物理卷·2018届陕西省西安市长安区第一中学高二上学期第二次月考物理试卷（实验班） （解析版）
长安一中2016-2017学年度第一学期第二次月考
高二 物 理 试 题（实验班）
命题人：符卫春 审题人：方由艳
本卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分110分，考试时间100分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、学号和班级写在答题卷上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。第Ⅱ卷用黑色墨水的签字笔或碳素钢笔在指定地方作答，答在试卷上或答在答题卷非指定的位置均无效。
3.考试结束后，监考老师只将答题卷收回。
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
一、选择题（本大题共13小题，每小题3分，共39分，在每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意）
1．下列各组物理量中，由电场自身性质决定的是( )
A．电场力、电场强度 B．电场强度、电势差
C．电场力做的功、电势能 D．电势差、电势能
2．如图所示，ab＝3bc，在c 点固定一负电荷，将一负电荷从a 点移到b 点，负电荷在a、b 两点的电势能分别为Epa、Epb，所受的电场力分别为Fa、Fb，则( )
A.Epa
Epb D.9Fa＝Fb
3．在点电荷Q 形成的电场中，一带正电的粒子通过时的轨迹如图中实线所示，a、b 为两个等势面，则下列判断中正确的是( )
A．Q 为负电荷
B．运动中带正电的粒子总是克服电场力做功
C．带正电的粒子经过两等势面的电势能Epa＞Epb
D．带正电的粒子经过两等势面的动能Eka＞Ekb
4. 如图，某带电粒子由静止开始经电压为 U 的电场加速后，射入水平放置、电势差为 U
′的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁感线方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子进入磁场和射出磁场的 M， N 两点间的距离 d 随着 U 和 U′的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）( )
A. d 随 U 变化， d 随 U′变化 B. d 随 U 变化， d 与 U′无关
C. d 与 U 无关， d 与 U′无关 D. d 与 U 无关， d 随 U′变化
5．位于某电场中的x 轴上的电势φ随位置x 变化的图像如图所示，x=x1和x=−x1处，图像切线的斜率绝对值相等且最大，则在x 轴上( )
A．x=x1和x=−x1两处，电场强度相同
B．x=x1和x=−x1两处，电场强度最小
C．x=0 处电场强度大小为零
D．正电荷从x=x1运动到x= +∞过程中，电势能逐渐减小
6．如图所示，平行板电容器与一直流电源相连，两极板水平放置，电容为C，开始开关闭合，电容器极板间电压为U，两极板间距为d．一电荷量大小为q 的带电油滴以初动能Ek 从一平行板电容器的两个极板中央水平射入（极板足够长），带电油滴恰能沿图中所示水平虚线匀速通过电容器，则( )
A．断开开关，将上极板上移，带电油滴将撞击下极板，撞击下极板时的动能为Ek+
B．断开开关，将上极板上移，带电油滴将撞击上极板，撞击下极板时的动能为Ek+
C．闭合开关，将上极板下移，带电油滴将撞击下极板，撞击下极板时的动能为Ek+
D．闭合开关，将上极板下移，带电油滴将撞击上极板，撞击上极板时的动能为Ek+
7.质量为m的物体以初速率v0做平抛运动，经历时间t，下落的高度为h，速率为v，在这段时间内物体动量增量的大小不正确的是（ ）
A．mv-mv0 B．mgt C． D．
8.水平推力F1和F2分别作用于水平面上等质量的A，B两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间后停下，两物体的v－t图象分别如右图中OAB、OCD所示，图中AB∥CD，则( )
A．F1的冲量大于F2的冲量 B．F1的冲量等于F2的冲量
C． 两物体受到的摩擦力大小相等 D． 两物体受到的摩擦力大小不等
9.某人身系弹性绳自高空p点自由下落，如图所示a点是弹性绳的原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止悬吊时的平衡位置。不计空气阻力，则下列说法中正确的是( )
A． 从p至c过程中重力的冲量大于弹性绳弹力的冲量
B． 从p至c过程中重力所做功等于人克服弹力所做的功
C． 从p至b过程中人的速度先增大后减小
D． 从a至c过程中加速度方向保持不变
10．光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）
A．内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
11．一列简谐横波沿x轴正向传播，P点振动周期为0.4 s，在某一时刻波形如图所示，则（ ）
A．P点此时刻振动方向沿y轴负方向
B．该波波速为7.5m/s
C．离波源为11 m的Q点经0.9s到达波谷
D．当Q点到达波峰时，E点正到达波谷
12．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ．若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=时刻的波形曲线为（ ）
A． B．
C． D．
13．光在某种玻璃中速度是×108米/秒，要使光由空气射入这种玻璃，折射光线与反射光线之间成90°角，则入射角是（ ）
A．30° B．60° C．45° D．90°
二、选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分，每小题有一个或几个选项符合题意，全部选对得3分，选对但不全得2分，选错或不选得0分）
14．如图所示，以O 点为圆心，以R=0.20m为半径的圆与坐标轴交点分别为a、b、c、d
，该圆所在平面内有一匀强电场，场强方向与x 轴正方向成θ=60°角，已知a、b、c 三点的电势分别为 4V 、 4V、−4V，则下列说法不正确的是( )
A．该匀强电场的场强E=40V/m B．该匀强电场的场强E=80V/m
C．d 点的电势为−4V D．d 点的电势为−2V
15.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A，B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则( )
A． 玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑
D．β＜θ＜时，光屏上只有1个光斑
16．如图所示，一质量为m、电荷量为q 的小球在电场强度为E、区域足够大的匀强电场中，以初速度v0沿ON 在竖直面内做匀变速直线运动。ON 与水平面的夹角为 30°，重力加速度为g，且mg＝qE，则( )
A．电场方向竖直向上
B．小球运动的加速度大小为g
C．小球上升的最大高度为
D．若小球在初始位置的电势能为零，则小球电势能的最大值为
17．如图所示，C 为电容器，D 为理想二极管（具有单向导电作用），电流表、电压表均为理想表．闭合开关S 至电路稳定后，调节滑动变阻器滑片P 向左移动一小段距离，结果发现电压表V1的示数改变量大小为△U1，电压表V2的示数改变量大小为△U2，电流表A 的示数改变量大小为△I，则下列判断正确的有( )
A．的值变大
B．的值变大
C．的值不变，且始终等于电源内阻r
D．滑片向左移动的过程中，电容器所带的电荷量要不断减少
18．如下左图所示，正六边形导线框abcdef 放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度B 随时间t 的变化关系如下右图所示。t0时刻，磁感应强度B 的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边cd 所受安培力的方向水平向左为正。则下面关于感应电流i 和cd 所受安培力F 随时间t 变化的图象正确的是( )
19．某学习小组为探究影响干涉条纹宽度的因素，在实验室用蓝光做了双缝干涉实验，在光屏上呈现出蓝、暗相间的平行条纹，设相邻两条蓝条纹间的距离为△x．你认为以下结论中正确的是（ ）
A．单缝到双缝间的距离越大，△x就越大 B．双缝之间的距离越大，△x就越大
C．双缝到光屏之间的距离越大，△x就越大 D．双缝之间的距离越小，△x就越大
20．关于薄膜干涉，下述说法中正确的是（ ）
A．干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
B．干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C．干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等
D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧
第Ⅱ卷（非选择题 共50分）
三、填空题（本题有2小题，每空2分，共12分）
21、下图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．
(1)下列说法中正确的是________．
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________N.
22、有一根粗细均匀的空心导体棒如图a所示，截面为同心圆环(如图b)，其电阻约为100 Ω，这种材料的电阻率为ρ.某同学用以下器材测量该导体棒的内径：
A．20分度的游标卡尺
B．螺旋测微器
C．电流表A1(量程50 mA，内阻R1＝100 Ω)
D．电流表A2(量程100 mA，内阻R2约40 Ω)
E．滑动变阻器R(0～10 Ω)
F．直流电源E
G．导电材料样品Rx
H．开关一只，导线若干
(1)用游标卡尺测量导体棒长度如图甲，示数L＝____mm；用螺旋测微器测量其外径如图乙，示数D＝____mm.
(2)在虚线框内画出本实验的电路图．
(3)闭合开关S，调整滑动变阻器，记录电流表A1的读数I1和电流表A2的读数I2，则导体管的内径d＝____(用已知量和测量量的符号来表示)。
四、计算题（本题共3小题，共31分，解答时必须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
23．（11分）如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑的金属导轨，它们所构成的导轨平面与水平面成θ＝30°角，平行导轨间距L=1.0 m。匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B=0.20T。两根金属杆ab 和cd 可以在导轨上无摩擦地滑动。两金属杆的质量均为m=0.20 kg，电阻均为R=0.20Ω。若用与导轨平行的拉力作用在金属杆ab 上，使ab 杆沿导轨匀速上滑并使cd
杆在导轨上保持静止，整个过程中两金属杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。求：
（1）cd 杆受安培力F 安的大小；（2）通过金属杆的感应电流I；（3）作用在金属杆ab上拉力F的功率.
.
24．（13 分）如图（a），O、N、P为直角三角形的三个顶点，∠NOP＝37°，OP 中点处固定一电量为q1＝2.0×10-8C的正点电荷，M 点固定一轻质弹簧。MN 是一光滑绝缘杆，其中ON长为a＝1m，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），将弹簧压缩到O 点由静止释放，小球离开弹簧后到达N 点的速度为零。沿ON 方向建立坐标轴（取O 点处x＝0），图（ b）中Ⅰ和Ⅱ图线分别为小球的重力势能和电势能随位置坐标x 变化的图像，其中E0＝1.24×10-3J，E1＝1.92×10-3J，E2＝6.2×10-4J。（静电力恒量k＝9.0×109N·m2/C2，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2）
（1）求电势能为E1时小球的位置坐标x1和小球的质量m；
（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q2；
（3）求小球释放瞬间弹簧的弹性势能E
25．（ 14 分）水平放置的平行正对的金属板M、N 之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场（如图a 所示，垂直纸面向里为正），磁感应强度B0=50T，已知两板间距离d=0.3m，电场强度E=50V/m，M 板正中央有一小孔P，在P 正上方h=5cm处的O 点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，若油滴在t=0 时刻进入两板间，最后恰好从N 板边缘水平飞出（油滴以水平速度从M、N 板位置经过时，认为油滴恰好没有打在板上），已知油滴的质量m=10-4kg，带电量q=+2×10-5C。（不计空气阻力，油滴可视为质点，重力加速度g=10m/s2）求：
（1）油滴在P 点的速度；（2）N 板的长度L ；（3）交变磁场的变化周期。
参考答案
1.B
【解析】本题考查了电场强度、电势差、电势能、电场力做功等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
电场力由电场强度和电荷共同决定，电场强度由电场自身的性质决定，电势差由电场自身的性质决定，电场力做功由电场和电荷共同决定，电势能由电场和电荷共同决定，选项B正确，选项ACD错误。综上本题选B。
2.A
【解析】本题考查了点电荷的电场、电场强度、库仑定律、电场力做功、电势能等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
因为两个点电荷都为负电荷，所以两电荷之间的库仑力为斥力，当负电荷从a点移到b点时，电场力做负功，电荷的电势能增大，即Epaα,由n=可知,B光的折射率小,A项正确;由v=可知,B光在半圆形玻璃砖中传播速度较大,B项错误;α<θ<β时,NQ区域只有一个光斑,而由于光的反射,在NP区域还有一个光班,β<θ<时,两种单色光全部发生全反射,在NQ区域没有光斑,在NP区域有一个由全反射形成的光斑,D项正确。
16.BD
【解析】本题考查了匀变速直线运动、电场力、牛顿第二定律、加速度、电势能、动能定理、功能关系等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
因为小球沿ON在竖直面内做匀变速直线运动，所以小球的加速度沿ON所在直线，对小球受力分析可得小球受到的电场力不会竖直向上，即电场方向不可能竖直向上，选项A错误；因为mg＝qE，所以对小球受力分析可得小球受到的合力大小等于mg，根据牛顿第二定律可得小球的加速度大小a=g，选项B正确；根据动能定理可得mgL=，解得L=，上球上升的高度h=Lsin30，选项C错误；根据功的公式可得电场力做负功为W=qELcos60，根据功能关系可得小球电势能的最大值为，选项D正确。综上本题选BD。
17.BC
【解析】本题考查了闭合电路欧姆定律、欧姆定律、电容器、电路的动态分析、电容器等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
当滑动变阻器滑片P向左移动一小段距离时，滑动变阻器的电阻变大，根据欧姆定律可得滑动变阻器的电阻的值变大，选项B正确；根据闭合电路欧姆定律可得回路电流减小，由电路分析可得，即的值不变，选项A错误；由电路分析可得的值不变，且始终等于电源内阻r，选项C正确；由欧姆定律可得，电阻R1上的电压变小，因为二极管与电容器串联，所以电容器中的电量不变，选项D错误。综上本题选BC。
18.AC
【解析】本题考查了电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、感应电流、安培力、左手定则等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
由已知条件、楞次定律和右手定则可判断出在0～3s内线框中的电流方向为顺时针方向，根据法拉第电磁感应定律可得线框中产生的感应电动势不变，由欧姆定律可得线框中的感应电流不变，在3s～6s内线框中的电流方向为逆时针方向，根据法拉第电磁感应定律可得线框中产生的感应电动势不变，选项A正确，选项B错误；根据安培力公式F=BIL可得cd所受安培力F的大小与磁感应强度B的大小成正比，根据左手定则可以判断出在0～2s内cd边受到的安培力方向向右为负方向，2s～3s内因为磁场方向反向，cd边受到的安培力方向向左为正方向，在3s～4s内由左手定则可以判断出cd边受到的安培力方向向右为负方向，在4s～6s内由左手定则可以判断出cd边受到的安培力方向向左为正方向，选项C正确，选项D错误。综上本题选AC。
19.CD
【解析】本题考查了双缝干涉现象等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
根据双缝干涉条纹间距公式可得与单缝到双缝间的距离无关，选项A错误；双缝之间的距离d越大，Δx就越小，选项B错误；双缝到光屏之间的距离L越大，Δx就越大，选项C正确；双缝之间的距离d越小，Δx就越大，选项D正确。综上本题选CD。
20.AD
【解析】薄膜干涉条纹是光在膜的前后表面的反射光叠加产生的，选项A正确；波谷与波谷叠加，光波加强，出现明条纹，选项B错误；光垂直薄膜表面射入时，干涉条纹是间距相等的平行线时，说明膜的厚度均匀变化，选项C错误；薄膜干涉条纹是反射光叠加产生的，观察时必须在入射光的同一侧，选项D正确。
21.(1)AC (2)4.0
【解析】本题考查了“探究求合力的方法”实验等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
（1）在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，选项A正确；弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须在竖直平面内，选项B错误；F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程，选项C正确；为减小测量误差，F1、F2方向间夹角要适当，不必要一定是90°，选项D错误。综上本题选AC；
（2）弹簧测力计的拉力F=4.0N。
22.(1)(1)100.50 3.500~3.503
(2)
(3)
【解析】本题考查了游标卡尺、螺旋测微器、欧姆定律、电阻定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
（1）游标卡尺示数L＝100mm+0.05；螺旋测微器示数D＝3mm+0.01mm。
（2）电路如图所示：
（3）根据欧姆定律可得电阻Rx的电压U1=I1R1，流过Rx的电流为Ix=I2-I1，根据欧姆定律可得电阻Rx=，根据电阻定律公式，解得：d=。
23.(1)F安=1.0N(2)I=5.0A(3)P=20W
【解析】本题考查了法拉第电磁感应定律、安培力、共点力的平衡、闭合电路欧姆定律、功率等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
(1)金属杆cd静止在金属导轨上，根据共点力的平衡条件可得所受安培力方向与导轨平面平行向上。
则F安=mgsin30°
解得：F安=1.0N
(2)由安培力公式F安=BIL解得：I=5.0A
(3)金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下，金属杆ab在拉力F、安培力F安和重力mg作用下匀速上滑，由共点力的平衡条件可得：F=BIL+mgsin30°
根据法拉第电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为
E感=BLv
根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流
根据功率公式：P=Fv
解得：P=20W
24.(1)x1=0.32m (2)(3) 5.38×10-3J
【解析】本题考查了点电荷电场、电势能、共点力的平衡、库仑定律、重力势能、弹性势能、能量守恒定律等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
(1)势能为E1时，距M点的距离为：
x1=acos37°••cos37°=0.32a=0.32m
x1处重力势能为：E1=mgx1sin37°
(2)在x1处，根据受力分析可知
其中：r=x1tan37°=0.24a
代入数据得：
(3)根据能量守恒有：mga sin37°+E2-E0=E
代入数据得：E=5.38×10-3J
25.(1)v=1m/s(2)L=0.6m(3)T=0.31s
【解析】本题考查了自由落体运动、机械能守恒定律、带电粒子在复合场中的运动、共点力的平衡、匀速圆周运动、牛顿第二定律、向心力、周期等知识点，意在考查考生的理解和应用能力。
(1)带电油滴从O点到P点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
mgh＝mv2
代入数据得：v=1m/s
(2)进入场区时，因为：mg=10-3N，qE=10-3N，方向向上.
所以，重力与电场力平衡，粒子做匀速圆周运动.
所以有：
代入数据得：R=0.1m
油滴要想从N板右端水平飞出，粒子在场内做三次圆弧运动.
所以，N板的长度：L=6R
解得：L=0.6m
(3)油滴在磁场中运动的周期： (或)
所以，交变磁场的周期：T=T0…⑧
联立解得：T=0.31s
