2018-2019学年浙江省嘉兴市高二下学期期末考试物理试题 解析版

2018-2019学年浙江省嘉兴市高二下学期期末考试物理试题 解析版

嘉兴市2018～2019学年第二学期期末测试 高二物理试题 一、选择题 ‎1.如图，小明喜欢将彩纸用磁石压在冰箱的竖直面上写字，当她用水彩笔在纸上写阿拉伯数字“1”时，纸、冰箱、磁石三者仍保持相对静止，则 A. 磁石与彩纸间的摩擦力变大 B. 彩纸与冰箱面间的摩擦力保持不变 C. 此时彩纸受到5个力的作用 D. 彩纸受到的合外力保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：对磁石受力分析，竖直方向上受重力，彩纸对磁石的静摩擦力，且二力平衡，两种情况下磁石受力不变，所以磁石与彩纸间的摩擦力不变，故A错误；‎ B项：以磁石与彩纸作为整体受力分析可知，当用水彩笔在纸上写阿拉伯数字“1”时，水彩笔对彩纸有向下的摩擦力，所以彩纸与冰箱面间的摩擦力发生变化，故B错误；‎ C项：对磁石受力分析可知，磁石与彩纸有静摩擦力作用，以磁石与彩纸作为整体受力分析可知，彩纸与冰箱间有静摩擦力作用，磁石对彩纸有压力，冰箱对彩纸的支持力，彩纸自身的重力，水彩笔对彩纸的压力和摩擦力，所以彩纸受7个力的作用，故C错误；‎ D项：由于两种情况下彩纸处于平衡状态合力为零，故D正确。‎ ‎2.如图，一小车在水平面上运动，某一时刻从车子顶上滴下一水滴。若水滴下落前后小车加速度a保持不变，则水滴在车厢地板上的落点 A. 恰好在正下方的P点 B. 在P点右方 C. 在P点左方 D. 与a的大小有关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】水滴滴下时水平方向与小车具有相同的速度，在水平方向由于小车做加速运动，所在在水滴下落过程中，相同的时间内，小车在水平方向走过的位移多，水滴相对小车向左运动，所以水滴将落在P点的左方，故C正确。‎ ‎3.今年是神舟七号载人航天飞船飞天的第十个年头。十年前，航天员翟志刚搭乘神舟七号抵达太空并在我国航天史上首次实施太空行走。已知神州七号绕地周期约为90min，宇航员太空行走去取回外挂的实验样品时，与飞船之间必需连有一根绳，则下列有关说法正确的是 A. 绳的拉力使宇航员处于平衡状态 B. 神州七号向心力一定大于地球同步卫星的向心力 C. 神州七号的线速度小于地球近地卫星的线速度 D. 取实验样品时，假如样品脱手，则其做自由落体运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：宇航员太空行走时，仍随地球做匀速圆周运动，航员处于完全失重状态，故A错误；‎ B项：由于不清楚神州七号和地球同步卫星的质量关系，所以无法确定向心力大小，故B错误；‎ C项：由公式，得：，由于神州七号做匀速圆周运动的半径大于地球半径，所以神州七号的线速度小于地球近地卫星的线速度，故C正确；‎ D项：取实验样品时，假如样品脱手，样品由于惯性将仍绕地球做匀速圆周运动，故D错误。‎ ‎4.如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑至最低点的过程中，大圆环对小环的作用力 A. 始终指向圆心 B. 有时做正功，有时做负功 C. 做功为零 D. 冲量为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由于大环光滑，所以大环与小环之间只有弹力，由弹力方向可知，大圆环对小环的作用力方向始终沿大圆半径背离圆心，故A错误；‎ B、C项：由于弹力方向始终与运动方向垂直，所以弹力不做功，故B错误，C正确；‎ D项：由公式可知，弹力不为零，时间不为零，所以冲量不为零，故D错误。‎ ‎5.一列简谐横波沿x轴正向传播，振幅为2cm，周期T=3s。已知在t=0时刻，质点a坐标为（2cm，-1cm），沿y轴正向运动，质点b坐标为（6cm，1cm），沿y轴负向运动，如图所示。则 A. a、b两质点可以同时在波峰 B. 当t=1.5s时，b的坐标为（2cm,-1cm）‎ C. a、b两质点一定同时到达平衡位置 D. 该列简谐横波的波长可能为4cm ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：质点a，b振动刚好相反，故两质点振动总是相反，那么，两质点一在波峰，另一质点必在波谷，故A错误；‎ B项：由于质点不会随波移动，故B错误；‎ C项：由于a，b两质点振动总是相反，由振动的对称性可知，a、b两质点一定同时到达平衡位置，故C正确；‎ D项：根据两质点振动总是相反可得：两质点平衡位置间的距离，故波长，那么波长不可能为4cm，故D错误。‎ ‎6.如图所示，一个内壁光滑的绝缘细直管竖直放置。在管子的底部固定一电荷量为Q（Q>0） 的带电体，在距离底部点电荷为h2的管口A处，有一电荷量为q（q>0）、质量为m的小球自静止释放，在距离底部点电荷为h1的B处速度恰好为零。现让一个电荷量为q、质量为2m的小球仍在A处自静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，则该小球 A. 运动到B处的速度为零 B. 在下落过程中加速度大小一直变小 C. 向下运动了位移时速度最大 D. 小球向下运动到B点时的速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：质量为m点电荷，从静止释放后开始下落，库仑力越来越大，所以点电荷先加速后减速。则加速度先减小后增大。当到达B点时，点电荷停止。由动能定理可得：‎ ‎，得：，而当换成质量2m点电荷时，仍从原来位置静止释放，则点电荷先加速后减速。则加速度先减小后增大，设停止的位置为B′，则由动能定理可得：，所以则速度为零的位置在B点下方，故AB错误；‎ C项：速度最大位置，就是加速度为零的位置。即库仑力与重力相等的位置，当质量为2m时，设平衡位置距底部点电荷的距离为h0′则有：，所以则向下运动的位移，故C错误；‎ D项：点电荷从静止到B点，由动能定理可得：，而所以B点时的速度为，故D正确。‎ 二、选择题 ‎7.下列说法中正确的是 A. 某放射性原子核经两次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个 B. 根据玻尔理论，氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加 C. 将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低温度，它的半衰期不发生改变 D. α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变，质量数不变，质子数增加1，所以核内质子数减少2×2-1=3个，故A正确；‎ B项：氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，能量减小，电子的轨道半径减小，根据，知电子的动能增大，所以电势能减小，原子总能量减小，故B错误；‎ C项：半衰期的大小与所处的物理环境和化学状态无关，故C正确；‎ D项：α射线是原子核发出的一种氦核流，在α、β、γ三种射线中电离能力最强，穿透能力最弱，故D错误。‎ ‎8.如图甲所示，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压，在副线圈的输出端串接上一只理想整流二极管D和滑动变阻器R，则 A. 当滑片P上移时，原线圈中的电流I1变大 B. 当滑片P上移时，原线圈的输入功率变小 C. 当拿掉二极管后，副线圈中的交流电周期与原来相同 D. 保持滑片P不动，R上电流有效值是无二极管时的 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由于原线圈两端电压不变，副线圈两端电压不变，当滑片P上移时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，所以副线圈中的电流变小，则原线圈中的电流变小，故A错误；‎ B项：由于原线圈中的电流变小，电压不变，所以功率变小，故B正确；‎ C项：有二极管存在时，副线圈中交变电流一个周期内只有半个周期有电流，但周期不变，拿掉二极管后，副线圈中交变电流的周期不变，故C正确；‎ D项：设副线圈两端电压为U0，有二极管时，根据电流的热效应得：R两端的电压为，解得：，无二极管时，R两端的电压为：，根据可得：保持滑片P不动，R上电流有效值是无二极管时的，故D正确。‎ ‎9.如图，一三棱镜放在真空中，两束光a、b平行射到其上，经折射后交于光屏上的同一个点P，则 A. a光的波动性更强 B. 若a光照射某金属表面可产生光电效应，则b光也一定可以 C. 增大两束光的入射角θ，则a光先在光屏上消失 D. 在同一双缝干涉实验中，仅把a光照射换用b光，观察到的条纹间距变大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由图看出，a光通过三棱镜后偏折角较大，根据折射定律得知三棱镜对a光折射率较大，所以a光的频率较大，由公式可知，a光的波长较小，所以a光的波动性较弱，故A错误；‎ B项：由于a光的频率比b光的大，若a光照射某金属表面可产生光电效应，则b光不一定可以，故B错误；‎ C项：由于a光的折射率较大，由公式可知，a光的临界角较小，故C正确；‎ D项：由于a光的波长较小，由公式可知，在同一双缝干涉实验中，仅把a光照射换用b光，观察到的条纹间距变大，故D正确。‎ 三、非选择题 ‎10.某实验小组利用图甲装置进行相关的力学实验。‎ ‎(1)将一条纸带穿过打点计时器，该小组同学发现纸带有图乙两种穿法，你认为_______（选填“左”或“右”）边的穿法正确。‎ ‎(2)利用该装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验，得到如图丙所示的纸带，已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每两个计数点之间还有四个计时点未画，SAB=4.22cm，SBC=4.65cm，SCD=5.08cm，SDE=5.49cm，SEF=5.91cm，SFG=6.34cm，则小车的加速度为_______m/s2（结果保留三位有效数字）。‎ ‎(3)用该装置进行“探究功与速度变化的关系”实验时，为了减小实验误差，在小车与重物之间的A处接入力学传感器，通过改变重物的质量来改变牵引力做功，则该小组同学实验前_______（填“需要”或“不需要”）垫高轨道以平衡小车的摩擦力；重物质量m和小车质量M之间必须满足m远小于M吗？________（填“是”或“否”）。‎ ‎【答案】 (1). 左 (2). 0.420~0.430 (3). 需要 (4). 否 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 纸带应穿过打点计时器的限位孔，压在复写纸下面，据图可知左边的正确；‎ ‎(2) 打点计时器使用交变电流，当电源频率为50Hz时，每隔0.02s 打一次点．中间有四个点没有画出，故时间间隔为0.1s，根据△x=aT2可得：，代入数据解得：；‎ ‎(3) 根据实验原理，可知，合外力即为力学传感器的示数，所以应平衡摩擦力，由于有力学传感器，所以不需要满足m远小于M。‎ ‎11.兴趣小组为了测量某电阻Rx的阻值（约为30Ω），实验室可供选择的器材有：‎ 电流表A1(量程0~50mA，内阻约1Ω）‎ 电流表A2（量程0~3A，内阻约为0.12Ω）‎ 电流表V1（量程0~3V，内阻很大）‎ 电流表V2（量程0~15V，内阻很大）‎ 电源E（电动势约为3V，内阻约为0.2Ω）‎ 定值电阻R（20Ω，允许最大电流1.0A）‎ 滑动变阻器R1（0~10Ω）‎ 单刀单掷开关S一个 导线若干 根据以上器材设计电路，要求尽可能减小测量误差，测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电流表读数有明显变化。‎ ‎(1)电流表应选________，电压表应选_______。（填写器材符号）‎ ‎(2)请在答题纸方框内画出测量电阻Rx的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号。_______‎ ‎(3)若电压表示数为U，电流表示数为I，则待测电阻Rx的表达式为Rx=_________。‎ ‎【答案】 (1). A1 (2). V1 (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 电源电动势为3V，则电压表选V1；通过待测电阻的最大电流约为：‎ ‎，选量程为3A的电流表读数误差太大；可以把定值电阻与待测电阻串联，此时电路最大电流约为：，电流表应选择A1；‎ ‎(2) 定值电阻与待测电阻串联的总阻值约为30+20=50Ω，远大于滑动变阻器最大阻值10Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法；由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表可以采用外接法，电路图如图所示：‎ ‎；‎ ‎(3) 由欧姆定律可知，待测电阻阻值：。‎ ‎12.如图甲所示，水平轨道AB与竖直面内半径为R=0.1m的光滑螺旋状圆轨道O、倾角为θ=37°斜面BD轨道紧密平滑连接。一质量为M=0.1kg，两端都可作为车头、极小的玩具小车内装有加速度显示器，如图乙是其放大图，两弹簧两端分别与振子和小车相连，静止时弹簧处于原长位置，指针位于“0”刻度处。现使小车在外力作用下沿水平轨道AB以加速度a=2m/s2从静止开始加速至B点，之后撤去外力小车沿圆轨道继续运动，并冲上斜面BD。已知小车在冲上斜面BD时指针离开“0”刻度2mm，其中两弹簧劲度系数为k=10N/m，振子质量为m=0.01kg，与车厢无摩擦。求：‎ ‎(1)小车冲上斜面BD时，显示器指针位于“0”刻度左方还是右方？小车与斜面的动摩擦因素 μ为多少？‎ ‎(2)要使小车能够返回AB面上，则其在BD面上运动的最短时间tmin；‎ ‎(3)要使小车不脱离轨道，则小车开始运动时，外力在AB面上作用的距离x满足的条件。‎ ‎【答案】(1)右方 可得 (2) (3) 或 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)以小车为研究对象可知，小车受重力，摩擦力，由牛顿第二定律 可知，小车的加速度大于，‎ 以振子为研究对象，只有当振子右方弹簧处于压缩状态，左方弹簧处于拉伸状态时，振子的加速度大于，所以显示器指针位于“0”刻度的右方；‎ 以振子为研究对象 以小车为研究对象 可得；‎ ‎(2)恰能返回AB面，则返回时 则返回时过B得速度 沿斜面下滑的加速度 下滑 ， ‎ 解得，‎ ‎(3)情况一：冲上斜面后能回到AB面，知 ‎ ，‎ ‎ , ‎ 所以 ‎ 情况二：冲上斜面后回到与圆心等高处：‎ 能过最高点C ,‎ 恰好回到与圆心等高处：， ， ‎ 则第一次到达B点时 ‎ 由 得 ‎ 所以 ‎ ‎13.如图所示，竖直平面内有一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框在水平方向的磁场中以初速度v0水平抛出（忽略空气阻力）。磁场方向与线框平面始终垂直，磁场的磁感应强度随竖直向下的z轴按B=B0+kz的规律均匀增大。已知重力加速度为g。求：‎ ‎(1)线框竖直方向速度为vz时，线框中瞬时电流的大小及方向（填“顺时针”或“逆时针”）；‎ ‎(2)线框在复合场中运动的最大电功率P；‎ ‎(3)若线框从开始抛出到瞬时速度大小达到vt所经历时间为t，则线框在时间t内沿竖直方向的位移大小。‎ ‎【答案】(1) 逆时针 (2) (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当线框竖直方向速度为vz时，感应电动势 此时，线框中瞬时电流的大小 电流方向：逆时针 ‎(2)当线框所受的安培力等于重力时，线框竖直方向速度最大，电功率最大，‎ 则 ‎ 解得：‎ 由能量守恒可知，线框的最大电功率等于重力的功 ‎ ‎ ‎(3)线框从开始抛出到瞬时速度大小达到vt的过程中，取时间，在竖直方向 求和得 根据运动的分解，‎ 可得 ‎14.如图所示，在平面直角坐标系x轴的上方（，）区域范围内存在着匀强磁场，磁感应强度为B。在空间（，）处有一粒子源P，能向平面内各个方向发射质量为m、带电量为-q，速度为的带电粒子。（已知，答案涉及位置或长度的均用a表示），求：‎ ‎(1)x轴上能接收到粒子的区域长度L1；‎ ‎(2)x上能被不同角度射出的两个粒子打中的区域长度L2；‎ ‎(3)若在x轴的正半轴上铺设挡板，且粒子源P打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并反弹，每次反弹后速度方向相反，大小为原来的0.6倍，则求这些粒子出磁场时的纵坐标y及粒子在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据题意，粒子在磁场中运动的半径，‎ 粒子打在MN上的范围如图1所示 最右侧： ‎ 最左侧：F与MN相切，由几何关系知 解得 ‎ ‎(2)如图1所示，有不同角度射出的两个粒子打中的长度为OD,‎ ‎ ‎ 得 ‎(3)粒子垂直打在挡板上，由几何关系可知，‎ 粒子打在G点后反弹，， ‎ 再反弹，之后从磁场右边界出去，由几何关系可知，‎ ‎ 所有粒子周期相同 粒子走过的圆心角为 所以 ‎ ‎ ‎ ‎