湖北省重点高中协作体2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题
2O19年春季湖北省重点高中联考协作体期中考试高二物理试卷(A卷)
一、选择题：
1.2018年11月16日，第26届国际度量衡大会上，经过60个成员国代表投票表决，重新定义了千克．新定义以普朗克常数为基准，从而使1千克脱离了实际物体．其中h是普朗克常量，关于h的单位，用国际单位制的基本单位表示，正确的是 ( )
A. J·s B. kg·m2/s C. kg·m2·s3 D. J/s
【答案】B
【解析】
【详解】AD.J不是国际单位制的基本单位，故AD错误；
BC.根据E=hν解得：
则h的单位是
故B正确，C错误。
2.下列生活中的现象和物理学内容，说法正确的是 ( )
A. 物体所受的合外力不变，它的动量变化率一定不变
B. 物体的末动量方向一定和它所受的总冲量方向相同
C. 只要力的作用时间和力的大小的乘积相同，物体所受的冲量一定相同
D. 物体所受的合外力为零时，它的动量一定为零
【答案】A
【解析】
详解】A. 根据可得：
可见物体所受的合外力不变，它的动量变化率不变，故A正确；
B. 物体动量变化量一定和它所受的总冲量方向相同，物体的末动量方向不一定和它所受的总冲量方向相同，故B错误；
C. 只要力的作用时间和力的大小的乘积相同，物体所受的冲量大小一定相同，但冲量是矢量，有可能方向不同，故C错误；
D. 物体所受的合外力为零时，动量的变化量一定为零，但它的动量不一定为零，如匀速直线运动，故D错误。
3.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是 ( )
A. t＝0时刻发电机的线圈平面和磁场平行，磁通量为0
B. 在1s内发电机的线圈绕轴转动50圈
C. 将此交流电接到匝数比是1:10的升压变压器上，副线圈的电压为V
D. 将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器会被击穿
【答案】D
【解析】
【详解】A. t＝0时感应电动势为0，说明此时刻线圈平面位于中性面，发电机的线圈平面与磁场垂直，磁通量最大，故A错误；
B. 产生的感应电动势的周期T=0.04s，故1s内发电机的线圈转动的圈数为
n＝1/T＝25转
故B错误；
C. 输入电压的有效值为
U1＝＝220V
根据，解得：
U2=2200V
故C错误；
D.电容器的耐压值为电容器两端允许电压的最大值，则电容器会被击穿，故D正确。
4.如图所示，内阻为r的线圈面积为S，共N匝，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，线圈通过电刷与一个阻值为R的电阻连接，V为理想交流电压表．则下列说法正确的是( )
A. 在图示位置线框中电流改变方向
B. 以图示位置为计时零点，电流的表达式为
C. 电压表的读数是
D. 线圈从图示位置开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 图示位置线框与磁场方向平行，电流不会改变方向，故A错误；
B.电流的最大值
以图示位置为计时零点， 电流的表达式为
选项B错误；
C.通过电阻R电流的有效值
电压表的读数是
故C正确；
D. 线圈从t=0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电量为
故D错误。
5.一只小船质量为M，船上人的质量为m。船原来以速度v0行驶，当船上的人以相对地面的水平速度v0与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为
A. v0 B. v0 C. v0 D. v0
【答案】D
【解析】
【详解】当车上的人以相对地面的水平速度v0与车行反方向跳离车时，小车和人组成的系统动量守恒，以小车原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：（M+m）v0=m（-v0）+Mv
解得：v=v0，故D正确。故选D。
【点睛】本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，解题时一定要规定一个正方向，本题中还要注意人初始时刻也具有速度v0．
6.如图所示，A点距水平地面高度为h，木块M处于静止状态，某时刻释放M，木块做自由落体运动，空中运动总时间为t1。若一子弹m以水平速度v射向木块并嵌在木块中，若在A点释放同时射入木块空中运动总时间为t2，若在木块落至h一半的B点时射入木块空中运动总时间为t3，设：木块与子弹作用时间极短，空气阻力不计，则（ ）
A. t1=t2=t3
B. t1=t2
t2>t3
【答案】B
【解析】
【分析】
当A木块落至某一位置时，A竖直方向的速度不为零，而子弹竖直分速度为零，故A会受到子弹向上的作用力，然后根据牛顿第二定律进行分析即可；
【详解】将M由静止开始下落，则M做自由落体运动；当M刚开始下落时子弹射入，则二者以某一共同的水平初速度做平抛运动，竖直方向仍为自由落体运动，即；
若在木块落至h一半的B点时子弹射入木块，水平方向动量守恒，即A会获得水平方向的分速度，而子弹此时竖直方向速度为零，要从零加速到与A具有相同的速度，需受到A向下的作用力，根据牛顿第三定律A会受到子弹给的向上的作用力，则向下的加速度会减小，小于自由落体加速度g，故A下落时间较长一些，综上所述，则有，故选项B正确，选项ACD错误。
【点睛】考查自由落体运动的规律，掌握动量及动量守恒的定律，理解运动的合成与分解。
7.下列说法正确的是 ( )
A. 爱因斯坦提出光子说理论，以后普朗克用实验证实了光子存在
B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变
C. 德布罗意提出物质波假设，并为电子的衍射实验所证实
D. 若某材料的逸出功是W0，则它的极限频率
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 爱因斯坦受普朗克量子理论的启发，提出了光子说理论，美国物理学家米立肯利用光电效应实验证实了光子的存在，故A错误；
B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量增大，故B错误；
C. 德布罗意提出物质波假设，并为电子的衍射实验所证实，故C正确；
D. 根据爱因斯坦光电效应方程，若某材料的逸出功是W0，则它的极限频率
故D正确。
8.如图所示, 理想变压器的原线圈与定值电阻r串联, 副线圈接热敏电阻RT, 在正弦交流电源的电压u0不变的情况下, 下列说法正确的是
A. 当RT的温度升高时, 原线圈两端的电压一定减小
B. 当RT的温度升高时, 原线圈中的电流一定减小
C. 当RT的温度降低时, RT消耗的功率可能减小
D. 当RT的温度降低时, RT消耗的功率一定增大
【答案】AC
【解析】
A ，设原线圈的电流为 ，原副线圈的匝数分别为 ，
由 得 ，在变压器中总功率前后是相等的，所以 , 当的温度升高时，的电阻减小，从公式中可以看出增大，原线圈两端的电压 会随着电流的增大而减小，故A正确；
B ，当的温度升高时，的电阻减小，从公式中可以看出增大，故B错误
C ，当RT的温度降低时, 的电阻增大，从公式可以看出减小，在由公式可以看出 增大，
原副线圈的电压之比与匝数成正比，所以副线圈的电压 也增大，RT消耗的功率 ，由于 增大的电阻也增大，所以功率有可能减小，故C正确。
D ，当RT的温度降低时, RT消耗的功率可能增大。故D错误
综上所述本题答案是：AC
9.如图所示，半径为2r的线圈内有垂直纸面向内的圆形匀强磁场区域，磁场区域的半径为r，已知线圈的电阻为R，线圈与磁场区域共圆心，则以下说法中正确的是 ( )
A. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，不产生感应电流
B. 保持磁场不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，有逆时针的电流
C. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt，线圈中的电流为
D. 保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt，线圈中的电流为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于磁场的面积不变，线圈的半径由2r变到3r的过程中，穿过线圈磁通量不变，所以在线圈中没有感应电流产生，故A正确；
B.由于磁场的面积不变，线圈的半径由2r变到0.5r的过程中，线圈包含磁场的面积变小，磁通量变小，根据“楞次定律”可知，产生顺时针的电流，故B错误；
CD.保持半径不变，使磁场随时间按B＝kt变化，磁场增大，穿过线圈磁通量增大，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律：
故C正确，D错误。
10.如图所示，足够长的木板P静止于光滑水平面上，小滑块Q位于木板P的最右端，木板P与小滑块Q之间的动摩擦因数，木板P与小滑块Q质量相等，均为m=1 kg。用大小为6 N、方向水平向右的恒力F拉动木板P加速运动1 s后将其撤去，系统逐渐达到稳定状态，已知重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是
A. 木板P与小滑块Q所组成的系统的动量增加量等于拉力F的冲量
B. 拉力F做功为6 J
C. 小滑块Q的最大速度为3m/s
D. 整个过程中，系统因摩擦而产生热量为3J
【答案】ACD
【解析】
对系统由动量定理：，即木板P与小滑块Q组成的系统的动量增量一定等于拉力F的冲量，选项A正确；若木板P与小滑块Q相对静止一起加速运动，则拉力F不能超过，拉力F为6N，大于4N，故二者发生相对滑动，对木板P由牛顿第二定律：F-μmg=ma，解得a=4m/s2，1s内木板P的位移x=at2=2m，拉力F做功W=Fx=12J，选项B错误；二者共速时，小滑块Q的速度最大，Ft=2mv共，解得v共=3m/s；选项C正确；整个过程中，对系统由能量守恒可知，解得Q=3J，选项D正确；故选ACD.
点睛：此题关键是要搞清物体运动的物理过程，尤其是关注共速时的状态，结合牛顿定律、动量定理及能量守恒关系分析解答.
二、实验题
11.将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动，若用手电筒光照射Rg，表针将向________(填“左”或“右”)转动．
【答案】 (1). 左 (2). 右
【解析】
此题涉及多用电表的使用和传感器元件。光敏电阻会随着光照的增强，电阻迅速减小。如果用黑纸包裹电阻，光照减弱，欧姆所测电阻会变大，欧姆表指针会指向左侧电阻的示数；反之，用手电筒照射，电阻减小，指向右侧。本题将光敏电阻的性质和欧姆表的读数相结合，有一定灵活性。
12.某同学用如图所示的装置，研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量和机械能关系．图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上的G位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量出平抛的射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上的G位置由静止释放，与小球m2相碰，并且多次重复．实验得到小球的落点的平均位置分别为M、P、N．
(1)实验必须要求满足的条件是：____
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．测量抛出点距地面的高度H
D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1＞m2
(2)若实验结果满足____，就可以验证碰撞过程中动量守恒．
(3)若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为____．
【答案】 (1). BD (2). m1·OP=m1·OM+ m2·ON (3).
【解析】
【详解】(1)[1]AB．为使小球做平抛运动且每次初速度相同，应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，但是轨道不一定是光滑；故A项错误，B项正确。
CD．因为平抛运动的时间相等，根据v=x/t，所以用水平射程可以代替速度，不需要测量抛出点距地面的高度H，需测量小球平抛运动的射程间接测量速度．为了防止入射球反弹，球m1的质量应大于球m2的质量；故C错误，D正确。
(2)[2]根据平抛运动可知，落地高度相同，则运动时间相同，设落地时间为t，则：
若动量守恒则：
若两球相碰前后的动量守恒，需要验证表达式：
(3)[3]若为弹性碰撞，则碰撞前后系统动能相同，有：
即满足关系式：
三、计算题
13.某发电机输出功率为100 kW, 输出电压为250 V. 为了更有效地输电, 在发电机输出端安装升压变压器, 在用户端安装降压变压器, 两变压器间的输电线总电阻为8.0Ω. 要使输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%, 而用户得到的电压为220 V, 求升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比.
【答案】 ；
【解析】
因为 所以
原线圈中的电流：
根据电路电压关系知：
由电压和匝数之间的关系得：
综上所述本题答案是： ，
14.一个静止的铀核（原子质量为232.0372u）放出一个a粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核（原子质量为228.0287 u ）。（已知：原子质量单位，相当于931MeV）
①写出核衰变反应方程；
②算出该核衰变反应中释放出的核能；
③假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和a粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？
【答案】（1） （2）5.4929MeV （3）0.095MeV
【解析】
试题分析：（1）（3分）
（2）质量亏损△m=0.0059u
△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV （3分）
（3）系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即
所以钍核获得的动能（4分）
考点：本题考查α衰变方程、质能方程、动量守恒定律。
15.第24届冬季奥林匹克运动会“北京张家口冬奥会”，将在2022年02月04日～2022年02月20日在中国举行．这是中国历史上第一次举办冬季奥运会，北京、张家口同为主办城市，也是中国继北京奥运会、南京青奥会后，中国第三次举办的奥运赛事。如图所示，两名中国冬奥运动员各乘一辆冰车在冰道上训练。甲与冰车的总质量为m1＝40kg，从山坡上滑到水平冰道上的速度为v1＝3m/s，乙与冰车的总质量为m2＝60kg，以大小为v2＝0.5m/s的速度迎面滑来，在两冰车将要相撞时，甲伸出手用力推乙车，使两冰车不能直接接触。若不计一切摩擦，甲对乙做的功在什么范围内，才能使两冰车分开运动而不再相遇。
【答案】16.8J＜W≤600 J.
【解析】
【详解】甲推乙冰车后，使两冰车分开在冰道上不再相遇，有两种临界情况：
(1)与乙车以相同的速度向右运动，设共同速度是v，由动量守恒有
m1v1 − m2v2 = (m1 + m2)v
v = = 0.9 m/s
甲对乙做的功
W = m2(v2 − v22 ) = 16.8 J
(2)甲推乙后，二者以大小相同、方向相反的速度运动，设推出后二者的速度大小均为v′
，由动量守恒
m1v1 − m2v2 = m2v′ − m1v′
v ′= = 4.5 m/s
甲对乙做的功
W′ =m2(v′ 2 − v22 ) = 600 J
使两冰车分开运动而不再相遇，甲做功的范围应是16.8 J＜W≤600 J.
16.如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内，导轨间距为L，两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2, 两导轨间有一边长为的正方形区域abcd，该区域内有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好，从ab处由静止释放，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，其余电阻均不计．求：
(1) 金属杆离开磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向；
(2) 金属杆离开磁场时速度的大小；
(3) 金属杆穿过整个磁场过程中电阻R1上产生的电热．
【答案】(1)，方向从P到M；(2)；(3)
【解析】
【分析】
（1）杆出磁场前已做匀速运动，重力与安培力平衡，由安培力公式F=BIL和平衡条件求解；
（2）杆产生的感应电动势E=Bv，又根据闭合欧姆定律得到E=I，联立可求得速度v；
（3）金属杆穿过整个磁场过程中，重力做功为mg•，杆获得的动能为mv2，根据能量守恒定律求解回路中产生的总热量，根据两个电阻并联求解R1上产生的电热．
【详解】（1）设流过金属杆中的电流为I，由平衡条件得mg＝BI，
解得I＝
所以R1中的电流大小I1＝，方向从P到M.
（2）设杆匀速运动时的速度为v
由E＝Bv
E＝I
得v＝
（3）mg＝Q＋mv2
得
R1上产生的焦耳热为
【点睛】本题是电磁感应中电路问题，掌握安培力公式、闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律是基础；搞清能量之间的转化关系．
