浙江省宁波市效实中学2019-2020学年高二5月（期中）阶段性测试物理（数理班）试题

浙江省宁波市效实中学2019-2020学年高二5月（期中）阶段性测试物理（数理班）试题

二○一九学年度 第二学期 宁波市效实中学 高二物理（数理班）阶段性测试 ‎（答案做在答卷上）‎ 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页，满分100分，考试时间90分钟。‎ 考生注意：‎ ‎1．答题前，请务必将自己的姓名，准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。‎ ‎2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。‎ ‎3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。‎ ‎4．可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s2。‎ 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）‎ ‎1．功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系正确的是 ‎ A．1J=1kgm/s B．1J=1kgm/s2‎ ‎ C．1J=1kgm2/s D．1J=1kgm2/s2 ‎ ‎2．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 ‎ A．库仑测量了万有引力常量 B．伽利略发现了行星运动的规律 ‎ C．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 ‎ ‎ D．牛顿发现了万有引力定律，并计算出太阳与地球之间的引力大小 ‎3．下列说法正确的是 A．功是物体能量多少的量度 B．只要有摩擦力存在的运动过程一定会产生热量 C．重心、合力等概念的建立都体现了等效替代思想 D．汽车通过凹形桥的最低点时，驾驶员处于失重状态 ‎4．下列表述中符合实际情况的是 ‎ A．小华正常步行的速度约为10m/s ‎ B．小强正常上楼时的功率约为0.2kW ‎ C．小球从10楼自由下落到地面，时间约为10s 第5题图 ‎ D．小明将一个鸡蛋举过头顶，克服重力做功约为10J ‎5．如图所示，高空走钢丝表演中，若表演者走到钢丝中点时，使原来水平的钢丝下垂至与水平方向成θ角，此时钢丝上的弹力是表演者和平衡杆重力的 ‎ A．倍 B．倍 ‎ ‎ C. 倍 D．倍 ‎6．光滑水平面上有一物体，受到水平拉力F作用由静止开始沿直线运动，它的速度v随时间t变化的规律是（式中k为常量）。关于物体的运动及拉力F做功情况，下列说法正确的是 ‎ A．物体做匀加速直线运动 ‎ B．物体做加速度增大的加速运动 ‎ C．每经连续相等时间，拉力F做功大小相等 ‎ D．每经连续相等位移，拉力F做功大小相等 O θ 第7题图 ‎7．如图所示，一质量为m的带正电的滑块（可视为质点）静止于绝缘的球壳内，滑块所在位置对应的半径方向与竖直方向的夹角为θ。当在球心O处放一带负电的点电荷后，滑块仍静止，则此时滑块（重力加速度为g）‎ ‎ A．可能只受重力、静电力和摩擦力三个力作用 ‎ B．所受静电力大小可能为mgcosθ ‎ C．所受摩擦力大小一定为mgsinθ ‎ D．对球壳的作用力方向可能竖直向下 第8题图 ‎8．有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如左图，‎ 其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如右图。现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1k）T2，若扇叶转动的周期为T1，且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非左图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么 ‎ A．k一定等于θ/2π ‎ B．若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ ‎ C．若重新调节，只要满足T1>kT2，所看到的图案一定为闭合的圆环 ‎ D．若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的 ‎9. 心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为0。下列说法正确的是 第9题图 ‎ A. 若充电至4.5kV，则该电容器的电容为 ‎ B. 充电至9.0kV时，该电容器所带电荷量是0.27C ‎ C. 这次放电有0.135C的电荷量通过人体组织 ‎ D. 这次放电过程中通过人体组织的电流恒为67.5A ‎10. 欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，命名为“格利斯581c”。该行星的质量约是地球质量的5倍，直径约是地球直径的1.5倍。现假设有一艘宁宙飞船飞临该星球表面附近轨道做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 ‎ A．“格利斯581c”的平均密度比地球的平均密度小 ‎ B．飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的速度小于7.9km／s ‎ C．运动员在“格利斯581c”表面上最佳跳高成绩将比地面上要差 ‎ D．一单摆放在“格利斯581c”表面上做实验，其周期将比地面上要慢 第11题图 ‎11．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个物体，甲以初速度v0水平射出，同时乙以初速度v0‎ 沿倾角为45°的光滑斜面滑下。若甲、乙同时到达地面，则 v0的大小是 圖 2‎ ‎ A． B． C． D．‎ 第12题图 ‎12．如图所示，一轻质弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端的挡板上，弹簧上端处于自由状态。一质量为m的物块（可视为质点）从距离弹簧上端L1处由静止释放，物块在下滑过程中经A点（图中未画出）时速度达到最大值v，弹簧被压缩到最短时物体离释放点的距离为L2。已知物块与斜面间动摩擦因数为µ，重力加速度为g，则在物块释放到弹簧压缩到最短的过程中 A．系统损失的机械能为 B．若物块能弹回，则上滑过程中经过A点时速度最大 C．物块速度最大时，弹簧的弹性势能为 D．物体重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与系统产生的内能之和 v/( m·s-1)‎ t ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ t1‎ ‎-2‎ t2‎ t3‎ ‎(b)‎ 甲 乙 甲 乙 ‎(a)‎ v=6m/s 第13题图 ‎13．如图(a)所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球。t=0时，乙球以6m/s的初速度向静止的甲球运动。之后，它们仅在电场力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触）。它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。由图线可知 A．甲、乙两球一定带异号电荷 B．t1时刻两球的电势能最小 C．0～t2时间内，两球间的静电力先增大后减小 D．0～t3时间内，甲球的动能一直增大，乙球的动能一直减小 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）‎ 第14题图 ‎14．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图（1）所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图（2）所示。下列说法正确的是 A．只有在纸带匀速条件下，才可以用纸带通过的距离表示时间 B．t＝0时，振子在平衡位置右侧最大位移处 ‎ C．振子的振动方程为 D．若纸带运动的速度为4 cm/s，则小球振动一个周期时，纸带运动了40 cm P N E a b 光 第15题图 ‎15．硅光电池已广泛应用于人造卫星、灯塔和高速公路“电子眼”等。其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N 是两块硅半导体，P、N 可在E区形成匀强电场。P的上表面镀有一层膜，当光照射时，P内产生的自由电子经E区电场加速后到达半导体N，从而产生电动势。以下说法正确的是 ‎ A．a电极为电池的正极 ‎ B．电源内部的电流方向由P指向N ‎ C．E区匀强电场的方向由N指向P ‎ D．硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置 图a 图b 图c 图d 第16题图 ‎16．关于下列四幅图说法正确的是 A．图a中光电效应实验说明了光具有粒子性 B．图b中电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有粒子性 C．图c中α粒子散射实验说明原子质量均匀分布在整个原子中 D．图d中氢原子的能级图说明氢原子只能处于一系列分立的能量状态中 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共55分）‎ ‎17．（7分）小杨同学采用如图1所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验。‎ ‎（1）除了图1装置中的器材之外，还必须从图2中选取实验器材，其名称是 ▲ 。‎ ‎（2）指出图1装置中不合理的一处地方： ▲ 。‎ ‎（3）小杨同学得到了如图3的一条纸带，读出0、4两点间的距离为 ▲ cm。‎ ‎（4）已知打点计时器的电源频率为50Hz，打下计数点5时纸带运动的速度大小为 ▲ m/s。（保留两位有效数字）‎ 第17题图1 ‎ 第17题图2‎ 第17题图3‎ A B C P1‎ P2‎ P3‎ P4‎ 第18题图 ‎18．（7分）如图所示，某同学为了测量截面为三角形的玻璃三棱镜的折射率，先在白纸上放好三棱镜，画出分界面，在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2，在棱镜的右侧通过三棱镜观察 P1和P2的像，当P1的像恰好被P2的像挡住时，插上大头针P3和P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像。在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。‎ ‎（1）在答题纸上画出对应的光路；‎ ‎（2）为了测出三棱镜的折射率，以AB为界面，需要测量的量是 ▲ 和 ▲ （写出它们的名称及符号，并在图上标出它们）；‎ ‎（3）三棱镜折射率的计算公式是n= ▲ ；‎ ‎（4）若在测量过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图中的虚线位置，底边仍在原来直线上），仍以原来画出的AB作为分界面，若实验时其他操作均正确，则三棱镜折射率的测量值将 ▲ （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。‎ ‎19．（9分）为了研发超高速的新型交通工具Hyperloop One，某公司完成了图示的轨道测试，现简化为下述过程。轨道全长1000m，之后铺设了450m的减速沙堆，车辆全程保持悬浮，车辆质量为260kg，忽略轨道和空气产生的阻力。车辆从轨道的一端由静止启动，在电磁作用下加速，加速度大小为20m/s2，直到达到最大速度540km/h后关闭动力，最后在沙堆阻力的作用下减速，恰好停在减速沙堆的中点。车辆视为质点，在这次测试中：‎ ‎ （1）求该车的“百公里加速时间”（即从静止加速到100km/h的时间）；‎ 第19题图 ‎ （2）求该车从启动到停下的总时间；‎ ‎ （3）求该车在沙堆上所受到的平均阻力大小。‎ ‎20．（12分）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的光滑轨道，AB段为水平轨道，BC段为圆心角θ=37°、半径为6l的圆弧轨道，CD段平直倾斜轨道，各段轨道均平滑连接。AB段的右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力Ff=4mg，轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。若将一质量为m的滑块从C点由静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。‎ ‎（1）若滑块从C点由静止释放，经过圆弧轨道B点时，求滑块对轨道的压力；‎ ‎（2）为使缓冲装置能安全工作，求允许滑块释放点离C点的最大距离；‎ 第20题图 ‎（3）在缓冲装置安全工作时，试讨论该物块第一次被弹回后上升距B点的最大高度h'与释放时距B点的高度h之间的关系。‎ ‎21.（10分）火箭的回收利用可有效削减太空飞行成本，其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师设计了电磁和摩擦混合缓冲装置。电磁缓冲是在返回火箭的底盘安装了4台电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼减缓火箭对地的冲击力。电磁阻尼可以借助如下模型讨论：如图所示为该电磁缓冲的结构示意图，其主要部件为4组缓冲滑块K和1个质量为m的缓冲箭体。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两条绝缘导轨PQ、MN。缓冲装置的底部，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L。假设缓冲车以速度v0与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力和滑块与导轨间的摩擦力使火箭减速，从而实现缓冲，已知每个滑块与导轨间的总滑动摩擦力为箭体重力的倍，地球表面的重力加速度为g。‎ ‎ （1）求每个线圈受到的安培力的最大值及方向；‎ ‎ （2）滑块K触地后，若箭体向下移动距离H后速度减为0，则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电荷量和产生的焦耳热各是多少？‎ ‎ （3）滑块K触地后经缓冲时间t，箭体的速度减为0，要使导轨下端（N、Q端）不碰到地面，则滑块K触地前导轨下端与滑块K的cd边的距离至少多大？‎ K Q P M 以上连接火箭箭体 N B 光滑绝缘轨道 a b c d 第21题图 ‎22．（10分）如图所示，水平地面上方有一绝缘弹性竖直薄挡板，板高h=3 m，与板等高处有一水平放置的小篮筐，筐口的中心距挡板s=1m。整个空间存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=1T，而匀强电场未在图中画出；质量m=1×10-3kg、电荷量q=1×10-3C的带电小球（视为质点），自挡板下端的左侧以某一水平速度v0开始向左运动，恰能做匀速圆周运动，若小球与挡板相碰后以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电荷量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中。试求：‎ 第22题图 ‎（1）电场强度的大小与方向；‎ ‎（2）小球运动的可能最大速率；‎ ‎（3）小球运动的可能最长时间。‎ 命题：袁张瑾 审题：陈青华 二○一九学年度 第二学期 宁波市效实中学 高二物理（数理班）阶段性测试 参考答案（2020.5）‎ 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ D C C B C B C D C C A D C 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）‎ ‎14‎ ‎15‎ ‎16‎ AC AC AD 非选择题部分 三、非选择题（本题共6小题，共55分）‎ ‎17．（7分）‎ ‎（1）刻度尺 （2）重锤应靠近打点计时器 （3）3.10 （4）0.91‎ ‎18．（7分）‎ ‎（1）图略 （2）入射角、折射角 （3） （4）小于 ‎19.（9分）解：‎ ‎（1）由 ………………………3分 ‎（2）=562.5m(其中) ‎ ‎ …………………………………1分 ‎ 而…………………1分 ‎ 减速阶段………………………1分 ‎ ………………………………1分 ‎ （3） 则f=ma'=13000N………………2分 ‎20.（12分）解：‎ ‎（1）滑块从C运动到B： (1分）‎ 在B点分析 （ 1分）‎ 根据牛顿第三定律可知，在B点滑块对轨道的压力为1.4mg（ 1分）‎ ‎（2）分析可知，当弹力等于4mg时，轻杆才开始滑动，此时弹簧的弹性势能最大为Epm 从C点下滑有： （2分）‎ 从距C点s处下滑能安全工作，则有： （2分）‎ ‎ 得s=5l （ 1分）‎ ‎（3）分析可知，当弹簧的弹性势能小于Epm=0.2mgl时，轻杆未发生移动，没有摩擦生热，整个过程机械能守恒。上升距B点的最大高度h'与释放时距B点的高度h相等。‎ ‎ 当即时，h'=h （2分）‎ ‎ 当弹簧的弹性势能等于Epm时，轻杆发生了移动，有摩擦生热，当轻杆停止运动后弹性 势能转化为滑块的机械能。‎ ‎ 当 时，h'=0.2l （2分）‎ ‎21.（10分）解：‎ ‎（1） …………2分 方向向下…………1分 ‎（2）……2分 ‎ …………2分 ‎（3）因为有4台减速装置，利用动量定理得 ‎……2分 ‎ 其中 得：…………1分 ‎22．（10分）解：‎ ‎（1）小球做匀速圆周运动，则 ‎ ‎ 故 ‎ ‎ ‎ 方向竖直向下 ‎ ‎（2）若小球速率最大，则运动半径最大，‎ 如轨迹①所示 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 由 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎（3）因为速度方向与半径垂直，圆心必在挡板所在的竖直线上。‎ ‎ 且 ‎ 小球与挡板碰撞n次后落入筐中，则有 ‎ ‎ ‎ ，故n可取0或1才能 保证小球落入筐中 ‎ ① 当n=0时，即为(2)问中的解 ② 当n=1时，有 ‎ ‎ ‎ 可得，运动轨迹如由图中②所示 ‎ 或者，运动轨迹如由图中③所示 ‎ 以轨迹③运动，小球所花时间最长 ‎ 则有 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 故θ=53°，轨迹③运动对应的圆心角α=360°+(180°-53°)=487°‎ ‎ 运动最长时间为 ‎