物理卷·2018届江西省横峰中学高二下学期期中考试（2017-04）

物理卷·2018届江西省横峰中学高二下学期期中考试（2017-04）

‎ 2016-2017学年度第二学期期中考试 高二物理试卷 命题人：横峰中学 颜水旺 本卷满分100分 考试时间：90分钟 一、选择题：（本题包括10小题，每小题4分，共40分，1-6每小题只有一个选项符合题意，7-10小题为不定项选择题，选对但不全得2分，错选不选得0分）‎ ‎1、下列科学家提出的原子物理理论，其中错误的是( )‎ A.普朗克假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍 B.德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，其动量p、波长λ，满足λ=h/p C.贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构 D.波尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了所有原子光谱的实验规律 ‎2、下列如图所示是某质点运动的位移时间图象，此过程的v﹣t图象是图中的哪一个（　 ）‎ ‎ ‎ A B C D ‎3、如图所示的是一个力学平衡系统，该系统由三条轻质细绳将质量均为m两个小球连接悬挂组成，小球直径相比细绳长度可以忽略，轻绳1与竖直方向的夹角为30°，轻绳2与竖直方向的夹角大于45°，轻绳3水平．当此系统处于静止状态时，细绳1、2、3的拉力分别为F1、F2、F3，比较三力的大小，下列结论正确的是（　 　）‎ A．F1＜F3 B．F1＞F2 C．F2＜F3 D．F1＜F2‎ ‎4、‎ 量子通讯卫星是一种传输高效的通信卫星，彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通信技术，具有很强的抗衡外国的网络攻击与防御能力，2016年8月16日，我国首颗量子卫星（“墨子号”）成功升空，运行在高度约500km的圆形轨道上，下列说法正确的是（　　）‎ A．量子卫星的轨道平面可能与北京同纬度的轨道平面重合 B．量子卫星运行的周期比同步卫星的运行周期大 C．量子卫星运行的线速度比同步卫星运行的线速度小 D．量子卫星运行的向心加速度比同步卫星运行的向心加速度大 ‎5、如图所示，物块的质量为m，它与水平桌面间的动摩擦因数为μ．起初，用手按住物块，物块的速度为零，弹簧的伸长量为x．然后放手，当弹簧第一次恢复原长时，物块的速度为v．则此过程中弹力所做的功为（　 　）‎ A．mv2+μmgx B．mv2﹣μmgx C．μmgx﹣mv2 D．以上选项均不对 ‎6、如图甲所示，一个由导体做成的矩形线圈abcd，以恒定速率v向右运动，从无场区进入匀强磁场区，磁场宽度大于矩形线圈的宽度da，然后出来，线圈平面始终与磁场垂直．若取逆时针方向的电流为正方向，那么乙图中正确地表示回路中电流与时间关系的是（　 　）‎ ‎ ‎ A B C D ‎7、如图，R为热敏电阻，R1、R2为定值电阻．闭合开关S，电压表的示数为U，电流表的示数为I，现R所处环境温度降低，电压表的示数改变量的大小为△U，电流表的示数改变大小为△I，则下列说法正确的是（　 　）‎ A．变大 B．变大C．电阻R1的功率变大 D．电源的总功率变大 ‎8、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的正弦交变电流如图所示，由图可知错误的是（　 　）‎ ‎ ‎ A．该交变电流的有效值为10A B．该交流电动势的频率为25Hz C．当t=0.01s时，线圈处于中性面位置 D．当t=0.015s时，穿过线圈的磁通量最大 ‎9、如图所示，一位同学玩飞镖游戏．圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L．当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动．忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（　 　）‎ A．飞镖击中P点所需的时间为 ‎ B．圆盘的半径可能为 C．圆盘转动角速度的最小值为 D．P点随圆盘转动的线速度可能为 ‎10、如图所示，在真空中半径为r=0.1m的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场及水平向左的匀强电场，磁感应强度B=0.01T，ab和cd是两条相互垂直的直径，一束带正电的粒子流连续不断地以速度v=1×103 m/s从c点沿cd方向射入场区，粒子将沿cd方向做直线运动，如果仅撤去磁场，带电粒子经过a点，如果撤去电场，使磁感应强度变为原来的，不计粒子重力，下列说法正确的是（ 　　）‎ A．电场强度的大小为10 N/C B．带电粒子的比荷为1×106 C/kg C．撤去电场后，带电粒子在磁场中运动的半径为0.1 m D．带电粒子在磁场中运动的时间为7.85×10﹣5 s 二、实验填空题：（本题包括2小题，共15分，其中11小题5分，12小题10分）‎ ‎11、某同学为测量﹣种新材料制成的均匀圆柱体的电阻率．‎ ‎（1）用螺旋测微器测量其直径，示数如图甲所示，则直径d=　 　mm；用游标为20分度的卡尺测最其长度，示数如图乙所示，其长度L=　 　mm；用多用电表测量此圆柱体轴线方向的电阻，选用电阻“×10”档，正确操作后表盘的示数如图丙所示，则欧姆表测得的电阻值R1=　 　Ω．‎ ‎（2）他改用如图丁所示的电路测量该圆柱体的电阻R，所用器材代号和规格如下：‎ ‎①电流表A （量程0～15mA，内阻RA=20Ω）‎ ‎②电压表V（量程0～3V，内阻约2kΩ）‎ ‎③直流电源E（电动势3V，内阻不计）‎ ‎④滑动变阻器R0（阻值范围0～20Ω） ‎ 开关S、导线若干．‎ 若实验中电流表示数为I、电压表示数为U，要更准确得到该圆柱体的电阻，计算电阻R的表达式为：　 　，进而可得出该种材料的电阻率．‎ ‎12、在验证动量守恒定律实验中，同学们不仅完成了课本原来的实验，还用相同的器材进行多方面的探索及尝试．下面是甲、乙两组同学的实验，请回答相关的问题：‎ ‎（Ⅰ）甲组同学采用如图1所示的装置，由斜槽和水平槽构成．将复写纸与白纸铺在水平放的木板上，重垂线所指的位置为O．实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹．重复上述操作多次，得到多个落点痕迹平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让a球仍从固定位置由静止开始滚下，与b球发生对心正碰，碰后a球不被反弹．碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹．重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N．‎ ‎（1）若a球质量为m1，半径为r1；b球质量为m2，半径为r2．则　 　‎ A．m1＞m2 r1＞r2 B．m1＞m2 r1＜r2 C．m1＞m2 r1=r2 D．m1＜m2 r1=r2‎ ‎（2）以下提供的器材中，本实验必需的有　 　‎ A．刻度尺 B．打点计时器 C．天平 D．秒表 ‎（3）设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为（用m1、m2、OM、OP、ON表示）　 　‎ ‎（Ⅱ）乙组同学误将重锤丢失，为了继续完成实验则将板斜放，上端刚好在槽口抛出点，标记为O．板足够长小球都能落在板上，如图2，采用甲组同学相同的操作步骤完成实验．‎ ‎（4）对该组同学实验的判断正确的是　 　‎ A．乙组同学无法完成验证动量守恒定律 B．秒表也不是乙组同学的必需器材 C．乙组同学必须测量斜面倾角θ D．图2中N为b球碰后落点 ‎（5）设a球的质量为m1，b球的质量为m2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为　 ．‎ 三、计算题（本大题共4小题，共45分，13，14题各10分，15题12分，16题13分）‎ ‎13、（10 分）的塔式吊车把质量为1吨的建材从地面吊到离地高度h=120m的建筑平台，用时t=15s．建材以加速度a1从地面由静止开始匀加速上升，经过t1=5s，达到最大速度vm=10m/s后匀速上升，再以加速度a2匀减速上升，到达目的平台时速度刚好为零．求：‎ ‎（1）加速过程上升的高度；‎ ‎（2）匀速运动的时间；‎ ‎（3）吊车将建材吊到平台最少用时为多少？‎ ‎14、（10 分）如图，在光滑水平面上有A、B两个小球，质量分别为mA=2m、mB=m，A、B之间用一轻弹簧相连．开始时A、B处于静止状态，弹簧处于原长．现给滑块C一个水平向右的初速度v，质量mC=3m，某时刻C与A发生弹性正碰，求：‎ ‎（1）碰撞后瞬间A和C的速度大小与方向；‎ ‎（2）碰撞后弹簧所具有的最大弹性势能Epm．‎ ‎15、（12分）用一个中子轰击U，可发生裂变反应生成Ba和Kr，已知U的质量为235.043 9u，Ba的质量为140.9139u，Kr的质量为91.8973u，中子质量为1.008 7u，‎ ‎（1）请写出裂变中的核反应方程，‎ ‎（2）求一个U在裂变反应中释放的核能 ‎（3）lkgU全部反应释放的能量为多少？‎ ‎16、（13 分）如图所示，光滑的长平行金属导轨宽度d=50cm，导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨上端电阻R=0.8Ω，其他电阻不计．导轨放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．金属棒ab从上端由静止开始下滑，金属棒ab的质量m=0.1kg．（sin37°=0.6，g=10m/s2）‎ ‎（1）求导体棒下滑的最大速度；‎ ‎（2）求当速度达到5m/s时导体棒的加速度；‎ ‎（3）若经过时间t，导体棒下滑的垂直距离为s，速度为v．若在同一时间内，电阻产生的热与一恒定电流I0在该电阻上产生的热相同，求恒定电流I0的表达式（各物理量全部用字母表示）．‎ 高二物理期中考试试卷参考答案 一、选择题（40分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ D C B D A C AC ABC AD AC 二、实验填空题（15分）‎ ‎11、（本小题共5分）【答案】（1）6.870；50.10；200；（每空1分，共3分）‎ ‎（2）R=﹣RA（2分）‎ ‎【解析】【考点】测定金属的电阻率 ‎【分析】（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺主尺与游标尺的示数之和是游标卡尺示数；欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表的示数．‎ ‎（2）根据图示电路图应用串联电路特点与欧姆定律求出电阻的计算公式．‎ ‎【解答】解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：d=6.5mm+37.0×0.01mm=6.870mm；‎ 游标卡尺游标尺是20分度的，其精度为0.05mm，由图示游标卡尺可知，其示数为：L=50mm+2×0.05mm=50.10mm；‎ 欧姆表选择“×10”档，由图丙所示表盘可知，电阻值：R1=20×10=200Ω；‎ ‎（2）由图示电路图可知，电流表采用内接法，电压表测电流表与待测电阻总电压，‎ 由欧姆定律可知：RA+R=，电阻测量值：R=﹣RA；‎ 故答案为：（1）6.870；50.10；200；（2）R=﹣RA．‎ ‎【点评】本题考查了螺旋测微器、游标卡尺、欧姆表读数，求电阻表达式，要掌握常用器材的使用及读数方法，对游标卡尺读数时要注意游标尺的精度．‎ ‎12、（本小题10分，每题2分）【答案】Ⅰ（1）C；（2）AC；（3）m1OP=m1OM+m2ON；‎ Ⅱ（4）BD；（5）m1=m1+m2‎ ‎【解析】【考点】验证动量守恒定律 ‎【分析】Ⅰ（1）为使两球发生正碰且碰撞后，入射球不反弹，两球直径应相等，入射球质量大于被碰球质量；‎ ‎（2）根据实验原理选择实验器材；‎ ‎（3）根据实验原理及实验所测量的量求出需要验证的表达式．‎ Ⅱ（4）小球离开轨道后做平抛运动，小球落到斜面上，可以验证动量守恒定律，根据平抛规律分析答题．‎ ‎（5）设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律求出碰撞前后小球m1和小球m2的速度，表示出动量的表达式即可求解；‎ ‎（6）若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．‎ ‎【解答】解：Ⅰ（1）通过两球发生碰撞验证动量守恒定律，为使两球发生正碰且碰撞后，入射球不反弹，两球直径应相等，入射球质量大于被碰球质量，即两球需要满足：m1＞m2　r1=r2，故C正确；‎ ‎（2）验证动量守恒定律实验，需要测出两球的质量与球做平抛运动的水平位移，不需要测量球的运动时间，因此需要的实验器材是：天平与刻度尺，故选：AC．‎ ‎（3）两球离开轨道后，做平抛运动，它们在空中的运动时间t相等，由动量守恒定律可知，实验需要验证：‎ m1v1=m1v1′+m2v2，两边同时乘以时间t得：m1v1t=m1v1′t+m2v2t，则实验需要验证：m1OP=m1OM+m2ON；‎ Ⅱ（4）A、两球碰撞后做平抛运动，分别落在斜面上，测出它们的水平位移，可以验证动量守恒定律，故A错误；‎ B、利用用小球的水平位移代替小球的初速度，实验过程中不需要测小球的运动时间，实验不需要秒表，故B正确；‎ C、平抛运动可以分解为水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动，由平抛运动规律得：y=OPsinθ=gt2，x=OPcosθ=v1t，解得：v1=OPcosθ，在验证动量守恒的表达式中每项都有cosθ，列方程可以消去cosθ，不需要测量斜面倾角θ，故C错误；‎ D、小球a和小球b相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后a球的落地点是M点，b球的落地点是N点，故D正确；‎ ‎（5）碰撞前，小球a落在图中的P点，设其水平初速度为v1．小球a和b发生碰撞后，a的落点在图中的M点，设其水平初速度为v1′，b的落点是图中的N点，设其水平初速度为v2． 斜面与水平面的倾角为θ，‎ 由平抛运动规律得：y=OPsinθ=gt2，x=OPcosθ=v1t，解得：v1=OPcosθ，‎ 同理可解得：v1′=OMcosθ，v2=ONcosθ，‎ 验证动量守恒定律，需要验证：m1v1=m1v1′+m2v2，‎ 即：m1？OPcosθ=m1OMcosθ+m2ONcosθ，‎ 则m1=m1+m2，说明两球碰撞过程中动量守恒；‎ 本实验验证动量守恒定律的表达式为为：m1=m1+m2．‎ 故答案为：Ⅰ（1）C；（2）AC；（3）m1OP=m1OM+m2ON；Ⅱ（4）BD；（5）m1=m1+m2；【点评】（1）本实验主要是要把动量守恒用水平方向的位移表示出来，同学们一定要注意掌握，因为这是本实验的一个重要的技巧．难度中等．‎ ‎（2）学会运用平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度，两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．‎ 三、计算题（共45分）‎ ‎13、（10分）【答案】（1）加速过程上升的高度25m；‎ ‎（2）匀速运动的时间9s；‎ ‎（3）吊车将建材吊到平台最少用时为12s ‎【解析】【分析】（1）根据加速度的定义式求加速度，由位移公式求加速上升的高度；‎ ‎（2）求出匀速运动和减速运动的位移，根据位移时间关系求出匀速时间；‎ ‎（3）用时最短的过程是先匀加速运动后匀减速运动，根据位移公式和速度公式联立求解；‎ ‎【解答】解：（1）根据题意知：‎ 加速过程的加速度为：‎ 上升高度为：‎ ‎（2）设匀速运动的时间为t2，则减速运动时间为（t﹣t1﹣t2）‎ 匀速和减速运动的总位移为：‎ 代入数据得：‎ ‎（3）减速所用时间为：t3=t﹣t1﹣t2=1s 减速阶段加速度为：‎ 用时最短为先加速后减速，设加速时间为t4，减速时间为t5，‎ 总位移为：‎ 匀加速末速度等于匀加速初速度，有：‎ 最短时间为：‎ 代入数据有：‎ ‎【点评】解答此题的关键是熟练地应用运动学公式和牛顿定律，对运动过程要清楚，对匀变速直线运动，能用平均速度的公式求位 ‎14、（10分）【答案】（ 1）碰撞后瞬间A和C的速度大小分别为：v、v，方向：水平向右；‎ ‎（2）碰撞后弹簧所具有的最大弹性势能Epm为mv2．‎ ‎【解析】【考点】动量守恒定律；机械能守恒定律 ‎【分析】（i）A、C碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰撞后的速度．‎ ‎（ii）弹簧压缩量最大时，A、B速度相等，弹簧的弹性势能最大，A、B、弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出弹簧的弹性势能．‎ ‎【解答】解：（ 1）滑块C与A弹性碰撞后，速度分别为v1和v2，以水平向右方向为正方向，‎ 由动量守恒定律得：3mv=3mv1+2mv2，‎ 由机械能守恒定律得：（3m）v2=（3m）v12+（2m）v22，‎ 解得：v1=v，v2=v，方向水平向右；‎ ‎（2）当A、B速度相等时，弹簧具有最大弹性势能，‎ A、B系统动量守恒，以向右为正方向，‎ 由动量守恒定律得：2mv2=3mv3，‎ 由机械能守恒定律得：（2m）v22=（3m）v32+EPm，‎ 解得：EPm=mv2；‎ ‎【点评】本题考查了求速度与弹性势能问题，考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题．‎ ‎15、（12分）【答案】（1）核反应方程为： U+ n→ Ba+ Kr+3 n．‎ ‎（2）1个235U原子核在裂变中释放出的能量是2×102 MeV；‎ ‎（3）1kg铀235完全裂变时释放的能量5.18×1023MeV．‎ ‎【解析】【考点】爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应 ‎【分析】（1）根据质量数和电荷数守恒可正确书写核反应方程；‎ ‎（2）算出反应前后质量亏损，根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2可以求出释放能量；‎ ‎（3）根据质量可知摩尔数，从而算出铀核的个数，进而确定释放的能量．‎ ‎【解答】解：（1）根据质量数和电荷数守恒可得 该核反应方程为： U+ n→ Ba+ Kr+3 n；‎ ‎（2）反应前后质量亏损为：‎ ‎△m=（235.0439+1.0087﹣140.9139﹣91.8973﹣3×1.0087）u=0.2153u 根据根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2可以求出释放能量为：‎ ‎△E=△mc2=0.2153×930MeV=2×102 MeV ‎（3）1kg铀235的摩尔数为n=≈4.3×10﹣3；‎ ‎1Kg铀235个数为N=4.3×10﹣3×6.02×1023=2.59×1021个；‎ 因此1Kg铀235完全裂变时释放的能量E=2.59×1021×2×102 MeV=5.18×1023MeV；‎ ‎【点评】本题主要考查了核反应方程的书写与爱因斯坦质能方程的直接应用，难度不大，属于基础题．‎ ‎16、（13分）【答案】（1）导体棒下滑的最大速度为18.75m/s；‎ ‎（2）求当速度达到5m/s时导体棒的加速度为4.4m/s2．‎ ‎（3）恒定电流I0的表达式为I0=．‎ ‎【解析】【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化 ‎【分析】（1）导体棒匀速下滑时速度最大．由安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出最大速度；‎ ‎（2）由安培力公式求出安培力，由牛顿第二定律求出加速度．‎ ‎（3）根据能量守恒守恒求出电阻上产生的电热，再由题意求解恒定电流I0的表达式．‎ ‎【解答】解：（1）导体棒速度最大时做匀速直线运动，‎ 导体棒受到的安培力：F=BId=Bd=Bd=‎ 导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：‎ ‎ mgsinθ=cosθ，‎ 代入数据解得，最大速度：vm=18.75m/s． ‎ ‎（2）由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣cosθ=ma，‎ 已知：v=5m/s，代入数据解得：a=4.4m/s2．‎ ‎（3）若经过时间t，导体棒下滑的垂直距离为s，速度为v．由能量守恒得 电阻上产生的电热为 Q=mgs﹣‎ 由题意有：Q=Rt 则 I0=‎ ‎【点评】本题考查了求速度、加速度问题，分析清楚导体棒的运动过程、求出感应电动势、应用安培力公式、牛顿第二定律即可正确解题．‎