2017-2018学年浙江省诸暨中学高二上学期第二阶段普通班物理试题 解析版

2017-2018学年浙江省诸暨中学高二上学期第二阶段普通班物理试题 解析版

浙江省诸暨市诸暨中学2017—2018学年高二上学期第二次阶段性考试普通班物理试题 一、单项选择题（13小题）‎ ‎1. 如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象是（　　）‎ A. 奥斯特，小磁针的N极转向纸内 B. 法拉第，小磁针的S极转向纸内 C. 库仑，小磁针静止不动 D. 洛伦兹，小磁针的N极转向纸内 ‎【答案】A ‎【解析】发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，根据安培定则可知该导线下方磁场方向垂直纸面向里，因此小磁针的N极垂直转向纸内，故BCD错误，A正确．故选A．‎ ‎2. 处于纸面内的一段直导线长L＝1m，通有I＝1A的恒定电流，方向如图所示。将导线放在匀强磁场中，它受到垂直纸面向外的大小为F＝1N的磁场力作用。据此 ( )‎ A. 能确定磁感应强度的大小和方向 B. 能确定磁感应强度的方向，不能确定它的大小 C. 能确定磁感应强度的大小，不能确定它的方向 D. 磁感应强度的大小和方向都不能确定 ‎【答案】D ‎【解析】解：A、B、C导线在磁场中受到的磁场力不仅与导线的长度、电流的大小有关，还与磁场的方向、磁感应强度的大小有关，所以知道导线的长度、电流的大小和磁场力的大小，不能确定磁感应强度的大小和方向．故A、B、C错误．‎ D、若再给出磁场的方向，就可以知道导线与磁场方向的夹角，由公式F=BILsinα就能求出B．故D正确．‎ 故选：D ‎【点评】本题关键要掌握安培力大小公式F=BILsinα，知道安培力的大小与四个因素有关，即可进行分析．‎ ‎3. 如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电粒子从正方形中心O点沿垂直纸面向内运动，它所受洛伦兹力的方向 ( ) ‎ A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：带电粒子在磁场中受洛伦兹力，磁场为4根长直导线在O点产生的合磁场，根据右手定则，a在O点产生的磁场方向为水平向左，b在O点产生磁场方向为竖直向上，c在O点产生的磁场方向为水平向左，d在O点产生的磁场方向竖直向下，所以合场方向水平向左。根据左手定则，带正电粒子在合磁场中洛伦兹力方向向下。故选B。‎ 考点：洛伦兹力方向判定（左手定则）和直导线周围磁场的判定（右手螺旋定则）。‎ 视频 ‎4. 如图所示，在水平地面上方有一沿水平方向且垂直纸面向里的匀强磁场。现将一带电小球以一定初速度竖直上抛，小球能上升的最大高度为h，设重力加速度为g，不计空气阻力，则下列判断正确的是( ) ‎ A. h一定大于 B. h一定等于 C. h一定小于 D. h可能等于 ‎【答案】C ‎【解析】如果没有磁场，小球将做竖直上抛运动，上升的最大高度：，当加上磁场后，小球在运动过程中，除受重力外，还要受到洛伦兹力作用，小球在向上运动的同时向左偏转，小球到达最高点时速度不为零，动能不为零，因此小球上升最大高度小于，故C正确，ABD错误。‎ ‎5. 如图所示，水平虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带负电微粒自离EF为h的高处自由下落，从B点进入场区，沿虚线BCD做匀速圆周运动，从D点射出。已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )‎ A. 电场强度的方向竖直向上 B. 匀强磁场的方向垂直纸面向里 C. 微粒做圆周运动的半径为 D. 从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】由题意可知，带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，电场力与重力必定平衡，则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上，粒子带负电，所以场强向下，故A错误；根据安培左手定则可知磁场垂直纸面向外，故B错误；由上则可知：mg=qE，由洛伦兹力提供向心力：，微粒到达B点的速度为：，联立以上可得微粒做圆周运动的半径为：，故C正确；由于电场力方向竖直向上，则微粒从B点运动到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，则其电势能先增大后减小，故D错误。所以C正确，ABD错误。 ‎ ‎6. 如图所示，a、b两个圆形导线环处于同一平面，当a环上的电键S闭合的瞬间，b环中的感应电流方向及b环受到的安培力方向分别为( )‎ A. 顺时针，沿半径向外 B. 顺时针，沿半径向里 C. 逆时针，垂直纸面向外 D. 逆时针，垂直纸面向里 ‎【答案】A ‎【解析】由图可知，当a环上的电键S闭合的瞬时，a环中电流的方向为逆时针，因为a环电流增大，由楞次定律判断出b环的感生电流方向为顺时针方向；根据异向电流相互排斥，可知，b环受到的安培力方向沿半径向外，即环b有扩张趋势，故A正确，BCD错误。‎ ‎7. 如图所示，电感线圈L的直流电阻，小灯泡A的电阻R＝6.0Ω，闭合开关S，待电路稳定后再断开开关，则在断开开关S的瞬间，小灯泡A ( )‎ A. 不熄灭 B. 立即熄灭 C. 逐渐熄灭 D. 闪亮一下再逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】因为电感线圈的直流电阻RL＜R灯，当电流达到稳定时，小灯泡中的电流小于线圈中的电流，开关S断开瞬间，线圈L产生自感电动势， L中电流要逐渐变小，灯泡中的电流与L 中的电流变化一致，由于电流比灯泡原来的电流大，所以灯泡要闪亮一下再逐渐熄灭，故D正确，ABC错误。‎ ‎8. 500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程．若输送功率为3200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)(　 　)‎ A. 0.4P B. 0.16P C. 2.5P D. 6.25P ‎【答案】B ‎【解析】根据可知：当输电电压由200 kV升高到500 kV时，其线路损耗由P减小到0.16P，故B正确，ACD错误。‎ ‎9. 某学生设计了一个验证法拉第电磁感应定律的实验，实验装置如图甲所示。在大线圈Ⅰ中放置一个小线圈Ⅱ，大线圈Ⅰ与多功能电源连接。多功能电源输入到大线圈Ⅰ的电流的周期为T，且按图乙所示的规律变化，电流将在大线圈Ⅰ的内部产生变化的磁场，该磁场的磁感应强度B与线圈中电流的关系为（其中k为常数）。小线圈Ⅱ与电流传感器连接，并可通过计算机处理数据后绘制出小线圈Ⅱ中感应电流随时间t变化的图象。若仅将多功能电源输出电流变化的频率适当增大，则图丙所示各图象中可能正确反映图象变化的是（图丙中分别以实线和虚线表示调整前、后的图象） ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：i1在前1/4个周期内均匀的增加，也就是穿过小线圈的磁通量均匀的增加，根据法拉第电磁感应定律，小线圈中的电流恒定，因此AB错误，而当电流变化的频率增加时，穿过小线圈的磁通量变化加快，这时产生的感应电动势也会变大，因此C错误，D正确。‎ 考点：法拉第电磁感应定律 视频 ‎10. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，A、V均为理想电表，R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、L是理想线圈、D是灯泡．原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法正确的是(　 　)‎ A. 交流电的频率为100Hz B. 电压表的示数为 ‎ C. 当光照增强时，A的示数变小 D. 若用一根导线来代替线圈L，则灯D变亮 ‎【答案】D ‎【解析】因交流电的周期是0.02 s，所以频率为，故A正确；原线圈接入电压的最大值是，所以原线圈接入电压的有效值是U1=220V，根据理想变压器变压比：，代入数据解得副线圈的电压为：，故B错误；有光照增强时， R阻值随光强增大而减小，根据，得副线圈输出功率增大，所以原线圈输入功率增大，所以A的示数变大，故C正确；用导线代替线圈，对电流的阻碍减小，所以D变亮，故D正确。所以AD正确，BC错误。‎ ‎11. 物体在恒定的合力作用下做直线运动，在时间内动能由零增大到，在时间内动能由增加到，设合力在时间内做的功为、冲量为，在时间内做的功为、冲量为，则( 　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】动量与动能的关系为：，根据动量定理得：， ‎ ‎，则I1＞I2，故A错误，B正确；根据动能定理得：W1=E1-0=E1，W2=2E1-E1=E1，则W1=W2，故C D错误。所以B正确，ACD错误。 ‎ ‎12. 一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t=0.9s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法错误的是(　 　)‎ A. 波速为 B. 经1.4s质点P运动的路程为70cm C. t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5Hz ‎【答案】A ‎【解析】波向右传播，根据波形平移法知，各点的起振方向为竖直向上，t=0.9s时，P点第三次到达波峰，可得：，解得：T=0.4s，波长为λ=2m，所以波速为：，故A说法错误；t=1.4s相当于3.5个周期，每个周期路程为4A，所以经过1.4s质点P运动的路程为S=3.5×4A=14×5cm=70cm，故B说法正确；波传到x=4.5m处所用的时间为：，波传到Q，经过2.75T即再经过1.1s后Q第三次到达波谷，所以t=1.6s时，x=4.5m处的质点Q第三次到达波谷，故C说法正确；要发生干涉现象，另外一列波的频率一定相同，即，故D说法正确。所以选A。‎ ‎13. 氢原子从n=6跃迁到n=2能级时辐射出频率为的光子，从n=5跃迁到n=2能级时辐射出频率为的光子．下列说法不正确的是(　 　)‎ A. 频率为的光子的能量较大 B. 频率为的光子的动量较大 C. 做双缝干涉实验时，频率为的光产生的条纹间距较大 D. 做光电效应实验时，频率为的光产生的光电子的最大初动能较大 ‎【答案】C ‎【解析】氢原子从n=6的能级跃迁到n=2的能级的能级差大于从n=5的能级跃迁到n ‎=2的能级时的能极差，根据Em-En=hγ可知，频率为v1的光子的能量大于频率为v2的光子的能量，故A说法正确；频率为v1的光子大于频率为v2的光子，根据，可知频率为v1的光子的波长小，根据，可知频率为v1的光子的动量较大，故B说法正确；频率为v1的光子大于频率为v2的光子，频率为v1的光子的波长小，根据干涉条纹间距公式：，可知频率为v1的光产生的条纹间距较小，故C错误；频率为v1的光子的能量大于频率为v2的光子的能量，根据光电效应方程Ekm=hv-W，可知，使用该金属做光电效应实验时，频率为v1的光产生光电子的最大初动能较大，故D说法正确。所以选C。‎ 二．多项选择题（5小题）‎ ‎14. 用中子()轰击铀核)产生裂变反应，会产生钡核()和氪核()并释放出中子()，当达到某些条件时可发生链式反应．一个铀核()裂变时，释放的能量约为200MeV()．以下说法正确的是( 　)‎ A. 的裂变方程为 B. 的裂变方程为 C. 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D. 一个裂变时，质量亏损约为 ‎【答案】BCD 点睛：解决本题的关键知道在核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒，掌握爱因斯坦质能方程，并能灵活运用．‎ ‎15. 关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是(　 　)‎ A. 用X光机透视人体是利用光电效应现象 B. 门镜可以扩大视野是利用光的折射现象 C. 在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象 D. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象 ‎【答案】BD ‎..................‎ ‎16. 下列说法正确的是(　 　)‎ A. 、射线都是电磁波 B. 原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量 C. 在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小 D. 处于n＝4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子 ‎【答案】BC ‎【解析】β射线为高速电子流，不是电磁波，选项A错．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，所以选项B正确．LC振荡电路中，电容器开始放电时，由于自感线圈阻碍作用，因此回路电流从小变大，即选项C正确．处于n＝4激发态的氢原子可以放出＝6种不同频率的光子，选项D错误．故选BC.‎ ‎17. 如图所示，直线与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，a、b为两束不同频率的单色光，分别以的入射角射到玻璃砖的上表面，入射点A、B到N点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的P点．下列说法正确的是( )‎ A. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B. 在玻璃中，a光的波长大于b光的波长 C. 不论是在真空中，还是在玻璃中，a光的频率都小于b光的频率 D. 同时增大入射角(始终小于)，则b光在下表面先发生全反射 ‎【答案】BC ‎【解析】所有色光在真空中传播速度都相同，都是c=3×108m/s，故A错误；根据图可看出a的折射角小，入射角相等，由折射定律：知，玻璃对a光的折射率小，a光的频率小，由，可知a光波长长，故B正确；由上可知不论是在真空中，还是在玻璃中，a光的频率都小于b光的频率，故C正确；玻璃的上下两个表面平行，光在下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性知，两束光都不会在下表面发生全反射，故D错误。所以BC正确，AD错误。‎ ‎18. 向空中发射一物体(不计空气阻力)，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块．若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则( 　　)‎ A. b的速度方向一定与原速度方向相反 B. 从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大 C. a、b一定同时到达地面 D. 炸裂的过程中，a、b的动量变化大小一定相等 ‎【答案】CD ‎【解析】物体在炸成两块时，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，b的速度方向可能与原速度方向相同、相反或为零，但a和b两块的动量变化一定大小相等，方向相反，A错误D正确；在爆炸后，a和b在竖直方向做自由落体运动，二者在空中运动时间相等，同时到达地面，由于a和b的水平速度关系未知，所以二者落地时的水平距离关系不能确定，选项B错误C正确．‎ 三.实验题（3小题）‎ ‎19. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，选用红色滤光片和间距为0.20mm的双缝，双缝与屏的距离为600mm.某同学正确操作后，在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹．换成紫色滤光片正确操作后，使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐，在目镜中观测到的是图乙中的________(填字母)，此时测量头的读数为25.70mm.沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k＋5级暗条纹中心对齐，此时测量头标尺如图丙所示，其读数是________mm.紫光的波长等于________nm.‎ ‎【答案】 (1). D (2). 19.40 (3). 420‎ ‎【解析】换成紫色滤光片后，光的波长变小，条纹间距变小，B错，条纹方向不变，C错，分划板中心刻线的位置是不变的，A错，D对；游标尺的读数为19 mm＋8×0.05 mm＝19.40 mm；根据△x= ×（25.70-19.40）=1.26mm．根据△x=λ，λ=4.2×10-7m=420nm．.‎ ‎20. 如图所示为探究“感应电流方向的规律”实验装置，下列电表中最适合该实验的是______(填字母)．‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】本实验是探究“感应电流方向的规律”，根据实验原理可知，当条形磁铁的运动，会导致闭合线圈内的磁通量变化，从而产生较小的感应电流，因此需要灵敏的电流计，因电流有方向，故应采用指针在中间的电流计，所以B是最适合的，故B正确，ACD错误。‎ ‎21. 如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是________(填字母)．‎ A. 用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈 B. 测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表 C. 原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压 D. 为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响 ‎【答案】AD ‎【解析】变压器的输出电压跟输入电压以及原副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究，故AD正确；变压器只能对交变电流的电压有作用，不能用直流电压表，故B错误；根据变压比：可知，原线圈接0、8，副线圈接0、4，那么副线圈的电压小于原线圈电压，故C错误。所以AD正确，BC错误。‎ 四.计算题（3小题）‎ ‎22. 如图所示，一质量为m的导体棒MN两端分别放在固定的光滑圆形导轨上，两导轨平行且间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中。当导体棒中通一自右向左、大小为I的电流时，导体棒静止在与竖直方向成角的导轨上，，重力加速度为g，求：‎ ‎（1）匀强磁场的磁感应强度大小；‎ ‎（2）每个圆形导轨对导体棒的支持力大小。‎ ‎【答案】（1），（2）.‎ ‎【解析】试题分析：导体棒受重力、支持力和安培力，然后根据平衡条件，解出安培力，最后求出磁场的磁感应强度；同理：根据平衡条件，结合合成法得到支持力，最后得到每个圆导轨对导体棒的支持力大小。‎ ‎（1）从右向左看受力分析如图所示：‎ 由受力平衡得：，解得：。‎ ‎（2）两导轨对棒的支持力2FN，根据平衡条件：2FNcos 37°-mg=0‎ 解得：‎ 点睛：本题主要考查了安培力的共点力平衡问题，受力分析时力图难以构建，关键是将题图转化为平面图，再作图分析。‎ ‎23. 如图所示的电路，电源电动势E＝12V，内阻，电阻，，间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场，闭合开关S，板间电场视为匀强电场。将喷墨打印机的喷头对准两板的中点，从喷口连续不断地喷出水平速度的相同带电墨滴，设滑动变阻器接入电路的阻值为。g取，求：‎ ‎（1）当时，电阻消耗的电功率；‎ ‎（2）改变的值，可以使进入板间的带电墨滴做匀速圆周运动，最后与板相碰，碰时速度与初速度的夹角，①带电墨滴的比荷多大？②此时的阻值为多少？‎ ‎【答案】（1）6 W，（2）①，②7Ω.‎ ‎【解析】试题分析：由电路图可知，R1与滑动变阻器串联，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流，由功率公式可求得R1消耗的电功率；粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡；由牛顿第二定律可知洛仑兹力充当向心力；由几何关系可求得粒子运动的半径，联立可解得电容器两端的电压；由闭合电路欧姆定律可求得滑动变阻器的阻值。‎ ‎（1）由图可知闭合电路的外电阻为：，‎ 根据闭合电路的欧姆定律可得电流为：‎ R1两端的电压为：U1=IR12=1.5×4=6V R1消耗的功率为：‎ ‎（2）带电墨滴进入电、磁场区域做匀速圆周运动，必有重力和电场力等大反向，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律：‎ 又因电场力等于重力，则有：，带电墨滴做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得R=d。‎ 解得带电墨滴的比荷：‎ 电压为：‎ 干路电流为：‎ 解得：‎ 点睛：本题主要考查了带电粒子在复合场中的运动与闭合电路欧姆定律的综合性题目，解题的关键在于明确带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时，所受到的电场力一定与重力大小时相等方向相反。‎ ‎24. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L＝0.5m，导轨平面与水平面成角，导轨下端连接阻值的电阻，磁感应强度B＝0.8T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一根质量m=0.2kg的导体棒ab放在两导轨上，在导轨之间的有效电阻，棒与导轨垂直并保持良好接触，导体棒与金属导轨间的动摩擦因数，重力加速度，，求：‎ ‎（1）导体棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；‎ ‎（2）导体棒做匀速运动时的速度大小；‎ ‎（3）从导体棒静止开始沿导轨下滑到刚好开始做匀速运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热量Q=1J，则这个过程中导体棒的位移多大？‎ ‎【答案】（1），（2），（3）30m.‎ ‎【解析】试题分析：由牛顿第二定律可以求出加速度；导体棒匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件可以求出匀速运动时的速度；由动能定理可以求出导体棒的位移。‎ ‎（1）金属棒开始下滑的初速为零，受重力、支持力和摩擦力。‎ 根据牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ=ma 解得：a=2m/s2 （2）设金属棒运动达到稳定时，设速度为v，受重力、支持力、摩擦力和安培力为F，棒沿导轨方向受力平衡，由物体平衡条件得：mgsinθ-μmgcosθ=F 代入数据解得：F=0.4N 安培力表达式为：‎ 代入数据解得：v=10m/s ‎（3）由动能定理得：‎ 电阻R上产生的焦耳热量等于1J，则r上产生的焦耳热为1J， 则克服安培力做功：W安=2J，‎ 代入数据解得：s=30m 点睛：本题主要考查了导体棒应明确受力分析、功能关系等的灵活应用，注意安培力做的功等于所有电阻消耗的总热量。‎ ‎ ‎