【解析】山西省翼城中学2017-2018学年高二下学期期末考试物理试题含解析.doc

翼城中学2017-2018学年高二下学期期末物理试题一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）1. 以下说法中正确的是（ ）A. 伽利略利用斜面“冲淡”时间，巧妙地研究自由落体规律B. 法拉第首先用电场线形象地描述电场C. 光电效应中，光电子的最大初动能与入射光频率成正比D. 太阳内发生的核反应方程是【答案】B【解析】自由落体运动的加速度比较大，运动比较快，时间的测量比较困难，所以伽利略在研究自由落体规律的斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于测量小球的运动时间，故A错误；法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，并不是成正比，故C错误；太阳内部的反应是聚变反应，而是裂变反应，故D错误。故选B。【点睛】根据对自由落体运动的研究的物理学历程，结合伽利略的贡献分析A选项，库仑发现了点电荷间相互作用力的大小规律，即库仑定律，法拉第提出了电场的概念，并首先用电场线形象地描述电场，根据爱因斯坦光电效应方程分析C选项，太阳内部的反应是聚变反应2. 将一小球竖直向上抛出，空气阻力忽略不计。P为小球运动轨迹上的某一点，设小球上升和下降经过P点时的动能分别为E k1和E k2；从抛出开始到小球第一次经过P点的过程中重力做功为W1，从抛出开始到小球第二次经过P的过程中重力做功为W2。则有（ ）A. E k1=E k2 W 1=W 2 B. E k1>E k2 W 1=W 2C. E k1<E k2 W 1< W 2 D. E k1>E k2 W 1< W 2【答案】A【解析】从抛出开始到小球第一次经过P点与从抛出开始到小球第二次经过P点，始末位置相同，重力做功相同。空气阻力忽略不计，小球运动过程机械能守恒，小球两次经过P点的动能相同。故A项正确。3. 如图所示为甲、乙两个物体做同向直线运动的v­t图像，则关于两物体在0t1时间内的运动，下列说法正确的是()A. 两物体间的距离一定在不断减小B. 两物体的位移差一定是不断增大C. 两物体的速度差一直在增大D. 两物体的加速度都是先增大后减小【答案】B【解析】试题分析：在vt图象中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，从图中可知在0t1时间内甲的位移大于乙的位移，但由于不知道甲乙两个物体的初始位置关系，所以不能判断两物体间距离如何变化，如果是甲在前，乙在后，则两物体间距离逐渐增大，若乙在前，甲在后，则两物体间距离逐渐减小，故A错误；vt图象中，图线与坐标轴围成的面积表示位移，根据图象可知，两物体的位移差为两图线间的面积，随着时间的增大而增大，故B正确；根据图象从纵坐标可知，两物体的速度差先增大、后减小，故C错误；图象的斜率表示加速度，根据图象可知，两物体的加速度都是先减小后增大，故D错误所以选B正确。考点：速度时间图像【名师点睛】直线运动的vt图象要点如下：（1）物理意义：反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律；（2）斜率的意义：图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小，斜率正负表示物体加速度的方向；（3）“面积”的意义：图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小；若面积在时间轴的上方，表示位移方向为正方向；若面积在时间轴的下方，表示位移方向为负方向4. 一个质量为l50 kg的雪撬，受到大小为500 N，方向与水平方向成=37°角的拉力F的作用，在水平地面上沿直线移动了5 m，如图所示。已知雪撬与地面间的滑动摩擦力为100 N，则雪撬克服摩擦力做的功为（ ）A. 500 J B. 1500 JC. 2000 J D. 2500 J【答案】A5. 课堂上，老师准备了“”型光滑木板和三个完全相同、外表面光滑的匀质圆柱形积木，要将三个积木按图示(截面图)方式堆放在木板上，则木板与水平面夹角的最大值为（ ）A. 30° B. 45°C. 60° D. 90°【答案】A【解析】取0°时，下面两圆柱之间将会分开，无法稳定，应适当增大以保持系统稳定，此时下面两圆柱之间有弹力；当下面两圆柱之间的弹力恰好为0时，对应的为最小值；继续增大，右圆柱和上圆柱之间弹力减小，若太大，此两圆柱将分开，临界情况为取30°时，左边两圆柱的圆心连线在竖直方向上，保证上圆柱只受到两个力的作用恰好处于平衡状态，此时与右圆柱间相互接触且无弹力，故A正确，BCD错误，故选A.【点睛】本题是以三个圆柱形积木在“”型光滑木板上处于平衡状态为情境，主要考查共点力的平衡等知识。侧重考查推理能力，要求考生深刻理解共点力的平衡条件，运用特殊值法解决实际问题.6. 如图所示，粗糙的斜面被固定在水平面上，欲使它上面匀速下滑的物块A停下，可采用的方法是( ) A. 增大斜面的倾角B. 对物块A施加一个垂直于斜面向下的力C. 对物块A施加一个竖直向下的力D. 在物块A上再叠放一个重物【答案】B【解析】设木块的质量为m，木块匀速滑下，合力为零，根据平衡条件得 mgsin=mgcos，解得：=tan；若增大斜面的倾角，重力沿斜面向下的分力mgsin增大，滑动摩擦力f=mgcos减小，木块的合力方向将沿斜面向下，木块做加速运动。故A错误。对木块A施加一个垂直于斜面向下的力F，重力沿斜面向下的分力mgsin不变，而滑动摩擦力f=（F+mgcos）增大，合力方向沿斜面向上，木块做减速运动，可以使木块停下，故B正确；对木块A施加一个竖直向下的力，有：（mg+F）sin-（mg+F）cos=（mg+F）sin-tan（mg+F）cos=0，依然平衡，做匀速直线运动，不会停止运动，故C错误；在物块A上再叠放一个重物，设重物的质量为M，有：（mg+Mg）sin-（mg+Mg）cos=（mg+Mg）sin-tan（mg+Mg）cos=0，依然平衡，做匀速直线运动，不会停止运动，故D错误；故选B。7. 设想探测火星时，载着登陆舱的探测飞船在以火星中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，登陆舱和探测飞船的总质量为m1随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则( )A. 火星的质量为B. 火星表面的重力加速度为C. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为【答案】A【解析】A、根据万有引力提供向心力得，火星的质量为，故A正确；B、由于火星的半径未知，则无法求出星球表面的重力加速度，故B错误；C、根据万有引力提供向心力得，解得，登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为，故C错误；D、根据万有引力提供向心力得，解得，登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为，故D错误；故选A。【点睛】本题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力并由此根据半径关系判定描述圆周运动物理量的大小关系，掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活运用。8. 如图所示，A、B、C为一等边三角形的三个顶点，某匀强电场的电场线平行于该三角形所在平面。现将带电量为q的正电荷从B点移到A点，需克服电场力做功为W；将带电量为q的负电荷从B点移到C点，电场力做功为2W。则该匀强电场的场强方向为( ) A. 平行于AC边，沿A指向C的方向B. 平行于AC边，沿C指向A的方向C. 平行于BC边，沿B指向C的方向D. 平行于BC边，沿C指向B的方向【答案】D【解析】现将带电量为q的正电荷从B点移到A点，需克服电场力做功为W，则将带电量为q的负电荷从B点移到A点，电场力做功为W，将带电量为q的负电荷从B点移到C点，电场力做功为2W，则将该负电荷从B点移到BC的中点D，需电场力做功为W，A、D的电势相等，AD连线是一条等势线，根据电场线与等势线垂直，而且从电势高处指向电势低处，可知该匀强电场的场强方向垂直于AD，由几何知识得知，BCAD，所以场强方向平行于BC边，由C指向B的方向。故D正确，ABC错误；故选D。9. 电阻不变的三个电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后三灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片。则可判断( ) A. 三灯的电阻大小是RBRCRAB. 三灯的电阻大小是RARCRBC. A、B两灯变亮，C灯变暗D. A、C两灯变亮，B灯变暗【答案】C【解析】AB：由电路图可知，ABC三灯两灯电压间关系为：，三灯功率相等，据可得，A灯的电阻最大；由电路图可知，BC两灯的电流关系为，两灯功率相等，据可得，C灯电阻小于B灯电阻；则三灯电阻的大小关系是。故AB两项错误。CD：向上移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电路中总电流减小，A灯两端电压增大，A灯变亮；流过C灯的电流减小，C灯变暗；B灯两端电压增大，B灯变亮。故C项正确，D项错误。点睛：灵活应用闭合电路的欧姆定律，电动势、路端电压和内电压关系，串并联电路的电压电流关系是解决动态电路的关键，即先局部-整体-局部的解题思路10. 龙卷风是在极不稳定的天气条件下由空气强烈对流而产生的一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱 的强风涡旋，其中心附近的风速可高达 100m/s200m/s，其中心附近的气压可低至 200hPa400hPa。 在龙卷风旋转的过程中，有 A、B 两个质量相同的物体随龙卷风一起旋转，假设这两个物体都在 做匀速圆周运动，将龙卷风简化成如图所示的容器，则下列说法中正确的是（ ）A. A 的线速度大于 B 的线速度B. A 的角速度大于 B 的角速度C. A 的周期小于 B 的周期D. A 的向心加速度小于 B 的向心加速度【答案】A【解析】对任一物体受力分析，物体受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图根据牛顿第二定律，有：F向=mgtan=m=mr2=ma=mr，则得：线速度v=，由于A球的转动半径较大，A线速度较大。故A正确；角速度=，由于A球的转动半径较大，A的角速度较小，故B错误；周期T=2，则得A的周期必定大于B的周期，故C错误。向心加速度 a=gtan，与r无关，则两个物体的向心加速度大小相等。故D错误。故选A。点睛：本题关键是建立模型，对物体受力分析，知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解二、不定项选择题（本大题共 4小题，每小题 4分，共1 6分。每小题列出四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得 2 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）11. 一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图中的虚线所示在图所示的几种情况中，可能出现的是 ()A. B. C. D. 【答案】AD【解析】当粒子垂直进入匀强电场时，由图可知，电场力向下，则粒子带正电，当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上故A正确；当粒子垂直进入匀强电场时，由图可知，电场力向下，则粒子带负电，当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下，故B错误；当粒子垂直进入匀强电场时，由图可知，电场力向下，则粒子带正电，当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向下，故C错误；当粒子垂直进入匀强电场时，由图可知，电场力向上，则粒子带正电，当进入磁场时由左手定则可得洛伦兹力垂直速度向上，故D正确。12. 如图所示，空间某处存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的金属小球从M点水平射入场区，经一段时间运动到N点，关于小球由M到N的运动，下列说法正确的是A. 小球可能做匀变速运动B. 小球一定做变加速运动C. 小球动能可能不变D. 小球机械能守恒【答案】BC【解析】小球从M到N，在竖直方向上发生了偏转，所以受到的竖直向下的洛伦兹力，竖直向下的重力和竖直向上的电场力的合力不为零，并且速度方向变化，则洛伦兹力方向变化，所以合力方向变化，故不可能做匀变速运动，一定做变加速运动，A错误B正确；若电场力和重力等大反向，则过程中电场力和重力做功之和为零，而洛伦兹力不做功，所以小球的动能可能不变，重力势能减小，这种情况下机械能不守恒，若以电场力和重力不等大反向，则有电场力做功，所以机械能也不守恒，故小球的机械能不守恒，C正确D错误【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路1正确的受力分析除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析2正确分析物体的运动状态找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程如果出现临界状态，要分析临界条件带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成13. 如图甲所示，物块 A 叠放在木板 B 上，且均处于静止状态，已知水平地面光滑，A、B 间的动摩擦因数=0.2现对 A 施加一水平向右的拉力 F，测得B 的加速度 a 与拉力 F 的关系如图乙所示，下列说法正确的是（设最大静摩擦力 等于滑动摩擦力，取 g=10m/s2）（ ）A. 当 F24N 时，A、B都相对地面静止B. 当 F24N 时，A相对 B发生滑动C. A 的质量为 4kgD. B 的质量为 2kg【答案】BCD【解析】当 A 与 B 间的摩擦力达到最大静摩擦力后，A、B 会发生相对 滑动，由图可知，B 的最大加速度为 4m/s2，即拉力 F24N 时，A 相对 B 发生滑 动，当 F24N 时，A、B 保持相对静止，一起做匀加速直线运动，故 A 错误，B 正确；对 B，根据牛顿第二定律得：，对 A，根据牛顿第二定律 得：，其中F=24N，解得：mA=4kg，mB=2kg，故 CD 正确。所以BCD正确，A错误。14. 如图1所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t=0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v-t图像如图2所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是A. M=mB. M=2mC. 木板的长度为8mD. 木板与物块间的动摩擦因数为0.1【答案】BC【解析】木块在木板上运动过程中，在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力，故，而v-t图像的斜率表示加速度，故，解得；对木板受力分析可知，解得，AD错误B正确；从图中可知物块和木板最终分离，两者v-t图像与坐标轴围成的面积之差等于木板的长度，故，C正确三、实验题（本大题共2小题，共 12分）15. 某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图1所示。(1)本实验中_(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力，_(填“需要”或“不需要”)钩码的质量远小于小车的质量。(2)该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示，在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm，x2=2.45cm，x3=3.46，x4=4.44cm，x5=5.45cm，x6=6.46cm，打点计时器的频率f=50Hz，整个过程中小车的平均加速度为_m/s2。(结果均保留2位有效数字)【答案】 (1). 需要 (2). 不需要 (3). 1.0【解析】(1)本实验中要使得钩码的拉力做功等于合外力的功，必须要平衡摩擦力；但是不需要使钩码的质量远小于小车的质量。(2)根据 可知：；，则 ；代入数据解得16. 实验小组计划测量一未知电阻的阻值，已经连接好实物图如图1所示。(1)请根据实物图在图2所示方框中画出该实验的电路图_，并标明表示各元件的字母。(2)先使电阻箱阻值调至如图3所示，再将S2接到A，闭合S1，记录下对应的电压表示数为2.20V，然后断开S1；保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，闭合S1，此时电压表的读数为2.80V，然后断开S1，不计电源内阻，电压表可视为理想电表，据此可知，定值电阻R1的阻值为_。(计算结果保留3位有效数字)。【答案】 (1). (2). 5.45【解析】（1）实验电路图如图所示；（2）电阻箱的读数为；如果将电阻箱的阻值由10.00调节到9.00，现将“×1”档调到9，×10位档调到0（3）因为不计一切内阻，将S2切换到B，闭合S1时，电阻两端的电压为；当将S2接到A时，通过的电流为，故四、计算题（本大题共 3小题，第17题12 分，第 18 题 14 分，第19题16 分，共 42 分。解答时请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，答案中必须明确写出数值和单位）17. 一质量为50 kg的人，站在电梯底板上随同电梯一起由静止开始匀加速竖直上升，经时问3 s速度达到6 ms。取g=10 ms2，求运动过程中（1）电梯加速度的大小；（2）人对电梯底板压力的大小。【答案】(1) 2ms2 (2) 600N【解析】（1）电梯做初速度为零的匀加速直线运动，电梯的加速度为：；（2）对人，根据牛顿第二定律可得，所以有，根据牛顿第三定律可知，人对电梯底板压力的大小为600N18. 如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度大小a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后达到A点，冲上竖直半圆环，经过B点，然后小球落在C点。（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）。（1）求小球到达A点时的速率和在水平地面上运动时受到的摩擦力大小；（2）求小球在B点时受到的向心力；（3）试问：小球落在C时的速率和它在A点时的速率是否相等？为什么？【答案】(1) ， (2) , 方向指向圆形轨道的圆心 (3) 相等，A到C机械能守恒，A C 在同一水平面，动能相同，所以速度大小相同。【解析】（1）对于小球的匀减速运动过程，有 ，即，解得vA=5m/s小球的受力图如右图所示，由牛顿第二定律，得f=ma解得f=0.1×3=0.3N （2）对于小球沿光滑半圆形轨道由A点运动到B点的过程，小球的机械能守恒，则有 解得vB=3m/s对于小球在B点时的圆周运动瞬间，有 解得F向=2.25NF向的方向指向圆形轨道的圆心。(3) 相等，A到C机械能守恒，A C在同一水平面，动能相同，所以速度大小相同。点睛：解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解；体会机械能守恒定律在解决力学问题中的优越性19. 相距L1.2m的足够长金属导轨竖直放置，质量m11kg的金属棒ab和质量m20.54kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，如图（a）所示，虚线上方匀强磁场方向垂直纸面向外，虚线下方匀强磁场方向竖直向上，两处磁场的磁感应强度大小相同。ab棒光滑，cd棒与导轨间动摩擦因数0.75，两棒总电阻为1.8，导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上、大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止开始（t=0）沿导轨匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。（1）请说出在两棒的运动过程中ab棒中的电流方向和cd棒所受的磁场力方向；（2）求ab棒加速度的大小和磁感应强度B的大小；（3）试问cd棒从运动开始起经过多长时间它的速度达到最大？（取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力）【答案】(1) ab棒中的电流方向向右（ab），cd棒所受的磁场力方向垂直于纸面向里。 (2) ， B1.5T (3) 4s【解析】（1） 根据右手定则可知，ab棒中的电流方向向右（ab）；根据左手定则可知，cd棒所受的磁场力方向垂直于纸面向里。（2）ab棒的受力图，如右图所示，运用牛顿第二定律，有 对于ab棒所受的磁场力，有 对于ab棒的运动，有v=at，所以，在图线上取一点（0，11），有11=a+1×10，解得a=1m/s2在图线上另取一点（2，14.6），有 解得 B1.5T（3）从cd棒的d端截面看过去，cd棒的受力图如右图所示，cd棒速度达到最大时其合力为零，所以有m2g=f，N=FA又因为f=N，所以有对于ab棒的运动，有v=atM推得 点睛：解决本题时要仔细耐心分析金属棒的受力情况，推导出安培力与速度的关系式，结合图象的数学意义以及牛顿第二定律来研究。 ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%