湖南省2016_2017学年高二物理下学期5月月考试题(含解析)

2016-2017学年湖南高二（下）月考物理试卷（5月份）
一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）
1．关于光电效应现象，下列说法中正确的是（）
A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
2．如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知（）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t=0时刻，振子的位置在a点
C．在t=t1时刻，振子的速度为零
D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动
3．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则（）
A．该波的振幅可能是20cm
B．该波的波长可能是8.4m
C．该波的波速可能是10.5m/s
D．该波由a传播到b可能历时7s
4．分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则（）
A．A带正电、B不带电、C带负电
B．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＜aB＜aC
C．三小球在电场中运动时间相等
D．三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA
5．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在△t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀的增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）
A．B．C．D．
6．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如图所示．下列描述该波的图象可能正确的是（）
A．B．C．
D．
7．两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（）
A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高
C．c点的电场强度比d点的大D．c点的电势比d点的低
8．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是（）
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
二、解答题（共5小题，满分62分）
9．在“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置：
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
（2）在做实验时，对实验要求以下说法正确的是
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．入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确．
10．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
滑动变阻器：R（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）
定值电阻：R0=0.5Ω
（1）该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是A．
（2）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r= Ω（结果保留两位有效数字）．
（3）由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势 E ，内阻（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
11．一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图
所示，玻璃的折射率n=．
（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．
12．如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙．在其左端有一个光滑
的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水
平面上．现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以滑离B，恰好能到达C的最高点．A、
B、C的质量均为m，试求：
（1）木板B上表面的动摩擦因数μ
（2）圆弧槽C的半径R．
13．如图所示，在坐标系oxy的第一象限内有E=1.0×103V/m、方向沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限有B=1T、方向垂直纸面向里长为10m、宽为1m紧贴x、y轴的匀强磁场．现
有质荷比=10﹣3kg/C的带正电粒子从y轴上的A点以速度V0=2.0×103m/s沿x轴正向射出，进入磁场时速度方向与x轴方向成45°角，粒子的重力忽略不计．求：
（1）A点到坐标原点O的距离；
（2）粒子从A出发到最终离开磁场的时间．
2016-2017学年湖南师大附中高二（下）月考物理试卷（5月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）
1．关于光电效应现象，下列说法中正确的是（）
A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应
D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应
【考点】IC：光电效应．
【分析】根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，可知道光电子的最大初动能与什么因素有
关．，逸出功W0=hγ0=h，光电效应方程可写成EKm=h﹣h．发生光电效
应的条件是γ＞γ0或hγ＞W0，与入射光的强度无关．
【解答】解：A．根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大．故A错．
B．从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比．故B错．
C．根据光电效应方程EKm=h﹣h．入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电
效应．故C正确．
D．能否发生光电效应与入射光的强度无关．故D错误．
故选C．
2．如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知（）
A．振子的振动周期等于t1
B．在t=0时刻，振子的位置在a点
C．在t=t1时刻，振子的速度为零
D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动
【考点】71：简谐运动；72：简谐运动的振幅、周期和频率．
【分析】简谐运动中振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出；根
据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况．
【解答】解：A、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期T=2t1；故A错误；
B、由图乙知在t=0时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的位置在O点，故B错误；
C、在t=t1时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，故C错误；
D、从t1到t2，振子的位移从0变化到正向最大，说明正从O点向b点运动．故D正确．故选：D．
3．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则（）
A．该波的振幅可能是20cm
B．该波的波长可能是8.4m
C．该波的波速可能是10.5m/s
D．该波由a传播到b可能历时7s
【考点】73：简谐运动的振动图象；F2：机械波；F5：波长、频率和波速的关系．
【分析】由振动图象可知波的振幅及周期；由图象得出同一时刻两质点的位置及振动方向，则可得出ab间可能含有的波长数，则可得出波长的表达式，波速公式可得出波速的可能值；则可知该波从a传播到b点可能经历的时间．
【解答】解：A、由图可知，波的周期为4s，振幅为10cm，故A错误；
B、由图可知，在0时刻a在负向最大位置处，b在平衡位置向正方向运动，而波由a向b
传播，则ab间距离与波长关系为l=（n+）λ=λ（n=0，1，2，3﹣﹣﹣﹣﹣﹣），将8.4m代入n无解，故B错误；
C、由B可知λ=m，由v=可知，v=m/s=m/s（n=0、1、2﹣﹣﹣﹣﹣﹣），将10.5m/s代入，n无解，故C错误；
D、由a到b需要的时间t==（4n+3）s，当n=1时，t=7s，故D正确；
故选D．
4．分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球，分别以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，已知上板带负电，下板接地．三小球分别落在图中A、B、C三点，则（）
A．A带正电、B不带电、C带负电
B．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＜aB＜aC
C．三小球在电场中运动时间相等
D．三小球到达下板时的动能关系是EkC＞EkB＞EkA
【考点】AK：带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】因为上极板带负电，所以平行板间有竖直向上的电场，正电荷在电场中受到向上的电场力，负电荷受到向下的电场力．则不带电的小球做平抛运动，带负电的小球做类平抛运动，加速度比重力加速度大，带正电的小球做加速度比重力加速度小的类平抛运动．由此根据平抛和类平抛运动规律求解．
【解答】解：在平行金属板间不带电小球、带正电小球和带负电小球的受力如下图所示：
由此可知带正小球做平抛运动a1=，带正电小球做类平抛运动a2=，带负电小球做类
平抛运动a3=．
根据题意，三小球在竖直方向都做初速度为0的匀加速直线运动，球到达下极板时，在竖直
方向产生的位移h相等，据得三小球运动时间，正电荷最长，不带电小球次之，带负电小球时间最短．
A、三小球在水平方向都不受力，做匀速直线运动，则落在板上时水平方向的距离与下落时间成正比，故水平位移最大的A是带正电荷的小球，B是不带电的小球，C带负电的小球．故A正确；
B、因为A带正电，B不带电，C带负电，所以aA=a2，aB=a1，aC=a3，故B正确；
C、由于三小球在竖直方向位移相等，初速度均为0，由于电场力的作用，三小球的加速度不相等，故它们的运动时间不相等，故C错误；
D、根据动能定理，三小球到达下板时的动能等于这一过程中合外力对小球做的功．由受力图可知，带负电小球合力最大为G+F，做功最多动能最大，带正电小球合力最小为G﹣F，做功最少动能最小，故D选项正确．
故选ABD．
5．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在△t时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀的增大到2B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（）
A．B．C．D．
【考点】D8：法拉第电磁感应定律．
【分析】根据法拉第电磁感应定律E=n=n S，求解感应电动势，其中S是有效面积．
【解答】解：根据法拉第电磁感应定律E=n=n S=n=
故选：B．
6．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如图所示．下列描述该波的图象可能正确的是（）
A．B．C．
D．
【考点】F4：横波的图象．
【分析】根据同一时刻两个质点的振动状态，画出可能的波形，得到距离9m与波长的关系式，求得波长的通项，得到波长的特殊值，即可进行选择．
【解答】解：由振动图象可知，在t=0时刻，a位于波峰，b经过平衡位置向下运动．
若波从a传到b，如图a、b两点之间的波形图“余数”如红线所示，则有（n+）λ=9m，
n=0，1，2，…，得λ=m
若波从b传到a，如图a、b两点之间的波形图“余数”如蓝线所示，则有（n+）λ=9m，
n=0，1，2，…，得λ=m
代入自然数可知，λ=4m、12m，得AC正确．
故选AC
7．两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示，c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则（）
A．a点的电场强度比b点的大B．a点的电势比b点的高
C．c点的电场强度比d点的大D．c点的电势比d点的低
【考点】AD：电势差与电场强度的关系；AC：电势；AE：电势能．
【分析】根据电场线的疏密判断场强的大小．根据电场线的方向判断电荷的正负．顺着电场线电势逐渐降低，由电场线的方向可判断电势的正负．
【解答】解：A、由图看出，a点处电场线比b点处电场线密，则a点的场强大于b点的场强，故A正确．
B、电场线从正电荷到负电荷，沿着电场线电势降低，所以b点的电势比a点的高，所以B 错误；
C、负电荷在c点的合场强为零，c点只有正电荷产生的电场强度，在d正电荷产生的场强向上，两个负电荷产生的场强向下，合场强是它们的差值，所以c点的电场强度比d点的大，所以C正确；
D、正电荷到c点的平均场强大于正电荷到d点的平均场强，根据U=Ed可知，正电荷到c 点电势降低的多，所以c点的电势比d点的低；
也可以根据电势这样理解：由正电荷在d，c两点产生的电势相等，但两个负电荷在d点产生的电势高于c点，所以c点的总电势低于d点．所以D正确；
故选：ACD
8．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是（）
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
【考点】E8：变压器的构造和原理；BG：电功、电功率．
【分析】与闭合电路中的动态分析类似，可以根据滑动变阻器R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况．
【解答】解：A、当滑动变阻器R的滑片向下移动时，导致总电阻增大，由于输入电压U1
不变，且原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，根据，即亮度不变．故A错误；
B、当滑动变阻器R的滑片向下移动时，导致总电阻增大，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，故B正确；
C、当滑动变阻器R的滑片向上移动时，导致总电阻减小，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，则有副线圈的总电流增大．因此输入电流也变大．故C 错误；
D、当滑动变阻器R的滑片向上移动时，导致总电阻减少，由于输入电压U1不变，且原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，则有副线圈的总电流增大．则输出功率增大，故D正确．故选：BD．
二、解答题（共5小题，满分62分）
9．在“验证动量守恒定律”的实验中，一般采用如图所示的装置：
（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则 C
A．m1＞m2，r1＞r2
B．m1＞m2，r1＜r2
C．m1＞m2，r1=r2
D．m1＜m2，r1=r2
（2）在做实验时，对实验要求以下说法正确的是BCD
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．入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D．释放点越高，两球碰后水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确．
【考点】ME：验证动量守恒定律．
【分析】（1）为了保证碰撞前后使入射小球的速度方向不变，故必须使入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了使两球发生正碰，两小球的半径相同．
（2）根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤．
【解答】解：（1）在小球碰撞过程中水平方向动量守恒定律故有：m1v0=m1v1+m2v2，
在碰撞过程中动能守恒故有：，
解得：，
要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1﹣m2＞0，m1＞m2，为了使两球发生正碰，两小球的半径相同，r1=r2，
故选：C．
（2）AB、验证动量守恒定律实验，必须保证斜槽轨道末端切线水平，斜槽轨道不必要光滑，故A错误，B正确；
C、为保证球的初速度相等，入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、释放点越高，碰撞后速度越大，水平位移越大，水平位移测量的相对误差越小，两球速度的测量越准确．故D正确．
故选：BCD．
故答案为：（1）C，（2）BCD．
10．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻．
实验室除提供开关S和导线外，有以下器材可供选择：
电压表：V（量程3V，内阻Rv约为10kΩ）
电流表：G（量程3mA，内阻Rg=100Ω）
滑动变阻器：R（阻值范围0〜10Ω，额定电流2A）
定值电阻：R0=0.5Ω
（1）该同学将电流表G与定值电阻R0并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是0.6 A．
（2）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图乙所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E= 1.48 V（结果保留三位有效数字），电源的内阻r= 0.86 Ω（结果保留两位有效数字）．
（3）由于电压表内阻电阻对电路造成影响，本实验电路测量结果电动势 E 偏小，内阻偏小（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）
【考点】N3：测定电源的电动势和内阻．
【分析】（1）根据并联电路的特点求解改装后的电流表对应的量程；
（2）根据电流表G读数与改装后电流表读数的关系，由闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻；
（3）利用“等效电源法”进行误差分析即可明确误差情况．
【解答】解：（1）改装后电流表量程：I=Ig+=0.003+A=0.603A；
（2）由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：E=1.48V．
图线的斜率大小k=r，由数学知识知：k===0.84，则电源的内阻为：
r=k=0.84Ω，
（3）可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值．
故答案为：（1）0.603；（2）1.48；0.84；（3）偏小；偏小
11．一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图
所示，玻璃的折射率n=．
（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．
【考点】H3：光的折射定律．
【分析】由全反射定律求出临界角，然后由几何知识求出入射光束在AB上的最大宽度．
【解答】解：（i）根据全反射定律：sinC=，
得：C=45°，
即临界角为45°，如下图：
由几何知识得：d=，
则入射光束在AB上的最大宽度为2d=R；
（ii）设光线在距离O点R的C点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系和已知条件得：α=60°＞C
光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G点射出，如图：
由反射定律和几何关系得：
OG=OC=R，
射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．
答：（i）一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，
则入射光束在AB上的最大宽度为R；
（ii）一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射，此光线从玻璃砖射出
点的位置在O点左侧或者右侧R处．
12．如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙．在其左端有一个光滑
的圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，B、C静止在水
平面上．现有滑块A以初速度v0从右端滑上B并以滑离B，恰好能到达C的最高点．A、
B、C的质量均为m，试求：
（1）木板B上表面的动摩擦因数μ
（2）圆弧槽C的半径R．
【考点】53：动量守恒定律；6B：功能关系；8G：能量守恒定律．
【分析】1、当A在B上滑动时，A与BC整体发生相互作用，由于水平面光滑，A与BC组成的系统动量守恒列出等式，由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能列出等式，联立求解．
2、当A滑上C，B与C分离，A、C发生相互作用，A、C组成的系统水平方向动量守恒，由
A、C组成的系统机械能守恒列出等式，联立求解．
【解答】解：（1）当A在B上滑动时，A与BC整体发生相互作用，由于水平面光滑，A与BC组成的系统动量守恒，选向左的方向为正方向，有
：…①
由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能即：
…②
联立①②解得：…③
（2）当A滑上C，B与C分离，A、C发生相互作用．设A到达最高点时两者的速度相等均为v2，
A、C组成的系统水平方向动量守恒有：…④
由A、C组成的系统机械能守恒：…⑤
联立④⑤解得：
答：（1）木板B上表面的动摩擦因数是
（2）圆弧槽C的半径．
13．如图所示，在坐标系oxy的第一象限内有E=1.0×103V/m、方向沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限有B=1T、方向垂直纸面向里长为10m、宽为1m紧贴x、y轴的匀强磁场．现
有质荷比=10﹣3kg/C的带正电粒子从y轴上的A点以速度V0=2.0×103m/s沿x轴正向射出，进入磁场时速度方向与x轴方向成45°角，粒子的重力忽略不计．求：
（1）A点到坐标原点O的距离；
（2）粒子从A出发到最终离开磁场的时间．
【考点】CI：带电粒子在匀强磁场中的运动；AK：带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】（1）带电粒子电场区做类平抛运动，根据类平抛运动规律计算竖直方向上的位移的大小即可；
（2）计算粒子的合速度的大小，根据洛伦兹力作为向心力计算在磁场中运动的周期的大小和圆心角，从而计算时间的大小，与在电场中运动的时间的和即为总时间．
【解答】解：（1）带电粒子电场区做类平抛运动，进入磁场时沿﹣y方向速度为Vy
在竖直方向行的加速度大小为：a=
根据速度位移的关系式为： =2ay
解得A点到坐标原点O的距离为：y=2m
（2）带电粒子第一次在电场中运动时间为：
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有：
qvB=m=
解得：R=2m
R﹣Rsin45°＜1m
OD=v0t1+2Rsin45°＜8m＜3v0t1+2Rsin45°
所以粒子不会从下边界和右边界射出，且从磁场的上边界第一次射出后再不回磁场了，带电粒子在磁场中运动时间为：
t1==T=1.57×10﹣3s
粒子从A出发到最终离开磁场的时间为：
t=t1+t2=3.57×10﹣3s
答：（1）A点到坐标原点O的距离为2m；
（2）粒子从A出发到最终离开磁场的时间为3.57×10﹣3s．。