【物理】云南省玉溪市峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】云南省玉溪市峨山彝族自治县第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

峨山一中2019-2020学年下学期期中考试卷高二年级 物理试卷 一、选择题 ‎1.从某一高处落下一个鸡蛋，落到草地上和水泥地上，下列结论正确的是(　　)‎ A. 落到草地上的鸡蛋不易破碎，因为它受到的冲力小 B. 落到草地上的鸡蛋不易破碎，因为它受到的冲量小 C. 落到水泥地上的鸡蛋易破碎，因为它的动量变化小 D. 落到水泥地上的鸡蛋易破碎，因为它受到的冲量大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】鸡蛋落在草地上的动量变化与落在水泥地的动量变化是相等的，由动量定理可知鸡蛋受到的冲量相同，但在草地上由于草地的缓冲，使减速时间延长，故鸡蛋受到的冲力将小于鸡蛋在水泥地面上的冲力，故鸡蛋落到草地上不易破碎，故选项A正确，B、C、D错误．‎ ‎2.用如图所示装置研究静摩擦力，弹簧秤对物块的拉力沿水平方向，逐渐增大拉力，当拉力小于10N时，物块保持静止，等于10N时，物块刚刚开始运动。由此可知（　　）‎ A. 物块和台面间的最大静摩擦力是10N B. 当弹簧秤的示数为5N时，物块受到的静摩擦力是10N C. 弹簧秤的示数为15N时，物块受到的摩擦力是15N D. 当弹簧秤的示数为15N时，物块受到的摩擦力是0‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体受重力、支持力、拉力和摩擦力。当拉力等于10N时，物体刚刚开始运动，说明最大静摩擦力为10N，故A正确；‎ B．当弹簧秤的示数为5N时，没有拉动，物体保持静止，受静摩擦力，为5N，故B错误；‎ CD．当弹簧秤的示数为15N时，物体加速运动，受到滑动摩擦力，滑动摩擦力约等于最大静摩擦力，为10N，故CD错误。‎ 故选A。‎ ‎3.如图所示，半径为L的圆管轨道竖直放置，管内壁光滑，管内有一个质量为m的小球做圆周运动，圆管内径远小于轨道半径，小球直径略小于圆管内径。则（　　）‎ A. 若小球能在圆管轨道做完整圆周运动，最高点P的速度v最小值为 B. 若过最高点P的速度v增大，小球在P点所需的向心力可能减小 C. 若过最高点P的速度v<，在P点，轨道对小球的弹力大小 D. 若过最高点P的速度v>，在P点，轨道对小球的弹力大小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于在最高点P管子能支撑小球，所以的最小值为零，故A错误；‎ B．根据向心力公式 可知v增大，球所需的向心力也增大，故B错误；‎ C．小球经过最高点P时，对轨道的压力为零，重力完全提供向心力，可得 解得，‎ 若过最高点P的速度为，则在P点，轨道对小球有向上的弹力，根据牛顿第二定律可得 解得弹力大小为，故C正确； ‎ D．若过最高点P的速度，则在P点，轨道对小球有向下的弹力，根据牛顿第二定律可得 解得弹力大小为，故D错误。故选C。‎ ‎4.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅱ平移到I，第二次将金属框绕cd边翻转到I，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为和，则（　　）‎ A. B. ‎ C. D. 不能判断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设在位置Ⅰ时磁通量大小为，位置Ⅱ时磁通量大小为。第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，穿过线框的磁感线方向没有改变，磁通量变化量 第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，穿过线框的磁感线的方向发生改变，磁通量变化量 故，故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎5.交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示，则下列说法不正确的是（　　）‎ A. 交变电流的频率为50Hz B. 交变电流的周期为0.02s C. 发电机旋转的角速度为 D. 交变电压的有效值为V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎【详解】ABC．从图中可以直接读出，交流电源的周期周期为0.02s，则频率为 则角速度为 故ABC正确，不符合题意；‎ D．从图中可以直接读出，交变电压的最大值，则有效值为 故D错误，符合题意。‎ 故选D ‎6.如图所示，用细线吊着一个矩形闭合金属线框，它的正下方有一水平通电直导线MN，现在使导线M端向纸外、N端向纸内在水平面内转动，则金属框 A. 有顺时针方向感应电流，与导线同向转动 B. 有顺时针方向感应电流，与导线反向转动 C. 有逆时针方向感应电流，与导线同向转动 D. 有逆时针方向感应电流，与导线反向转动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由安培定则可知，开始时穿过线圈的磁场的方向向外，当导线M端向纸外、N端向纸内在水平面内转动时，磁场的方向与该平面平行，向外的磁通量减小．根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针方向，同时为阻碍磁通量的减小，线圈会跟随导线转动，故选项C正确，ABD错误．故选C。‎ 点睛：当线圈的磁通量发生变化时，线圈中才会产生感应电动势，从而形成感应电流；然后依据楞次定律即可判断出感应电流的方向．‎ ‎7.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm．以下判断正确的是（ 　）‎ A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C. 大量处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm．故A错误．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量：=[-3．4-（-13．6）]×1．6×10-19，则解得，释放光的波长是λ=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级．故B错误．根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级．故D正确．‎ 故选CD．‎ 考点：波尔理论 ‎8.线圈L2在L1附近，为使L2中有如图所示箭头所指方向的感应电流，可以使 A. 变阻器滑片向左移 B. 变阻器滑片向右移 C. L2远离L1运动 D. 闭合开关S的瞬间 ‎【答案】BC ‎【解析】由安培定则可得，左侧线圈中的磁场的方向向上，所以穿过L2中的磁场的方向向下； A.当滑动变阻器的滑片向左移动时，电阻均匀减小，L1中电流非线性增大，L1产生的磁场非线性增强，穿过L2的向下的磁通量非线性增大，L2中将产生外侧向右的感应电流，与图中的电流的方向相反，故A错误； B.当滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻均匀增大，L1中电流非线性减小，L1产生的磁场非线性减小，穿过L2的向下的磁通量非线性减小，L2中将产生外侧向左的感应电流，与图中的电流的方向相同，故B正确； C.L2远离L1运动，穿过L2的向下的磁通量减小，L2中将产生外侧向左的感应电流，与图中的电流的方向相同，故C正确； D.闭合开关s的瞬间，L1中电流增大，L1产生的磁场增强，穿过L2的向下的磁通量增大，L2中将产生外侧向右的感应电流，与图中的电流的方向相反，故D错误．故选BC.‎ ‎9.发射地球同步先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 解得 ‎，‎ 可知轨道半径越大，速率和角速度都越小，因此卫星在轨道3上的速率和角速度小于在轨道1上的速率和角速度，选项A错误，B正确；‎ CD．卫星圆周运动向心力有万有引力提供，在同一点万有引力相等，则加速度也相等，因此卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项C错误，D正确。‎ 故选BD。‎ ‎10.一质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下以大小为g的加速度竖直向上加速运动，且物体在运动中所受空气阻力的大小恒为重力的，则在物体向上运动位移为h的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 力F做功mgh B. 物体的重力势能增加mgh C. 物体的动能增加mgh D. 物体的机械能减少mgh ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据牛顿第二定律得 其中，解得 则力F做功为 故A错误； B．物体的重力势能增加等于物体克服重力做功，为mgh，故B正确； C．合外力做功为 根据动能定理知：物体的动能增加等于合外力做功，为mgh，故C正确； D．物体的重力势能增加mgh，动能增加mgh，则物体的机械能增加mgh，故D错误。 故选BC。‎ ‎11.质量为‎2kg的小球自塔顶由静止开始下落，不考虑空气阻力的影响，g取，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 2s末小球动量大小为40kgm/s B. 2s末小球的动能为40J C. 2s内重力的冲量大小为200 D. 2s内重力的平均功率为20W ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【分析】本题考查动量与冲量的计算，以及功率的计算。‎ ‎【详解】小球做自由落体运动。2s内位移 ‎2s末速度 A．2s末小球动量 故A正确；‎ B．2s末小球的动能 故B错误；‎ C．2s内重力的冲量大小 故C正确；‎ D．2s内重力的平均功率 故D错误。故选AC。‎ ‎12.如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，其中D1与L并联。若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（　　）‎ A. 电键S闭合时，灯泡D1、D2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮 B. 电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮 C. 电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭 D. 电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．刚闭合S的瞬间，电源的电压同时加到两灯上，由于L的自感作用，L瞬间相当于断路，所以电流通过两灯，两灯同时亮。随着电流的逐渐稳定，L将D1灯短路，所以D1灯很快熄灭，D2灯变得更亮，故A正确，B错误；‎ CD．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开，D2灯立即熄灭，而L与D1灯组成闭合回路，线圈产生自感电动势，相当于电源，D1灯闪亮一下而后熄灭，故C正确，D错误。‎ 故选AC。‎ 三、实验题 ‎13.（1）在利用重锤自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是（ ）‎ A.重锤下落的实际高度大于测量值 B.重锤下落的实际高度小于测量值 C.重锤实际末速度v大于gt(g为重力加速度，t为下落时间)‎ D.重锤实际末速度v小于gt(g为重力加速度，t为下落时间)‎ ‎（2）某次“验证机械能守恒定律”的实验中，用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带，如图所示，O点为重锤下落的起点，选取的计数点为A、B、C、D，各计数点到O点的长度已在图上标出，单位为毫米，重力加速度取‎9.8 m/s2．若重锤质量为‎1 kg．‎ ‎①打点计时器打出B点时，重锤下落的速度vB=_______m/s，重锤的动能EkB=_________J．（第二空EkB的计算结果保留两位有效数字） ‎ ‎②从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减少量为___________J．（计算结果保留两位有效数字）‎ ‎③根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是_________．‎ ‎【答案】 (1). D (2). 1.175 0.69 0.69 机械能守恒 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．验证机械能守恒定律的实验中产生误差的主要原因是：存在空气阻力或者限位孔和纸带之间存在摩擦，从而使重锤实际末速度v小于gt(g为重力加速度，t为下落时间)，故ABC错误，D正确；‎ ‎（2）①[2][3]．利用匀变速直线运动的推论得 重锤的动能 ‎②[4]．物体重力势能减小量 ‎；‎ ‎③[5]．根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出B点的过程中，得到的结论是“机械能守恒”．‎ 点睛：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果．运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题．‎ ‎14.某同学用多用电表测量一只电阻的阻值，多用电表电阻挡有4个倍率，分别为×1 k、×100、×10、×1，该同学将选择开关旋转到“×‎100”‎位置时，用正确的操作步骤测量，发现指针偏转角度太大(图中虚线所示)．为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应进行的主要操作：‎ a.将选择开关旋转到____________________；‎ b. 将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0 Ω处；‎ c.重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则该电阻的测量值是_______Ω．‎ d.将选择开关旋转到“OFF”位置(或交流电压最高挡)，拨出表笔．‎ e.该同学进行了这样思考，如果选择开关是指向“直流50V”测量电压，指针还是图中实线所示，则所测的电压是____________V ‎【答案】 (1). “×‎10”‎位置 (2). 130 (3). 27.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】多用电表选择欧姆×100倍率，指针偏转角度太大，即所测电阻为小电阻，所选挡位太大，为了较准确地进行测量，应换用小挡； a、[1]．把选择开关旋转到“×‎10”‎位置； b、两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在0Ω处； c、[2]．重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图中实线所示，测量结果是； d．测量结束后，应把选择开关旋转到OFF挡或者交流电压最高挡，拨出表笔；‎ e. [3]．如果选择开关是指向“直流50V”测量电压，则读数时利用中间那排数据，即利用直流档位数据来读数，则读数为27.0V．‎ 点睛：本题考查了应用欧姆表测电阻的实验步骤、注意事项与读数，应用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，欧姆表换挡后要重新进行欧姆调零．‎ 四、计算题 ‎15.如图所示，在光滑水平面上使滑块A以‎2m/s的速度向右运动，滑块B以‎4m/s的速度向左运动并与滑块A发生弹性正碰，已知滑块A、B的质量分别为‎1kg、‎2kg，滑块B的左侧连有轻弹簧，求： ‎ ‎(1)当滑块A的速度减为0时，滑块B的速度大小； ‎ ‎(2)两滑块相距最近时滑块B的速度大小； ‎ ‎(3)两滑块相距最近时，弹簧的弹性势能的大小．‎ ‎【答案】（1）−‎3m/s，方向向左；（2）−‎2m/s，方向向左；（3）12J ‎【解析】 (1)以向右为正方向，A、B组成系统所受合外力为零，系统动量守恒， ‎ 当滑块A的速度减为0时，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=mBvB'‎ ‎ vB'=−‎3m/s，方向向左； ‎ ‎(2)两滑块相距最近时速度相等，设相等的速度为v.‎ 根据动量守恒得：mAvA+mBvB=(mA+mB)v，‎ 解得：v=−‎2m/s，方向向左； ‎ ‎(3)两个物体的速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，‎ 根据系统的机械能得，弹簧的最大弹性势能为：‎ 可解得：‎ ‎【点睛】对于A、B构成的系统，在A压缩弹簧过程中，系统的合外力为零，满足动量守恒，根据动量守恒定律求解即可．当两个物体的速度相等时，弹簧压缩最短，弹性势能最大，根据系统的机械能列式求解．‎ ‎16.质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求： ‎ ‎(1)电场强度的大小 ‎(2)磁感应强度的大小 ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）微粒受重力mg，电场力qE，洛伦兹力qvB，微粒做匀速直线运动，所受合力必为零，根据共点力平衡条件可知，微粒只能带正电，否则不能平衡，受力如图所示，由几何关系知 则电场强度为 ‎；‎ ‎ （2）由于合力为零，则 所以 ‎．‎ 点睛：本题难度不大，对微粒正确受力分析、熟练应用平衡条件即可正确解题．‎ ‎17.如图所示，倾角θ=30°，宽度L=‎1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=‎0.2kg，电阻R=1Ω．放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直)，当ab棒移动2．‎‎8m 时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5．8J(不计导轨电阻及一切摩擦，取g=‎10m/s2)，‎ 求：(1)ab棒的稳定速度；‎ ‎(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间．‎ ‎【答案】(1) v1=‎2m/s(2) t=1．5s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒ab所受安培力为FB.则 F=mgsin30°+FB（1）‎ 而 FB=BIL=. （2）‎ 牵引力 F=（3）‎ 将②③代入①后得 ‎=mgsin30°+（4）‎ 代入数据后得v1=‎2m/s，v2=‎3m/s（舍去）‎ ‎（2）设从静止到稳定速度所需时间为 t .棒ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做 变加速直线运动，据能量守恒得：‎ Pt=mv2+mgsin30°s+Q （5）‎ 代入数据得t=1.5s