2020-2021学年湖南省湘潭市第一中学高二上学期期中考试（等级性）物理试题（Word版）

这是一份2020-2021学年湖南省湘潭市第一中学高二上学期期中考试（等级性）物理试题（Word版），共7页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题∶共56分等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是（ ）
A. 伽利略通过斜面实验等研究，最早提出了速度、加速度的概念
B. 英国物理学家牛顿用实验的方法测出了引力常量
C. 库仑最早用实验测得元电荷e的数值
D. 安培发现了电流的磁效应并提出用安培定则判定电流的磁场的方法
【答案】A
2. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，以 T 为时间间隔，在第三个 T 时间内位移是 3 m ，第三个 T 时间末的瞬时速度为 3 m /s ，则（ ）
A．物体的加速度是 1 m /s 2 B．第一个 T 时间末的瞬时速度为 0.6 m /s
C．时间间隔 T ＝ 1 s D．物体在第 1 个 T 时间内的位移为 0.6 m
【答案】D
3.2020年5月5日，长征五号B运载火箭首飞成功，将我国新一代载人飞船试验船送入近地轨道。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则飞船在轨道上运行的速度为（ ）
A. gR B. gR2hC. GR2R+h D. gR2R+h
【答案】D4.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，让小球从一定高度摆下，则（ ）
A. 绳子与钉子碰撞前后小球的线速度变小
B. 绳子与钉子碰撞前后小球的角速度不变
C. 钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断
D. 怎么改变钉子的位置，也不能让小球做完整的圆周运动
【答案】C
5.如图所示，两个相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈上，灯泡电阻不随温度变化。已知A、B两灯的功率之比为1：4，电源交变电压为U，则（ ）
A. 原、副线圈的匝数之比n1：n2=2：1
B. 原、副线圈的匝数之比n1：n2=4：1
C. 灯泡A、B两端的电压分别是UA=45U，UB=15U
D. 灯泡A、B两端的电压分别是UA=45U，UB=25U
【答案】A
6.如图所示，一匀强电场的方向平行于xOy平面，O点为坐标原点。已知OM与x轴夹角为θ=60°，从O点起沿x轴方向每经过1m距离电势下降10V，沿OM方向每经过1m电势下降也为10V，图中P点坐标(3m,1m)，则下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度沿OP方向，大小为103V/m
B. OP两点的电势差为4033V
C. 沿x轴正方向移动电子，每移动1m，电场力做功10eV
D. 沿y轴正方向每移动1m，电势降低310V
【答案】B
二、多项选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分选对但不全的得3分有选错的得0分。
7.如图所示，光电管的阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。将一束绿光照射到阴极K上，观察到电流表有示数，调节滑动变阻器，增大阴极K与阳极A之间电压直到光电管达到饱和光电流，下列说法正确的是（ ）
A. 将绿光光强增大，饱和光电流增大
B. 将绿光光强增大，从阴极K逸出电子的最大初动能变大
C. 将绿光变为频率更低的红光并增大光强，饱和光电流一定增加
D. 将绿光变为频率更高的紫光，从阴极K逸出电子的最大初动能一定变大
【答案】AD
8．（多选）如图所示，质量为m的质点静止地放在半径为R质量为M的半球体上，质点与半球体间的动摩擦因数为μ，质点与球心的连线与水平地面的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B．地面对半球体的支持力大小为
C．质点所受摩擦力大小为
D．质点所受摩擦力大小为
【答案】BC
9．（多选）如下图所示，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根相距为L=0.1m的平行金属导轨MN和PQ，导轨电阻忽略不计，在两根导轨的端点NQ之间连接一阻值R=0.3Ω的电阻，与导轨垂直放置着金属棒ab，其电阻r=0.2Ω，当金属棒在水平拉力作用下以v=4.0m/s向左做匀速运动时（ ）
A. NQ间电压为0.2V
B. a端电势比b端电势高
C. 回路中感应电流大小为1A
D. ab棒所受安培力大小为0.02N
【答案】BD
10.如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.2 m的轻杆相连，小球B距水平地面的高度h＝0.1 m。两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2。则下列说法中正确的是（ ）
A．下滑的整个过程中A球机械能守恒
B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒
C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/s
D．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为eq \f(2,3) J
【答案】BD
三、非选择题∶共56分。第11~14题为必考题每个试题考生都必须作答第15~16题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题∶共43分。
11.（7分）某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验。图1为实验装置简图，A为小车，后端连有纸带，B为打点计时器，C为装有沙的沙桶(总质量为m)，D为一端带有定滑轮的长木板。
(1)在这个实验中，为了探究两个物理量之间的关系，要保持第三个物理量不变，这种探究方法叫作______ 法。
(2)某同学在探究a与F的关系时，把沙和沙桶的总重力当作小车的合外力F，作出a-F图线如图2所示，该图线不过原点的原因是______ ，图线右上部弯曲的原因是______ 。(均填写正确选项的字母代号)
A.平衡摩擦力时，长木板倾角过小
B.平衡摩擦力时，长木板倾角过大
C.沙和沙桶的总质量m过小
D.沙和沙桶的总质量m过大
(3)如图3是某次实验得到的纸带，打点计时器所用电源的频率为50Hz，舍去前面比较密集的点，从A点开始，依次选取A、B、C、D、E五个计数点，相邻两个计数点间都有四个点未画出，图中给出了相邻两点间的距离，则小车运动的加速度大小为a= ______ m/s2(结果保留两位有效数字)。
【答案】控制变量 B D 0.60
(3)相邻两个计数点间都有四个计时点未画出，故相邻计数点的时间间隔T=0.1s
xAC=1.21cm+1.83cm=3.04cm=0.0304m
xCE=2.41cm+3.03cm=5.44cm=0.0544m
根据逐差法可得加速度：a=xCE-xAC4T2=0.0544-0.03044×0.12m/s2=0.60m/s2
12.（8分）在“测定电池的电动势和内阻”的实验中，已连接好部分实验电路．
（1）按图甲所示的实验电路，把图乙中剩余的电路连接起来． 丙
（2）在图乙的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于________端（选填“A”或“B”．）
（2）如图是根据实验数据作出的U-1图象，由图可知，电源的电动势E=______V，内阻r=_______Ω．
【答案】
（1）由原理图可知滑动变阻器为限流接法，电压表并联在滑动变阻器两端，由原理图连接实物图所示；
（2）为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，故滑片应接到A端；
（3）由U-I图可知，电源的电动势E=1.5V；
当路端电压为1V时，电流为0.5A，则由闭合电路欧姆定律可知：r= E-U I = 1.5-10.5 Ω=1.0Ω；
13.（12分）如图所示，质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止在光滑水平地面上的平板小车，车的质量为1.6kg，木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2).设小车足够长，求：
(1)木块和小车相对静止时小车的速度大小．
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间．
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离．
【答案】解：
(1)以木块和小车为研究对象，方向为正方向，由动量守恒定律可得：
mv0=(M+m)v 得v=mM+mv0=0.4m/s
(2)以木块为研究对象，其受力情况如图所示，由动量定理可得
-ft=mv-mv0 又f=μmg 得到t=v-v0μg=0.8s
(3)木块做匀减速运动，加速度a1=fm=μg=2m/s2
车做匀加速运动，加速度a=fM=μmgM=0.5m/s2 由运动学公式可得：vt2-v02=2as
在此过程中木块的位移为s1=vt2-v022a1=0.96m 车的位移为s2=12at2=0.16m
木块在小车上滑行的距离为△S=S1-S2=0.8m
14.（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第三象限存在匀强电场(图中未画出)，第四象限存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里．一不计重力的带电粒子在第三象限从静止开始加速，从P点进入第四象限，方向与y轴负方向成37°.已知带电粒子的质量为m=5.0×10-10kg、电荷量为q=1.0×10-8C，加速电压为U=1000 V，OP=3 m(sin 37°=0.6,cs 37°=0.8).试求：
(1)带电粒子在P点时速率v；
(2)若粒子恰好不能进入第一象限，则磁感应强度B的大小；
(3)若磁感应强度B'=2.0 T，则粒子通过x轴的位置到O点距离．
【答案】解：(1)对粒子的加速过程，由动能定理：qU=12mv2 代入数据得：v=200m/s;
(2)粒子恰好不从x轴上方射出的运动轨迹如图甲所示，
由几何关系得：OP=R+Rcs53∘
由牛顿第二定律得：qvB=mv2R得：R=mvqB 解得：B=163T;
(3)粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：R'=mvqB'
代入数据得：R'=5m 而：OPcs53∘=5m
故圆心一定在x轴上，粒子运动轨迹如图乙所示
由几何关系可知：OQ=R'+R'sin53∘ 解得：OQ=9m．
（二）选考题∶共13分请考生从两道中任选一题作答如果多做，则按第一题计分。
15. （1）（5分）下列说法正确的是( )
A. 已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求一个气体分子的体积
B. 已知气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可求一个气体分子的质量
C. 布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，反映液体分子无规则运动
D. 气体对流是由于分子永不停息的做无规则运动造成的
E. 随着分子间距离的减小，分子间的引力和斥力都增大
【答案】BCE
【解析】解：A、因为气体分子间的距离较大，所以若已知气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可求出一个气体分子的平均活动空间，但不能计算出一个气体分子的体积，故A错误；
B、摩尔质量除以阿伏加德罗常数为一个气体分子的质量，故B正确；
C、布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒受液体分子撞击引起的无规则运动，反映液体分子无规则运动，故C正确；
D、气体对流不是由于分子永不停息的做无规则运动造成的，是宏观有序运动，故D错误；
E、随着分子间距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，只是斥力增加的快，故E正确。
故选：BCE。
（2）（8分） 如图甲所示，一导热性能良好、内壁光滑的汽缸水平放置，横截面积S=1×10-3m2、质量m=2kg、厚度不计的活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离x0=24cm，在活塞的右侧x1=12cm处有一对与汽缸固定连接的卡环，气体的温度T0=300K，大气压强p0=1.0×105Pa.现将汽缸竖直放置，如图乙所示，取g=10m/s2。
(i)求汽缸竖直放置稳定后，活塞与汽缸底部之间的距离x；
(ii)若汽缸竖直放置稳定后，对封闭气体缓慢加热至T'=720K，求此时封闭气体的压强p'。
【答案】解：(i)气缸水平放置时：
封闭气体的压强p1=p0=1.0×105Pa，温度T1=T0=300K，体积V1=x0S
气缸竖直放置时：封闭气体的压强p2=p0+mgS═1.2×105Pa，温度T2=T1=300K，体积V2=hS，
由玻意耳定律得：p1V1=p2V2解得：h=20cm
(ii)温度升高，活塞刚达到卡环，气体做等压变化，
此时初态：p3=p2，V2=hS，T2=300K
末态：V3=(x0+x1)S，T3=？根据V2T2=V3T3，代入数据解得：T3=540K，
气缸内气体温度继续升高，气体做等容变化，
初态：p3=1.2×105Pa，T3=540K
末态：p4=？，T4=720K，由查理定律得：p3T3=p4T4解得：p4=1.6×105Pa；
16.（1） 如图1所示为t=0时刻一列简谐横波沿x轴正方向传播波形图，图2为坐标轴上x=0-5m范围内某质点的振动图象，则下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的波动周期为4.8s
B. 这列波传播的波速为m/s
C. 图2对应的质点平衡位置的坐标为x=m
D. 7.2s内平衡位置在x=3.1m处的质点运动的路程为1.6m
E. t=2s时，x=2m处的质点正沿y轴负方向运动
【答案】ABC
（2） 有一形状特殊的玻璃砖如图所示，AB为1/4圆弧，O为弧的圆心，半径OA=10 cm．AOCD为矩形，AD=20 cm．一束光沿着平行于BC的方向从玻璃砖AB弧面上的E点射入，∠BOE=60°，已知光在此玻璃砖中折射率n=，光在真空中速度c=3×l08 m/s．求：
(1)这束光在玻璃砖中的第一个射出点到C的距离；
(2)这束光从射入到第一次射出的过程中，在玻璃砖中传播的时间．
【答案】（1）5.8cm （2）1.7×10-9s