2018-2019学年河北省武邑中学高二下学期开学考试物理试题 解析版

2018-2019学年河北省武邑中学高二下学期开学考试物理试题 解析版

河北武邑中学2018-2019学年下学期高二年级开学考试 物理试题 一．选择题(本题有10小题，共54分。 1-8题只有一个选项符合题意9-10题至少有一个选项符合题意，每题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选或不选得0分)‎ ‎1.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其极板带电量为Q，在两极板之间，用轻质绝缘丝线悬挂质量为m，电量为q的带电小球(可看成点电荷)，丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好平衡，此时小球离右板距离为b，离左板的距离为2b，如图所示，则（ ）‎ A. 小球受到电场力为 B. 若将小球移到悬点下方竖直位置，小球的电势能减小 C. 若将细绳剪断，小球经时间到达负极 D. 小球带正电，极板之间的电场强度大小为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对小球受力分析，据平衡条件可得小球所受电场力，另对小球而言，板上电荷不能视为在同一水平线上的点电荷，两板对小球的电场力。据小球所受电场力和场强的定义式可得极板之间的电场强度。据电场力的方向，可得将小球移到悬点下方竖直位置过程中电场力做功的正负，从而判断小球电势能的变化。细绳剪断后小球做匀加速直线运动，将小球的运动分解成水平方向和竖直方向，据运动学公式和牛顿运动定律可得小球到达负极所需时间。‎ ‎【详解】AD：对小球受力分析，由平衡条件可得，则小球受到电场力，‎ 极板之间的电场强度。对小球而言，板上电荷不能视为与小球在同一水平线上的点电荷，则两板对小球的电场力。故AD两项错误。‎ B：小球所受电场力水平向右，将小球移到悬点下方竖直位置，电场力对小球做负功，小球的电势能增加。故B项错误。‎ C：细绳剪断后小球做匀加速直线运动，将小球的运动分解成水平方向和竖直方向，对水平方向、，解得：小球到达负极所需时间。故C项正确。‎ ‎2.做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　)‎ A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误；故选B．‎ 考点：简谐振动 ‎【名师点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系．‎ ‎3.下列射线中，穿透本领最强的是（ ）‎ A. α射线 B. β射线 C. γ射线 D. 阴极射线 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】放射性元素放出的三种射线中，γ射线的穿透本领最强，电离本领最弱，故选C.‎ ‎4. 下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ）‎ A. 雨后天空出现彩虹 B. 通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 C. 海市蜃楼现象 D. 日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成色散及反射而成，所以A项错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是单缝衍射的结果，所以B项正确；海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，属于全反射的现象，所以C项错误；日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹，属于薄膜干涉现象，所以D项错误。‎ 考点：本题考查了光现象本质的理解 ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎5.如图所示，一底边为L，底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为‎2L，宽为L的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。t＝0时刻，三角形导体线框的底边刚进入磁场，取沿逆时针方向的感应电流为正，则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中，感应电流i随时间t变化的图线可能是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据楞次定律判断感应电流的方向，再结合切割产生的感应电动势公式判断感应电动势的变化，从而结合闭合电路欧姆定律判断感应电流的变化。‎ ‎【详解】在0-‎ 时间内，线框进入磁场，磁通量增加，根据楞次定律知线框中感应电流方向沿逆时针方向，为正值。线框切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小。t=时，I=0。在-时间内，线框完全在磁场中运动，磁通量不变，没有感应电流产生。在- 时间内，线框出磁场，磁通量减小，根据楞次定律知线框中感应电流方向沿顺时针方向，为负值。线框切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小。t= 时，I=0．故A正确，BCD错误。故选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键要掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及知道在切割产生的感应电动势公式E=BLv中，L为切割的有效长度。‎ ‎6.带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中,沿图中实线轨迹从a运动到b,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra、rb(ra>rb),b点为运动轨迹上到Q的最近点,不计粒子的重力,则可知（ ）‎ A. 运动粒子带负电 B. b点的场强小于a点的场强 C. a到b的过程中,电场力对粒子不做功 D. a到b的过程中,粒子动能和电势能之和保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 选BD.由带电粒子的运动轨迹可知带电粒子带正电；由点电荷所形成电场的场强公式E＝k知，Eb＞Ea；粒子从a到b的过程中，电场力对粒子做负功，动能减小，电势能增大，但总能量不变，故选B、D.‎ ‎7.某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示。以下说法正确的是 A. a光的频率比b光小 B. a光在该介质中的传播速度比b光大 C. 光由介质射入空气时，a光的全反射临界角比b光小 D. a、b分别通过同一双缝干涉实验装置，a光的干涉条纹间距较大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据光线的偏折程度比较折射率的大小，从而比较出频率的大小，通过，比较临界角的大小，通过双缝干涉条纹的间距公式比较条纹间距的大小．‎ ‎【详解】由图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误。因为a光的折射率大，由公式可知，a光在该介质中的传播速度比b光小，故B错误。a光的折射率大，根据知，a光的临界角小，故C正确。a光的频率大，则波长小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，b光比a光得到的干涉条纹间距大，故D错误。故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度得出折射率的大小，以及知道折射率、频率、波长、临界角等大小之间的关系．‎ ‎8.如图所示，在空气中，一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入，从b表面射出，则以下说法中正确的是 A. 出射光线不一定与入射光线平行 B. 随着角的增大，光可能在a表面发生全反射 C. 随着角的增大，光可能在b表面发生全反射（）‎ D. 无论如何改变角，光线从a表面射入，不可能在b表面发生全反射 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据折射定律和光路的可逆性分析出射光线与入射光线的关系．产生全反射的必要条件是光线必须由光密介质射入光疏介质．运用几何关系和光路可逆性分析光线能否在界面b上发生全反射现象．‎ ‎【详解】由于a、b两表面平行，光线在a表面的折射角等于b表面的入射角，根据光路的可逆性可知，光线在b表面的折射角等于在a表面的入射角，由几何关系可知出射光线一定与入射光线平行，故A错误。根据几何知识可知：光经过表面b上的入射角与在表面a上的折射角相等，根据光路可逆性可知：所以不管入射角多大，不可能在b表面和a表面发生全反射，故BC错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道光的传播的可逆性原理，以及掌握全反射的条件，由此记牢平行玻璃砖的光学特性．‎ ‎9.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得逆时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置) （ ）‎ A. 向右匀速运动 B. 向左减速运动 C. 向右减速运动 D. 向右加速运动 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据棒的切割磁感线，依据右手定则可确定感应电流的方向，由法拉第电磁感应定律来确定感应电流的大小；从而由右手螺旋定则来确定线圈M的磁通量的变化，再根据楞次定律，即可确定线圈N中的感应电流的方向．‎ ‎【详解】若要让N中产生逆时针的电流，M必须让N中的磁场“减小”或“×增大”所以有以下两种情况.‎ 垂直纸面向外的磁场（）且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左减速运动；‎ 同理，垂直纸面向里的磁场（×）且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右加速运动；故B，D正确，A，C错误；‎ 故选BD.‎ ‎【点睛】考查右手定则、法拉第电磁感应定律、右手螺旋定则与楞次定律的应用，注意各定律的作用，同时将右手定则与左手定则区别开．‎ ‎10.回旋加速器是获得高能带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源的两极相连的两个D形盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，关于回旋加速器的下列说法正确的是（ ） ‎ A. 用同一回旋加速器分别加速比荷不同的带电粒子，需要调节交变电场的频率 B. 磁场对带电粒子的洛仑兹力对粒子不做功，因此带电粒子从D形盒射出时的动能与磁场的强弱无关 C. 带电粒子做一次圆周运动，要被加速两次，因此交变电场的周期应为圆周运动周期的二倍 D. 狭缝间的电场对粒子起加速作用，但带电粒子从D形盒射出时的动能与加速电压的大小无关 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素有关.‎ ‎【详解】B、D、带电粒子经过电场加速，磁场圆周，最后从磁场圆周离开，根据，解得，带电粒子射出时的动能,与加速的电压无关，与磁感应强度的大小有关；故B错误，D正确.‎ A、C、交变电场的周期与带电粒子运动的周期相等，带电粒子在匀强磁场中运动的周期 ‎，与粒子的速度无关，所以加速后交变电场的周期不需改变，不同的带电粒子，在磁场中运动的周期不等，所以加速不同的带电粒子，一般要调节交变电场的频率；故A正确，C错误.‎ 故选AD.‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道回旋加速器运用电场加速，磁场偏转来加速带电粒子，但要注意粒子射出的动能与加速电压无关，与磁感应强度的大小有关.‎ 第II卷（非选择题46分）‎ 二．实验题（共3题16分,每空2分）‎ ‎11.某兴趣小组研究一金属丝的物理性质，‎ ‎（1）首先用螺旋测微器测量其直径，其值为_____________mm。‎ 为了进一步测量此金属丝电阻Rx的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量，实验室里准备了以下器材：‎ A．多用电表 B．电压表Vl，量程6 V，内阻约10 kΩ C．电压表V2，量程15 V，内阻约20 kΩ D．电流表Al，量程‎0.6 A，内阻约0.2 Ω E．电流表A2，量程‎3 A，内阻约0.02 Ω F．电源：电动势E=7.5 V G．滑动变阻器Rl，最大阻值10 Ω，最大电流为‎2 A H．滑动变阻器R2，最大阻值50 Ω，最大电流为‎0.2 A I．导线、电键若干 ‎（2）在用多用电表粗测电阻时，该小组首先选用“×‎10”‎欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用__________欧姆挡(选填“×‎100”‎或“×‎1”‎)，并要重新进行_________________；按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约是_________Ω；‎ ‎（3）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，则在上述器材中应选出的器材是___________________________ (填器材前面的字母代号) ；‎ ‎（4）在虚线框内画出用伏安法测量该电阻的阻值时的实验电路图__________。‎ ‎【答案】 (1). ; (2). ; (3). 欧姆档欧姆调零; (4). ; (5). BDFGI; (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图示螺旋测微器可知，其读数为：‎0.5mm+38.5×‎0.01mm=‎0.885mm；‎ ‎（2）由图所示可知，欧姆表针偏角过大，故说明所选量程过大，使读数偏小，故应换用小档位，使指针偏角在中间位置，故应选用×1档；由图所示可知，欧姆表指针示数为9.0，则其读数为：9.0×1=9.0Ω； （3）电源、滑动变阻器、导线和电键是构成闭合电路必须选择的；要减小误差，在不超出量程的情况下，电压表和电流表量程尽量选择较小的量程；由于实验要求待测电阻的电压从0开始可以连续调节，实验要选取电阻值较小的滑动变阻器，故选：BDFGI； ‎ ‎（4）为获得较大的电压条件范围，滑动变阻器选择分压式接法；由于待测电阻的电阻值与电流表的电阻值较接进，故采用电流表外接法，则实验原理图如图所示；‎ ‎【点睛】本题考查了多用电表的读数，对多用电表进行读数前要明确多用电表选择开关置于什么挡上，根据多用电表的档位及表盘确定其分度值，然后根据指针位置读数；读数时视线要与电表刻度线垂直。‎ ‎12.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为‎97.50cm，摆球直径为‎2.0cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.9s．则 ‎ ‎(1)该摆摆长为_______cm。‎ ‎(2)如果他测得的g值偏小，可能的原因是 （ ）‎ A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C.开始计时，秒表过迟按下 D.实验中误将49次全振动数为50次 ‎(3)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线（如图），并求得该直线的斜率K．则重力加速度g=_______（用k表示），若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长，则用此表达式计算得到的g值会_______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 ‎ ‎【答案】 (1). 98.50 (2). B (3). (4). 不变 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）摆长的大小等于摆线的长度加上摆球的半径．‎ ‎（2）根据单摆的周期公式得出重力加速度的表达式，从而确定重力加速度偏小的原因．‎ ‎（3）根据单摆的周期公式求出T2-L的关系式，结合图线斜率求出重力加速度，抓住图线斜率不变，分析g值的变化．‎ ‎【详解】（1）摆长L=97.50+‎1.0cm=‎98.50cm． （2）根据单摆的周期公式得，．测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量量偏大，则测得的重力加速度偏大．故A错误．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，而测得的摆长偏小，则测得重力加速度偏小．故B正确．开始计时，秒表过迟按下，测得单摆的周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故C错误．实验中误将49次全振动数为50次．测得周期偏小，则测得的重力加速度偏大．故D错误．故选B．‎ ‎（3）根据得，，则图线的斜率，解得重力加速度． 若某同学不小心每次都把小球直径当作半径代入来计算摆长，可知T2-L图象的斜率不变，计算得到的g值不变．‎ ‎13.如图所示，在倾角为30°足够长的光滑绝缘斜面的底端A点固定一电荷量为Q的正点电荷，在离A距离为S0的C处由静止释放某正电荷的小物块P（可看做点电荷）．已知小物块P释放瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g．已知静电力常量为k，重力加速度为g，空气阻力忽略不计．‎ ‎（1）求小物块所带电荷量q和质量m之比；‎ ‎（2）求小物块速度最大时离A点的距离S。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】对物块受力分析，根据释放物块P的时候加速度的大小为g，计算小物块所带电量q和质量m之比；物块受到的合力为零的时候，速度最大，根据受力平衡计算速度最大的位置；‎ 解：（1）对小物块，由牛顿第二定律得 ‎ 解得 ‎ ‎（2）当合力为零时速度最大即 ‎ 解得 ‎ ‎14.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为的空气柱，气体温度为时，空气柱在形管的左侧。‎ ‎（1）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入长的水银柱，管内的空气柱长为多少？‎ ‎（2）为了使空气柱的长度恢复到，且回到原位置，可以向形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱？气体的温度变为多少？（大气压强，图中标注的长度单位均为）‎ ‎【答案】（ⅰ）;（ⅱ）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①由于下面的一部分水银柱总长只有‎45cm，所以在左侧缓慢加入‎25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能保留‎45cm长的水银柱．分析封闭气体的初态和末态的压强和体积，由玻意耳定律列方程求解稳定时管内的空气柱长度．②再从右侧加‎25cm高的水银柱可以使空气柱回到A、B之间；根据理想气体状态方程列式求解即可．‎ ‎①因为右侧水银柱总长只有‎45cm，所以在左侧缓慢加入‎25cm长水银柱后，左侧竖直管中只可能保留‎45cm长的水银柱 已知；‎ 由玻意耳定律 解得 ‎②由水银柱的平衡条件可知，向右侧注入‎25cm长的水银柱才能使空气柱回到A、B之间．这时空气柱的压强为：‎ 由查理定律，有：‎ 解得： ‎ ‎15.如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机到达高处，再沿着水槽飞滑而下，劈波斩浪的刹那带给人惊险刺激的感受。设乘客与船的总质量为m＝‎100kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ = 0.5，斜坡的倾角θ = 37°（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，船进入水平水槽后继续滑行‎25 m后停止，重力加速度g取‎10 m/s2．求：‎ ‎（1）船沿倾斜水槽下滑的加速度大小；‎ ‎（2）船滑到斜槽底部O点时的速度大小；‎ ‎（3）它在斜坡上滑下的距离为多少？‎ ‎【答案】(1)‎2m/s2，(2) ，(3)‎‎62.5m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）对船进行受力分析：重力、水槽的支持力和阻力，根据牛顿第二定律求解加速度．‎ ‎（2，3）船做匀加速运动，初速度为零，位移为‎25m，结合加速度，由速度与位移的关系式求出船滑到槽底部时的速度大小；,船进入水平水槽后，摩擦力提供加速度，根据运动学位移公式可求解滑行距离．‎ ‎【详解】（1）设船在斜坡上滑下的加速度为a1，‎ 由牛顿第二定律有：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得　a1 = g( sinθ－μcosθ )，‎ 代入数据得　a1 = ‎2m/s2 ‎ ‎（2，3）船在水平滑道上，由牛顿第二定律有 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 将以上各式联立解得a2 = μg = ‎5 m/s2 ‎ 设从斜坡上滑下的距离为LAB，由匀变速运动的公式得 ‎ ‎ 代入数据得v0=5m/s ‎ ‎ ‎ 联立解得：L1==‎‎62.5m