2017-2018学年江西省铅山县第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年江西省铅山县第一中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

铅山一中2017-2018学年第二学期高二年级期中考试 物理试卷 一、选择题 (每小题4分, 共40分，其中9、10二题为多选题，其他为单选题)。‎ ‎1. 下列说法错误的是（ ）‎ A. 在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 B. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小 C. 弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变 D. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 ‎【答案】B ‎【解析】根据可得，即在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比，选项A正确；根据可知，单摆的周期与单摆的质量无关，选项B错误；弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能和动能相互转化，势能与动能之和保持不变，选项C正确；系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，选项D正确；此题选项错误的选项，故选B.‎ ‎2. 一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t=2s时刻的波形图，图2是介质中某点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（ ）‎ A. 0.5m B. 1.5m C. 2.5m D. 3.5m ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1m＞y＞-０.2m，并且向y轴负方向运动，由题可知波向x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能为2.67m＞x＞2m之间，故选C。‎ 考点：振动图象和波的图象 视频 ‎3. 手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是（ ）‎ A. 该简谐波是纵波 B. 时，P在平衡位置上方 C. 时，P的速度方向竖直向上 D. 该简谐波的最大波长为2L ‎【答案】B ‎【解析】该简谐波上质点振动方向为竖直方向，波的传播方向为水平方向，两者垂直，故为横波，故A错误；t=0时，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，那么t=T/8时，P在平衡位置上方，并向上运动，故B正确； t=0时，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，那么，t=3T/8时，P在平衡位置上方，并向下运动，故C错误；t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，故两者间的距离为(n+)λ，n＝0，1，2，3，…，又有O、P的平衡位置间距为L，则λmax＝＝4L，故D错误；故选B。‎ ‎4. 根据右边的漫画，判断下列说法正确的是 ( )‎ A. 鱼看到的是人的实像,位置偏高些 B. 鱼看到的是人的虚像,位置偏低些 C. 人看到的是鱼的虚像,位置变浅了 D. 人看到的是鱼的实像,位置变浅了 ‎【答案】C ‎【解析】人看到的是鱼是鱼发出的光线经过水面折射形成的虚像，光线从水射向空气中时，入射角小于折射角。作出从鱼S1发出的两条光路，将折射光线反向延长，得到的交点即为鱼的虚像S1‎ ‎′，如图，可以看出虚像的位置变浅了。同理，鱼看到的是人发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据光路的可逆性原理可知，位置偏高了。故选C。‎ 点睛：本题考查对光的折射现象的理解．作光路时，要根据光线从水射向空气中折射时，入射角小于折射角，而且入射角越大，折射角越大．‎ ‎5. 如图所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与质量为m、带电荷量为+q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上．在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动．那么（　　）‎ A. 运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变 B. 运动过程中小球的机械能守恒 C. 小球做简谐运动的振幅为 D. 小球到达最右端时，弹簧的形变量为 ‎【答案】D ‎【解析】小球运动过程中有电场力和弹簧弹力做功，故对于弹簧和小球系统，电势能和重力势能以及动能总量守恒，小球的机械能不守恒，选项AB错误；小球做简谐运动，在平衡位置，有：kA=qE，解得A=；小球到达最右端时，弹簧的形变量为2倍振幅，即2A=，故C错误，D正确；故选D。‎ 点睛：本题关键在于小球做简谐运动，找到平衡位置，运用简谐运动的对称性和平衡知识进行列式分析即可．‎ ‎6. 如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在电场力作用下运动（不计重力），轨迹如图中虚线所示，那么下列说法中错误的是（ ）‎ A. 若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷 B. 微粒从M点运动到N点电势能一定增加 C. 微粒从M点运动到N点动能一定增加 D. 微粒从M点运动到N点机械能一定增加 ‎【答案】B ‎............‎ B、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点电势能可能增加，也可能减小，B错误；‎ C、粒子在电场力和重力的合力作用下做类似平抛运动，电场力和重力的合力向下，故从M到N动能增加， C正确；‎ D、电场力可能向上，也可能向下，故微粒从M点运动到N点过程，电场力可能做负功，也可能做正功，故机械能可能增加，也可能减少，D错误；‎ 故选C。‎ 视频 ‎7. 用回旋加速器分别加速粒子和质子时，若磁场相同，则加在两个D形盒间的交变电压的频率应不同，其频率之比为（ ）‎ A. 1：1 B. 1:3 C. 1：2 D. 2:1‎ ‎【答案】C ‎【解析】加在两个D形盒间的交变电压的频率等于粒子在磁场中做圆周运动的频率；因质子（）与α粒子（He）可知，根据周期公式，T=，则有f=；可得，即加速α粒子的交流电压频率与加速质子的交流电压频率之比为1：2；故C正确，ABD错误；故选C。‎ 点睛：此题关键是知道回旋加速器的原理，知道加在两个D形盒间的交变电压的频率等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，掌握运动轨迹的周期公式，注意α粒子和质子的电量间与质量间的关系．‎ ‎8. 如图所示，在磁感强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框架，OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒，OC之间连一个电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，若要使OC能以角速度ω匀速转动，则外力做功的功率是：（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】因为OC是匀速转动的，根据能量的守恒可得，P外=P电=，又因为E=Br•，联立解得：P外=，所以B正确。故选B。‎ 点睛：解决本题的关键是分析出外力的功率与电阻的发热的功率大小相等，知道转动切割产生的感应电动势的公式．‎ ‎9. 振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点p，关于质点p振动的说法正确的是 （ ）‎ A. 速度的最大值一定为v B. 振幅一定为A C. 若p点与波源距离s=vT，则质点p的位移与波源的相同 D. 开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于他离波源的距离 ‎【答案】BC ‎【解析】质点的振动速度大小跟波速无关，故A错误；波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同，与质点离波源的距离无关，故B正确，D错误；s=vT，则s等于一个波长，即P点与波源质点相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故C 正确。故选BC。‎ 点睛：本题考查了波动和振动的区别和联系，质点振动的速度是呈周期性变化的，而波速是不变的；知道各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同．‎ ‎10. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比，电阻，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（ ）‎ A. 输入电压u的表达式u=20sin(100πt)V B. 保持S1接1，断开S2后，L1、L2均不能正常发光 C. 保持S1接1，断开S2后，原线圈的输入功率增大 D. 若S1换接到2后，R消耗的电功率为8W ‎【答案】AB ‎【解析】周期是0.02s，ω==100π rad/s，所以输入电压u的表达式应为u=20sin（100πt）V，A正确；只断开S2后，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L1、L2的功率均变为额定功率的四分之一，故L1、L2均不能正常发光，故B正确；只断开S2后，负载电阻变大，原副线圈电流变小，原线圈的输入功率减小，故C错误；若S1换接到2后，电阻R电压有效值为=4V，R消耗的电功率为=0.8W，故D错误。故选AB。‎ 点睛：此题关键是知道电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，求解功率都要用有效值.‎ 二、实验题（每空2分，8+10=18分）。‎ ‎11. 用单摆测定重力加速度的实验，组装单摆时，应在下列器材中选用（______）（选填选项前的字母）。‎ A.长度为 30cm 左右的细线 B. 长度为 1m 左右的细线 C.直径为 1.8cm 的塑料球 D.直径为 1.8cm 的铁球 ‎【答案】BD ‎【解析】为减小实验误差，应选择1m左右的摆线，故选B；为减小空气阻力影响，摆球应选质量大而体积小的金属球，故选D；因此需要的实验器材是BD．‎ ‎12. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。‎ ‎①设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量_____，则玻璃砖的折射率可表示为______。‎ ‎②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎【答案】 (1). l1和l3 (2). (3). 偏小 ‎【解析】①根据几何知识得，入射角的正弦sini=，折射角的正弦sinr= ，又BO=OC，则折射率为．故需要测量的量有l1 和l3；玻璃砖的折射率可表示为； ②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺逆时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角变大，由折射率公式律n=可知，测得玻璃砖的折射率将偏小．‎ 点睛：此题是用插针法测定半圆形玻璃砖折射率，数据处理的方法是单位圆法，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，由实验原理律n=sini/sinγ 分析．‎ ‎13. 一种供实验使用的小型电池电动势约为9V，内阻约为40Ω，电池允许最大输出电流为50 mA，为了准确测定这个电池的电动势和内阻，用图甲所示的实验电路进行测量（图中电压表内阻很大，可不考虑它对测量的影响）,R为电阻箱,阻值范围为0--9999Ω，R0是保护电阻。‎ ‎①实验室里备用的定值电阻有以下几种规格：‎ A．150Ω，0.5W B．800Ω，2.5W C．1.2 kΩ，1W ‎ 实验时，R0应选用______较好。‎ ‎②在实验中当电阻箱调到图乙所示位置后，闭合开关S，电压表示数9.0V，变阻箱此时电阻为____Ω，电路中流过电阻箱的电流为____mA。‎ ‎③断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数，多次测量后，做出如丙图所示线，则该电池电动势E =_____V，内阻r =_____Ω。‎ ‎【答案】 (1). A (2). 750Ω (3). 10mA (4). (5). ‎ ‎【解析】试题分析：①按照电路图进行连接，注意电阻箱的接线柱和电压表的正负接线柱，电流要从电压表的正接线柱流入；如下图所示：‎ 能过电阻箱的电流为；‎ ‎④由闭合电路欧姆定律可知，则，所以可知图线的截距即电源电动势，图线的斜率为电源内阻 考点：测量电源的电动势和内阻 三、计算题（10+10+10+12=42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．）‎ ‎14. 一列在X轴上传播的横波如图所示，t1时刻波形为图中实线所示；t2时刻波形如图中虚线所示．已知Δt=t2-t1=1s，且2T＜t2-t1＜3T，问：‎ ‎(1)如果波向右传播，波速多大？‎ ‎(2)如果波向左传播，波速多大？‎ ‎【答案】(1) 18m/s (2) 22m/s ‎【解析】试题分析：由图读出波长λ=4m ‎（1）如果波向右传播，已知3T＜△t＜4T，‎ 则波向右传播的距离为,波速；‎ ‎（2）如果波向左传播，已知3T＜△t＜4T，‎ 则波向左传播的距离为 波速 考点：机械波的传播 ‎15. 如图所示，为某种透明介质的截面图，△‎ AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和蓝光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑．已知该介质对红光和蓝光的折射率分别为．‎ ‎①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色； ‎ ‎②求两个亮斑间的距离．‎ ‎【答案】(1) 在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色与蓝色的混合色 (2) 17.07cm ‎【解析】①设红光和紫光的临界角分别为C1、C2， 则 sinC1 = > = sin45o ‎ 同理C2＝45°，i＝45°＝C2‎ i＝45°＞C1，所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，且由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色和紫色的混合色。‎ ‎②画出如图所示光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1，P2，‎ 根据折射定律 求得 sinr = 0.8 ‎ 由几何知识可得： ，‎ 解得: AP1 = 7.5cm ‎ 由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，解得AP2＝10cm ‎ 所以P1P2 = 17.5cm ‎ ‎16. 如图所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为d=20cm，电场方向在纸平面内竖直向下，而磁场方向垂直于纸面向里，一带正电的粒子从O点以速度v0=4m/s沿垂直电场方向进入电场，从A点出电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半，当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，带电粒子重力不计。求：‎ ‎(1)粒子从A点进入磁场时的速度v；‎ ‎(2) 磁感应强度B和电场强度E的比值.‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】（1）粒子在电场中偏转时做类平抛运动，则    垂直电场方向d=v0t，    平行电场方向 ‎ ‎ 得vy=v0，到A点速度为v=v0  在磁场中速度大小不变，故从C点出磁场时速度大小仍为v0，方向与水平方向成45o角斜向右下方；‎ ‎（2）在电场中偏转时，出A点时速度与水平方向成45° vy=，并且vy=v0 得E= 在磁场中做匀速圆周运动，如图所示；由几何关系得R=d ‎ 又qvB=，且v=v0‎ 得B=‎ 解得 ．‎ 点睛：本题中粒子先后在电场和磁场中运动，轨迹不同，研究方法也不同，电场中为类平抛运动，运用运动的分解和合成，磁场中为圆周运动，运用几何知识画轨迹，求半径．‎ ‎17. 如图所示，两足够长的平行粗糙的金属导轨MN、PQ相距为L＝1 m，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B1＝2 T的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L＝1 m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，两者间的动摩擦因数μ=/3，金属棒的质量为m1＝2 kg、电阻为R1＝1Ω。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d＝0.5 m，定值电阻为R2＝3Ω，现闭合开关S并将金属棒在恒定外力F=26N作用下从静止开始向上运动，重力加速度为g＝10 m/s2，试求：‎ ‎(1)如果导轨足够长，金属棒最终的速度为多大？‎ ‎(2)当金属棒达到稳定状态时，R2上消耗的电功率P为多少？‎ ‎(3)当金属棒稳定上滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场B2＝3 .6T，在上板的右端且非常靠近上板的位置有一质量为m2＝1.8×10－4 kg、带电量为q＝+1×10-4 C的液滴以初速度v水平向左射入两板间，该液滴可视为质点，不计液滴与上板的距离．要使带电粒子能从金属板间射出，初速度v应满足什么条件？‎ ‎【答案】（1）6 m/s　 （2）27 W （3）v≥1.0 m/s 或v≤0.5 m/s ‎【解析】试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，‎ 达到最大时则有 F安=B1IL m1gsinα=F安 则 所以解得最大速度vm=10m/s ‎（2）整个电路消耗的电功率等于安培力的功率P=m1gsinαvm 带入数据得P总=100W 电阻R2消耗的功率P=3/4P总=75W ‎（3）金属棒下滑稳定时，两板间电压U=IR2=15V 因为液滴在两板间有 所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动，‎ 得 当液滴恰从上板左端边缘射出时：v1=0.25m/s 当液滴恰从上板右侧边缘射出时：v2=0.125m/s 初速度v应满足的条件是： v ≥v1或 v≤v2‎ 考点：电磁感应现象；带电粒子在复合场中的运动 ‎【名师点睛】此题是电磁感应及带电粒子在复合场中运动的综合题目；解答这类问题的关键是通过受力分析，正确分析安培力的变化情况，找出最大速度的运动特征．电磁感应与电路结合的题目，要明确电路的结构解决问题；熟练掌握处理匀速圆周运动的基本方法.‎ ‎ ‎ ‎ ‎