2017-2018学年湖北省孝感市八校教学联盟高二下学期期中联合考试物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省孝感市八校教学联盟高二下学期期中联合考试物理试题 解析版

‎2017-2018学年度下学期孝感市八校教学联盟期中联合考试 高二物理试卷 一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分.其中1-6小题只有一个选项正确，7-10小题有多个选项正确，全选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分)‎ ‎1. 如图所示，在e、f间接上交流电源，保持电压最大值不变，使其频率增大，发现各灯的亮度变化情况是：灯1变暗，灯2变亮，灯3不变。则黑箱a、b、c中所接元件可能是 A. a为电阻，b为电容器，c为电感线圈 B. a为电感线圈，b为电容器，c为电阻 C. a为电阻，b为电感线圈，c为电容器 D. a为电容器，b为电感线圈，c为电阻 ‎【答案】B ‎【解析】交流电频率增大，灯1变暗，阻抗变大，说明a是电感线圈；灯2变亮，阻抗变小，说明b是电容器；灯3亮度不变，说明c为电阻。故B正确，ACD错误。‎ 故选：B ‎2. 矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如图甲所示的交流电，设沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对应t1时刻线圈位置为下列哪一个图 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】由图可知，t1时刻感应电动势最大，此时线圈处于垂直中性面位置。根据右手定则可以判定A图ab中的电流从a流向b，与规定的正方向一致，故A正确，BCD错误。‎ 故选：A ‎3. 两个完全相同的电热器分别通过如图甲和乙所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦式电流，则这两个电热器功率Pa、Pb之比为 A. 1∶1‎ B. 1∶2‎ C. 4∶1‎ D. 2∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】方波的电流有效值I甲=Im，正弦交流电的有效值I乙=Im.‎ 根据功率公式P=I2R得到 P甲:P乙=，‎ 故ABC错误，D正确，‎ 故选：D ‎4. 研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据光电效应方程，联立知，遏止电压越大，入射光的频率越大，光照强度越大，饱和电流越大，所以C正确；A、B、D错误。‎ 视频 ‎5. 孝感某高中学校上体育课时，一学生为了检查篮球气是否充足，于是手持篮球自离地面高度0.8m处以3m/s的初速度竖直向下抛出，球与地面相碰后竖直向上弹起的最大高度为0.45m,已知篮球的质量为1kg,球与地面接触时间为0.5s，若把在这段时间内球对地面的作用力当作恒力处理，则此力的大小为（空气阻力不计，g=10m/s2）‎ A. 6N B. 16N C. 26N D. 36N ‎【答案】C ‎【解析】设球与地面碰撞前速度大小为v1，碰后速度大小为v2‎ 由运动学规律，对球下落过程，有：‎ 代入数据得:v1=5m/s                  ‎ 对球上升过程有：‎ 代入数据得：v2=3m/s         ‎ 设向上为正，则对碰撞过程，由动量定理，得：‎ ‎(FN−mg)t=mv2−(−mv1)    ‎ 代入数据得：FN=26N      ‎ 由牛顿第三定律可知，球对地面的作用力大小为：F′N=FN=26N，故C正确，ABD错误。‎ 故选：C ‎ 点睛：先由速度-位移公式求出球与地面碰撞前速度大小，然后求出球与地面碰撞后速度大小，最后由动量定理即可求出．‎ ‎6. 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】AB．黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故A错误，B错误；‎ CD．黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故C正确，D错误。‎ 故选：C.‎ 点睛：要理解黑体辐射的规律：温度越高，辐射越强越大，温度越高，辐射的电磁波的波长越短．‎ ‎7. 如图所示，质量为m的物体在一个与水平方向成θ角的拉力F作用下，一直沿水平面向右匀速运动，则下列关于物体在t时间内所受力的冲量，正确的是 A. 重力的冲量大小为mgt B. 拉力F的冲量大小为Ftcos θ C. 摩擦力的冲量大小为Ftcos θ D. 物体所受支持力的冲量大小是mgt ‎【答案】AC ‎【解析】A. 重力的冲量大小为mgt，故A正确；‎ B. 拉力F的冲量大小为Ft，故B错误；‎ ‎...............‎ D. 支持力的大小为N=mg−Fsinθ，则支持力的冲量为(mg−Fsinθ)t.故D错误。‎ 故选：AC 点睛：根据力的大小，结合冲量的公式I=ft求出各力的冲量大小．‎ ‎8. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中Rt 为热敏电阻(其随温度升高电阻变小)，R为定值电阻．下列说法正确的是)‎ A. 副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝9sin 50πt(V)‎ B. 变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1:4‎ C. t＝0.02 s时电压表V2的示数为9 V D. Rt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变 ‎【答案】CD ‎【解析】A. 由图乙可知交流电压最大值Um=36V，原线圈电压的有效值U1=36V，周期T=0.02s，可由周期求出角速度的值为100π，根据电压与匝数成正比，得副线圈电压的有效值为9V，原线圈电压为零时，变化最快，副线圈中感应电动势最大，副线圈两端电压的瞬时值表达式u=9cos100πtV，故A错误；‎ B. 变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，为1:4,；输入和输出功率相等，大小之比为1:1，故B错误；‎ C. 电压表V2的示数为有输出电压的效值，为9 V，故C正确；‎ D. Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，电压表示数不变，故D正确；‎ 故选：CD ‎9. 已知能使某金属产生光电效应的截止频率为ν0，则 A. 当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B. 当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0‎ C. 当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大 D. 当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：因为某金属产生光电效应的极限频率为v0，则存在W=hv0，故当用频率为2v0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子，A正确；且此时所产生的光电子的最大初动能为Ek=2hv0－W= hv0，故B也正确；逸出功是电子从材料表面逸出所需的最小能量，它不随光照频率的变化而变化，故C错误；根据爱因斯坦的光电效应方程得Ek=hv－W，可见，当v增大一倍，则光电子的最大初动能并不能增大一倍，D错误。‎ 考点：光电效应。‎ 视频 ‎10. 质量为m的小球A，在光滑的水平面上以速度v与静止的质量为2m的小球B发生正碰，碰后A球的动能变为原来的，则碰撞后B球的速度大小可能是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】碰后A球的动能变为原来的1/9得：‎ ‎，‎ 解得：vA=±v，‎ 碰撞过程中A.B系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：‎ mv=mvA+2mvB，‎ 解得：vB=或vB=；‎ 故选：AB.‎ 二、实验题（共1小题，共15分）‎ ‎11. 某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下，和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．‎ ‎（1）本实验必须测量的物理量有________；‎ A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H ‎ B．小球a、b的质量ma、mb ‎ C．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间t D．记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC E．a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h ‎（2）现有下列A、B、C、D四个小球，在做“验证碰撞中的动量守恒”的实验时，入射小球应用________球，被撞小球应用_______．‎ A. 质量为43 g，直径为2.2 cm B. 质量为32 g，直径为3.2 cm C. 质量为11 g，直径为2.2 cm D. 质量为20 g，直径为3.2 cm ‎（3）为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，如图给出了小球a落点附近的情况，确定在同一位置释放的小球 a在白纸上的平均落点位置的方法是__________________________ ，由图可得OB距离应为________ cm；‎ ‎（4）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是____________________________，如果满足表达式___________________________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). A (3). C (4). 用尽可能小的圆，圈住尽量多的落点，圆心即为平均落点的位置 (5). 45.95±0.02 (6). maOB＝maOA＋mbOC (7). maOB2＝maOA2＋mbOC2‎ ‎【解析】(1) 要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，因为碰撞前后小球都做平抛运动，运动时间相等，速度可以用水平位移代替，小球碰撞过程中水平方向动量守恒mav0=mav1+mbv2，即ma =ma +mb ，化简为ma˙OB=ma˙OA+mb˙OC 故本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量ma、mb和纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故B、D正确；‎ ‎（2）在做“验证碰撞中的动量守恒”的实验时，入射小球和被撞小球大小应相同，入射小球应用质量较大的球，被撞小球应用质量较小的球，两者质量差越大，落点间的距离越大，误差越小，故入射小球应用A球，被撞小球应用C球；‎ ‎（3）确定小球 a在白纸上的平均落点位置的方法是用尽可能小的圆，圈住尽量多的落点，圆心即为平均落点的位置；由图可得OB距离应为45.95cm；‎ ‎（4）由（1）分析可知，按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是ma˙OB=ma˙OA+mb˙OC，如果两球的碰撞为完全弹性碰撞，碰撞前后动能不变，则表达式满足= + ‎ ‎，即 maOB2＝maOA2＋mbOC2。‎ 三、计算题（共3大题，共35分，要求写出必要的文字说明、主要方程式，只写出结果和无主要方程而仅通过纯数值运算得出的结果，不给分，有数值计算的题答案中要写明数值和单位。）‎ ‎12. 如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm和20 cm，内阻为 5Ω，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20Ω的电阻R相接。求：‎ ‎（1）t＝0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；‎ ‎（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；‎ ‎（3）通过电阻R上所消耗的电功率是多少？‎ ‎【答案】（1） （2）2 A 40 V （3）80 W ‎【解析】（1）感应电动势最大值 Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50V=50V 则电动势瞬时值表达式为：e=50cos50t V ‎（2）电源电动势有效值 E= =50 V. ‎ 电键S合上时，由全电路欧姆定律I= A=2.0 A U=IR=220 V=40 V.‎ 即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V.‎ ‎（3）电阻R上所消耗的电功率 P=IU=240 W=80 W. ‎ ‎13. 如图甲，光滑水平面上有A、B两物体，已知A的质量为3‎ ‎ kg，A以一定的初速度向右运动，与B发生正碰后粘在一起向右运动，它们的位移—时间图象如图乙，求：‎ ‎（1）物体B的质量；‎ ‎（2）A、B碰撞过程中损失的机械能．‎ ‎【答案】（1）9 kg （2）18 J ‎【解析】(1)由题图乙知，碰前vA＝4 m/s， vB＝0 ‎ 碰后两者速度v＝1 m/s 由动量守恒得mAvA＝(mA＋mB)v ‎ 解得mB＝9 kg ‎ ‎（2）损失的机械能ΔE＝＝18 J ‎ ‎14. 如图所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V，输出电功率为50 kW，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】用500 V电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流 ，‎ 用户获得电压U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V 用户获得的功率P1＝U1I0＝2×104 W．‎ 改用高压输送时，示意图如图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6%W＝300 W．‎ 输电电流 ‎ 发电站升压后输电电压 ‎ 升压变压器匝数比 ‎ 输电线上损失的电压U′＝IR＝10×3 V＝30 V 到达用户输入变压器电压U2＝U－U′＝(5 000－30) V＝4 970 V 所以降压变压器的原副线圈的匝数比为 ‎ 点睛：解决本题的关键知道升压变压器的输出电压、损失电压和降压变压器的输入电压的关系，以及知道输出功率和输出电流和输出电压的关系.‎ ‎ ‎ ‎ ‎