以一定的水平速度在正交的电磁场中沿直线向右运动，则粒子A也带正电，有，联立上面两式得：，则粒子A的带电量小于粒子B的带电量，选项A错误、B正确；根据动量守恒定律有，则，由于，因此碰撞后粒子会做向上的偏转运动，选项C错误、D正确 故本题选BD 第II卷（非选择题 70分）‎ 二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第11题-第15题为必考题，每个试题考生都必须做答。第16题-第17题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题：共55分。‎ ‎11. 某同学为了测量一物块沿斜面下滑的加速度，设计了如图1所示的实验装置。斜面上安装有甲、乙两个光电门，乙光电门固定在靠近斜面底端处，甲光电门的位置可以调节。在滑块上装有一遮光片，让滑块从斜面上某一点由静止下滑，分别通过两个光电门，由与光电门连接时的计时器记录物块上的遮光片从甲光电门运动到乙光电门所用的时间t。改变甲光电门的位置进行多次测量，并用刻度尺测量甲、乙两光电门之间的距离s，记下相应的时间t值。根据测得的s及相应的时间t，求出，作出图象如图2所示。‎ ‎（1）根据图象，求得物块沿斜面下滑的加速度大小为__________（保留2位有效数字）。‎ ‎（2）若斜面的长为L，斜面体的高为h，重力加速度为g，结合测得的物块沿斜面下滑的加速度a，可求得物块与斜面的动摩擦因数为____________（用字母表示）。‎ ‎（3）若遮光片的宽度为0.5cm，则遮光片每次通过乙光电门的时间约为_________s（结果保留2位有效数字）。‎ ‎【答案】 (1). 2.0； (2). ； (3). ‎ ‎【解析】（1）设遮光片通过乙光电门时的速度为，由整理得： =v1-at；由表达式可知，加速度等于斜率大小的两倍．由图象得出图象的斜率为k=1，则滑块加速度的大小为a=2k=2.0m/s2。‎ ‎（2）由牛顿第二定律可知，，则 ‎（3）由图可知，遮光片通过乙光电门时的速度大小为2.0m/s，则遮光片通过乙光电门所用的时间为 ‎12. 某同学要测量一节新电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，图中定值电阻 阻值未知，电压表的内阻足够大，其零刻度位于表盘正中间。‎ ‎（1）图中定值电阻的作用是__________。‎ ‎（2）根据电路图甲，请将实物图乙连接完整______。‎ ‎（3）为了测定定值电阻的阻值，先将单刀双掷开关合向__________（填“1”或“2”），同时将滑动变阻器的滑片移到最_________（填“左”或“右”）端，再闭合开关。调节滑动变阻器，测得多组电压表的值U和电流表的值，作出图象如图丙，则电阻=________（保留两位有效数字）。‎ ‎（4）断开开关、将单刀双掷开关合向另一边，将滑动变阻器的滑片P移到合适的位置，再闭合开关。调节滑动变阻器，测得多组电压表的值U和电流表的值，作出图象如图丁所示，则电源的电动势E=________V，电源内阻r=____________。（结果保留一位小数）‎ ‎【答案】 (1). 保护电路； (2). ‎ ‎； (3). 1； (4). 右； (5). 2.6； (6). 1.5； (7). 0.4‎ ‎【解析】（1）由于新干电池的内阻很小，因此R0为保护电阻。‎ ‎（2）实物连接如图所示。‎ ‎（3）为了测定定值电阻R0的阻值，先将单刀双掷开关S2合向1，同时将滑动变阻器的滑片移到最右端，再闭合开关S1。根据图象，求得电阻R0=。‎ ‎（4）由图象可知，电源的电动势为1.5V，电池内阻 ‎13. 如图甲所示，两平行导轨固定在绝缘水平面上，导轨左端接有阻值的定值电阻，两导轨的间距，导轨平面处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感强度，一个质量为、长也为0.5m的导体棒垂直放置在导轨上。现用一个水平向右、大小为 的恒力拉金属棒，使金属棒从静止开始向右运动，金属棒向右运动x=2m达到最大速度，此过程中金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，金属棒在运动中始终与导轨接触良好，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不计导轨的电阻，求：‎ ‎（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数；‎ ‎（2）金属棒的电阻r。‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】（1）由图乙可知，当v=0时，a=2m/s2 ‎ 由牛顿第二定律可知：‎ 代入数据解得：=0.4‎ ‎（2）由图象可知：=2m/s 当金属棒达到最大速度时，有 且 解得=0.4A 此时电路中的电动势 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得：r=0.5Ω ‎14. 如图所示，在半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，在磁场的边界上A点有一粒子源，可以沿垂直于磁场方向向磁场内发射质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，O为圆形区域的圆心，在AO的延长线上有一垂直于AO放置的荧光屏，荧光屏足够大，AO延长线与荧光屏的交点为P，O为荧光屏的距离为2R，不计粒子的重力。‎ ‎（1）若粒子沿AO方向射入磁场，要使粒子不能打荧光屏上，粒子的速度应满足什么条件？‎ ‎（2）若粒子进入磁场的速度大小为，改变粒子射入磁场的方向，使该粒子在磁场中运动的时间最长，则该粒子最终打在荧光屏上的位置离P点的距离为多少？‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】（1）粒子刚好不能打在荧光屏上，其运动轨迹如图所示 由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径 ‎ 由 ‎ 求得 ‎ 即粒子的速度 ，则粒子不能打在荧光屏上 ‎（2）当粒子在磁场中运动的速度 ‎ 由 ‎ 得粒子做圆周运动的半径 当此粒子在磁场中运动的时间最长时，在磁场中运动的轨迹对应的弦最长，此时粒子运动的轨迹如图所示。‎ 由几何关系，‎ 由几何关系，粒子打在荧光屏上的位置Q点离P点的距离 ‎15. 如图甲所示，质量为M=1kg的小车放置在光滑在水平面上，小车的上表面由四分之一光滑圆弧和水平面组成，圆弧的半径R=0.5m。车的右端有一竖直的固定挡板，一轻弹簧放在车上并与挡板连接，弹簧处于原长，弹簧的左端点与车上的C点对齐。圆弧的最低点B到C点间的平面是粗糙的，其余部分均为光滑，BC长L=0.5m。质量m=0.2kg的小物块从圆弧的最高点A由静止释放，物块沿圆弧下滑到BC水平面上，物块从B到C运动的过程中所受的摩擦力与到B点的距离关系如图乙所示，。‎ ‎（1）物块滑到B点时速度大小及物块对轨道的压力；‎ ‎（2）物块第一次压缩弹簧的过程中，弹簧获得的最大弹性势能；‎ ‎（3）物块最终停在车上的位置离B点的距离。‎ ‎【答案】(1)F=6.8N；(2)EP=0.8J；(3)x=0.5m ‎【解析】（1）由于四分之一圆弧光滑，因此物块从A滑到B的过程中，系统水平方向动量守恒。设物块滑到B点时物块的速度大小为v1、车的速度大小为v2，则有 根据机械能守恒有 ‎ 求得：m/s ‎ 在B点 ‎ 求得：=6.8N ‎ 根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力为6.8N ‎（2）根据动量守恒定律可知，当物块压缩弹簧最短时，物块和小车系统的速度为零。‎ 根据能量守恒有 ‎ 因此弹簧的最大弹性势能 =0.8J ‎（3）当物块与车相对静止时，物块一定停在BC段上某一点处。‎ 根据系统水平方向动量守恒可知，当物块与车相对静止时，物块与车处于静止状态。‎ 由于 ‎ 所以物块最终停在C点，故物块最终停在车上的位置距B点0.5m ‎（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题任选一题做答，并用2B铅笔把所选题目的题号涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则按所做的第一题计分。‎ ‎16. 下列判断正确的是_______________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. “PM2.5”在空气中的运动属于布朗运动 B. 当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大 C. 用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙 D. 人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能 E. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的 ‎【答案】ADE ‎【解析】（1）“PM2.5”是指直径小于等于2.5微米的颗粒物，是分子团的运动，属于布朗运动，选项A正确；‎ ‎（2）潮湿时，空气的相对湿度较大，干燥时，空气的相对湿度较小，但绝对湿度大小不能确定，选项B错误；‎ ‎（3）用手捏面包，面包体积会缩小，只能说明面包内有气孔，选项C错误；‎ ‎（4）人类利用能源时，是将高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。所以可利用的能源会逐渐减小，选项D正确；‎ ‎（5）一定质量的单晶体在熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，所吸收的热量全部用来增大分子势能，选项E正确．‎ 故本题选ADE ‎17. 如图所示，质量为m且封闭的圆柱形气缸竖直放置在水平地面上，气缸内有质量为的活塞，活塞将缸内理想气体分成A、B两部分，且A、B两部分气体的体积相等，此时活塞离气缸上顶的距离为L，气缸和活塞的导热性能良好，活塞的水平截面积为S，不计活塞的厚度，活塞气密性好且与气缸内壁无摩擦，重力加速度为g。开始时A部分气体的压强大小等于，现给气缸施加一个竖直向上、大小等于2mg的力，使气缸竖直向上做加速运动，不计汽缸内气体的质量，假设气缸导热性能良好。求稳定后活塞在缸内移动的距离。‎ ‎【答案】或x=0.18L ‎【解析】气缸放在地面上时，B部分气体的压强 当气缸向上做加速运动，对整体研究，‎ 根据牛顿第二定律 ‎ 求得 ‎ 设此时A、B部分气体的压强分别为、‎ 对活塞研究有 ‎ 得 ‎ 对B部分气体 求得 或x=0.18L ‎18. 关于振动和波，下列说法正确的是__________。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ A. 做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同 B. 做受迫振动的物体，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率 C. 在波的干涉中，振动加强的点的位移可以为零 D. 波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化 E. 在波的传播方向上相对于平衡位置的位移始终相同的两质点间距离等于波长 ‎【答案】BCD ‎【解析】（1）在简谐振动的物体,每次经过同一位置时，加速度一定相同，选项A错误；‎ ‎（2）物体做受迫振动时，其驱动频率跟固有频率无关，选项B正确；‎ ‎（3）只要两列波引起的位移方向相同，这个点就是振动加强点，其位移是变化的，可以为零，选项 C正确；‎ ‎（4）根据多普勒效应可得波源与观察者互相靠近或者互相远离时，单位时间内接受到波的个数发生变化，所以接收到的频率会发生变化，选项D正确；‎ ‎（5）根据波长的定义，在波的传播方向上两相邻的相对于平衡位置的位移始终相同的两质点间距离等于波长，可知选项E错误。‎ 故本题选BCD ‎19. 如图所示，扇面ABC为玻璃砖的截面，ABD为等腰直角三角形，AB长为R，一束光垂直于AC面从AC的中点E射入玻璃砖，光线恰好不能从AB面射出，光在真空中的传播速度为c，求：‎ ‎①该光束在玻璃砖中传播的时间（不考虑光在BC面上的反射）‎ ‎②该光束从BC面射出时的折射角。‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】①由于ABD为等腰直角三角形，且光线恰好不能从AB面上射出，则光从玻璃砖射向空气发生全反射的临界角为450，因此折射率 ‎ 光在玻璃砖中传播的路径如图所示。‎ 由几何关系可知，‎ 因此 ‎ ‎，‎ 因此 ‎ 光在玻璃砖中传播的路程 ‎ 光在玻璃砖中传播的时间 ‎ ‎②由几何关系，光在圆弧面上的入射角 ‎ 设光在圆弧面上折射的折射角为r，则 求得 ‎ ‎ ‎