2017-2018学年广东省汕头市金山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年广东省汕头市金山中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

‎2017-2018学年度汕头金山中学第二学期期中考试 高二物理 一．单项选择题：（本大题共9小题．每小题2分，共18分．）‎ ‎1. 下列关于原子和原子核的说法正确的是 A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B. 波尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：β衰变现象中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项A错误；玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，即原子处在一系列不连续的能量状态中，选项B正确；放射性元素的半衰期与外界因素无关，温度升高半衰期不变，选项C错误；比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误；故选B.‎ 考点：β衰变；玻尔理论；半衰期；比结合能.‎ ‎【名师点睛】此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念.‎ 视频 ‎2. 如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中 A. 小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B. 小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C. 小球向左摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度不为零 D. 在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反 ‎【答案】D ‎【解析】小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，故A、B错误；由于水平方向动量守恒，小球向左摆到最高点，小球水平速度为零，小车的速度也为零，故C错误；系统只在在水平方向动量守恒，且总动量为零。在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反。故D正确 ‎3. 某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n、n2．降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则 A. B. ‎ C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D. 升压变压器的输出功率小于降压变压器的输入功率 ‎【答案】A ‎【解析】由变压器的电压比匝数之比，及，又因为线路电压损失，即，所以，A正确B错误；由于远距离输电，导致线路电阻通电发热，而使功率损失，所以升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压；升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，C错误D正确．‎ 视频 ‎4. 光电效应的实验结论是：对于某种金属 A. 无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B. 无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C. 超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D. 若入射光强度增到原来的三倍，从阴极发射的光电子的最大初动能也增大为原来三倍 ‎【答案】A ‎【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、照射时间无关，故A正确，B错误；入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．根据光电效应方程，可知光电子最大初动能入射光的频率及金属溢出功有关，与光强无关，故CD错误。‎ ‎5. 如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球（可认为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内．则下列说法正确的 A. 小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动 B. 小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功 C. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D. 小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统在水平方向上的动量守恒 ‎【答案】C ‎【解析】A、小球经过槽的最低点后，在小球沿槽的右侧面上升的过程中，槽也向右运动，小球离开右侧槽口时相对于地面的速度斜向右上方，小球将做斜抛运动而不是做竖直上抛运动，故A错误；‎ B、小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功，故B错误；‎ C、小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功，但球对槽作用力做正功，两者之和正好为零，所以小球与槽组成的系统机械能守恒，故C正确；‎ D、小球在槽内运动的前半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，而小球在槽内运动的后半过程中，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，故D错误。‎ 点睛：考查动量守恒定律与机械能守恒定律．当球下落到最低点过程，由于左侧竖直墙壁作用，小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒，但小球机械能守恒．当球从最低点上升时，小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒，但小球机械能不守恒，而小球与槽组成的系统机械能守恒。‎ ‎6. 如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈．当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是 A. FN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 B. FN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 C. FN先大于mg后大于mg，运动趋势向右 D. FN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：试题分析：条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留：可知，线圈先有向下和向右的趋势，后有向上和向右的趋势；故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力；同时运动趋势向右。故选D 考点：楞次定律 点评：线圈有运动趋势是因发生了电磁感应而产生了感应电流，从而受到了安培力的作用而产生的；不过由楞次定律的描述可以直接判出，并且能更快捷 视频 ‎7. 设a、b两小球相撞，碰撞前后都在同一直线上运动．若测得它们相撞前的速度为va、vb，相撞后的速度为、，可知两球的质量之比等于 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】解：两球碰撞过程系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故A正确。‎ ‎8. 如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P ‎，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2为，电源电压U1为 A. 1:2 2U B. 1:2 4 U C. 2:1 4 U D. 2:1 2 U ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：设灯泡正常发光时，额定电流为I0．由题图可知，原线圈中电流，副线圈中两灯并联，副线圈中电流，，根据理想变压器的基本规律：得，；得，所以,A、B、D错误；C正确；故选C。‎ 考点：变压器的构造和原理。‎ ‎【名师点睛】理想变压器的输入功率和输出功率相等，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比．并利用灯泡正常发光的电压与电流的值来构建原副线圈的电压与电流的关系。‎ ‎9. 太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近 A. 1036 kg B. 1018 kg C. 1013 kg D. 109 kg ‎【答案】D ‎【解析】根据△E=△mc2得： ，故D正确，ABC错误。‎ 视频 二．多项选择题：（本大题共7小题．每小题4分，共28分．）‎ ‎10. 下列说法正确的 A. 是衰变方程 B. 是核聚变反应方程 C. 是核裂变反应方程 D. 是原子核的人工转变方程 ‎【答案】BD ‎【解析】A选项中在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错；C选项是α衰变，不是裂变，C错。‎ 视频 ‎11. 原子的部分能级如图所示．已知可见光的光子能量在1.62eV ‎ 到3.11eV之间．由此可推知，氢原子 A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短 B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光 C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：A、从高能级向n=1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长．故A正确．B、从高能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40eV，大于可见光的能量．故B错误．C、从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51eV，小于可见光的光子能量．故C错误．D、从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV，在可见光能量范围之内．故D正确．故选AD．‎ 考点：本题考查波尔模型、能级跃迁。‎ 视频 ‎12. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1，A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后 A. A1示数变大，A1与A2示数的比值不变 B. A1示数变大，A1与A2示数的比值变大 C. V2示数变小，V1与V2示数的比值变大 D. V2示数不变，V1与V2示数的比值不变 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，C错误、D正确．开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可得A1示数变大，由于理想变压器P2=P1，V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变，A正确，B错误．故选AD．‎ 考点：变压器 视频 ‎13. 三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后 生成Z 核并放出一个氦核（42He），则下面说法正确的 A. X核比Z核多一个质子 B. X核比Z核少一个中子 C. X核的质量数比Z核质量数大3‎ D. X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍 ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：设原子核X的质量数为x，电荷数为y，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为，原子核Z的质量数为，电荷数为．由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（）多2个， X核的中子比Z核的中子多1个，故AB错误；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，故C正确；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，故D正确．‎ 考点：考查了核反应方程 名师点睛：关键是知道反映前后质量数和核电荷数守恒的知识，属于基础知识，应仔细阅读题目，一步一步向下分析．‎ 视频 ‎14. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则 A. 电压表V的示数为220v B. 电路中的电流方向每秒钟改变100次 C. 灯泡实际消耗的功率为484w D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J ‎【答案】BD ‎【解析】由图可知交流电的电动势为220V，设内电阻为r 外电阻为R，则电压表的示数为，由于周期，可知其频率 ，电路中的电流方向每秒钟改变100次。灯泡实际消耗的功率，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，综上分析可知，BD正确。‎ ‎15. 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ．初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】由于箱子M放在光滑的水平面上，则由箱子和小物块组成的整体动量始终是守恒的，直到箱子和小物块的速度相同时，小物块不再相对滑动，有mv=（m+M）v1 系统损失的动能是因为摩擦力做负功 选项BD正确，AC错误．故选BD．‎ ‎16. 在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l．金属棒 ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三 角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视 图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，‎ 则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图象，可能正确的 是（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】在ab棒通过磁场的时间内，ab棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，ab产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由b到a，为负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力F为0；‎ 在cd棒通过磁场的时间内，cd棒切割磁感线的有效长度均匀增大，由E=BLv分析可知，cd产生的感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，由楞次定律知感应电流的方向由a到b，为正负值．根据cd棒受力平衡知，细线上的张力 ，L均匀增大，则F与L2成正比．故BD错误，AC正确．故选AC.‎ 三、非选择题（共54分）‎ ‎17. 为测量滑块与桌面间的动摩擦因数μ，用如右图所示的装置进行实验：‎ A、先测出滑块A、B的质量M、m，查出当地的重力加速度g．‎ B、用细线将滑块A、B连接，使A、B间的弹簧压缩，滑块B紧靠在桌边．‎ C、剪断细线，测出滑块B做平抛运动落地 D.时到重锤线的水平位移s1和滑块A沿桌面滑行距离s2．‎ ‎（1）为验证动量守恒，写出还须测量的物理量及表示它的字母：________‎ ‎（2）动量守恒的表达式为：________（用题目中所涉及的物理量的字母表示）．‎ ‎（3）接着，根据（b）中表达式及测量出的数据就能计算出滑块与桌面间的动摩擦因数了．‎ ‎【答案】 (1). 桌面离地面高度h (2). ‎ ‎（1）B离开水平面后做平抛运动，为求出其初速度，应测出桌面距地面的高度h； （2）B离开桌面后做平抛运动，在竖直方向上： 水平方向解得 ‎ A离开弹簧后，在水平桌面上做匀减速直线运动，最后静止， 由动能定理得：，解得 如果动量守恒，则，即：‎ ‎（3）若在已知动量守恒的前提下，由上式得滑块与桌面间的动摩擦因数 ‎ ‎18. 在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，采用的仪器有：‎ ‎①电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）； ②标号为“4.0V，1.6W”的小灯泡L；‎ ‎③电流表A1（量程0.6A，内阻约2Ω）； ④电流表A2（量程为3A，内阻约0.5Ω）‎ ‎⑤电压表V（量程6V，内阻约15kΩ）； ⑥滑动变阻器R1（最大阻值l0Ω）；‎ ‎⑦滑动变阻器R2（最大阻值200Ω）； ⑧开关S，导线若干．‎ ‎（1）实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调．则滑动变阻器须 选用____（填“R1或R2”），电流表须选用____（填“A1或A2”）‎ ‎（2）请在虚线方框中设计出实验所用的电路原理图．‎ ‎（3）如上图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U图象，如果把两个 这样的灯泡和R0=18Ω的定值电阻串联起来接在电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）上，如上图，则每只灯泡消耗的实际功率为________W．‎ ‎【答案】 (1). R1 (2). A1 (3). 0.2‎ ‎【解析】根据实验要求及给出的额定值可以选择对应的电表和滑动变阻器；根据实验要求选择滑动变阻器接法以及电流表的接法；根据闭合电路欧姆定律可明确对应的图象，与灯泡的伏安特性曲线的交点为灯泡的工作点。‎ ‎（1）实验中要求电压从零开始调节，故滑动变阻器应选择总阻值较小的R1；由P=UI可知，灯泡的额定电流为0.4A，故电流表应选择A1； （2）根据实验要求可知，本实验采用分压接法，同时因灯泡内阻较小，故应采用电流表外接法；电路图如图所示；‎ ‎ （3）‎ 将R0等效为电源内阻，则可视为两灯泡与电动势为6V，内阻为的电阻串联；设灯泡电压为U，电流为I；由闭合电路欧姆定律可知：代入数据解得： 即在对应灯泡伏安特性曲线中作出以上对应图象，图象的交点为灯泡的工作点，如图所示； 灯泡的电压为1V，电流为0.2A，则可知灯泡的实际功率。‎ ‎【点睛】本题考查灯泡伏安特性曲线实验；要注意明确实验原理，能正确选择实验电路及仪表的选择，同时掌握实验数据的处理方法。‎ ‎19. 如图所示，在光滑水平面上静置一长为L的木板B，可视为质点的物块A置于木板B的右端．另有一个与木板B完全相同的木板C以初速度v向右运动与木板B发生正碰，碰后木板B与C立即粘连一起．A、B、C的质量皆为m，重力加速度为g．‎ ‎（1）求木板B、C碰后的速度；‎ ‎（2）若要求物块A不会掉在水平面上，则物块与木板间的动摩擦因数μ至少是多大．‎ ‎【答案】（1） (2) ‎ ‎【解析】（1）C与B相碰后的瞬间： ‎ 得木板BC速度 ‎（2）设系统最终速度为vt 当A刚要掉在水平面上时 ‎ ‎ 得 ‎20. 如图所示，两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上，两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置，其间距为L，电阻不计．两条导轨足够长，所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α．两个金属棒ab和的质量都是m，电阻都是R，与导轨垂直放置且接触良好．空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B．‎ ‎（1）如果两条导轨皆光滑，让固定不动，将ab释放，则ab达到的最大速度是多少?‎ ‎（2）如果将ab与同时释放，它们所能达到的最大速度分别是多少?‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】让a'b'固定不动，将ab释放，ab先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，速度达到最大，结合切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律求出ab棒的最大速度；若将ab、a'b'同时释放，因两边情况相同，所以达到的最大速度大小相等，这时ab、a'b'都产生感应电动势而且是串联．结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出最大速度．‎ ‎（1）ab速度达到最大，受力如图 ‎ ‎ 又 , ,‎ 联立上式解得 ‎ ‎（2）若将ab、 同时释放，达到的最大速度大小相等 ‎ ‎ 解得 ‎ ‎ ‎ ‎21. 如图所示，水平地面上静止放置着物块B和C，相距=1.0m．物块A以速度=10m/s沿水平方向与B正碰．碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动，并再与C发生正碰，碰后瞬间C的速度=2.0m/s．已知A和B的质量均为m，C的质量为A质量的k倍，物块与地面的动摩擦因数=0.45．（设碰撞时间很短，g取10m/s2）‎ ‎（1）计算与C碰撞前瞬间AB的速度；‎ ‎（2）根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围，并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向．‎ ‎【答案】（1） （2）时，AB的运动方向与C相同； 当时，AB的运动方向与C相反 ‎【解析】试题分析：（1）设AB碰撞后的速度为，AB碰撞过程由动量守恒定律得，设与C碰撞前瞬间AB的速度为，由动能定理得，联立以上各式解得该过程为完全非弹性碰撞，‎ ‎（2）若AB与C发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得，代入数据解得：k=2‎ 此时AB的运动方向与C相同 若AB与C发生弹性碰撞，由动量守恒和能量守恒得 联立以上两式解得，代入数据解得，此时AB的运动方向与C相反 若AB与C发生碰撞后AB的速度为0，由动量守恒定律得，代入数据解得，‎ 总上所述得：‎ 当时，AB的运动方向与C相同；‎ 当时，AB的速度为0；‎ 当时，AB的运动方向与C相反．‎ 考点：考查了动量守恒定律的应用 视频 ‎ ‎ ‎ ‎