江西省赣州市十五县2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题.doc

江西省赣州市十五县2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题

江西省赣州市十五县2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题

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江西省赣州市十五县（市）2019-2020学年高二物理下学期期中联考试题（含解析）
时间：100分钟
一、选择题（每小题4分，共40分。1-6题是单选题，7-10题是多选题，全对得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1.以下说法正确的是（　　）
A. 康普顿效应现象说明光具有波动性
B. 爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的”
C. 光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
D. 只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波
【答案】B
【解析】
【详解】A．康普顿效应现象说明光具有粒子性，选项A错误；
B．爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的”，选项B正确；
C．光具有波粒二象性，当光表现出波动性时，仍具有粒子性，光表现出粒子性时，也仍具有波动性，故C错误；
D．只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波与之对应，这就是物质波。故D错误。
故选B。
2.如图所示，一金属铜球用绝缘细线挂于O点，将铜球拉离平衡位置并释放，铜球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，若不计空气阻力，则( )

A. 铜球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度
B. 在进入和离开磁场时，铜球中均有涡流产生
C. 铜球进入磁场后离最低点越近速度越大，涡流也越大
D. 铜球最终将静止在竖直方向的最低点
【答案】B
【解析】
【详解】A．铜球向右进入和穿出磁场时，会产生涡流，铜球中将产生焦耳热，根据能量守恒知铜球的机械能将转化为电能，所以回不到原来的高度了，故A错误；
B．当铜球进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，均会产生涡流;故B正确；
C．整个铜球进入磁场后，磁通量不发生变化，不产生涡流，即涡流为零，机械能守恒．离平衡位置越近速度越大;故C错误；
D．在铜球不断经过磁场，机械能不断损耗过程中圆环越摆越低，最后整个圆环只会在磁场区域来回摆动，因为在此区域内没有磁通量的变化（一直是最大值），所以机械能守恒，即铜球最后的运动状态为在磁场区域来回摆动，而不是静止在最低点;故D错误；
故选B。
3.如图所示的火警报警装置，为热敏电阻，若温度升高，则的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增加，当电铃电压达到一定值时，电铃会响。下列说法正确的是（　　）

A. 要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B. 要使报警的临界温度升高，可以把的滑片适当向下移
C. 要使报警的临界温度降低，可以适当减小电源的电动势
D. 要使报警的临界温度降低，可以把的滑片适当向下移
【答案】D
【解析】
【详解】AC．要使报警临界温度升高，R1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势，故AC错误；
BD．要使报警的临界温度升高，R1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R2的滑片P适当向上移，以减小R2；相反，要使报警的临界温度降低，可以把R2的滑片P适当向下移，故B错误，D正确。
故选D。
4.质量为的木块静止在光滑的水平面上，先受到一个向东的拉力，后撤去，同时对木块施加一个向北的拉力，又经过，取，则（　　）
A. 重力的冲量为0
B. 整个过程木块受到拉力的冲量为
C. 末木块的动能为
D. 末木块的动量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．重力的作用时间不为零，根据IG=mgt可知，重力的冲量不为零，选项A错误；
BCD．水平向东的冲量为
I1=F1t=3N∙s
水平向北的冲量为
I2=F2t=4N∙s
则整个过程木块受到拉力的冲量为

根据动量定理可知，2s末木块的动量

动能

选项BC错误，D正确。
故选D。
5.汽车安全气囊的工作原理是：当汽车遭受到碰撞后，安全气囊会在瞬间充气弹出，在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位，达到减轻乘员伤害的效果。下列关于安全气囊的作用说法正确的是（　　）
A. 安全气囊可以减小乘员的动量 B. 安全气囊可以减小乘员的动量变化
C. 安全气囊可以减慢乘员的动量变化 D. 安全气囊可以减小乘员受到的冲量
【答案】C
【解析】
【详解】在碰撞过程中，人的动量的变化量是一定的，而用安全气囊后增加了作用的时间，根据动量定理可知，使用安全气囊可以减小驾驶员受到的冲击力，即减小了乘员的动量变化率，也就是说安全气囊可以减慢乘员的动量变化，选项C正确，ABD错误。
故选C。
6.如图所示，在光滑的水平面上有一质量为的小球以的速度向前运动，与质量为的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是，则（　　）

A. 这一假设是合理的，碰撞后球的速度为
B. 这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来
C. 这一假设是不合理的，因而这种情况不可能发生
D. 这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，的大小不能确定
【答案】C
【解析】
【详解】若，则由动量守恒定律可知

解得

此时碰前动能

碰后动能

则假设不合理，因而这种情况不可能发生，故选项C正确，ABD错误。
故选C。
7.图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中，与的电阻值相同
B. 图甲中，闭合，电路稳定后，中电流小于中电流
C. 图乙中，变阻器与的电阻值相同
D. 图乙中，闭合瞬间，中电流与变阻器中电流相等
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．图甲中，断开的瞬间，灯闪亮，是因为电路稳定时的电流小于的电流，则可知的电阻小于的电阻，选项A错误，选项B正确；
C．图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与的电阻值相同，选项C正确；
D．图乙中，闭合瞬间，对电流由阻碍作用，所以中电流与变阻器R中电流不相等，选项D错误。
故选BC。
8.一个闭合正三角形金属框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直框架平面向里匀强磁场中。现用外力把框架水平匀速向右拉出磁场，如图所示，则电动势、外力和外力的功率随时间的变化图象正确的是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．把框架水平匀速向右拉出磁场过程中，感应电动势为

感应电动势与时间成正比，故A正确，B错误；
C．线框匀速运动，则有

外力与时间是二次函数，所以外力与时间图像为抛物线，故C错误；
D．外力的功率为

外力的功率与时间是二次函数，所以外力的功率与时间图像为抛物线，故D正确；
故选AD。
9.爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 绝对值表示该金属的逸出功，与入射光频率有关
B. 图中直线的斜率表示普朗克常量
C. 是该金属极限频率，当入射光频率时，会逸出光电子
D. 随入射光强度的增大而增大
【答案】BC
【解析】

【详解】ABC．根据爱因斯坦光电效应方程可知

则当时，截距的绝对值表示该金属的逸出功，由金属本身决定，与入射光频率无关，图中直线的斜率k=h，即表示普朗克常量；是该金属极限频率，当入射光频率时，会发生光电效应现象，逸出光电子，选项A错误，BC正确；
D．随入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关，选项D错误。
故选BC。
10.如图所示是远距离输电示意图，电站的输出电压，输出功率，输电线电阻，进行远距离输电时，电站的输出电压不变，下列说法中正确的是（　　）

A. 用高压输电，输电线损耗功率为
B. 输电线损耗比例为时，所用升压变压器的匝数比
C. 若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小
D. 若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．用高压输电，则输电线上的电流为

输电线损耗功率为

故A正确；
B．损失的功率为

根据可得输电线上的电流为

升压变压器原线圈中的电流为

所用升压变压器的匝数比

故B错误；
CD．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，根据可知输电线上的电流线增大，根据可知输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压可得降压变压器的输入电压减小降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故C正确，D错误；
故选AC。
二、实验题（第11题每空2分，共8分，第12题每空3分，共6分，合计14分）
11.用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片．

（1）实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________.
（2）为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行．
第一次：让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为
第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)．
A．挡光片的宽度d B．滑块A的总质量
C．滑块B的总质量 D．光电门1到光电门2的间距L
（3）在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为_______用已知量和测量量表示)．
（4）在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示）
【答案】 (1). 使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平 (2). BC (3). (4).
【解析】
【分析】
（1）在调整气垫导轨水平时，接通气源后，使滑块静止于导轨的任何位置或接通气源后，给滑块一个初速度，使滑块通过两光电门的时间相等；（2、3）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式，从而确定应测量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根据机械能守恒定律列式即可．
【详解】解：（1）使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平；（2）本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度；故BC正确，AD错误，故选BC；（3）在第二次实验中，碰撞后AB速度相同，根据动量守恒定律有：，根据速度公式可知，，代入则有： ；（4）在第一次实验中，碰撞前A的速度为，碰撞后A的速度为，B的速度为，根据机械能守恒定律有：，代入则有：．
【点睛】本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式即可求解．
12.一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图（甲）是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势E=1.5V，内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻不计）、电阻箱R′ 串联起来，连接成如图（乙）所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．

（1）电流刻度较大处对应的温度刻度____________；(填“较大”或“较小”)
（2） 若电阻箱阻值R′=150Ω，当电流为5mA时对应的温度数值为________°C．
【答案】 (1). 较小 (2). 50
【解析】
【详解】(1)[1]根据闭合电路欧姆定律得，电路中电流

可见，电阻R越小，电流I越大，对应的温度越低，所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小。
(2)[2]当电流为5mA时，由闭合电路欧姆定律

得

由R-t图象，根据数学得到
R=t+100（Ω），
当
R=150Ω
可得
t=50°C
三、计算题（本题共4小题，共46分。解答时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
13.如图甲所示，一个匝数匝，面积，电阻的圆形线圈与阻值的电阻连成闭合回路。在线圈中存在面积垂直线圈平面指向纸外的匀强磁场区域，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示。问：
(1)感应电流的方向是顺时针还是逆时针？
(2)、哪点的电势高？
(3)间的电压是多大？

【答案】(1)顺时针；(2)b端电势高；(3)7.2V
【解析】
【详解】(1)由图乙可知磁感应强度随时间增大，根据“增反减同”可以判断感应电流的磁场垂直直面向里，再由右手螺旋定则可以判断感应电流的方向为顺时针。
(2)电源内部电流从负极流向正极，可知b端为电源的正极，则b端电势高。
(3)由法拉第电磁感应定律得

根据闭合电路欧姆定律可得

14.如图所示，光滑曲面静止在光滑水平地面上，曲面末端与地面相切。滑块从曲面上高处静止下滑，滑到地面后与物块相碰，碰后一起压缩弹簧。已知，，，忽略空气阻力，重力加速度取。求：
(1)滑块滑到地面时，曲面和滑块的速度大小；
(2)弹簧压缩过程中具有最大弹性势能。

【答案】(1)va=1m/s，vb=4m/s；(2)6.4J
【解析】
【详解】(1)滑块b下滑过程，对曲面a和滑块b分析，由动量守恒定律可得

滑块b下滑过程，对曲面a和滑块b分析，由机械能守恒定律可得

联立可得

(2)滑块b与物块c碰撞前后由动量守恒定律得

压缩弹簧过程由能量转化和守恒可得

联立可得

15.如图所示，矩形线圈的边长、，匝数匝，线圈电阻，外电路电阻，磁感应强度。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。求：
(1)从此位置开始计时，感应电动势瞬时值表达式；
(2)内上消耗的电能；
(3)外力对线圈做功的功率。

【答案】(1)；(2)9720J；(3)180W
【解析】
【详解】（1）感应电动势的最大值为
Em=nBSɷ=60V
感应电动势的瞬时值表达式为
e=Emcosωt=60cos50t（V）
（2）电动势有效值为

电流

1min内R上消耗的电能为
W=I2Rt=9720J
（3）外力对线圈做功的功率等于电功率
P=I2（R+r）=180W
16.如图所示，间距的固定平行光滑金属导轨平面与水平面成角，导轨上端接有阻值为的电阻，整个装置处在磁感应强度大小为，方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中．质量为，电阻为的导体棒与导轨垂直放置且刚好接触．与导轨平行的轻质弹簧下端固定，上端与的中点连接．开始时弹簧伸长量为并使导体棒具有沿轨道向下的初速度.已知弹簧的劲度系数，其余电阻可忽略不计，取,，.求：

（1）开始时通过电阻的电流大小和导体棒的加速度大小；
（2）从开始到弹簧第一次恢复原长过程中流过电阻的电荷量；
（3）导体棒从开始位置到最终停止运动的过程中，电阻上产生的焦耳热.
【答案】（1）11.5m/s2（2）0.03C（3）0.61J
【解析】
【详解】（1）初始时刻，导体棒产生的感应电动势为，
回路中的电流大小为：
根据牛顿第二定律有
解得：；
（2）从初始到弹簧第一次回复原长时

得
所以；
（3）导体棒最终静止时，有，
压缩量，
初末弹簧具有的弹性势能相同
根据能量守恒定律有：，
得
电阻上产生的焦耳热
得：.