【物理】浙江省衢州市四校2019-2020学年高二上学期期中联考试题（解析版）

【物理】浙江省衢州市四校2019-2020学年高二上学期期中联考试题（解析版）

‎2019学年第一学期衢州四校联盟期中联考 高二年级物理学科试题 满分100分，考试时间90分钟；‎ 选择题部分 一、选择题Ι（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）‎ ‎1.下列各物理量中，均属于矢量的是（　　）‎ A. 路程、速度 B. 加速度、重力势能 C. 电场强度、安培力 D. 磁通量、磁感应强度 ‎【答案】C ‎【解析】A．路程是只有大小没有方向的标量，速度是有大小又有方向的矢量，故A错误；‎ B．加速度是有大小又有方向的矢量，重力势能只有大小没有方向，故B错误；‎ C．电场强度、安培力都是有大小又有方向的矢量，故C正确；‎ D．磁通量是只有大小没有方向的标量，磁感应强度是有大小又有方向的矢量，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.下列各式中属于定义式的是（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】A．加速度决定式，不是定义式，故A错误；‎ B．电容器电容的定义式，属于定义式，故B正确；‎ C．是欧姆定律的表达式，不属于比值定义式，故C错误；‎ D．是点电荷的电场强度的决定式，故D错误。故选B。‎ ‎3.某同学将小球以一定的初速度竖直向上抛出并开始计时，小球所受空气阻力大小与速率成正比，下列描述小球运动的v-t图象可能正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】考虑空气阻力时，上升过程中，根据牛顿第二定律得 知随着v减小，a上减小，对应v－t图像的斜率减小，下降过程中，根据牛顿第二定律得 知速度方向反向且随着v增大，a下继续减小，对应v－t图像的斜率减小，而在最高点时v=0则 a=g 故选D。‎ ‎4.如图，AB两点为奶茶塑封机手压杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。杆在向下转动的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. A、B两点线速度大小之比为1：2 B. A、B两点角速度大小之比为1：1‎ C. A、B两点周期大小之比为2：1 D. A、B两点向心加速度大小之比为1：1‎ ‎【答案】B ‎【解析】AB．A、B两点属于同轴转动，则A、B角速度相等，由于 根据公式可知，A、B两点线速度大小之比为2：1，故A错误，B正确；‎ C．由于A、B角速度相等，由公式可知，A、B两点周期大小之比为1：1，故C错误；‎ D．由于A、B角速度相等，由公式可知，A、B 两点向心加速度大小之比为2：1，故D错误。故选B。‎ ‎5.2019年春节，电影《流浪地球》热播。影片中，人们给地球装上发动机，让地球从绕太阳公转的圆形轨道Ι进入霍曼转移轨道ΙΙ，这样就可以用最少的燃料到达木星轨道ΙΙΙ。下列说法正确的是（　　）‎ A. 沿轨道ΙΙ运行时，过A点的线速度大于过B点的线速度 B. 沿轨道ΙΙ运行时，过A点的加速度小于过B点的加速度 C. 地球沿轨道Ι运行的周期大于沿轨道ΙΙΙ运行的周期 D. 沿轨道Ι运行至A点时，需要向前喷气减速才能进入轨道ΙΙ ‎【答案】A ‎【解析】A．沿轨道ΙΙ运行时，地球从A点到B点引力做负功，动能减小，则过A点的线速度大于过B点的线速度，故A正确；‎ B．从A到B的过程，B点距太阳更远，由公式 可知，B点加速度更小，故B错误；‎ C．根据开普勒第三定律得：轨道半径越大，周期越长，所以轨道ⅡI上运行周期长，故C错误；‎ D．沿轨道Ι运行至A点时，需要向后喷气加速使地球做离心运动才能进入轨道ΙΙ，故D错误。故选A。‎ ‎6.2019年女排世界杯比赛中，中国队再夺世界杯冠军。如图，当排球上升至最高点时，队员朱婷将球水平击出。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 击球瞬间，排球发生弹性形变使得排球受到弹力的作用 B. 击球瞬间，人对排球的力大于排球对人的作用力，排球飞出 C. 水平击出后，在相同时间间隔内，排球的速度变化量始终不变 D. 水平击出后，在相同时间间隔内，排球的动能变化量相同 ‎【答案】C ‎【解析】A．击球瞬间，运动员的手发生形变使得排球受到弹力的作用，故A错误；‎ B．根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，故击球瞬间手对排球的作用力等于排球对手的作用力，故B错误；‎ C．水平击出后，球做平抛运动，加速度不变，由公式可知，在相同时间间隔内，排球的速度变化量始终不变，故C正确；‎ D．根据动能定理可知，排球的动能变化量等于重力所做的功，由于竖直方向上球做自由落体运动，相等时间内运动的位移不同，则重力做功不同，所以球的动能变化量不同，故D错误。故选C。‎ ‎7.在国庆“70周年阅兵式”中，加受油机梯队接受了检阅。为保证空中加油过程顺利进行，加、受油机必须保持匀速行驶，且运动时所受阻力与重力成正比，则（　　）‎ A. 以受油机为参考系，加油机处于相对运动状态 B. 加油机和受油机的推力全程恒定不变 C. 加油后，加油机的质量减小，必须增加发动机的输出功率 D. 加油后，受油机的质量增加，必须增加发动机的输出功率 ‎【答案】D ‎【解析】A．在加、受油机加油过程中，只加油机和受油机必须相对静止才能完成加油，故A错误；‎ B．加油机向受油机供油，受油机质量增大，运动时所受阻力f增大，根据平衡条件可知，受油机的推力增大，加油机质量减小，运动时所受阻力f减小，则加油机的推力减小，故B错误；‎ CD．加油机向受油机供油，受油机质量增大，运动时所受阻力f增大，由P=Fv 可知，要保持匀速运动，必须增大发动机的输出功率P；加油机向受油机供油，加油机质量减小，运动时所受阻力f减小，由P=Fv可知，要保持匀速运动，必须减小发动机输出功率P，故C错误，D正确。故选D ‎8.如图，两个相距l的固定点电荷A、B，所带电量均为+Q。另有一质量为m的点电荷C，以速度v绕AB连线中点O点做匀速圆周运动，且所在圆平面与AB连线垂直，AC的距离为l。已知静电力常量为k，电荷C的重力忽略不计，电荷C所带电量为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】由几何关系可知 A点电荷与C电荷间的引力与B与C电荷间的引力大小相等且两引力的合力提供向心力，则有 联立解得 且A点电荷与C电荷间为引力，则C点电荷带负电，故B正确。故选B。‎ ‎9.如图，质量为m，长为3l的均匀直导线折成等边三角形线框LMN，竖直悬挂于两根绝缘细线上，并使边MN呈水平状态。现置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B。当两根绝缘细线所受拉力为零时，通过导线MN的电流强度大小为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】当两根绝缘细线所受拉力为零时，即等边三角形线框，LMN所受的安培力与重力大小相等，方向相反，由于NLM导线的等效长度为L，由并联电路特点可知，‎ 由平衡条件有 解得 故选B。‎ ‎10.近年来，农村光伏项目得到大力发展。如图，我市某户居民在楼顶安装了60平米的多晶硅光伏发电系统。据了解，该系统组件设计要求为每平米发电功率150W，实际发电功率约为设计功率的70%。其中发电总量的30%供自家使用，还有富余发电以0.7元/度的价格并入国家电网。2018年衢州地区每天平均有效日照时间为3.8h，关于该户居民所安装的发电系统，下列说法正确的是（　　）‎ A. 平均每天的发电量大约可供一盏15W的节能灯使用600h B. 2018年发电总量约1.2×104KW·h C. 富余发电的年平均收入约为4280元 D. 容易造成光污染，不适合在农村推广 ‎【答案】C ‎【解析】A．每天的发电量为 可供一盏15W节能灯使用时间为 故A错误；‎ B．2018年发电总量约 故B错误；‎ C．每年富余发电 则年平均收入约为 故C正确；‎ D．光伏发电为将光能转化为电能，则不会造成光污染，故D错误。故选C。‎ 二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题列出的四个备选项中至少有一个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对不全的得2分，错选不得分）‎ ‎11.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I、Ⅱ置于车上，倾角均为。当卡车沿平直公路匀速行驶时，两斜面与卡车始终保持相对静止，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2，则（　　）‎ A. 斜面I与车厢平面之间一定存在摩擦力 B. 斜面Ⅱ与车厢平面之间一定存在摩擦力 C. 斜面I倾角减小，压力F2增大 D. 斜面I倾角减小，压力F1先减小后增大 ‎【答案】AD ‎【解析】A．由于匀质圆筒状工件对斜面I有斜向左下方的压力，斜面I有向左运动的趋势，则由平衡可知，斜面I与车厢平面之间一定存在摩擦力，故A正确；‎ B．匀质圆筒状工件对斜面II有斜向右下方的压力，水平方向受到车向左的作用力，当水平方向作用力平衡时，则斜面II与车厢平面之间没有摩擦力，故B错误；‎ CD．将匀质圆筒状工件重力分析如图，由图可知，斜面I倾角减小，压力F2一直减小，压力F1先减小后增大，故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎12.如图，倾角为α的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧，整个装置处在场强大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个质量为m、带电量为－q的小球从M点由静止释放，释放后小球沿着斜面向下运动，且M点与弹簧的上端N点的距离为s。已知静电力常量为k，弹簧的劲度系数为k0。则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 小球带负电，故N点电势高于M点的电势 B. 下滑过程中，小球的电势能一直在增大 C. 当小球下滑至N点时，速度大小为 D. 当弹簧压缩量为时，小球的速度最大 ‎【答案】BD ‎【解析】A．根据沿电场线方向电势降低可知，N点的电势低于M点的电势，故A错误；‎ B．下滑过程中，电场力对负电荷做负功，电势能增大，故B正确；‎ C．由动能定理可得 解得 故C错误；‎ D．当小球的合力为0时，小球速度最大，由平衡可得 解得 故D正确。故选BD。‎ ‎13.如图甲，家用电磁炉已走进千家万户。图乙为电磁炉中安装的旋涡状线圈，当通以高频交流电流时，线圈产生的磁感线的条数和方向会随电流的强度和方向的变化而变化，导致电磁炉上方的铁锅产生感应电流，从而使其发热。下列说法正确的是（　　）‎ A. 磁场变化的频率越高，电磁炉的加热效果越好 B. 由上往下看，图乙线圈中该时刻电流方向为顺时针 C. 电磁炉工作原理是应用电磁感应在锅体中产生涡流来工作 D. 普通陶瓷砂锅也可利用电磁炉来煲汤 ‎【答案】AC ‎【解析】A．磁场变化的频率越高，磁通量变化率越大，由法拉第电磁感应定律可知，产生的电动势越大，回路中的电流越大，加热效果越好，故A正确；‎ B．由于不知道磁场大小的变化情况，则无法确定感应电流的方向，故B错误；‎ C．电磁炉工作原理是利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅内的食物，故C正确；‎ D．交变磁场在普通陶瓷砂锅内不能形成涡流，则不能用来加热，故D错误。故选AC。‎ ‎14.如图，某同学在玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，做“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.1T，玻璃皿的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1Ω，限流电阻R0=4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=1.0Ω。闭合开关后，液体受到安培力做功而具有一定的动能，此时电压表示数为1.5V。下列说法正确的是（　　）‎ A. 电源输出功率为0.891W B. 液体的热功率为0.25W C. 由上往下看，液体做逆时针旋转 D. 液体所受的安培力1.5×10－3N ‎【答案】ACD ‎【解析】A．由闭合电路欧姆定律可知，回路中的电流为 ‎ 电源输出功率为 故A正确；‎ B．液体的热功率为 故B错误；‎ C．由于中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在电源外部电流由正极流向负极，因此电流由边缘流向中心，器皿所在处的磁场竖直向上，由左手定则可知，导电液体受到的磁场力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故C正确；‎ D．液体所受的安培力大小为 故D正确。故选ACD。‎ 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共54分）‎ ‎15.某实验小组利用如图甲实验装置进行相关力学实验 ‎(1)将一条纸带穿过打点计时器，李同学发现有如图乙两种穿法，你认为正确是________。（填“A”或“B”）‎ ‎(2)关于该装置，下列说法正确的是_______；‎ A．做“探究小车速度随时间变化的关系”实验时，可将轨道不带滑轮一端适当垫高 B．做“探究小车速度随时间变化的关系”实验时，小车每次必须从同一点释放 C．做“探究小车加速度与力和质量的关系”实验时,每次改变小车质量都必须重新平衡摩擦力 D．做“探究功与速度变化的关系”实验时，调节滑轮高度，使细线与轨道平行 ‎(3)在“探究小车速度随时间变化的关系”实验时，除了图甲中的仪器,下图仪器中还需要____；‎ 实验完毕后，得到一条清晰纸带如图丙所示，截取当中一段用毫米刻度尺进行测量。在纸带上标注了“0、1、2、3、4、5”五个计数点（每2个点标注一个计数点），已知打点计时器频率为50Hz，则打计数点2点时小车的速度为_________m/s。（结果保留2位有效数字）；‎ ‎(4)某同学利用该装置完成“探究功与速度变化的关系”实验时，通过测量小车从静止开始运动的位移x大小与小车获得的末速度v的值进行探究，则该组同学是否一定要平衡摩擦力？_________（填“是”或“否”）‎ ‎【答案】 (1). B (2). AD (3). D 0.51（0.50-0.53） (4). 否 ‎【解析】(1)[1]为了打点计时器能在纸带上打点，纸带应放在复写纸下方同时穿过限位孔，故B正确；‎ ‎(2)[2]A．做“探究小车速度随时间变化的关系”实验时，可将轨道不带滑轮一端适当垫高，让小车做加速运动，故A正确；‎ B．做“探究小车速度随时间变化的关系”实验时，小车每次不一定从同一点释放，故B错误；‎ C．平衡摩擦力的方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，即 式子成立与质量无关，故改变质量后不需重新进行平衡，故C错误；‎ D．做“探究功与速度变化的关系”实验时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑板平行，故D正确。故选AD；‎ ‎(3)[3]由于实验中还要测量纸带上各点间的距离，则还要刻度尺，由于打点计时器为电火花计时器，所以不用学生电源，也不用秒表，由于“探究小车速度随时间变化的关系”不用测量质量，所以也不用天平和砝码，故选D；‎ ‎[4]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则有 由于误差(0.50－0.53)m/s均可；‎ ‎(4)[5]当小车受到的合力一定时，通过改变小车的位移，从而改变合力做功，同时测出小车对应的速度，则可以探究功与速度变化的关系，说明不平衡摩擦力也可以进行。‎ ‎16.为描绘“2.5V，0.3A”的小灯泡的伏安特性曲线，某实验小组设计了如图甲所示的实验电路，要求小灯泡两端电压从0开始变化。‎ ‎(1)实验室中有两种型号的滑动变阻器，应选择的是_________；（填“A”或“B”）‎ A．滑动变阻器R1（200Ω，0.3A）‎ B．滑动变阻器R1（10Ω，2A）‎ ‎(2)按照要求，在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接_________A。闭合开关，某次测量时电流表的指针如图乙所示，其读数为_________A；‎ ‎(3)实验测得小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻_________（选填“增大”、“不变”或“减小”），灯丝的电阻率_________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；‎ ‎(4)用一个阻值为5Ω的定值电阻与上述小灯泡组成串联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上，则流过小灯泡的电流约为_________A。‎ ‎【答案】 (1). B (2). 0.26 (3). 增大 增大 (4). 0.43（0.42-0.44）‎ ‎【解析】(1)[1]由于实验中滑动变阻器用分压式，则应选用总阻值较小的即选B；‎ ‎(2)[2]按照原理图连接实物图如图 ‎[3]由灯泡的最大电流为0.3A，所以电流表用量程为0.6A，最小刻度为0.02A，读数为0.26A；‎ ‎(3)[4][5]图像斜率倒数表示电阻，则由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻增大，由电阻定律可知，灯丝的电阻率增大；‎ ‎(4)[6]将阻值为5Ω的定值电阻与电源看作新电源，则有 将此图线作在灯泡伏安曲线中，如图 由图可知，流过小灯泡的电流约为0.43A，由于误差(0.42-0.44)A均可 ‎17.如图，质量m=10kg的一箱苹果静置于水平地面上的A点，AB间距L=35m，箱子与地面间的动摩擦因数。现用大小为140N，与水平方向成的力斜向下推动此箱苹果，使它由A点静止开始运动并能到达B点。求：（已知cos=0.8，sin=0.6）‎ ‎(1)推力作用下箱子的加速度a大小；‎ ‎(2)推力作用的最短时间t；‎ ‎(3)撤去推力后，箱子正中央一个质量m0=0．2kg的苹果受到其他苹果给它的作用力大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)5s；(3)‎ ‎【解析】(1)由牛顿第二定律得：‎ 则 ‎(2)设撤去推力后的加速度为，撤去推力后到箱子停止所用时间为，则 得 箱子加速阶段和减速阶段发生的总位移 其中 ‎，‎ 联立各式得 ‎(3)中央苹果受到其他苹果给它的作用力 ‎18.旧物循环再利用是爱护环境的一种体现，某学校举办了一次旧物改造大赛，其中有一同学利用旧纸板和铝片改造的“赛车轨道”小玩具引起了许多人的关注。“赛车轨道”的简易模型如图所示，AB、DE和EF段都是粗糙直轨道，动摩擦因数为0.2，DE段的倾角α=，LDE=0.5m，LEF=0.3m，其余轨道不计摩擦。BC段是半径r1=0.4m的圆弧轨道，圆心角θ=，与直轨道相切于B点、C点，竖直圆轨道半径r2=0.2m，最低点错开，CD段水平。一辆质量m=0.2kg的玩具赛车（可看成质点）从A点静止释放，恰好能通过竖直圆轨道，不考虑D点和E点的能量损失，求：（已知cos=0.8，sin=0.6）‎ ‎(1)赛车过C点时对轨道的作用力；‎ ‎(2)AB段的距离；‎ ‎(3)若想让赛车停在EF段，赛车要从距离B点多远处释放。‎ ‎【答案】(1) 7N，方向竖直向下； (2)；(3) ‎ ‎【解析】(1)赛车恰好能过竖直圆轨道，最高点满足 赛车从C点到最高点根据动能定理 C点根据牛顿第二定律 联立各式得 根据牛顿第三定律：赛车对轨道的作用力为7N，方向竖直向下 ‎(2)设AB段的距离为，从A点到C点根据动能定理得 得 ‎(3)如果赛车停止E点，从出发到E点根据动能定理得 得 说明刚好到E点就过不了竖直圆轨道，如果赛车停止在F点，从出发到F点根据动能定理得：‎ 则 综上可得 ‎19.如图甲所示，电阻忽略不计的两根平行光滑金属导轨竖直放置，轨道间距为L=1m，上端接有电阻R=0.3Ω。在水平虚线MM'、NN'间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B，磁场区域的高度为d=2m。现将质量m=0.3kg，电阻r=0.2Ω的导体杆ab从MM'处垂直导轨由静止释放，释放同时获得一向下的外力作用，外力大小满足F=0.5v+0.6（N）（v为导体棒运动的速度），杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，测得电阻两端电压随时间均匀增大。‎ ‎(1)分析并说明该导体杆在磁场中做何种运动；‎ ‎(2)求磁感应强度B的大小；‎ ‎(3)当导体杆下降1.5m时撤去外力，求导体杆穿过磁场全过程产生的焦耳热。（下落位移与外力的关系如图乙所示，图像面积表示做功）‎ ‎【答案】(1) 匀加速直线运动；(2)0.5T；(3) （）‎ ‎【解析】(1)电阻两端电压 随时间均匀增大，说明速度v随时间均匀增大，所以导体棒在磁场中做匀加速直线运动。‎ ‎(2)根据牛顿第二定律 要是一个定值，则 得 ‎(3)根据 得 导体杆下降1.5m时，，此时 导体杆恰好匀速，导体杆穿过磁场全过程，根据动能定理 其中 得 导体杆上产生的焦耳热 由于误差。‎ ‎20.质谱仪在同位素分析、化学分析、生命科学分析中有广泛的应用。如图为一种单聚焦磁偏转质谱仪工作原理示意图，在以O为圆心，OH为对称轴，夹角为2α 的扇形区域内分布着方向垂直纸面的匀强磁场。离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看成零），经加速电压U0加速后，从A点进入偏转电场，如果不加偏转电压，比荷为的离子将沿AB垂直磁场左边界进入扇形磁场，经过扇形区域，最后从磁场右边界穿出到达收集点D，其中，，B点是MN的中点，收集点D和AB段中点对称于OH轴；如果加上一个如图所示的极小的偏转电压，该离子束中比荷为的离子都能汇聚到D点。试求：‎ ‎(1)离子到达A点时的速度大小；‎ ‎(2)磁感应强度的大小和方向；‎ ‎(3)如果离子经过偏转电场后偏转角为，其磁场中的轨道半径和在磁场中运动的时间。‎ ‎【答案】(1)；(2)；垂直纸面向外；(3)； ‎ ‎【解析】(1)正离子经过加速电场，电场力做功 ‎(2)正离子进入磁场后做匀速圆周运动的轨道半径为 由 得 由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外 ‎(3)离子经过偏转电场后速度大小为 由 得 根据几何关系可知，离子在磁场中偏转的角度大小为，离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则离子在磁场中运动的时间为