【物理】江苏省扬州中学2017-2018学年12月阶段考试高二上学期物理试题+答案

第Ⅰ卷选择题(共48 分)
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分.每小题只有一个选项符合题意。

选对的得3分，错选或不答的得0分.
1.测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组
A.米尺、弹簧测力计、秒表
B.米尺、测力计、打点计时器
C.量简、天平、秒表
D.米尺、天平、秒表
2.如图甲所示，且通入如图乙所示的磁场，已知螺线管(电阻不计)的数n=6，截面积S-10cm²，线圈与R=12Ω的电阻连接，水平向右且均匀分布的磁场穿过螺线管，磁场与线圈平面垂直，磁感应强度大小B随时间t变化的关系如图乙所示，规定感应电流i从a经过R到b的方向为正方向。

忽略线围的自感影响，下列i-t 关系图中确的是
3.如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是
A.原、副线图匝数比为9：1
B.原、副线圈匝数比为1：10
C.此时a和b上的电功率之比为9：1
D.此时a和b的电功率之比为10：1
4，如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度0v同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一经直面内，斜面底边长是其竖直高
度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是
A.a 、b 不可能同时分别落在半圆轨道和斜面上
B.a 球一定先落在半圆轨道上
C.a 球可能先落在半圆轨道上
D.b 球一定先落在斜面上
5.如图，柔软轻绳ON 的一端0固定，其中间某点M 拴一重物，用手拉任绳的另一端N ，初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之间的夹角为α(α>
2π)。

现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变。

在OM 由竖直被拉到水平
的过程中
A.OM 上的张力逐渐增大
B.OM 上的张力先减小后增大
C.MN 上的张力逐渐增大
D.MN 上的张力先增大后减小
二、多项选择题： 本题共4小题，每小题4分共16分，每小题有多个选符合题意、全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。

6.利用引力常量G 和下列某组数据，能计算出地球质量的是
A.地球的半径及地球表面重力加速度(不考虑地球自转）
B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球球心与地球球心间的距离
D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
7.如图所示，扇形区域AOB 内存在有垂直平面向内的匀强磁场，OA 和OB 互相垂直是扇形的两条半径，一个带电粒子从A 点沿AO 方向进入磁场，从B 点离开，若该粒子以同样的速度从C 点平行与AO 方向进入磁场，则
A.只要C 点在AB 之间，粒子仍然从B 点离开磁场
B.粒子带负电
C.C 点越靠近B 点，粒子偏转角度越大
D.C 点越靠近B 点，粒子运动时间越短
8.在一静止点电荷的电场中，任一点的电势0与该点到点电荷的距离r 的关系如
图所示。

电场中四个点a 、 b 、c 和d 的电场强度大小分别a E 、b E 、c E 和d E 。

点a 到点电荷的距离a r 与点a 的电势a ϕ已在图中用坐标(a r ，a ϕ)标出，其余类
推。

现将一带正电的试探电荷由a 点依次经b 、c 点移动到d 点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为ab W 、bc W 和cd W 。

下列选项正确的是
A.a E ：b E =4：1
B.c E ：d E =2：1
C.ab W ：bc W =3：1
D.bc W ：cd W =1：3
9.如图所示，三个小球A 、B 、C 的质量均为m ，A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接，杆长为L ，B 、C 置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。

现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120θ，A 、B 、C 在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g 。

则此下降过程中
A.A 的动能达到最大前，B 受到地面的支持力大于1.5mg
B.A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于1.5mg
C.弹簧的弹件势能最大时，A 的加速度方向竖直向下
D.弹簧的弹性势能最大值为2
)13(mgL 三、简答题：本题分必做题(第10、11题）和选做题(第12题) 两部分，共计42分。

请将解答填写在答题卡相应的位置。

10.(8分)如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律.
(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带火子的重物，此外还需 (填字母代号) 中的器材；
A.直流电源、天平及砝码
B.直流电源、毫米刻度尺
C.交流电源、天平及砝码
D.交流电源、毫米刻度尺
(2)若实验中所用重物的质量m=1kg ，打点的时间间隔为T=0.02s ，取
g=9.80m/s²，按实验要求正确地选出纸带进行测量，是得连续三点A 、B 、
C 到O 的距离分别为s 1=15.55cm ，s 2=19.20cm ，s 3=23.23cm 如图所示。

那
么： 记录B 点时，重物的动能 J ；从重物开始下落至B 点，
重物的重力势能减少量是 J 。

(保留三位有效
数字) 由此可得出结论： 在误差允许的范围内，机械
能守恒。

（3)实验小组在实验中发现：更锤减小的重力势能总是大于更锤增加的动能。

其原因主要是该实验中存在阻力作用。

因此该组同学想到可以通过该实验测算平均用力的大小如该实验中存在的平均阻力大小f= N(保留一位有效数字)。

11.（10分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电流表A1（内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA)
B.电流表A2（内阻约为0.4Ω，量程为0.06A)
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω，2A)
E.干电池组(6V，0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器，游标卡尺
(1)如图1，用螺旋测微器测金属棒直径为mm；如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度为cm。

(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：用“×10Ω”挡，欧姆调零后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为Ω。

(3)请根据提供的器材，设计一个实验电路，要求尽可能精确测量金属棒的阻值。

（4)若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的表达式为Rx= (用I1，I2，R0，Rg表示)
12【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两小题作答，并在答题卡把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，若都作答则按A、B两小题评分。

A.[选修模块3-3] (12分)
B.[选修模块3-4] (12分)
(1)下列说法中正确的是 。

A.激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B.真空中的光速恒为c ，与光源无关
C.当波源与观察者之间的距离变小时，波源的频率变大
D.如果障码物的尺寸大于声波的波长，则不能发行射现象
（2）某同学测量玻璃破的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反
射膜的平行玻璃砖。

如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光
笔发出的一束激光从直尺上O 点射向玻璃砖表面，在直尺观察
到A 、B 两个光点，读出OA 间的距离为20.00cm ，AB 的间距为
5.77cm ，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d 1=10.00cm ，取玻
璃砖厚度d 2=5.00cm 。

玻璃的折射率n= ，光在玻璃中传
播速度v= m/s(光在真空中传播速度c=3.0×108m/s ，tan30°=0.577)。

(3)一列简谐波沿x 轴方向传播，t 0=0时刻波的图象如图所示，此刻波刚好传播至x 1=10m 处，
在此后2s 时间内x 1=10m 处的质点通过的总路程是20cm 。

求：
①波沿x 轴传播速度v ；
②x 轴上x 2=16m 处的质点何时开始振动?开始振动时的方向如何?
C.[选修模块3-5](12分)
(1)下列说法正确的是 。

A.汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型
B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小
D.将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元索的半衰期将增大
(2)质子(H 21)和α粒子(He 4
2)被加速到相同动能时，
质子的动量 (选境“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为 。

(3)普朗克常量是最基本的物理量之一，它架起了粒子性和波动性之间的桥梁。

普朗克常量具体数值可以通过光电效应实验测得。

如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大
初动能随入射光频率的变化图线。

由图求出：
①这种金属发生光电效应的截止频率；
②普朗克常量。

四、计算或论述题：本题共3小题，共47分。

解答时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。

13.(15分)如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.3m。

导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R=0.4Ω.导轨上停放一质量m=0.1㎏、电阻r=0.2Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。

利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始运动做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。

(1)求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式；
(2)求第2s末外力F的大小；
(3)如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J，求整个回路中产生的焦耳热是多少。

14.(16分)如图所示，是一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝1m，动摩擦因数μ＝0.5；BC、DEN段均可视为光滑，DEN是半径为r＝0.5 m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过。

其中N点又与足够长的水平传送带的右端平滑对接，传送带以3m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，小球与传送带之间的动摩擦因数也为0.5。

左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现用一可视为质点的小球压缩弹簧至
A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下，而始终不脱离轨道。

已知小球质量m＝0.2kg ，重力加速度g 取10m/s2。

试求：
（1）弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能；
（2）小球第一次在传送带上滑动的过程中，在传送带上留下的痕迹为多长？
（3）小球第一次在传送带上滑动的过程中，小球与传送带因摩擦产生的热量和电动机多消耗的电能？
15.(16分)如图，空间区域Ⅰ、Ⅱ有匀强电场和匀强磁场，MN、PQ为理想边界，Ⅰ区域高度为d ，Ⅱ区域的高度足够大．匀强电场方向竖直向上；Ⅰ、Ⅱ区域的磁感应强度均为B，方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外。

一个质量为m，电量为q的带电小球从磁场上方的O点由静止开始下落，进入场区后，恰能做匀速圆周运动。

已知
重力加速度为g。

（1）试判断小球的电性并求出电场强度E的大小；
（2）若带电小球刚好没有进入Ⅱ区域，求它释放时距M N的高度；
（3）若带电小球运动一定时间后恰能回到O点，求它释放时距MN
的高度。

江苏省扬州中学2017-2018学年第一学期12月阶段考试
物理试题参考答案
10. D ；1.84；1.88；0.2N
11. （1）6.126；10.230；（3）如图所示；（4）1201)
(I I R R I g -+
12. B （1）AB ；（2）2；2.12×108；（4）4m/s ；1.5s ；+y
12.C （1）AB ；（2）小于；2：1；
（3）①1401023.4⨯=γHz ～141029.4⨯Hz ；②34100.6-⨯=h J ～34109.6-⨯J
由图乙可得U=0.2t （ V ）
所以速度v=2t （m/s ）
(2)由上式v=2t 知，金属杆的加速度为a=2m/s²，在2s 末金属杆的速度为v=at=4m/s ，
由牛顿第二定律，对杆有ma F F ='-
计算得出，F=0.35N
由能量守恒定律，回路产生的焦耳热4.0=-=k E W Q J
14.(1)“小球刚好能沿DEN 轨道滑下”，在圆周最商点D 点必有：
r
v m mg D 2= 得：D v =5m/s
从A 点到D 点，由能量守恒得：221D p mv mgL E +
=μ 联立以上两式并代入数据得： Ep=1.5J
(2)从D 到N ，根据机械能守恒可得2221212D N mv mv r mg -=
⋅ 在传送带上小球a==μg=5m/s²
小球向左减速的时间s 11==a
v t N 小球向左运动的位移m 5.22
1211==at S 传送带向右运动的位移为m 311
=='vt S 留下的痕迹为1
11S S S '+=∆=5.5m 小球向右加速到与传送带共速过程
s 6.02==a v t m 9.02
1222==at S m 8.122=='vt S
m 9.022
2=-'=∆S S S m 4.621=∆+∆=∆S S S
(3)小球与传送带因摩擦产生的热量S mg Q ∆⋅=μ=6.4J
电动机多消耗的电能8.4)(21
='+'=S S mg W μJ 15. (1)带电小球进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，合力为洛伦兹力，重力与电场力平衡，重力竖直向下，电场力竖直向上，即小球带正电
由qE=mg
(2)当带电小球在Ⅰ区域作圆周运动的圆弧与PQ 相切时，设小球释放时距MN 的高度为h 0，运动轨迹如图a 所示，半径R=d
由于带电小球在Ⅰ、Ⅱ两个区域运动过程中q 、v 、B 、m 的大小不变，故三段圆周运动的半径相同，三个圆心为顶点的三角形为等边三角形，边长为2R ，内角为60º，如图b 所示
解得。