2019-2020学年黑龙江省哈尔滨市第六中学校高二下学期期中考试物理试题(解析版)

哈尔滨市第六中学2019-2020学年度下学期期中考试
高二物理试题
一、选择题：本题共13小题，每小题4分，共52分。

在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～13题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1.下列说法正确的是（）
A. 当线圈中电流不变时，线圈中的自感电动势也不变
B. 当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
C. 当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
D. 当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反
『答案』D
『解析』A．由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，故A 错误；
B．根据楞次定律可知，当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，故B错误；
C．当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，故C错误。

D．当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，故D正确。

故选D。

2.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源的电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是（）
A. 电路中交变电流的频率为25Hz
B. 2A
C. 电阻消耗电功率为25W
D. 用交流电压表测得电阻两端的电压为5V 『答案』A
『解析』A ．由图可知11Hz=25Hz 0.04
f T =
= 故A 正确； D ．该电源电动势的有效值为 2.52V 2
m
U =
= 电压表的示数为有效值为5V ，故D 错误； B ．电路中的电流 2.522A A U I R =
== 故B 错误； C ．电阻消耗功率为2
2.52W=2.5W 2
P UI ==⨯
故C 错误。

故选A 。

3.在远距离输电中，如果输送功率和输送距离不变，要减少输送导线上热损耗，目前最有效而又可行的输送方法是( ) A. 采用超导材料做输送导线 B. 采用直流电输送 C. 提高输送电的频率
D. 提高输送电压
『答案』D
『解析』提高输送电压，因为输送功率不变，所以输送电压高了，输送电流就小了，根据
2P I R =可得输送导线上热损耗就小了；故选D ．
4.如图所示为氢原子能级的示意图。

现有大量的氢原子处于n=4的激发态。

当向低能级跃迁时将辐射出若干不同频率的光。

关于这些光，下列说法正确的是（ ）
A. 频率最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
B. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D. 用n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属箔能发生光电效应
『答案』A
『解析』A ．根据m n h E E ν=-
由n =4能级跃迁到n =1能级产生的光，能量最大，频率最大，故A 正确； B ．根据m n h E E ν=-
由n =4能级跃迁到n =3能级产生的光，能量最小，频率最小，故B 错误；
C ．大量的氢原子处于n =4的激发态，可能发出光子频率的种数2
46n C ==种
故C 错误；
D ．n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光子能量为1.89eV ，小于金属的逸出功，不能使金属铂发生光电效应，故D 错误。

故选A 。

5.我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7020m 深度创下世界最
新纪录(国外最深不超过6500m )，这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.在某次实验中，深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图(a)所示、速度图象如图(b)所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 图中3h 是本次试验下潜的最小深度
B. 本次实验中深潜器的最大加速度是20.025m /s
C. 在6~10min 时间段内深潜器的平均速度为0
D. 在3~4min 和6~8min 的时间段内深潜器具有向上的加速度
『答案』D
『解析』A ．
（a ）图是深度曲线，图中h 3代表本次最大深度，是6min 时到达的，故A 错误； B ．由图（b ）的斜率表示加速度，则在0-1min 和3-4min 时间内的加速度最大，最大加速度大小是20.033m/s a v
t
=
∆=∆ 故B 错误； C ．v-t 图象中面积表示位移，则潜水器在6-10min 时间段内发生的位移不为零，则平均速度不为零，故C 错误；
D ．v-t 图象中的图象斜率为正值时，加速度向上；故潜水员感到在3-4min 和6-8min 的时间段内加速度方向向上，故D 正确；．故选D 。

6.物体自楼顶处自由落下(不计空气阻力)，落到地面的速度为v ，则物体从楼顶落到地面所经历的时间为（ ） A.
v
g
B.
2g
C.
g
D.
2v g
『答案』A
『解析』由自由落体运公式可得，则物体从楼顶落到地面所经历的时间为v t g
=
A.
v g 与上述结论相符，故A 正确；
B. 2g 与上述结论不符，故B 错误；
C.
g
与上述结论不符，故C 错误；D. 2v g 与上述结论不符，故D 错误；故选A 。

7.质点做直线运动的位移x 与时间t 的关系为x=5t+t 2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（ ） A. 第1s 内的位移是5m
B. 前2s 内的平均速度是6m/s
C. 任意相邻的1s 内位移差都是1m
D. 任意1s 内的速度增量都是2m/s
『答案』D 『解析』
第1s 内的位移只需将t ＝1代入即可求出x =6m ，A 错误；前2s 内的平均速度为
2
25227m/s 22
s v ⨯+===，B 错；由题给解析式可以求得加速度为
a =2m/s 222m x aT ∆==，C 错；由加速的定义可知D 选项正确
8.汽车刹车后做匀减速直线运动，最后停了下来，在刹车过程中，汽车前半程的运动时间与后半程的运动时间之比是（ ）
＋1)∶1
－1)∶1 C. 1∶
＋1)
D. 1∶
－1)
『答案』B
『解析』将汽车刹车看作是初速度为零的匀加速直线运动，根据初速度为零的匀加速直线
的比例式可知，相等位移所用的时间之比为1:(2
)1-，故前半程的运动时间与后半程的运动时间之比是(21):1-，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

9.如图所示，两个光滑斜面在B 处平滑连接，小球在A 点获得大小为8m/s 的速度沿斜面向上运动，到达B 点时速度大小为6m/s ，到达C 点时速度减为0．已知AB =BC ，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在AB 、BC 段的加速度大小之比为9：16
B. 小球在AB 、BC 段运动时间之比为3：7
C. 小球经过BC 中间位置时速度大小为3m/s
D. 小球由A 运动到C 的平均速率为4.2m/s
『答案』BD
『解析』A. 对AB 段，根据速度位移公式得：a 1=
22
2822A B AB AB v v x x -=，a 2=2236
22B C BC BC
v v x x -=，AB=BC ，得a 1:a 2=7:9，故A 错误；
B. 根据平均速度的推论知，AB 段的时间t 1=72
AB AB
A B x x v v =+，BC 段运动的时间
t 2=32
BC BC
B C x x
v v =+，解得t 1:t 2=3:7，故B 正确；
C. BC 段中间位置时的速度大小22260/32/22
B C v v v m s m s ++===，故C 错误； D. 物体由A 运动C 的平均速率为
12
22 4.2/73
x x
v m s x x t t =
==++，故D 正确；故选BD 10.已知某力的大小为10N ，则不可能将此力分解为下列哪组力（ ） A. 3N 3N B. 6N 1N C. 100N 100N
D. 400N 400N
『答案』AB
『解析』合力与分力是等效替代关系，符合平行四边形定则；两个分力同向时合力最大，
反向时合力最小。

A ．3N 和3N 合成的最大值为6N ，小于10N ，故10N 不可能分解为3N 和3N ，故A 符合题意；
B ．6N 和1N 合成的最大值为7N ，小于10N ，故10N 不可能分解为6N 和1N ，故B 符合题意；
C ．100N 和100N 的合力范围为0N 200N F ≤≤合 故10N 可分解为100N 和100N ，故C 不符合题意；
D ．400N 和400N 的合力范围为0N 800N F ≤≤合
故10N 可分解为400N 和400N ，故D 不符合题意。

故选AB 。

11.如图所示，质量为6kg 的物体沿水平面运动，同时受到水平向右大小为20N 的力F 的作用，物体与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度取10m/s 2，则物体所受到的合力大小可能为（ ）
A. 20N ，水平向右
B. 12N ，水平向左
C. 32N ，水平向右
D. 8N ，水平向右
『答案』CD
『解析』物体在水平面上运动，受到的滑动摩擦力大小为0.261012N f mg μ==⨯⨯=
若物体向右运动，则合力大小为20N 12N 8N F F f =-=-=合 方向水平向右；
若物体向左运动，则合力大小为20N 12N 32N F F f =+=+=合 方向水平向右。

故CD 正确，AB 错误。

故选CD 。

12.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。

已知物块与斜面之间的动摩擦因数为
3
3
，重力加速度取10m/s 2。

若轻绳能承受的最大张力为1500N ，
则物块的质量可能为（ ） A. 100kg B. 150kg
C. 200kg
D. 2003kg
『答案』AB
『解析』对物块，受力分析如图所示
根据平衡条件有sin T f mg θ=+，cos N mg θ= 又f N μ=
代入数据解得物块质量的最大值为max 150kg m =，故AB 符合题意，CD 不符合题意。

故选AB 。

13.如图所示，用水平力F 推静止在斜面上的物块，当力F 由零开始逐渐增大而物块仍保持静止状态，则物块（ ）
A. 所受合力逐渐增大
B. 所受斜面摩擦力逐渐增大
C. 所受斜面摩擦力先减小后增大
D. 所受斜面弹力逐渐增大
『答案』CD
『解析』A ．物块保持静止，合力保持为零不变。

故A 错误
BC ．当力F 较小时，物块受力图如图1。

根据平衡条件得f =G sin α-F cos α
当F 增大时，f 减小；当力F 较大时，物块受力图如图2。

根据平衡条件得f =-G sin α+F cos α
当F 增大时，f 增大。

所以物块所受斜面摩擦力先减小后增大，故B 错误C 正确； D ．物块所受斜面的弹力N =G cos α+F sin α F 增大时，N 增大，故D 正确。

故选CD 。

二、实验题（共10分）
14.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中。

(1)下列操作正确的是____。

A ．在释放小车前，小车应靠近打点计时器
B ．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
C ．电磁打点计时器应使用低压直流电源
D ．牵引小车的钩码个数越多越好
(2)如图所示是实验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。

量出相邻的计数点之间的距离分别为：
4.22cm AB s =、 4.76cm BC s =、
5.31cm CD s =、 5.84cm DE s =、
6.39cm EF s =、6.93cm FG s =。

已知打点计时器的工作频率为50Hz ，则小车的加速度a =____2m /s (结
果保留两位有效数字)。

『答案』 (1). AB (2). 0.54 『解析』(1)『1』A ．
释放小车前，小车应在靠近打点计时器处，故A 正确；
B ．应先通电后释放小车，故B 正确；
C ．电磁打点计时器应使用低压交流电源，故C 错误；
D ．钩码个数应适当，钩码个数少，打的点很密，钩码个数多，打的点少，都会带来实验误差，故D 错误。

故选AB 。

(2)『2』相邻两计数点间的时间0.1s T =，由2x aT ∆=可得(
)()
2
(3)FG EF DE CD BC AB s s s s s s a T ++-++=
代入数据解得20.54m /s a =
15.某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻，他设计了一个用标准电流表1G 来校对待测电流表2G 的满偏电流和测定2G 内阻的电路，如图所示，已知1G 的量程略大于2G 的量程，图中1R 为滑动变阻器，2R 为电阻箱，该同学顺利完成了这个实验．
（1）实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为_________（填步骤的字母代号） A ．合上开关2S ；
B ．分别将1R 和2R 的阻值调至最大；
C ．记下2R 的最终读数；
D ．反复调节1R 和2R 的阻值，使1G 的示数仍为1I ，使2G 的指针偏转到满刻度的一半，此时2R 的最终读数为r ；
E ．合上开关1S ；
F ．调节1R 使2
G 的指针偏转到满刻度，记下此时1G 的示数1I ．
（2）仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的2G 内阻的测量值与真实值相比________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）． （3）若要将2
G 量程扩大为I ，并结合前述实验过程中测量的结果，写出需在2G 上并联
的分流电阻x R 的表达式，x R =______________________．
『答案』 (1). BEFADC (2). 相等 (3).
1
1
I r I I -
『解析』
（1）『1』．根据半偏法测电表内阻的步骤可得正确顺序为：BEFADC ． （2）『2』．由原理可知，表头与电阻并联，则当电流达到半偏时，两并联电阻相等，即用上述方法得到的2G 内阻的测量值与真实值相比相等；
（3）『3』．扩大电流表的量程需要并联一个电阻，由上述实验步骤可知其满偏电流为1I ，则有11()x rI I I R =- 则1
1
x I R r I I =
-． 三、计算题（共33分，要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
16.甲、乙两物体先后从同一地点出发，沿一条直线运动，它们的v t -图象如图所示，求： (1)乙能否追上甲；
(2)若能追上，求追上时甲的运动时间；若追不上，求甲乙间的最大距离。

（结果可以用根式表示）
『答案』(1)能；(2)（20＋3s
『解析』(1)由题图可知乙在0~10s 内速度为零，处于静止状态，甲从0t =时刻先出发，即
开始时甲比乙运动得快，但乙出发后做匀加速直线运动，甲做匀速直线运动，两物体从同一地点出发，所以乙可以追上甲。

(2)设甲的速度为v ，追上时，甲运动的时间为t 秒，则乙运动时间为（t -10）秒，乙的加速度为a ，二者位移相同，列式有21
(10)2
vt a t =
- 解得t =（20＋3s （另一个根小于10，不合理，舍去）
17.一辆长为5m 的汽车以115m /s v =的速度在公路上匀速行驶，在离铁路与公路交叉点
175m 处，汽车司机突然发现离交叉点150m 处有一列长为200m 的列车以225m /s v =的
速度行驶过来，为了避免事故的发生，汽车司机应采取什么措施？（不计汽车司机的反应时间。

计算结果不是整数时，可以用分数表示，或保留到小数点后三位）
『答案』215m /s a ≥的加速度加速通过或以2229m /s 0.643m /s 14
a ≈≥的加速度减速停下
『解析』汽车加速行驶，在列车到达交叉口前通过交叉点，有212
L x vt at +≤+ 列车达到交叉口所用时间22
t x v = 其中5m L ，15m/s v =，175m x =，2150m x =，225m/s v =，
联立以上式子得25m/s a ≥ 汽车减速行驶，在列车达到交叉口前停止，则22v a x ='
代入数据解得22222159m/s m /s 0.643m /s 2217514
v a x ='==≈⨯ 故汽车以215m /s a ≥的加速度加速通过或以2229m /s 0.643m /s 14
a ≈≥的加速度减速停下可以避免事故的发生。

四、选修3-3（共15分）
18.两分子间的斥力和引力的合力F 与分子间距离r 的关系如图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r 0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
A. 在r >r 0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能减小
B. 在r <r 0阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小
C. 在r =r 0时，分子势能最小，动能最大
D. 分子动能和势能之和在整个过程中不变
『答案』ACD
『解析』A ． r 0为分子间的平衡距离，大于平衡距离时分子间为引力，而小于平衡距离时为斥力，故可知，当r 大于平衡距离时，分子间表现为引力，相互靠近时做正功，分子动能增加，势能减小，所以选项A 正确；
B ．当r 小于平衡距离时，分子间表现为斥力，相互靠近时做负功，分子动能减小，势能增加，所以选项B 错误；
C ．据以上分析知，当r 等于平衡距离时，分子势能最小，动能最大，所以选项C 正确；
D ．由于没有外力做功，所以分子动、势能的总和不变，所以选项D 正确．
19.如图所示，一端封闭、粗细均匀的U 形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。

当温度为280K 时，被封闭的气柱长20m L =，两边水银柱的高度差12cm h =，大气压强076cmHg p =。

(1)为使左端水银面下降2cm ，封闭气体温度应变为多少？
(2)封闭气体的温度重新回到280K 后，为使封闭气柱长度变为16cm ，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
『答案』(1)327.25K ；(2)24cm
『解析』(1)设玻璃管的横截面积为S ，则对于初态有
()17612cmHg 64cmHg p =-=，1120280K V S T ==，
末态时左右水银面高度差为()1222cm 8cm -⨯=
()2768cmHg 68cmHg p =-=，222V S = 由理想气体状态方程112212
p V p V T T = 解得2221116422280K 327.25K 6020p V S T T p V S
⨯==⨯=⨯ (2)设注入水银柱的长度为l ，由玻意耳定律得1133pV p V =
式中316V S =，解得380cmHg p =
则需向开口端注入的水银柱长度为()3807624cm l h =+⨯-=。