湖北省随州市第一中学2018_2019学年高二物理下学期期中试题（含解析）.docx

随州一中2018-2019学年度下学期期中考试高二物理试卷一、选择题（10小题，每小题5分，共50分。第1-6题为单选题，第7-10题为多选题。全选对得5分，选不全的得3分，有选错不得分。） 1.下列说法正确的是（ ）A. 原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B. 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变C. 射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板D. 天然放射现象中放出的射线是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的【答案】C【解析】【详解】原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，故B错误。根据三种射线的特点可知，射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故C正确；在天然放射现象中放出的射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，故D错误.2.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经t时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v在此过程中（ ）A. 地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为B. 地面对他的冲量为mv+mgt，地面对他做的功为零C. 地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为D. 地面对他的冲量为mv-mgt，地面对他做的功为零【答案】B【解析】试题分析：人的速度原来为零，起跳后变化v，以向上为正方向，由动量定理可得，故地面对人的冲量为，人在跳起时，地面对人的支持力竖直向上，在跳起过程中，在支持力方向上没有位移，地面对运动员的支持力不做功，故D正确。考点：考查了动量定理，功的计算【名师点睛】在应用动量定理时一定要注意冲量应是所有力的冲量，不要把重力漏掉3.在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核X的径迹是两个相切的圆圆的直径比为71，碳14的衰变方程是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】因，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足，所以，又因为两个粒子的速度方向相反，根据左手定则可知两个粒子的带电量电性相反，一正一负，可得，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核，系统动量守恒，结合带电粒子在匀强磁场中的半径公式，求出放射的两粒子的电量比，再根据左手定则确定电荷的电性，从而根据电荷数守恒、质量数守恒选出正确的核反应方程式4.半径为r的圆环电阻为R，ab为圆环的一条直径如图所示，在ab的一侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B0+kt（k0），则（ ）A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流B. 圆环具有扩张的趋势C. 圆环中感应电流的大小为D. 图中a、b两点间的电势差【答案】C【解析】【详解】由于磁场均匀增大，线圈中的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中电流为逆时针，同时为了阻碍磁通量的变化，线圈将有收缩的趋势，故AB错误；根据法拉第电磁感应定律得电动势为： ，回路中的电阻为R，所以电流大小为，故选项C正确；ab两端电压为：，故D错误。5.如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO以角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B.则（ ）A当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流强度为零B电流有效值C外力做功的平均功率D当线圈平面与磁感线平行时开始转动过程中，通过电阻的电量为【答案】D【解析】试题分析：当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈中电流不为零，故A错误.感应电动势最大值是，所以感应电动势有效值,所以电流有效值，故B错误.根据能量守恒定律得：外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率，解得，故C错误.通过电阻R的电量为，故D正确故选D.考点：本题考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理；电功和电功率.6.如图所示，在光滑的水平面上静止放一质量为m的木板B，木板表面光滑，左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中，下列判断正确的是( )A. 弹簧压缩量最大时，B板运动速率最大B. 板的加速度一直增大C. 弹簧给木块A的冲量大小为D. 弹簧的最大弹性势能为【答案】D【解析】在木块A与弹簧相互作用的过程中，从弹簧的压缩量达到最大到弹簧恢复原状的过程中，弹簧对木板B有向左的弹力，B板仍在加速，所以弹簧压缩量最大时，B板运动速率不是最大，当弹簧恢复原长时B板的速率最大，故A错误；弹簧压缩量先增加后减小，弹簧对B板的弹力先增大后减小，故B板的加速度先增加后减小，故B错误；设弹簧恢复原长时A与B的速度分别为v1和v2取向左为正方向，根据动量守恒定律，有：2mv0=2mv1+mv2；根据机械能守恒定律，有：2mv02=2mv12+mv22；解得：v1=v0，v2=v0对滑块A，根据动量定理，有：I=2mv1-2mv0=-mv0（负号表示方向向右），故C错误；当滑块与长木板速度相等时，弹簧的压缩量最大；根据动量守恒定律，有：2mv0=（m+2m）v；系统机械能守恒，根据守恒定律，有：Ep=2mv02-（2m+m）v2；由以上两式解得：Ep=mv02，故D正确；故选D.7.电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法不正确的是( )A. 甲图中，法拉第通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律B. 乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C. 丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生涡流冶炼出高质量的合金D. 丁图中，奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场【答案】AB【解析】楞次总结出判断电磁感应现象中感应电流方向的规律，A错误；乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势，开关处会产生电火花。故B错误；丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金，C正确；奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，D正确8.已知氢原子的基态能量为E1，n2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是A. 产生的光子的最大频率为B. 当氢原子从能级n2跃迁到n1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C. 若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3E2D. 若要使处于能级n3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为E3的电子撞击氢原子，二是用能量为E3的光子照射氢原子【答案】BC【解析】【详解】A、大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为；故A错误。B、当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确。C、若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3-E2故C正确。D、电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把-E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收。故D错误。故选BC。【点睛】解决本题的关键知道辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，即Em-En=hv，并掌握光电效应发生条件，及注意电离的条件。9.如图，上下边界间距为l、方向水平向里的匀强磁场区域位于地面上方高l处质量为m、边长为l、电阻为R的正方形线框距离磁场的上边界l处，沿水平方向抛出，线框的下边界进入磁场时加速度为零则线框从抛出到触地的过程中（）A. 沿水平方向的分运动始终是匀速运动B. 磁场的磁感应强度为C. 产生的电能为2mglD. 运动时间为2【答案】ACD【解析】【详解】线框进入磁场后，因切割磁感应线，从而产生感应电流，依据左手定则可知，两竖直边的安培力方向相反，因安培力的大小相等，则水平方向线框受到的合力为零，则水平方向做匀速直线运动，故A正确；线框的下边界进入磁场时加速度为零，即处于平衡状态，则有：mg=BIl，而闭合电路欧姆定律，则有：，线框进入磁场的竖直方向速度为，综上所得， ，故B错误；因线框进入磁场后，做匀速直线运动，那么减小的重力势能转化为电能，即产生的电能为Q=2mgl，故C正确；根据分运动与合运动的等时性，并分析竖直方向的运动：先自由落体运动，后匀速下落，自由落体运动的时间，因线框进入磁场的竖直方向速度为，那么匀速运动的时间为，因此线框从抛出到触地的过程中，运动时间为t=t1+t2=2 ，故D正确；故选ACD。10.如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，且分别接有阻值相同的电阻和，通过电阻瞬时电流如图乙所示，则此时（ ）A. 用电压表测量交流电源电压约为424VB. 断开开关K后，通过电阻的瞬时电流还是如图乙所示C. 和消耗的功率之比为1：3D. 交流电源的功率180W【答案】AD【解析】A. 由U1：U2=n1：n2，I1：I2=n2：n1得，通过R1的电流有效值为I1= ，通过R2的电流的有效值I2= A，副线圈两端的电压U2= ，原线圈两端电压U1= V，而U=U1+I1R1= 424V，故A正确；B. 断开开关K后，通过电阻R1的电流为0，故B错误；C. R1消耗的功率P1= =18W，R2消耗的功率P2= =162W，P1：P2=1：9，故C错误； D. 交流电源的功率P=UI1=180W，故D正确； 故选：AD点睛：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论二、实验题（共15分）11.如图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材及示意图:（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路_；（2）由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转:_；_；（3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_(选填“左”或“右”)偏转。【答案】(连错一条线则得0分) .将开关闭合(或者断开)；.将螺线管A插入(或拔出)螺线管B 右【解析】【试题分析】（1）探究电磁感应现象实验有两套电路；电源、开关、滑动变阻器、螺线管A组成控制电路；螺旋管B与电流计组成实验电路（2）当线圈B中有感应电流产生时，电流表指针发生偏转；根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，分析答题（3）根据楞次定律判断是否有感应电流产生，结合闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针向右偏转判断将滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，灵敏电流计的指针的偏转方向(1)将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示(2)将开关闭合或断开，或将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转【点睛】探究电磁感应现象的实验有两套电路，要知道各电路的阻值与作用本题考查了感应电流产生的条件，难度不大，是一道基础题，知道感应电流产生的条件、分析清楚图示情景即可正确解题12.如图所示,用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为m1的A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道末端水平抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把质量为m2的B球放在水平轨道末端,让A球仍从位置C由静止滚下,A球和B球碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹,重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置,未放B球时,A球的落点是P点,O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点,如图所示。(1)除了图中的器材外还需要_.A.秒表 B.刻度尺 C.天平 D.弹簧秤 E.游标卡尺(2)下列关于实验的一些要求必要的是_.A 两个小球的质量应满足m1m2B.实验中重复多次让A球从斜槽上释放，应特别注意让A球从同一位置由静止释放C.斜槽轨道的末端必须调整水平D.需要测出轨道末端到水平地面的高度E.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置(3)在某次实验中,测量出两个小球的质量m1、m2，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上,测量出三个落点位置与O点距离OM、OP、ON的长度。在实验误差允许范围内,若满足关系 _,则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒;若碰撞是弹性碰撞。那么还应满足关系式 _。(用测量的量表示)【答案】 (1). BC (2). BCE (3). (4). 【解析】【详解】（1）小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间相同，小球的水平位移与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验需要验证：m1v0=m1v1+m2v2，因小球均做平抛运动，下落时间相同，则可知水平位移x=vt，因此可以直接用水平位移代替速度进行验证，故有m1OP=m1OM+m2ON，实验需要测量小球的质量、小球落地点的位置，测量质量需要天平，测量小球落地点的位置需要毫米刻度尺，因此需要的实验器材有BC；（2）为了防止入射球碰后反弹，应让入射球的质量大于被碰球的质量，选项A错误；实验中重复多次让A球从斜槽上释放，应特别注意让A球从同一位置由静止释放，选项B正确；斜槽轨道的末端必须调整水平，以保证两球正碰，选项C正确；实验中不需要测出轨道末端到水平地面的高度，选项D错误；由于落点比较密集，又较多，每次测量距离很难，故确定落点平均位置的方法是最小圆法，即用尽可能最小的圆把各个落点圈住，这个圆的圆心位置代表落点的平均位置，故E正确；（3）若两球相碰前后的动量守恒，则m1v0=m1v1+m2v2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：m1OP=m1OM+m2ON若碰撞是弹性碰撞，满足动能守恒，则：m1v02=m1v12+m2v22，代入得：m1OP2=m1OM2+m2ON2三、解答题（共45分。请写出必要的文字描述和计算过程，只有答案的不得分。）13.如图所示，长木板C质量为mc0.5kg，长度为l2m，静止在光滑的水平地面上，木板两端分别固定有竖直弹性挡板D、E（厚度不计），P为木板C的中点，一个质量为mB480g的小物块B静止在P点。现有一质量为mA20g的子弹A，以v0100m/s的水平速度射入物块B并留在其中（射入时间极短），已知重力加速度g取10m/s2（1）求子弹A射入物块B后的瞬间，二者的共同速度；（2）A射入B之后，若与挡板D恰好未发生碰撞，求B与C间的动摩擦因数1；（3）若B与C间动摩擦因数20.05，B能与挡板碰撞几次？最终停在何处？【答案】(1)4m/s；(2)0.4；(3)4，停在P点【解析】【详解】（1）子弹射入物块过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：mAv0（mA+mB）v1，代入数据解得：v14m/s；（2）由题意可知，B与D碰撞前达到共同速度，A、B、C系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：（mA+mB）v1（mA+mB+mC）v2，由能量守恒定律得： ，代入数据解得：10.4； （3）A、B、C组成的系统动量守恒，最终三者速度相等，以向左为正方向，由能量守恒定律得：碰撞次数：n1+ ，代入数据解得：n4.5，由题意可知，碰撞次数为4次，最终刚好停在P点；14.如图所示，光滑的水平平行金属导轨间距为 L，导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导 轨平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B,轻质导体棒 ab 垂直导轨放置，导体棒 ab 的电阻为 r，与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻，其阻值为 R，轻质导体棒中间系一轻细线，细 线通过定滑轮悬挂质量为 m 的物体，现从静止释放该物体，当物体速度达到最大时，下落的高度为 h， 在本问题情景中，物体下落过程中不着地，导轨足够长，忽略空气阻力和一切摩擦阻力，重力加速度 为 g。求：(1)物体下落过程的最大速度 vm；(2)物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中，电阻 R 上产生的电热 Q； (3)物体从静止开始下落至速度达到最大时，所需的时间 t。【答案】（1） (2) (3) 【解析】【分析】在物体加速下落过程中，加速度逐渐减小，当加速度为0时，下落速度达到最大，由平衡条件、闭合电路欧姆定律和电磁感应定律求出物体下落过程的最大速度；在物体下落过程中，物体重力势能减少，动能增加，系统电热增加，根据能量守恒定律求出电阻R上产生的电热；在系统加速过程中，分别对导体棒和物体分析，根据动量定理可得所需的时间；解：（1）在物体加速下落过程中，加速度逐渐减小，当加速度为0时，下落速度达到最大对物体，由平衡条件可得mg=Fr对导体棒Fr=BIL对导体棒与导轨、电阻R组成的回路，根据闭合电路欧姆定律根据电磁感应定律E=BLvm联立以上各式解得（2）在物体下落过程中，物体重力势能减少，动能增加，系统电热增加，根据能量守恒定律可得mgh=mvm2+Q总在此过程中任一时刻通过R和r两部分电阻的电流相等，则电功率之比正比于电阻之比，故整个过程中回路中的R与r两部分电阻产生的电热正比于电阻，所以联立解得（3）在系统加速过程中，任一时刻速度设为v，取一段时间微元t，在此过程中分别对导体棒和物体分析，根据动量定理可得整理可得即 全过程叠加求和联方解得15.在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：取油酸1.0 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0 mL为止，恰好共滴了100滴；在边长约40 cm浅水盘内注入约2 cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0 cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为_m3，油膜面积为_m2，求得的油膜分子直径为_m。（结果全部取2位有效数字）【答案】 (1). (2). (3). 【解析】试题分析:油酸酒精溶液的浓度为，一滴溶液的体积为，则一滴油酸酒精溶液含纯油酸为；油膜的面积；油膜分子直径为。考点：本题考查了用油膜法测分子直径实验。16.两个侧壁绝热、底面积均为S=10cm2的圆柱形容器下端由可忽略容积的细管连通组成。左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气。大气的压强p0=1105pa，温度为T0=280K，两个活塞质量均为m=1kg。系统平衡时，各气体柱的高度如图所示。h=10cm。现将系统的底部浸入恒温热水槽中，并在活塞A上加一质量为M的重物再次达到平衡使A回到图中初始位置，此时活塞B上升，氢气柱高度为8cm。氮气和氢