辽宁省六校协作体2016-2017学年高二6月联考物理试题(解析版)

2016-2017学年度下学期省六校协作体高二联考物理试题
一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1-7题为单项选择，8-12题为多项选择。

全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错、多选或不选的得0分)
1. 关于光电效应，下列说法正确的是
A. 极限频率越大的金属材料逸出功越大
B. 只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C. 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D. 入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
【答案】A
【解析】试题分析：逸出功，知极限频率越大，逸出功越大，故A正确；发生光电效应与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B错误；根据光电效应方程得，，光电子最大初动能越大，逸出功不一定小，有可能是入射光子的能量大，故C错误；在发生光电效应的情况下，入射光的强度越高，单位时间内发出光电子的数目越多，故D错误．
考点：考查了光电效应
【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．
2. 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环.则其通过最高点时，下列说法不正确的是( )
A. 小球的向心力大小等于重力mg
B. 小球对圆环的压力大小等于mg
C. 小球的线速度大小等于
D. 小球的向心加速度大小等于g
【答案】B
【解析】小球恰好通过最高点，知小球在最高点对圆环的压力为零，向心力F n=mg，故B错误，A正确．
根据知，小球的线速度，故C正确．小球的向心加速度，故D正确．此题选择错误的选项，故选B.
点睛：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道最高点的临界情况，即靠重力提供向心力，对轨道的压力为零．
3. 一个人稳站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，那么（）
A. 克服人的重力做的功等于人的机械能增加量
B. 踏板对人的支持力做的功等于人的机械能增加量
C. 踏板对人做的功等于人的机械能的增加量
D. 对人做功的只有重力和踏板对人的支持力
【答案】C
【解析】克服重力做功导致重力势能增加，克服重力做的功等于人的重力势能的增加量．故A错误；踏板对人的作用力即为支持力与摩擦力，在随着扶梯向上加速运动过程中，踏板对人做的功等于人的机械能的增加量，故B错误，C正确；人在随着扶梯加速向上时，水平方向受到静摩擦力作用，因此静摩擦力也对人做功，D错误．故选C．...
点睛：解决本题时可以把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解，难度适中．同时学会由运动去受力分析，并掌握功与能的关系．注意重力做功必导致重力势能变化；除重力之外的力做功，必导致系统机械能变化；合力做功必导致动能变化．
4. 在如图中虚线所围的矩形区域内，同时存在场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。

已知从左方水平射入的电子，穿过该区域时未发生偏转。

重力可忽略不计。

则在这个区域中的E和B的方向不可能的是（）
A. E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同
B. E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反
C. E竖直向上，B垂直于纸面向外
D. E竖直向上，B垂直于纸面向里
【答案】D
【解析】若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故A可能；若E和B 都沿水平方向，并与电子运动方向相反，则电子所受电场力方向与运动方向相同，而由于电子运动方向与B 方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转．故B也可能；若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故C有可能；
若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故D不可能；本题选不可能的，故选D．
点睛：该题考查了电场力和磁场力的方向的判断，在判断磁场力方向时，要会熟练的应用左手定则；了解二力平衡的条件，会准确的判断二力是否能平衡是解决此类问题的关键．
5. 如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.30。

当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为( )
A. 0.35 mg
B. 0.30 mg
C. 0.23 mg
D. 0.20 mg
【答案】D
【解析】试题分析：由于重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1．15倍，在竖直方向上，由牛顿第二定律得：F N-mg=ma竖直，解得a上=0．15g，设水平方向上的加速度为a水平，则，解得：a水
=0．2g，
平
对物体受力分析可知，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律得：f=ma水=0．20mg，故D正确．故选D。

考点：牛顿第二定律
【名师点睛】物体的水平和竖直方向的加速度之间的关系，是解决本题的关键，在本题中物体在水平和竖直两个方向上都是有加速度的。

6. 在不远的将来，中国宇航员将登上月球，某同学为宇航员设计了测量一颗绕月卫星做匀速圆周运动最小周期的方法。

在月球表面上以不太大的初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。

已知月球半径为R，则如果发射一颗绕月运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据竖直上抛运动规律可知，物体竖直上抛运动的最大高度，可得月球表面的重力加速度
；又卫星周期最小时靠近月球表面运动，重力提供圆周运动向心力有：
，可得月球卫星的最小周期，故ACD错误，B正确．故选B．
点睛：掌握竖直上抛运动的规律，知道近地卫星圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力是正确解题的关键．
7. 有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如右图所示。

若将一带负电粒子（重力不计）
从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm 、4mm。

则下列说法正确的是
A. 粒子将沿x轴正方向一直向前运动
B. 粒子经过P点与Q点时，动能相等
C. 粒子在P点与Q点加速度大小相等、方向相反
D. 粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等
【答案】B
【解析】根据顺着电场线方向电势降低可知，0-2mm内，电场线沿x轴负方向，粒子所受的电场力方向沿x 轴正方向做加速运动；在2-6mm内电场线沿x轴正方向，粒子所受的电场力方向沿x负方向做减速运动，6mm处粒子的速度为零；然后粒子向左先做加速运动后做减速运动．即在0-6mm间做往复运动．故A错误．粒子经过P点与Q点时，电势相等，则其电势能相等，由能量守恒知动能相等．故B正确；φ-x图象的斜率大小等于场强E．则知P点的场强大于Q点的场强，则粒子在p点的加速度大于在Q点的加速度，加速度方向相反．故C错误．粒子经过P点与Q点时，速率相等，但电场力不同，则电场力做功的功率不等．故D 错误．故选B.
点睛：本题关键是抓住φ-x图象的斜率大小等于场强E，根据电势的变化确定电场线方向，从而判断粒子的运动情况，根据能量守恒研究动能的关系，这些都是基本的思路．
8. 如图，理想变压器原副线圈匝数之比为20：1，原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源、副线圈接入一个R=5.5Ω的负载电阻，若U0=220V，ω=100πrad/s，电压表、电流表均为理想表，则下述结论正确的是（）
A. 副线圈中电压表的读数为11V
B. 负载电阻R上的电压为11V
C. 原线圈中电流表的读数为0.1A
D. 副线圈中输出交流电的周期为0.02s
【答案】ACD
【解析】由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为220V，所以原线圈的电压的有效值为，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为，即为电压表的读数和负载电阻R上的电压，故A正确，B错误；副线圈的电流为，根据电流与匝数成反比可得，原线圈的电流大小为，故C正确．变压器不会改变电流的周期，电流的周期
为，故D正确．故选ACD．
9. 如图所示某屋顶为半球形，一人在半球形屋顶上向上缓慢爬行，他在向上爬的过程中( )
A. 屋顶对他的支持力不变
B. 屋顶对他的支持力变大
C. 屋顶对他的摩擦力不变
D. 屋顶对他的摩擦力变小
【答案】BD
【解析】以人为研究对象，作出力图．
设此人的重力为G，根据平衡条件得：屋顶对他的摩擦力：f=Gsinθ；屋顶对他的支持力：N=Gcosθ；人在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中，坡角θ减小，则f减小，N增大．即屋顶对他的摩擦力减小，屋顶对他的支持力增大．故选BD．
10. 刀削面是西北人喜欢的面食之一,全凭刀削得名。

如图所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片儿,面片便水平飞向锅里,若面团到锅的上沿的竖直距离为
0.8 m,面团离锅上沿最近的水平距离为0.4 m,锅的直径为0.4 m。

若削出的面片落入锅中,则面片的水平初速度可能是(g=10 m/s2) ，（）
A. 0.8 m/s
B. 1.2 m/s
C. 1.8 m/s
D. 3.0 m/s
【答案】BC
【解析】根据平抛运动的公式，水平方向有x=v0t，竖直方向有：h= gt2，其中0.4 m≤x≤0.8m，联立可得：1 m/s≤v0≤2m/s，故BC正确，AD错误．故选BC.
11. 如图所示，ab是匀强磁场的边界，质子()和α粒子()先后从c点射入磁场，初速度方向与ab边界夹角均为45º，并都到达d点。

不计空气阻力和粒子间的作用。

关于两粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是( )
A. 质子和α粒子运动轨迹相同
B. 质子和α粒子运动动能相同
C. 质子和α粒子运动速率相同
D. 质子和α粒子运动时间相同
【答案】AB
点睛：本题考查了粒子在磁场中的运动，根据题意确定两粒子的轨迹关系与轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律、动能计算公式、周期公式进行分析即可正确解题．
12. 一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内，线框平面与磁场垂直，线框的右边紧贴着磁场边界，如图甲所示。

t＝0时刻对线框施加一水平向右的外力，让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场，外力F
随时间t变化的图象如图乙所示。

已知线框质量m＝1 kg、电阻R＝ 1Ω，以下说法正确
．．的是( )
A. 线框做匀加速直线运动的加速度为1 m/s2
B. 匀强磁场的磁感应强度为2T
C. 线框穿过磁场的过程中，通过线框的电荷量为 C
D. 线框边长为1 m
【答案】ABC
【解析】t=0时刻，线框的速度为零，线框没有感应电流，不受安培力，加速度为：，故A正确；线框刚出磁场时的速度为v=at=1×1m/s=1m/s，此时线框所受的安培力为F A=BIL，，则得
，根据牛顿第二定律得 F-F A=ma，代入得 F-=ma，代入数据 F=3N，m=1kg，R=1Ω，L=0.5m，v=1m/s，a=1m/s2解得，B=2 T，故B正确；线框的边长为：L=at2=×1×12=0.5m，故D错误；电荷量：，电流：，由法拉第电磁感应定律得：，则得通过线框的电量：，故C正确．故选ABC．
点睛：本题的突破口是根据牛顿第二定律求出加速度，根据运动学公式求出线框的边长和速度，问题就变得简单清晰了，再根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式等等电磁感应常用的规律解题．
二、实验题(本题有2小题，共13分:13题每空2分，共6分；14题每空1分，共7分。

请按题目要求作答)
13. 用如图所示装置做“验证牛顿第二定律”的实验．现已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、细线、砝码、砂和砂桶、刻度尺、天平、导线．
（1）为了完成实验，还需的实验器材是______：
A．直流电源B．交流电源
C．打点计时器 D．秒表
（2）实验中将砂和砂桶总重力大小作为绳子拉力的大小，从而在实验中引起了系统误差，为尽量减小该系统误差，可以让砂和砂桶总质量______小车质量（选填“大于”、“远大于”、“小于”、“远小于”或“等于”）；
（3）实验中，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．这样做的目的是为了______从而使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力．【答案】(1). （1）BC，(2). （2）远小于，(3). （3）平衡摩擦力
【解析】（1）为了完成实验，还需的实验器材是：交流电源和打点计时器，故选BC.
（2）实验中为了尽量减小该系统误差，可以让砂和砂桶总质量远小于小车质量；
（3）实验中这样做的目的是为了平衡摩擦力，从而使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力．
14. 小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件的参数为：电池组(电动势约6V，内阻r约3Ω)、电流表(量程2.0A，内阻r A=0.8Ω)、电阻箱R1(0～99.9Ω)、滑动变阻器R2(0～R t)、开关三个及导线若干。

他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。

(1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。

他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S l，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I.此时滑动变阻器接入电路的阻值为_________Ω.
(2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势E和内电阻r。

①他的实验步骤为：
a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至_________(选填“最大值”或“最小值”)，之后闭合开关S，再闭合_______(选填“S1”或“S2”)；
b.调节电阻________(选填“R1”或"R2”)，得到一系列电阻值R和电流I的数据；
c．断开开关，整理实验仪器。

②图乙是他由实验数据绘出的图像，图像纵轴截距与电源电动势的乘积代表_________（用对应字母表示），电源电动势E=_______ V，内阻r=_________Ω。

(计算结果保留两位有效数字)。

【答案】(1). (1)3.6(2). （2）①最大值，(3). S1，(4). R1；(5). ②电源内阻和电流表的内阻之和（或r+r A），(6). 6.0，(7). 2.8
【解析】试题分析：（1）由电路的结构可知测出了R2接入电路的阻值用的是等值替代法．
（2）实验中采用的是电阻箱和电流表的方式测定电动势和内电阻；根据实验的原理可知应采用的方式；（3）分析电流与电阻的关系，由闭合电路欧姆定律可得出符合本实验的公式，再结合图象的性质利用函数关系即可求得电动势和内电阻．
（1）两电流表示数相同，电阻相同，故滑动变阻器接入电路的阻值为3.6 Ω。

（2）①闭合电路前应将电阻调到最大，因实验需要获得多组R、I值，因此应为R1；②由闭合电路欧姆定律有：，可得：－R图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表r＋R A；图象斜率为，即：k=，E==6.0V，由，得：。

【点睛】本题中有两个难点，一个等电阻替代法测电阻原理，二是需要根据闭合欧姆定律推导出
的形式
三、计算题(本题有3小题，共39分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)... 15. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度v A＝10 m/s，B车在后，速度v B＝30 m/s，因大雾能见度很低，B车在距A车x0＝75 m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180 m 才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后多长时间相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
【答案】会相撞；6 s
【解析】B车刹车至停下来的过程中，由v2－v02＝2ax得
假设不相撞，依题意画出运动过程示意图，如下图所示．
设经过时间t两车速度相等，对B车有：v A＝v B＋a B t
解得 .
此时B车的位移x B＝v B t＋a B t2＝30×8 m－×2.5×82 m＝160 m.
A车的位移x A＝v A t＝10×8 m＝80 m.
因x B>x A＋x0，故两车会相撞．
设B刹车后经过时间t x两车相撞，则有v A t x＋x0＝v B t x＋a B t x2，
代入数据解得，t x＝6 s或t x＝10 s(舍去)．
16. 如图所示，光滑悬空轨道上静止一质量为2m的小车A，用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为m的木块B。

一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块B并留在其中（子弹射入木块时间极短），在以后的运动过程中，摆线离开竖直方向的最大角度小于90°，重力加速度为g，试求：
(1)木块能摆起的最大高度；
(2)小车A运动过程的最大速度
【答案】（1）v02/16g （2）v0
【解析】（1）子弹与物块：mv0=2mv1
子弹、物块及小车：mv0=（m+m+2m）v2
由能量守恒得：∙2mv1 2 ∙4mv22 + 2mgh
得h=v02/16g
（2）子弹射入木块后,当木块B摆到最低点且速度（设为v1′）方向为水平向左时，小车A的速度最大（设为v2′），在水平方向，由动量守恒得：
2mv1=2mv1′+2mv2′
由能量守恒得：∙2mv1 2=∙2m v1′2+ ∙2m v2′2
得v2′=v0
17. 如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻。

导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。

斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。

现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b 棒恰好静止。

当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力， a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此时b棒已滑离导轨。

当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。

已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R， b棒的质量为m，重力加速度为g, 导轨电阻不计。

求
(1) a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流大小I a与定值电阻R中的电流大小I R之比；
(2) a棒质量m a；
(3) a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F...
【答案】(1) 2∶1 (2) m； (3) mg sin θ
【解析】(1) a棒沿导轨向上运动时，a棒、b棒及电阻R中的电流分别为I a、I b、I R，有
I R R=I b R b ①
I a=I R+I b ②
由①②解得=③
设磁场的磁感应强度为B，导体棒长为L。

a棒在磁场中运动时产生的感应电动势为E=BLv ⑤
I b=×=⑥
I b LB=mg sin θ ⑦
当a棒向下匀速运动时，设a棒中的电流为I a'，则I a' =⑧
I a' LB=m a g sin θ ⑨
由⑥⑦⑧⑨解得m a=m
(3) 由题知导体棒a沿斜面向上运动时，所受拉力F=I a LB+m a g sin θ
联立上列各式解得F=mg sin θ。