广东省广州越秀区越秀统考2016-2017学年高二下学期业水平调研测试物理试题(解析版)

2016学年第二学期学业水平调研测试
高二年级物理试卷
注意：
1．考试时间为90分钟，试卷总分为100分． 2．答案全部涂或写在答题卷上，写在试卷上无效．
第Ⅰ卷（选择题 共50分）
一、单项选择题（每小题3分，共30分；在每小题给出的四个选项中，中有一个正确选项，选对的得3分，选错的或不答的得0分） 1．下列说法正确的是（ ）
A ．给汽车轮胎充气时费力，说明分子间有斥力
B ．温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C ．当分子间引力和斥力相等时，分子势能最小
D ．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力 [答案]C
[解析]A ．给汽车轮胎充气时费力是因为轮胎内外的压强差比较大，与分子间有斥力无关．故A 错误．
B ．温度是物体分子热运动的平均动能的标志，故B 错误．
C ．根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于0r 时，引力和斥力相等，不管分子间距离从0r 增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增大，故分子间距离等于0r 时分子势能最小，选项C 正确．
D ．中说明钢分子间有空隙，油人筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力．
2．下列说法中正确的有（ ）
A ．用塑料细管将牛奶吸入口中利用了毛细现象
B ．船能够浮在水面上不下沉是水的表面张力起了主要作用
C ．某固体在某物理性质上表现为各向同性，该物本一定为非晶体
D ．某温度时空气的相对温度是100%，表明空气中水蒸气的压强达到饱和水汽压 [答案]D
[解析]多晶体和非晶体都有各向同性的特点，所以C 错；小船浮在水面上不下沉主要是浮力起了作用，B 错；将牛奶吸入嘴中，不属毛细现象，是大气压强的作用，A 错．相对温度，指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比饱和水汽压；在密闭条件中，在一定温度下，与液体
或固体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压．相对温度100%
=，就是达到该温度下水的饱和蒸汽压了，D对．
3．如图所示，在水平面上有一固定的U形光滑金属框架，框架上放置一金属杆ab，在垂直框架方向有一匀强磁场，下列情况中可能的是（）
A．若磁场方向垂直框架向下，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
B．若磁场方向垂直框架向下，并且磁感应强度减小时，杆ab将向右移动
C．若磁场方向垂直框架向上，并且磁感应强度减小时，杆ab将向左移动
D．若磁场方向垂直框架向上，并且磁感应强度增大时，杆ab将向右移动
[答案]B
[解析]A．若磁场方向垂直向下并增大时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：b a
→，根据左手定则，ab受到的安培力向左，则ab向左移动．故A错误．
B．若磁场方向垂直向下并减小时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：a b
→，根据左手定则，ab受到的安培力向右，则ab向右移动．所以B选项是正确的．
C．若磁场方向垂直向上并减小时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：b a
→，根据左手定则，ab受到的安培力向右，则ab向右移动．故C错误．
D．若磁场方向垂直向上并增大时，由楞次定律得到ab中感应电流方向：a b
→，根据左手定则，ab受到的安培力向左，则ab向左移动．所以D错误．
4．如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是电阻为零的纯电路，且自感系数L很大，C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是（）
A．S闭合，P灯逐渐变亮，Q灯逐渐变暗
B．S闭合，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯亮度不变
C．S闭合，电路稳定后，S再断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭
D．S闭合，电路稳定后，S再断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭
[答案]D
[解析]电感器对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，会阻碍电流的增大，当电流减小时，会阻碍其减小．电容器在电路中电流变化时，也会发生充电和放电现象有，此时可理解为有电流通过了电容器．
当S 闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，L 相当于断路，电容C 较大，相当于短路，当电流稳定时，L 相当于短路，电容C 相当于断路，故P 灯先亮后灭，Q 灯逐渐变亮；当S 断开时，灯泡P 与自感线圈L 组成了闭合回路，灯泡P 中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下熄灭，电容器与灯泡Q 组成闭合回路，电容器放电，故灯泡Q 逐渐熄灭，选项D 正确．
5．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（ ）
A ．最大值是311V
B ．变化周期是0.01s
C ．有效值是311V
D ．表达式为311sin 50π(V)u t =
[答案]A
[解析]从图象可以知道，交流电电压的最大值为311V ，周期0.02s ，所以电压有效值为
220V 2
=，角速度2π
100π/s rad T
ω=
=，表达式为311sin100πV u t =． 所以A 选项是正确的．
6．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ） A ． β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线强
B ．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C ．23892
U 衰变成206
82Pb 要经过8次β衰变和8次α衰变 D ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 [答案]D
[解析]β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；根据电荷数守恒、质量数守恒确定α衰变和β衰变的次数；β衰变的电子来自原子核中的中子转化为质子时产生的．
A ．β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领比较强．故A 错误．
B ．半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用．故B 错误．
C ．因为β衰变的质量数不变，所以α衰变的次数238206
84
n -==，在α衰变的过程中电荷数总共少16，则β衰变的次数1610
61
m -=
=．故C 错误． D ．β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子．故D 正确． 故选D ．
7．如图所示，质量为m 的小球，被长为L 的轻细绳系住在光滑水平面上作匀速圆周运动，角速度为ω．则小球运动半个周期时间内细绳对小球的冲量大小为（ ）
A ． 0
B ．m L ω
C ．2m L ω
D ．2πm L ω
[答案]C
[解析]小球所受的合外力即为绳子的拉力，则
在小球运动半圈的时间内绳的拉力对小球冲量的大小为
()22I P mv mv mv m L ω=∆=--==绳，故选C ．
8．如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A 和B ，其质量A B m m <，B 球上固定一轻质弹簧．若将A 球以速度r 去碰撞静止的B 球，下列说法中正确的是（ ）
A ．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小
B ．当弹簧恢复原长时，B 球速率最大
C ．当A 球速率为零时，B 球速率最大
D ．当B 球速率最大时，弹簧弹性势能不为零 [答案]B
[解析]分析小球的运动过程：A 与弹簧接触蝗后，弹簧被压缩，弹簧对A 产生向左的弹力，对B 产生向右的弹力，A 做减速运动，B 做加速运动，当B 的速度等于A 的速度时压缩量最大，此后A 球速度继续减小，B 球速度继续增大，弹簧压缩量减小，当弹簧第一次恢复原长时，B 球速率最大．
A ．由以上分析可知，当弹簧压缩量最大时，A 球速率没有达到最小值．故A 错误．
B ．弹簧倍压缩后，B 球的速度一直在增大，当弹簧恢复原长时，B 球速率达到最大值．故B 正确．
C ．由于质量A B m m <，A 的速度变化比B 快，A 球的速度是0时，A 的位移一定大于B 的位移，所以弹簧仍然处于压缩状态，b 球的速率没有达到最大．故C 错误．
D ．当弹簧恢复原长时，B 球速率达到最大值，所以此时弹簧的弹性势能是0．故D 错误． 故选B ．
9．有一个负载电阻值为R ，发将它接在20V 的直流电源上时，消耗的电功率为P ．若将R
接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是
2
P
．已知变压器的输入电压1u 的最大值为200V ．求此变压器的原、副线圈的匝数之比．
（
）
A ．10:1
B ．8:1
C ．4:1
D ．1:10
[答案]C
[解析]输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．
当电阻接在直流电路中的时候，由2U P R =可得，此时的功率为2400
U P R R ==
． 当功率为1
2P 时，由2U P R =可得，此时电阻的电压的有效值为102V ．
变压器的输入电压的有效值为11002U v =． 所以变压器原、副线圈的匝数比为1122100210
1
102n U n U ===． 故选A ．
10．如图所示，为质量恒定的某种气体的p T -图，A 、B 、
C 三态中体积最大的状态是（ ）
A ．A 状态
B ．B 状态
C ．C 状态
D ．条件不足，无
法确定 [答案]C
[解析]根据数学知识可以知道，图中各点与原点连线的斜率等于
p T ，可以知道，C 状态的p
T
最小，根据气体状态方程pV
C
T
=得知，C状态气体的体积最大．所以C选项是正确的．
二、不定项选择题（每小题4分，共20分；在每小题给出的四个选项中，有两个或多个正确选项，全部选对的得4分，选不全的得2分，选错的或不选的得0分）
11．某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（）A．油酸未完全散开
B．油酸中含有大量酒精
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D．求每滴体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴
[答案]AC
[解析][实验原理及方法]
用没膜法估测分子直径实验原理是：让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，估算出油膜面积，从而求出分子直径．
[解题方法提示]
计算油酸分子直径的公式是
V
d
S
=，V是纯油酸的体积，S是油腻的面积，根据此原理分析
误差．
计算油酸分子直径的公式是
V
d
S
=，V是纯油酸的体积，S是油腻的面积．
A．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A正确．
B．计算时利用的是纯油酸的体积，如果含有大量的酒精，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故B错误．
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C正确．
D．求每滴体积时，1mL的溶液滴数多记了10滴，由
0V
V
n
=可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D错误．
故选AC．
12．下列说法中正确的是（）
A．热量可以自发的由低温物体传到高温物体
B．物体的内能增加了20J，一定是物体吸收了20J的热量
C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加
D．不可能从单一热库吸收热量，使之全部变成功，而不产生其它变化
[答案]CD
[解析]A．热量不能自发由低温物体传到高温物体，要产生其它影响，比如电冰箱，A错误．
B ．改变内能的方式有做功和热传递，物体内能增加，有可能是外界对该物体做功产生的，B 错误．
C ．根据热力学第一定律U W Q ∆=+，吸收热量，同时对外做功，只要吸收的热量大于对外做功的能量，内能可能增加，故C 项正确．
D ．热力学第二定律指出：不可能从单一热库吸收能量，使之完全变成功，而不引起其他影响，故D 正确．
13．如图所示，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则（ ）
A ．入射的单色光的频率必大于阴极材料的极限频率
B ．增大音色光的强度，电流表示数将增大
C ．滑片P 向左移，可增大电流表示数
D ．滑片P 向左移，电流表示数将减小，甚至为零 [答案]ABC
[解析]A ．用一定频率单色照射光电管时，电流表指针会发生偏转，知0γγ>，所以A 正确． B ．发生光电效应后，增加光的强度能使光电流增大，B 正确．
C ．增滑片P 向左移，光电管两端的电压增大，左边的极板为负极，右边极板为正极，到达极板的光电子数增大，电流表示数增大，C 正确
D 错误． 所以ABC 选项是正确的．
14．如图为氢原子的能级示意图，欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（ ）
A ．用11eV 的光子照射
B ．用12.09eV 的光子照射
C ．用14eV 的光子照射
D ．用10eV 的电子照射
[答案]BC
[解析]只要使基态的氢原子中的电子路迁至更高的能级，即可说氢原子发生了激发跃迁至第二能级称氢原子为第一激发态，以此类推．
电离可以看作是使氢原子跃迁至无穷远能级的情况故也属于激发过程．
基态的氢原子发生跃迁，只能吸收或辐射能量值刚好等于某两个能级之差的光子，即光子能量值为hv En Em =-，多了或少了都不行．如果光子（或实物粒子）与氢原子作用而使氢原子电离（绕核电子脱离原子束缚而成为“自由电子”，即n =∞的状态）时，则不受跃迁条件限制，只要所吸收光子能量值（或从与实物粒子碰撞中获得能量）大于电离能即可． A ．基态的氢原子吸收11eV 光子，能量为13.611eV 2.6eV -+=-，不能发生跃迁，所以该光子不能被吸收．故A 错误．
B ．基态的氢原子吸收12.09eV 光子，能量为13.612.09eV 1.51eV -+=-，能从1n =能级跃迁到3n =能级，所以该光子能被吸收，故B 正确．
C ．对14eV 的光子，其有量大于氢原子电离能13.6eV ，足可使其电离，故而不受氢原子能级间跃迁条件限制．由能的转化和守恒定律知道，氢原子吸收14eV 的光子电离后产生的自由电子仍具有0.4eV 的动能．故C 正确．
D ．用10eV 电子，12能级能量之差为 3.4(13.6)10.2eV ---=，10eV 10.2eV <，不能发生跃迁，故D 错误． 故选BC ．
15．如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是（ ）
A ． 升高1U 会减小输电电流2I
B ．升高1U 会增大线路的功率损耗
C ．升高1U 会增大线路的电压损耗
D ．升高1U 会提高电能的利用率 [答案]AD
[解析]根据P UI =判断输电线上电流的变化，结合2P I R =损、U IR ∆=判断功率损失和电压损失的变化．结合损耗的功率判断电能利用率的变化．
A ．输送功率不变，升高1U ，则升压变压器的输出电压变大，根据P UI =知，输电线上的电流2I 减小，所以A 选项是正确的．
B ．因为升高1U ，输电线上的电流减小，根据2P I R =损知，输电线上的功率损耗减小．故B 错误．
C ．因为升高1U ，输电线上的电流减小，根据U IR ∆=知，输电线上的电压损失减小．故C 错误．
D ．电能的利用率为2-P I R
P ，因为升高1U ，输电线上的电流减小，则电能的利用率提高．所
以D 选项是正确的． 所以AD 选项是正确的．
第Ⅱ卷（非选择题 共50分）
三、实验题：（共15分）
16．（6分）如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．
（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．
（2）如图，接好电路后，如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计指针将向__________偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片声带向右移动时，电流计指针将向__________偏． [答案]（1）电路图如图所示．（2）右；左．
[解析]（1）将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路， 再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示．
（2）闭合开关时，穿过大螺线管的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；闭合开关后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，磁场方向不变，磁通量变大，电流表指针方向向右偏转；由电路图可知，
原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右滑动时，滑动变阻器继而电路的阻值变大，电路电流变小，穿过大螺线管的磁通量变小，磁场方向不变，则电流表指针向左偏转．
17．（9分）某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验．气垫导轨装置如图a 所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小也中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差． （1）下面是实验的主要步骤．
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平． ②向气垫导轨通往压缩空气．
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向．
④使滑块1挤压导轨左端弹射架． ⑤把滑块2放在气垫导轨的中间．
⑥先__________，然后__________，让滑块带动纸带一起运动；碰后两滑块粘合到一起． ⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出理想的纸带如图b 所示． ⑧测得滑块1的质量为310g ，滑块2（包括像皮泥）的质量为205g ．
图a
图b
（2）已知打点计时器每隔0.02s 打一个点，计算可知两滑块要眱作用以前系统的总动量为__________kg m/s ⋅；两滑块相互作和以后系统的总动量为__________kg m/s ⋅（保留三位有效数字）．
（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是__________．
[答案]先接通打点计时器的电源；放开滑块1；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦．
[解析]（1）为了打点稳定，实验时应选接通打点计时器的电源，再放开滑块1． （2）作用前系统的总动量为滑块1的动量， 000p m v =，00.2
m/s 2m/s 0.1
v =
=， 00.3102kg m/s=0.620kg m/s p =⨯⋅⋅．
作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时两滑块具有相同的速度v ，
0.168
m/s 1.2m/s 0.14
v =
=，
12()(0.3100.205) 1.2kg m/s=0.618kg m/s p m m v =+=+⨯⋅⋅．
（3）存在误差的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦．
答案：⑥先接通打点计时器的电源；放开滑块1；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦．
四、计算题（共35分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
18．（10分）如图所示，一个厚度可忽略不计汽缸长1m L =，缸中有横截面积为2100cm S =的光滑活塞，缸被固定在水平面上，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为27C ︒，缸内压强等于大气压强40110Pa p =⨯，气柱长00.5m L =．现用力缓慢拉动活塞，已知拉力最
大值为400N F =．
（1）如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出．
（2）保持最大拉力不变将活塞从汽缸中拉出，缸中气体温度至少为多少摄氏度．
[答案]（1）温度保持不变，不能将活塞从气缸中拉出．
（2）保持拉力的最大值不变，气缸中气体温度至少为87摄氏度时，才能将活塞从气缸中拉出．
[解析]（1）设气缸足够长，F 达最大值时活塞仍在气缸内，根据玻意耳定律求解出拉伸后的长度后比较即可．
（2）根据理想气体状态方程列式求解即．
解：（1）设L 有足够长，F 达最大值时活塞仍在气缸内，设此时气柱长2L ，气体压强2p 活塞受力平衡420/610Pa p p F s =-=⨯．
根据气态方程12()T T =，有
1022p SL p SL =．
计算得出2=0.83m L ．
∴2L L <．所以不能将活塞拉出．
（2）保持F 最大值不变，温度升高活塞刚到缸口时，
已知：31m L = 2e p p =．
根据理想气体状态方程，有
331031
p L S p L S T T =．
计算得出得：3360T K =．
∴387C t =︒．
19．（12分）如图所示，一质量为6kg B M =的木板B 静止于光滑水平面上，物块A 质量
6kg A M =，停在B 的左端．一质量为1kg m =的小球用长为0.8m l =的轻绳悬挂在固定点O 上．将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A 发生碰撞后反弹，反弹所能达到的最大高度0.2m h =．牧场与小球可视为质点，A 、B 达到共同速度后A 还在木板上，不计空气阻力，g 取210m/s ．
（1）球和物块A 碰后瞬间A 物块的速度大小．
（2）A 、B 组成的系统因摩擦损失的总的机械能．
[答案]从小球释放到A 、B 达到共同速度的过程中，小球及A 、B 组成的系统损失的机械能为4.5J ．
[解析]（1）对于小球，在运动的过程中机械能守恒， 则有2112mgl mv =，124m/s v gL =， 2112
mgh mv '=，22m/s v gh '． （2）球与A 碰撞过程中，系统的动量守恒，
11A A mv mv M v '=-+，解得1m/s A v =．
物块A 与木板B 相互作用过程中，
()A A A B M v M M v =+共，=0.5m/s v 共．
小球及AB 组成的系统损失的机械能为：
22111()22
A B E mgl mv M M v '∆=--+共． 联立以上格式，计算得出 4.5J E ∆=．
答：从小球释放到A 、B 达到共同速度的过程中，小球及A 、B 组成的系统损失的机械能为4.5J ．
20．（13分）如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，与水平面间的夹角为37C θ=︒，两导轨之间距离为0.2m L =，导轨上端m 、n 之间通过导线连接，有理想边界的匀强磁场垂直于导轨平面向上，虚线ef 为磁场边界，磁感应强度为 2.0B T =．一质量为
0.05kg m =的光滑金属棒ab 从距离磁场边界0.75m 处由静止释放，金属棒两轨道间的电阻
0.4r =Ω，其余部分的电阻忽略不计，ab 、ef 均垂直导轨．
（210m/s g =，sin370.6︒=，cos370.8︒=）求：
（1）ab 棒最终在磁场中匀速运动时的速度．
（2）流过导线mn 电流的最大值．
（3）ab 棒在整个运动过程中的最大加速度．
[解析]解：（1）ab 受到的安培力22B L v F BIL r
==， ab 做匀速直线运动，由平衡条件得：22sin B L v mg r
θ=， 解得：0.75m/s v =；
（2）从ab 棒开始运动到刚进入磁场过程中，由机械能守恒定律得：21sin 2
mgs mv θ'=
，解得：3m/s v '=．
此时ab 棒受到的安培力：222220.23N 1.2N 0.4B L v F r '⨯⨯'====． 重力沿斜面方向的分力：1sin 0.3N G mg θ==，
1F G '>，ab 棒进入磁场后做减速运动，
max max /3A l BLv r ==．
（3）ab 棒进入磁场后做减速运动，受到的安培力减小，当安培力与重力的分力相等时做匀速运动，因此当ab 棒刚进入磁场时加速度最大，
由牛顿第二定律得：1F G ma '-=，
解得：218m/s a =，方向平行于导轨斜面上．。