物理卷·2019届云南省大理州南涧县民族中学高二上学期期中考试试题（解析版）

物理卷·2019届云南省大理州南涧县民族中学高二上学期期中考试试题（解析版）

南涧县民族中学2017——2018学年上学期期中考 高二物理试题（理科）‎ 一、选择题（本题包括8个小题，每小题6分，共48分。14~18小题所给的四个选项中，有且只有一个选项符合题意；19~21小题所给的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选不得分）‎ ‎1. 如图，两平行的带电金属板水平放置。若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将(　　)‎ A. 保持静止状态 B. 向左上方做匀加速运动 C. 向正下方做匀加速运动 D. 向左下方做匀加速运动 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受重力和电场力平衡，故电场力大小F=mg，方向竖直向上；将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45°，电场强度大小不变，方向逆时针旋转45°，故电场力逆时针旋转45°，大小仍然为mg；故重力和电场力的大小均为mg，方向夹角为135°，故合力向左下方，微粒的加速度恒定，向左下方做匀加速运动；故ABC错误，D正确；故选D．‎ 考点：电场强度；物体的平衡；牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题关键是对微利受力分析后结合牛顿第二定律分析，注意本题中电容器的两板绕过a点的轴逆时针旋转，板间场强大小不变，基础题目。‎ ‎ ‎ ‎2. 如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物快以速度v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物快落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】物块由最低点到最高点有：；物块做平抛运动：x=v1t；；联立解得：，由数学知识可知，当时，x最大，故选B。‎ ‎【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。‎ ‎3. 如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：F=μmg；当拉力倾斜时，物体受力分析如图:‎ 由f=μFN，FN=mg-Fsinθ可知摩擦力为：f=μ(mg-Fsinθ),;代入数据为：,解得.故选C.‎ ‎【点睛】本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程．‎ ‎4. 如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，PM段绳的机械能不变，MQ段绳的机械能的增加量为，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功，故选A。‎ ‎【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。‎ ‎5.‎ ‎ 一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上，弹性绳的原长也为80cm。将一钩码挂在弹性绳的中点，平衡时弹性绳的总长度为100cm；再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点，则弹性绳的总长度变为（弹性绳的伸长始终处于弹性限度内）（　　）‎ A. 86cm B. 92cm C. 98cm D. 104cm ‎【答案】B ‎【解析】设弹性绳的劲度系数为k，左、右两半段绳的伸长量，由共点力的平衡条件可知，钩码的重力，将弹性绳的两端缓慢移至天花板上同一点时，钩码的重力，解得，则弹性绳的总长度变为，故选B。‎ ‎【名师点睛】在处理共点力平衡问题时，关键是对物体进行受力分析，再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力，然后列式求解；如果物体受到三力处于平衡状态，可根据矢量三角形法，将三个力移动到一个三角形中，然后根据正弦定理列式求解。前后两次始终处于静止状态，即合外力为零，在改变绳长的同时，绳与竖直方向的夹角跟着改变。‎ ‎6. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M，Q到N的运动过程中（　　）‎ A. 从P到M所用的时间等于T0/4‎ B. 从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小 D. 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 ‎【答案】CD ‎7. 在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标（ra，a）标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是（　　）‎ A. Ea：Eb=4：1 B. Ec：Ed=2：1 C. Wab：Wbc=3：1 D. Wbc：Wcd=1：3‎ ‎【答案】AC ‎【解析】由题图可知，a、b、c、d到点电荷的距离分别为1 m、2 m、3 m、6 m，根据点电荷的场强公式可知，，，故A正确，B错误；电场力做功，a与b、b与c、c与d之间的电势差分别为3 V、1 V、1 V，所以，，故C正确，D错误。‎ ‎【名师点睛】本题主要考查学生的识图能力，点电荷场强及电场力做功的计算。‎ ‎8. 一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、17V、26V。下列说法正确的是（　　）‎ A. 电场强度的大小为2.5V/cm B. 坐标原点处的电势为1V C. 电子在a点的电势能比在b点的低7eV D. 电子从b点运动到c点，电场力做功为9eV ‎【答案】ABD ‎【解析】如图所示，设a、c之间的d点电势与b点相同，则，d点坐标为(3.5 cm，6 cm)，过c点作cf⊥bd于f，由几何关系可得cf=3.6 cm，则电场强度，A正确；因为四边形Oacb是矩形，所以有，解得坐标原点O处的电势为1 V，B正确；a点电势比b点电势低7 V，电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，C错误；b点电势比c点电势低9 V，电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，D正确。‎ ‎【名师点睛】在匀强电场中沿同一方向线段的长度与线段两端的电势差成正比；在匀强电场中电场线平行且均匀分布，故等势面平行且均匀分布。以上两点是解决此类题目的关键。电势与电势能之间的关系，也是常考的问题，要知道负电荷在电势高处电势能低。‎ 二、实验题（本题包括2个小题，第22题6分，第23题10分，共16分。请把正确答案填写在答题卡的相应位置上。）‎ ‎9. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续的6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）‎ ‎⑴由图（b）可知，小车在桌面上是________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。‎ ‎⑵该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为________ m/s，加速度大小为________ m/s2。（结果均保留2位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). (1)从左向右； (2). 0.19； (3). （2）0.037‎ ‎【解析】（1）小车运动过程中减速，相同时间内位移逐渐减小，由图判断可知小车从右向左运动。‎ ‎（2）滴水计时器每 滴落46滴水，则两滴水之间的时间间隔为 ，‎ 根据中点时刻的速度等于平均速度得A点的瞬时速度为 ‎ ，‎ 根据逐差法可求加速度：‎ ‎ 。‎ 综上所述本题答案是：(1) 从右向左， (2) 0.20 m/s (3) 0.046 m/s2‎ ‎10. 某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8V，额定电流0.32A）；电压表V（量程3V，内阻3kΩ）；电流表A（量程0.5A，内阻0.5Ω）；固定电阻R0（阻值1000Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0Ω）；电源E（电动势5V，内阻不计）；开关S；导线若干。‎ ‎⑴实验要求能够实现在0~3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图________。‎ ‎⑵实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻________（填“增大”“不变”或“减小”），灯丝的电阻率________（填“增大”“不变”或“减小”）。‎ ‎⑶用另一电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）和题给器材连接成图（b）所示的电路，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的最小功率为________W，最大功率为________W。（结果均保留2位小数）‎ ‎【答案】 (1). （1）； (2). （2）增大； (3). 增大； (4). （3）0.39； (5). 1.17；‎ ‎【解析】（1）要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，故滑动变阻器用分压式接法，小灯泡为小电阻，电流表用外接法，如答案图所示；‎ ‎（2）由I–U图象知，切线的斜率在减小，故灯泡的电阻随电流的增大而增大，再由电阻定律知，电阻率增大；‎ ‎（3）当滑动变阻器的阻值为9 Ω时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时E=U+I（r+R）得U=–10I+4，在图中作出该直线如左图所示，交点坐标约为U=1.75 V，I=225 mA，P1=UI=0.39 W；整理得：，当直线的斜率最大时，与灯泡的I–U曲线的交点坐标最大，即灯泡消耗的功率最大。当滑动变阻器电阻值R=0时，灯泡消耗的功率最大，此时交点坐标为U=3.67 V，I=0.32 A，如右图所示，最大的功率为P2=UI=1.17 W。‎ ‎【名师点睛】电路图主要是控制电路、测量电路的连接。小灯泡阻值为小电阻——外接法，电压从0开始测量——分压式接法。然后由伏安特性曲线分析阻值的变化，注意纵轴是电流。第（3）问求小灯泡消耗的实际功率较难，因小灯泡的阻值随电流的变化而变化，通过闭合电路的欧姆定律找到小灯泡实际的电流、电压值。‎ 三、计算题（本题包括2个小题，第24题14分，第25题22分，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，只写出最后答案不得分。有数值的计算题答案中必须写出明确的数值和单位。）‎ ‎11. 一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.5×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。（结果保留2位有效数字）‎ ‎⑴分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；‎ ‎⑵求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。‎ ‎【答案】（1）2.4×1012J；（2）9.7×108J；‎ ‎【解析】（1）飞船着地前瞬间的机械能为 ‎①‎ 式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率。由①式和题给数据得 ‎②‎ 设地面附近的重力加速度大小为g，飞船进入大气层时的机械能为 ‎③‎ 式中，vh是飞船在高度1.6×105 m处的速度大小。由③式和题给数据得 ‎④‎ ‎（2）飞船在高度h' =600 m处的机械能为 ‎⑤‎ 由功能原理得 ‎⑥‎ 式中，W是飞船从高度600 m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和题给数据得 W=9.7×108 J⑦‎ ‎【名师点睛】本题主要考查机械能及动能定理，注意零势面的选择及第（2）问中要求的是克服阻力做功。‎ ‎12. 如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和–q（q>0）的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力，重力加速度大小为g。求 ‎⑴M与N在电场中沿水平方向的位移之比；‎ ‎⑵A点距电场上边界的高度；‎ ‎⑶该电场的电场强度大小。‎ ‎【答案】（1）3；（2）H/3；（3） ‎ ‎ ‎ v0–at=0①‎ ‎②‎ ‎③‎ 联立①②③解得：④‎ ‎（2）设A点距离电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，则；‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ 因为M在电场中做匀加速直线运动，则 ‎⑦‎ 由①②⑤⑥⑦可得h=⑧‎ ‎（3）设电场强度为E，小球M进入电场后做直线运动，则，⑨‎ 设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2，由动能定理：‎ ‎⑩‎ ‎⑪‎ 由已知条件：Ek1=1.5Ek2‎ 联立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫解得：‎ ‎【名师点睛】此题是带电小球在电场及重力场的复合场中的运动问题；关键是分析小球的受力情况，分析小球在水平及竖直方向的运动性质，搞清物理过程；灵活选取物理规律列方程。‎ ‎ ‎