甘肃省临泽一中2017—2018学年度高二下学期期末质量检测物理试题(解析版)

临泽一中2017——2018学年度第二学期期末质量检测
高二年级物理试卷
一、本题共9小题。

每小题3分，共27分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。

1. 在物理学的重大发现中,科学家们总结出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。

以下关于物理学研究方法的叙述正确的是()
A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了假设法
B. 根据速度的定义式v=,当Δt趋近于零时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了微元法
C. 在实验探究加速度与力、质量的关系时,运用了控制变量法
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,然后将各小段位移相加,运用了极限思想法
【答案】C
【解析】质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，A错误；为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，B 错误；在研究加速度与质量和合外力的关系时，由于影响加速度的量有质量和力，故应采用控制变量法，C 正确；在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法，D错误．
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2. 一汽车以36 km/h的速度沿平直公路行驶,前面发现障碍物采取刹车后获得大小为4 m/s2的加速度,刹车后第3 s内,汽车走过的路程为()
A. 12.5 m
B. 2 m
C. 10 m
D. 0.5 m
【答案】D
【解析】36km/h=10m/s，所以汽车停止运动所用时间为，所以在刹车后第3s内只运动了0.5s
时间，根据逆向思维可知第3s内走过的路程为，D正确．
3. 在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小( )
A. 一样大
B. 水平抛的最大
C. 斜向上抛的最大
D. 斜向下抛的最大
【答案】A
【解析】解：由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度差相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同．
故选：A．
【点评】本题是机械能守恒的直接应用，比较简单，也可以直接用动能定理求解．
视频
4. 带电粒子仅在电场力作用下,从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点,如图所示,则从a到b过程中,下列说法正确的是()
A. 粒子带负电荷
B. 粒子先加速后减速
C. 粒子加速度一直增大
D. 粒子的机械能先减小后增大
【答案】D
【解析】试题分析：粒子受到的电场力沿电场线方向，故粒子带正电，故A错误；图象知粒子受电场力向右，所以先向左做减速运动后向右加速运动，故B错误．据轨迹弯曲程度，知电场力的方向沿电场线切线方向向右，从a点到b点，电场力先做负功，再做正功，电势能先增加后降低，动能先变小后增大．根据电场线的疏密知道场强先小后大，故加速度先小后大，C错误，D正确．故选D．
考点：带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】解决本题的关键通过轨迹的弯曲方向判断出电场力的方向，根据电场力做功判断出动能的变化和电势能的变化．
5. 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动．已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置I和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为：( )
A. 逆时针方向逆时针方向
B. 逆时针方向顺时针方向
C. 顺时针方向顺时针方向
D. 顺时针方向逆时针方向．
【答案】B
【解析】线圈从Ⅰ到Ⅱ运动的过程中，磁场穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，感应磁场的方向先与原磁场相反，后与原磁场方向相同。

右根据右手螺旋定则，感应电流的方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，ACD错误，故本题选B。

【点睛】根据楞次定律和右手螺旋定则，可以判断线圈中感应电流的方向。

6. 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。

质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20.0 kg 的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()
A. 510 N
B. 490 N
C. 890 N
D. 910 N
【答案】B
【解析】拉力．
7. 如图所示，平行板电容器充电后断开电源，带正电的极板接地，板间有一带电小球用绝缘细线悬挂着，小球静止时与竖直方向的夹角为θ，若将带负电的极板向右平移稍许，则（）
A. 两极板间的电场强度变小
B. 带负电的极板的电势降低
C. 夹角θ将变小
D. 细线对小球的拉力变大
【答案】B
【解析】（1）根据电容器电容的定义式、决定式和电场强度公式：，可得。

由
可知，在断电后，极板电荷量Q保持不变的情况下，改变极板间距离d时，不会影响电场强度，故电场强度不变，同时小球的平衡状态不变，细绳和竖直方向夹角不变，绳子拉力不变，ACD错误；（2）根据可知，d增加，板间电势差U增加，设负极板的电势为，而正极板因接地，电势为0
故，则，故随着增加，变小，B正确；
故本题选B
【点睛】根据电容器充电后与电源断开之后，电荷量不变，可推知板间电场强度不变，进而可以知道小球的受力情况不变；增加极板间得距离，板间电势差增大，由于正极板电势不变，故负极板电势降低。

8. 如图所示,用外力F=20 N沿斜面将一个质量m=2 kg的木块从斜面底端由静止开始拉到斜面顶端时速度为v=10 m/s。

若斜面的摩擦力恒为重力的0.2倍,斜面的高度h=5 m,则下列说法正确的是(g取10 m/s2)()
A. 合力做功为100 J
B. 重力做功为100 J
C. 摩擦力做功为-200 J
D. 外力F做功为200 J
【答案】A
【解析】（1）由动能定理可知，合外力做功，A正确；
（2）重力做功为，B错误；
（3）物体沿斜面上滑的过程中，拉力F做正功，摩擦力f做负功，重力做负功，设斜面长度为s；则有
，又F=20N，f=0.2G=4N，
解得外力做功，阻力做功，CD错误。

故本题选A
【点睛】由动能定理可求得合外力所做的功；根据重力做功的公式可求得重力所做的功；再由合外力做功及F与摩擦力间的关系可解得拉力及摩擦力做。

9. 根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )
A. 13.6eV
B. 3.4eV
C. 10.2eV
D. 12.09eV
【答案】D
【解析】试题分析：受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，知跃迁到第3能级，则吸收的光子能量为，故D正确．
考点：考查了氢原子跃迁
【名师点睛】能级间跃迁吸收或辐射的能量等于两能级间的能级差，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，可知跃迁到第3能级，从而根据能级差求出照射的光子能量．
二、本题共3小题。

每小题5分，共15分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。

全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不选的得0分。

10. 如图所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ。

如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是()
A. 棒中的电流变大,θ角变大
B. 两悬线等长变短,θ角变小
C. 金属棒质量变大,θ角变大
D. 磁感应强度变大,θ角变大
【答案】AD
【解析】试题分析：导体棒受力如图所示，；棒中电流I变大，θ角变大，故A正确；两悬线等长变短，θ角不变，故B错误；金属棒质量变大，θ角变小，故C错误；磁感应强度变大，θ角变大，故D错误；故选A．
考点：安培力；物体的平衡
【名师点睛】此题考查了安培力及物体的平衡问题；解题时对金属棒进行受力分析、应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题。

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11. 光电效应的实验结论是：对于某种金属( )
A. 无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就一定不能产生光电效应
B. 无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C. 超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D. 超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
【答案】AD
【解析】试题分析：光照强度的大小只影响光电子的数目，只有照射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应，根据公式，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故AD正确
考点：考查了光电效应
视频
12. 如图所示，变压器原线圈两端的输入电压u=220sin 100t（V），电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10。

已知原副线圈的匝数比为11:2，则以下叙述中正确的是（）
A. 该交流电的频率为100Hz
B. 电压表的读数为40V
C. 电流表的读数为4A
D. 若滑动变阻器的滑动触头P向a端移动，则电流表的读数将变小
【答案】BD
【解析】（1）根据输入电压公式可知，该交流电得频率，A错误；
（2）原线圈输入电压的有效值为，根据变压器原副线圈电压和匝数得关系得：
，B正确；
（3）副线圈中电流为，根据原副线圈电流和匝数之间的关系可知，原线圈中电流
，故电流表示数不是4A，选项C错误；
（4）若滑动变阻器的滑动触头P向a端移动，则副线圈负载总电阻增大。

故副线圈电流减小，功率减小，则原线圈输入功率变小，根据可知，原线圈中电流减小，故此时电流表读数变小，D正确
故本题选D
【点睛】根据变压器的特点：匝数与电压成正比，与电流成反比，输入功率等于输出功率。

三、实验题（共14分）
13. 有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度。

用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是________mm；用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是________mm。

【答案】(1). 10.50 (2). 1.733
【解析】如图甲所示的读数是:1cm+0.05mm×9=10.45mm．
图乙的读数是：1.5mm+0.01mm×23.0=1.730mm．
14. 在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中，需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，除开关、导线外，还有如下器材：
A．小灯泡“6V 3W”，
B．直流电源6～8V
C．电流表（量程3A，内阻约0.2Ω）
D．电流表（量程0.6A，内阻约1Ω）
E．电压表（量程6V，内阻约20kΩ）
F．电压表（量程20V，内阻约60kΩ）
G．滑动变阻器（0～20Ω、2A）
H．滑动变阻器（1kΩ、0.5A）
（1）实验所用到的电流表应选______，电压表应选______，滑动变阻器应选______．（填器材前的字母代号）
（2）在虚线框内画出最合理的实验原理图____________．
【答案】(1). D (2). E (3). G (4).
【解析】试题分析：（1）根据灯泡额定电压与额定功率求出灯泡额定电流，根据额定电流选择电流表；根据灯泡额定电压选择电压表；在保证安全的前提下，为方便实验操作应选最大阻值较小的滑动变阻器．（2）描绘小灯泡伏安特性曲线电压、电流需要从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图．
解：（1）灯泡额定电流I==0.5A，电流表应选D；灯泡额定电压6V，电压表应选E；为方便实验操作，减小误差，滑动变阻器应选G．
（2）描绘灯泡伏安特性曲线滑动变阻器应采用分压接法；
灯泡正常工作时电阻为R==12Ω，
=12，≈1666.7，
＞，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示．
故答案为：（1）D；E；G；（2）电路图如图所示
【点评】本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图；要掌握实验器材的选取原则，确定滑动变阻器与电流表的接法是设计实验电路图的关键，也是难点．
四、本题共3小题，共30分
15. 如图，质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处．质量也为m的小球a，从距BC 高h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下，在C处与b球正碰并与b粘在一起．已知BC轨道距地面的高度为0.5h，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg．试问：
（1）a与b球碰前瞬间的速度多大？
（2）a、b两球碰后，细绳是否会断裂？若细绳断裂，小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少？若细绳不断裂，小球最高将摆多高？
【答案】（1）（2）
【解析】试题分析：（1）设a球经C点时速度为，则由机械能守恒定律
解得：
（2）设b球碰后的共同速度为，由动量守恒得：
小球被细绳悬挂绕O摆动时，若细绳拉力为T，则
解得
，细绳会断裂，小球做平抛运动．
设平抛的时间为，则
故落点距C的水平距离为
可得
考点：动量守恒定律、机械能守恒定律
【名师点睛】本题考查了求速度，判断绳子是否断裂、求水平位移问题，应用动能定理、动量守恒定律、牛顿第二定律、平抛运动规律即可解题，本题难度不大；第一问也可以应用机械能守恒定律解题。

16. 如图所示, 匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD边界间夹角为θ.已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?
【答案】
【解析】当入射速度很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从CD一侧射出，速度越大，轨道半径越大，当轨道与外边界EF相切时，电子恰好不能从EF射出，如图所示。

电子恰好射出时，由几何关系可知：
由根据洛伦兹力提供向心力得：
联立方程得：
故电子要射出磁场，速度的大小至少应为
17. 如图所示，U形导线框MNQP水平放置在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在的平面垂直，导线MN和PQ足够长，导轨间距L=0.5m，横跨在导线框上的导体棒ab的质量m=0.01Kg，电阻r=0.1Ω，接在NQ间的电阻R=0.4Ω，电压表为理想电表，其余电阻不计。

若导体棒在F=0.2N水平外力作用下由静止开始向左运动，不计导体棒与导线框间的摩擦。

求：
（1）金属棒运动的最大速度v m多大？此时电压表的示数U 是多少？
（2）金属棒的速度V=V m/4时，金属棒的加速度a为多少？
（3）若在金属棒运动达到最大速度的过程中棒前进了5m，则这个过程整个电路所产生的热量Q是多少？【答案】（1）V m=10m/s ，U外=0.8V（2）（3）0.5 J
【解析】（1）由题意可知，当金属棒最终匀速运动时，其速度达到最大值，受力平衡
即：
根据闭合电路欧姆定律：
联立解得：，
（2）金属棒在达到匀速之前，做加速度逐渐减小的加速运动
由牛顿第二定律可知：
又因为：
若
联立解得：
（3）从金属棒开始运动到达到最大速度的过程中，
由动能定理得：
又因为
解得：
18. 一定质量气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因，下列说法错误
．．的是( )
A. 温度升高后，气体分子的平均速率变大
B. 温度升高后，气体分子的平均动能变大
C. 温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大
D. 温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了
【答案】D
【解析】温度升高,分子的平均动能增大,根据动量定理,知分子撞击器壁的平均作用力增大.体积不变,知分子的密集程度不变,即单位体积内的分子数不变.故A、B、C正确.D错误
综上所述本题答案是：ABC.
点睛：影响气体压强的微观因素:一个是气体分子的平均动能,一个是分子的密集程度.温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子的平均动能越大
19. 如图所示，一活塞将一定质量的理想气体封闭在水平固定放置的汽缸内，开始时气体体积为V0，温度为27℃．在活塞上施加压力将气体体积压缩到0.5V0，温度升高到57℃．设大气压强p0=1.0×105 Pa，活塞与汽缸壁摩擦不计．
（1）求此时气体的压强；
（2）若此时保持温度不变，而缓慢减小施加在活塞上的压力使气体体积恢复到V0，求此时气体的压强．【答案】（1）（2）
【解析】（1）由气体状态方程知：
..................
解得：P1=1.65×105pa
（2）气体发生等温变化，根据玻马定律有：P 1V1=P2V2
将V2=V0代入可得：P2=1.1×105pa
视频
20. 如图所示，两束单色光a、b从水下射向A点后，光线经折射合成一束光c，则下列说法中正确的是（）
A. 水对单色光a的折射率比对单色光b的折射率大
B. 在水中a光的临界角比b光的临界角大
C. 在水中a光的速度比b光的速度小
D. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
【答案】B
【解析】试题分析：由折射定律，a、b从水中射向空气的折射角相等，而由图可得，所以
，所以，A选项错误；由,可知,所以B选项正确；由，，C选项错误；因为，所以a光的频率小于b光的频率，而，所以，用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，
由知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，D选项错误。

考点：光的折射光在介质中的传播全发射光的干涉
21. 一列波沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时刻的波形图如图所示，已知这列波在P出现两次波峰的最短时间是0.4 s，求：
（1）这列波的波速是多少？
（2）再经过多少时间质点R才能第一次到达波峰？这段时间内R通过的路程是多少？
【答案】（1）（2），
【解析】（I）由两次波峰的最短时间知道，波速
（II）R第一次到达波峰，即为左边波峰向右传播x=7m到达R点，所用时间
Q点振动了，路程为。