2017-2018学年湖北省孝感市重点高中协作体高二下学期期末联考试题 物理

2017-2018学年湖北省孝感市重点高中协作体高二下学期期末联考试题 物理

第 I 卷（选择题 共 48 分） 选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1〜7 题只有一项符合题 目要求，第 8〜12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 1．关于光电效应，下列说法正确的是 A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B．光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大 C．光的频率一定时，入射光越强，遏止电压越大 D．光子能量与光的速度成正比 2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有一根水平放置的通电长直导线，电流方向向左，abcdef 是与直导 线在同一平面内关于直导线对称的正六边形，且与磁场方向平行，下列关于各点的磁感应强度大小与方向 的说法主确的是 A．a、d 两点的磁场方向相同 B．b、e 两点的磁场方向相同 C．a 点的磁感应强度大于 b 点的磁感应强度 D．a 点的磁感应强度大于 f 点的磁感应强度 3．如图所示，直角三角形闭合线框 abc 处于匀强磁场中，∠acb＝30°，磁场垂直线框平面向里，线框中通 入顺时针方向电流时，下列说法正确的是 A．ab 边受到的安培力向右 B．ac 边受到的安培力与 ab 边受到的安培力大小相等 C．ab 边与 bc 边受到的安培力的合力大于 ac 边受到的安培力 D．整个线框所受的安培力的合力为零 4．关于交变电流，下列说法正确的是 A．频率为 50Hz 的正弦式交变电流在 1s 时间内电流方向改变 100 次 B．如果正弦式交变电流电压的有效值为 20V，那么该交变电流的电压最大值为 20 3 V C．用交流电流表测定正弦交变电流的电流时，测量的是交变电流的最大值 D．有效值为 1A 的正弦式交变电流，一个周期内电流的平均值为 2 2 A 5．如图所示，螺线管与导轨 MN、PQ 相连，螺线管左侧放置一与螺线管同轴的导体圆环，与导轨接触良好 的导体棒向右运动时，能使导体圆环在 t1 时刻受力向右的导体棒运动的 v－t 图象是 6．面积为 0.4m2 的 5 匝圆形线圈垂直磁场方向放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B＝2＋0.5t（T），则 A．线圈有扩张的趋势 B．线圈中磁通量的变化率为 1Wb/s C．线圈中的感应电动势为 1V D．t＝4s 时，线圈中的感应电动势为 8V 7．如图所示，一带电荷量 Q＝0.1C 的正点电荷固定在 F 点，另一带电荷量 q＝0.01C 的负点电荷仅在库仑 力的作用下围绕 Q 做椭圆运动，F 点为椭圆的一个焦点，已知长轴 AC＝0.1m，短轴 BD＝0.08m，则下列说 法正确的是 A．q 在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能 B．q 在 A、C 两点受到的库仑力大小之比为 16：1 C．在点电荷 Q 的电场中，B、D 两点的电场强度相同 D．在点电荷 Q 的电场中，D 点的电势大于 O 点的电势 8．如图所示，平行板电容器与电源 E、开关 S 连接，开关 S 闭合，一带电小球通过绝缘细线悬挂在平行板 电容器中处于静止状态，下列说法正确的是 A．小球 q 带正电 B．把 A 板向左移动时，平行板电容器电容增大 C．S 保持闭合，把 B 板向左移动时，θ角将增大 D．S 断开，把 B 板向左移动时，θ角将增大 9．如图所示，E 为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3 为定值电阻，R1 为热敏电阻（阻值随温度升高而减小）， ○V 与○A 分别为理想电压表与理想电流表。现将开关 S 闭合，当环境温度升高时，下列说法正确的是 A．电流表的示数增大 B．电压表的示数减小 C．R1 上消耗的电功率减小 D．R3 两端的电压減小 10．—个氘核和一个氚核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个γ光子。已知氘核、氚核、中子、 氦核的质量分别为 m1、m2、m3、m4，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c。下列说法正确的是 A．这个核反应的反应方程是  nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 B．生成的中子不具有波动性 C．辐射出的γ光子的能董一定为（m1＋m2—m3—m4）c2 D．若辐射出的γ光子能量为 E，则γ光子的波长为 E hc 11．在图示的远距离输电电路图中，发电机通过升压变压器 T1 和降压变压器 T2 向用户供电。已知升压变压 器的原、副线圈匝数之比为 1：3，输电线的总电阻 R＝2.5Ω，降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 5： 1，降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。当负载 R0＝1.1Ω时，降压变压器副线圈两端交变电 压 u＝220 2 sinl00πt（V）。若将变压器视为理想变压器，则 A．通过 R 的电流为 25A B．升压变压器的输入功率为 4.8×104W C．发电机的输出电压为 400V D．当负载电阻 R0 增大时，发电机的输出功率增大 12．如图所示，用长为 L 的细线悬挂一质量为 M 的小木块，木块处于静止状态。一质量为 m、速度为 v0 的子弹自左向右水平射穿木块后，速度变为 v。已知重力加速度为 g，则 A．子弹刚穿出木块时，木块的速度为 M vvm )( 0  B．子弹穿过木块的过程中，子弹与木块组成的系统机械能守恒 C．子弹穿过木块的过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒 D．木块上升的最大高度为 Mg mvmv 2 22 0  第 II 卷（非选择题 共 62 分） 非选择题：本题包括必考题和选考题部分。第 13〜16 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 17、18 题为选．考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 47 分。 13．（5 分）在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示。槽口末端在水平地面上的竖直投影为 O 点，实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球，碰撞时都可认为是弹性碰撞。设入射小球的 质量为 m1，被碰小球的质量为 m2。 （1）为了使入射小球在碰撞后不被反弹，则应使 m1____m2。（填“>”“＝”或“<”）； （2）为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动，必须调整斜槽末端____； （3）在（1）（2）条件的前提下，让入射小球从同一高度沿斜槽滑下，实验中将被碰小球放入槽口末端前 后的落点如图中 A、B、C 所示，图中 OA＝x1，OB＝x2，OC＝x3，为验证小球碰撞前后动量守恒，实验中 ____（填“需要”或“不需要”）测量槽口末端到水平地面的高度 h。若实验中小球碰撞前后动量守恒，则 应满足的关系式为 m1x2＝__________。 14．（10 分）某学习小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验时，用了两个电压表，目的是可以同时测定电 源的电动势和内阻，电路图如图甲所示。实验室可选用的器材有： A．金属丝（阻值几欧） B．电池（电动势 3V 左右，内阻几欧） C．电压表两个（量程 3V，内阻很大） D．电流表（量程 0.6A，内阻 0.2Ω左右） E．电流表（量程 3A，内阻 0.04Ω左右） F．滑动变阻器（0〜2kΩ） G．滑动变阻器（0〜20Ω） H．毫米刻度尺，螺旋测微器 I．开关，导线若干 （1）实验前在选用器材时，电流表应选择 ，滑动变阻器应选择 。（均填器材前的字母） （2）测得金属丝的长度为 0.5023m；在测金属丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属丝的 直径为 mm。 （3）实验过程中电压表 、 与电流表○A 的测量结果已经在图丙中的图象中描出，由 U—I 图象可得，电 源的电动势为 V，电源的内阻为_____Ω，金属丝的电阻为 Ω．（均保留三位有效数字）。 （4）由电阻定律可得，金属丝的电阻率为______Ωm（保留两位有效数字）。 15．（12 分）如图所示，水平面内固定两对足够长的平行光滑导轨，左侧两导轨间的距离为 2L，右侧两导 轨间的距离为 L 左、右两部分用导线连接，左、右侧的两导轨间都存在磁感应强度为 B、方向竖直向下的 匀强磁场。两均匀的导体棒 ab 和 cd 分别垂直放在左、右两侧的导轨上，ab 棒的质量为 2m、有效电阻为 2r， 而 cd 棒的质量为 m、有效电阻为 r，其他部分的电阻不计。原来两棒都处于静止状态，现给以棒一大小为 I0、方向平行导轨向右的冲量使 ab 棒向右运动，在达到稳定状态时，两棒均未滑出各自的轨道。求： （1）cd 棒中的最大电流 Im； （2）cd 棒的最大加速度； （3）两棒达到稳定状态肘，各自的速度。 16．（20 分）如图所示，xOy 平面内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B＝0.08T，在原点 O 有一粒 子源，它可以在 xOy 平面内向 I、IV 象限各个方向发射质量 m＝9.6×10－24kg、电荷量 q＝4.8×10－16C、速 度 v＝l×106m/s 的带正电的粒子。一足够长薄板平行于 x 轴放置，薄板的中点 O'的坐标为（0，0.4m），不 考虑粒子之间的相互作用，结果保留两位有效数字。 （1）若磁场范围足够大，求薄板下表面被粒子击中的区域的长度； （2）若匀强磁场大小方向均不变，但只存在于一个圆形区域中，粒子源恰好在其边界上，已知粒子最 后全部垂直打在薄板上，求粒子从 O 点到薄板的最长时间和最短时间； （二）选考题：共 15 分。请考生从给出的第 17、18 题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计 分。 17．[选修 3—3]（15 分） （1）（5 分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个 得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．水池中水的温度相同，水底一小气泡因扰动而上升时一定吸热 B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显 C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率基本相等 D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行 E．压缩汽缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力 （2）（10 分）一顶部与外部连通、盛满水的水箱底部有一体积 V1＝0.2mL 的空气泡，由于扰动，气泡上升 至顶部。已知水箱内水的温度 t＝57℃，水箱高 h＝1m，大气压强 p0＝1.0×105Pa，重力加速度 g＝10m/s2， 水的密度ρ＝1×103kg/m3。求： ①气泡上升到箱顶稳定后的体积 V2； ②要使上升到顶部气泡的体积回到 V1，水要降低的温度t。 18．[选修 3—4]（15 分） （1）（5 分）下列说法正确的是 。（填正确答案标号。选对 1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分。每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分） A．机械波只能传播振动的形式，不能传递能量 B．波长为 5m、振动图象如上图所示的波的波速为 1.25m/s C．单摆运动的回复力是摆球所受的合力 D．只有频率相同的同种性质的波才能发生干涉 E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律都是相同的 （2）（10 分）如图所示，有一束平行于边长 L＝0.3m 的等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向边中点 E， 入射方向与边 AB 的夹角θ＝30°，从 AC 边射出时与 AC 边的夹角也恰好为θ。光在真空中的速度 c＝3× 108m/s。求： ①该棱镜的折射率 n； ②光在棱镜中的传播时间 t。 2017〜2018 学年度孝感市重点高中协作体期末考试 高二物理参考答案 1．B 2．C 3．D 4．A 5．B 6．C 7．B 8．AC 9．BD 10．AD 11．BC 12．AC 13．（1）>（1 分） （2）水平（1 分） （3）不需要（1 分）m1x1＋m2x3（2 分） 14．（1）D（1 分） G（1 分） （2）0.580（2 分） （3）3.00（2.98〜3.00 均给分）（1 分）2.0（2.17〜2.22 均给分）（2 分） 3.00（2.97〜3.09 均给分）（1 分） （4）1.6×10－6（2 分） 15．解：（1）ab 棒的初速度 m Iv 2 0 0  （1 分） 开始时回路中的感应电动势最大值 Em＝2BLv0（1 分） cd 棒中最大感应电流 mr BLI rr EI m m 32 0 （2 分） （2）cd 棒的最大安培力 Fm＝BImL（1 分） cd 棒的最大加速度 rm ILB m Fa m m 2 0 22 3  （2 分） （3）当两棒中感应电动势大小相等时达到稳定状态，有 B×2Lvab＝BLvcd（1 分） 由 ab 棒与 cd 棒中感应电流大小总是相等，可知安培力对 ab 棒与 cd 棒的冲量大小关系为 Iab＝2Icd（1 分） 对 ab 棒有 I0—Iab＝2mvab（1 分） 对 cd 棒有 Icd＝mvcd（1 分） 解得 m Ivab 6 0 ， m Ivcd 3 0 。（1 分） 16．解：（1）带电粒子在磁场中运动有 qvB＝m r v 2 得 mqB mvr 25.0 （2 分） 如图甲，轨迹直径的另一端在薄板上 M 点时粒子落点为右侧最远点，显然 OM＝2r＝0.50m，O'M＝0.30m （2 分） 轨迹与薄板左侧相切于 N 点时粒子落点为左侧最远点，NO2 延长交 x 轴于 N'点，分析可得 O2N'＝0.4m—0.25m＝0.15m（2 分） 得 ON'＝0.20m 解得 O'N＝0.20m（2 分） 被打中区域长 MN＝0.50m（2 分） （2）如图乙，依题意可知，圆形虚线为磁场边界，当其半径等于轨迹半径时，过 O 和射出点 K 做磁场区 域圆 Q1 的两个半径 Q1O、QK，过 O 和射出点 K 做粒子轨迹圆 Q2 的两个半径 Q2O、Q2K，分析可知 Q2KQ1O 为棱形（3 分） 可得 Q2K 与 x 轴平行，粒子射出磁场时方向与 x 轴垂直，粒子离开圆形磁场时，速度方向均沿 y 轴正方向 垂直打到薄板上。（2 分） 当初速度方向沿 y 轴正方向时，轨迹最短，最短时间 ssv OOt 7 61 100.4 100.1 4.0    （2 分） 当速度方向沿 y 轴负方向时，轨迹经 x 轴上的 P 点后垂直打到薄板上，轨迹最长，最长时间 sv OO v rt 6 2 102.1   （3 分） 17．[选修 3—3] （1）ABD（5 分） （2）解：①气泡在水箱底部时的压强 p1＝p0＋ρgh（2 分） 由状态方程 p1V1＝p2V2（2 分） 解得 V2＝0.22mL（1 分） ②气体的温度 T2＝273＋t1—t（2 分） 由气体状态方程 1 1 2 2 T V T V  （2 分） 解得t＝30℃（1 分） 18．[选修 3—4] （1）BDE（5 分） （2）解：①分析可知，光束经 AB 平行面折射后平行 BC 边， 入射角 i＝90°—θ＝60°，折射角γ＝30°（2 分） 由折射定律可知 sin sin in  （2 分） 得 n＝ 3 （1 分） ②分析可知，光在棱镜中的传播距离 2 Ld  （1 分） 光在棱镜中的传播速度 n cv  （2 分） 光在棱镜中的传播时间 t＝5 3 ×10－10s。（2 分）