2021-2022学年甘肃省酒泉市玉门油田第一中学高二（下）期中物理试题（解析版）

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玉门油田第一中学2021-2022学年第二学期期中考试高二物理试卷一、选择题（1-10单选题，11-14多选题；每小题3分，共42分）1. 如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（　　）A. 发电机输出交流电的电压有效值是500VB. 用户用电器上交流电的频率是100HzC. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D. 保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，可减少输电线上损失的功率【1题答案】【答案】D【解析】【详解】A．由图象可知交流电的最大值Um=500V，因此其有效值U=V=250V故A错误；B．发电机输出电压的周期T=0.02s，故f==Hz=50Hz用户用电器上交流电的频率是50Hz，故B错误；C．输电线的电流由需要输送的功率与电压决定的，与降压变压器原、副线圈的匝数比无关，故C错误；D．保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据=U1·I1=U2·I2可知次级电压变大，次级电流减小，根据P=I2r可知，输电线上损失的功率减小，D正确。故选D。2. 图中能产生感应电流的是（　　）A.  B.  C.  D. 【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A . 由于线圈未闭合，所以不能产生感应电流，故A错误；B．在线圈转动过程中，线圈中的磁通量发生变化，则线圈中会产生感应电流，故B正确；CD．线圈向右运动过程中，线圈中磁通量未发生变化，不会产生感应电流，故CD错误。故选B3. 在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是（　　）
 A. 电压表的示数为 B. 该交变电流的电压有效值为C. 电阻R一个周期内产生的热量为12J D. 电流表的示数为0.5A【3题答案】【答案】D【解析】【详解】AB．根据“热相等”原则，得解得所以该交变电流的电压有效值为6V，电压表读数为6V，AB错误；C．由焦耳定律得C错误；D．由闭合电路欧姆定律D正确。故选D。4. 质量为m的人站在质量为M、长为5米的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边（如图所示），当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是1.25米，则（　　）A. M=2m B. M=3m C. M=4m D. M=5m【4题答案】【答案】B【解析】【详解】设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v′，人从船尾走到船头所用时间为t．取船的速度为正方向．则v′＝规定向右为正方向，根据动量守恒得即Ml2=m（l-l2）l=5m，l2=1.25m，则M=3m故B正确，ACD错误．故选B。5. 两球A、B在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，mA＝1 kg，mB＝2 kg，vA＝6 m/s，vB＝2 m/s，当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（    ）A. vA′＝5 m/s，vB′＝2.5 m/sB. vA′＝2 m/s，vB′＝4 m/sC. vA′＝－4 m/s，vB′＝7 m/sD. vA′＝7 m/s，vB′＝1.5 m/s【5题答案】【答案】B【解析】【详解】AD．碰前的动量为碰后A项的总动量为D项的总动量为则两种情况都满足动量守恒；但碰后A的速度vA′大于B的速度vB′，必然要发生第二次碰撞，不符合实际，AD错误；B．碰后的总动量为则满足动量守恒，碰后A的速度小于B的速度，不会发生第二次碰撞，碰前的总动能两球碰后的总动能 不违背能量守恒定律，B正确；C．碰后的总动量为则满足动量守恒，两球碰后的总动能大于碰前的总动能违背了能量守恒定律，C错误。故选B。6. 如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（　　）
 A. L1、L2、L3亮度都不变 B. L1变暗、L2不变、L3变亮C. L1变暗、L2变亮、L3不变 D. L1变亮、L2变暗、L3不变【6题答案】【答案】C【解析】【详解】三个支路的电压不变，当交流电频率增大时，电感线圈的感抗增加，对电流的阻碍作用变大，则变暗；电容器的容抗减小，对电流的阻碍作用减小，则变亮；电阻对电流的阻碍作用与频率无关，则不变，故ABD错误C正确。故选C。7. 如图甲所示，密封的真空玻璃管中的两个电极，阴极K与阳极A之间电压U的大小可调，电源的正负极也可以对调。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，形成的光电流与电压的关系图像如图乙所示。现用蓝光、弱黄光、强黄光照射阴极K，图中a、b、c光依次为（　　）A. 蓝光、弱黄光、强黄光B. 弱黄光、蓝光、强黄光C. 强黄光、蓝光、弱黄光D. 蓝光、强黄光、弱黄光【7题答案】【答案】C【解析】【详解】当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据eUC=hγ-W0入射光的频率越高，对应的遏止电压U越大，a光、c光的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光的频率大，由图可知，a的饱和电流最大，因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，而c光的强度最小，b光的强度介于二者之间，因为蓝光的频率大于黄光，所以a光、b光、c光依次为强黄光、蓝光、弱黄光，故C正确，ABD错误。故选C。8. 下列关于动量的说法中不正确的是（　　）A. 同一物体的动量越大，则它的速度越大B. 动量相同的物体，速度方向一定相同C. 质量和速率相同的物体，其动量一定相同D. 一个物体动量改变，则其速率不一定改变【8题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由动量的定义可知，对同一物体来说，动量越大，速度越大，A正确；B．根据动量的矢量性可知，动量的方向与速度的方向相同，所以动量相同的物体，速度方向一定相同，B正确；C．速率相同，速度的方向不一定相同，故动量的方向不一定相同，C错误；D．物体的动量改变，可能是动量的方向改变，而动量的大小保持不变，如匀速圆周运动，D正确。故选C。9. 两只完全相同的鸡蛋A、B自同一高度由静止释放，分别落在海绵和石头上，鸡蛋A完好（未反弹），鸡蛋B碎了。不计空气阻力，对这一结果，下列说法正确的是（　　）A. 下落过程中鸡蛋B所受重力的冲量更大一些B. 下落过程中鸡蛋B的末动量更大一些C. 碰撞过程中鸡蛋B动量减小的更多一些D. 碰撞过程中鸡蛋B的动量变化率更大【9题答案】【答案】D【解析】【详解】AB．两鸡蛋从同一高度开始做自由落体运动，由公式可知则运动时间相同，由公式可知，下落过程中重力的冲量相同，由公式得则两鸡蛋末速度相同，所以下落过程中两鸡蛋的末动量相同，故AB错误；C．两鸡蛋都从相同的速度减为0，则动量减小量相同，故C错误；D．由于两鸡蛋动量变化量相同，鸡蛋B与石头作用时间短，则动量变化率更大，故D正确。故选D。10. 在光滑水平地面上静止放置着由轻弹簧连接的物块A和B，开始时弹簧处于原长，一颗质量为m的子弹以水平初速度射入物块A并留在其中（子弹与物块相互作用时间极短，可忽略不计），已知物块A和B的质量均为m，则在以后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值为（　　）A.  B.  C.  D. 【10题答案】【答案】D【解析】【详解】子弹射入木块A中时的共同速度弹簧被压缩到最短时则弹簧的最大弹性势能 故选D。11. 某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图所示。则由图像可知（　　）A. 该金属的逸出功等于hν0B. 该金属的逸出功等于eUC. 若已知电子电量e，则普朗克常量D. 当入射光频率为2ν0时遏止电压是2U【11题答案】【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．根据光电效应方程，有当时，有故该金属的逸出功等于hν0，故A正确；B．图像中纵轴截止与公式中的常数项相对应，有解得故B正确；C．图像中斜率与公式中的自变量前面系数相对应，有解得故C正确；D．对当入射光频率为2ν0时，有解得故D错误。故选ABC。12. 如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为，原线圈接交流电压，电压表和电流表为理想电表，为负温度系数的热敏电阻（当温度升高时阻值减小），则下列说法正确的是（　　）A. 交流电的周期为B. 电压表示数是C. 当处温度降低时，电压表示数不变D. 当处温度降低时，此变压器的输入功率将不变【12题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．因为原线圈接交流电压，根据周期与角速度的关系可知A正确，B．交流电压的有效值电压表示数B错误；C．根据理想变压器的原、副线圈电压关系，可知副线电压与负载电阻无关，所以当处温度降低时，电压表示数不变，C正确；D．当处温度降低时，电阻阻值增大，电流减小，则此变压器的输出功率将变小，根据理想变压器原、副线圈功率关系可知，变压器的输入功率也将变小，D错误。故选AC。13. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　)A. 黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关D. 如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体【13题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这样的物体称为黑体，但不一定黑色的，故A错误。
BC．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故C错误，B正确。
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，因此空腔成了一个黑体，故D正确。
故选BD。14. 如图所示，质量为3m的容器静止在光滑水平面上，该容器的内壁是半径为R的光滑半球面，在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
 A. P滑到最低点时，P的速度为B. P滑到最低点时，容器的速度为C. P从开始到最低点过程中，容器的位移大小为D. P经过最低点后沿内壁继续上滑的最大高度小于R【14题答案】【答案】BC【解析】【详解】AB．设小滑块到达最低点的速度为v1，容器的速度为v2，系统水平方向动量守恒，则此过程中系统机械能守恒，则解得A错误，B正确；C．设滑块的位移为x1，容器的位移为x2，根据动量守恒定律得 解得C正确；D．当滑块P经过最低点后沿内壁继续上滑到最大高度时，两者有共同的速度，设此时最大高度为H，则由水平方向动量守恒与系统机械能守恒解得D错误。故选BC。二、填空题（每空2分，共14分）15. 某同学采用如图所示的装置，利用A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中MN是斜槽，NR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，得到落点P，再把B球放在斜槽末端，A球从同一位置静止释放，A、B小球碰后落在记录纸上，分别得落点B，F，测量出OB、OP、OF的长度分别为L1、L2和L3。（1）A球质量为m1，半径为r1；B球质量为m2，半径为r2，则应满足（      ）A．m1=m2，r1>r2B．m1>m2，r1=r2C．m1=m2，r1<r2D．m1<m2，r1=r2（2）必须要求的条件是（      ）A．斜槽轨道末端的切线必须水平B．斜槽轨道必须是光滑C．必须测出水平槽离地面的高度D．必须测出小球碰撞前后的速度（3）写出本实验验证动量守恒定律的表达式___________。（根据图中所示记录的数据）（4）若两球发生弹性碰撞，则L1、L2和L3之间一定满足的关系是（      ）A．2L2=L3-L1B．2L2=L1+L3C．L1+L2=L3【15题答案】【答案】    ①. B    ②. A    ③.     ④. C【解析】【详解】（1）[1]为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量。故选B。（2）[2]AB．实验要求斜槽末端切线水平，以保证小球做平抛运动，斜槽轨道是否光滑的对实验没有影响，选项A正确，B错误；CD．根据动量守恒有由于A、B球都从平台上做平抛运动，运动时间相同，则有因此不需要测出小球碰撞前后的速度以及水平槽离地面的高度，选项CD错误。故选A。（3）[3]代入题给数据可得本实验验证动量守恒定律的表达式为（4）[4]若两球发生弹性碰撞，则有即解得L1、L2和L3之间一定满足的关系是故选C。16. 电表为指针在中央的灵敏电流表，如图甲所示，把电表连接在直流电路中时出现的偏转情况。现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出，请完成下列填空。（1）图（a）中灵敏电流计指针将向__________偏转（填“左”或“右”）（2）图（b）中磁铁下方极性是__________（填“极”或“极”）（3）图（c）中磁铁的运动方向是__________（填“向上”或“向下”）【16题答案】【答案】    ①. 右    ②. 极    ③. 向上【解析】【详解】由图甲可知，当电流由灵敏电流计的右接线柱流入时，灵敏电流计的指针向右偏转。（1）[1]由图（a）可知，穿过螺线管的原磁场向下，磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场向上，根据右手定则可知，电流从右接线柱流入，故指针向右偏转；（2）[2]由图（b）可知，电流由灵敏电流计的左侧流入，根据右手定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁体向下移动，穿过螺线管的磁通量变大，根据楞次定律可知，螺线管中原磁场方向向上，故磁铁下方为极；（3）[3]由图（c）可知，电流由灵敏电流计的左侧流入，根据右手定则可知，感应电流的磁场方向向下，穿过螺线管的原磁场向下，根据楞次定律可知，穿过螺线管的磁通量减少，故磁铁向上运动。三、解答题（17题8分，18、19、20每题12分，共44分）17. 质量为M=0.45kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为50g的子弹以v0=200m/s的水平速度击中木块，最后一起运动，则：（1）一起运动的速度大小是多少？（2）若子弹在木块中相对运动时间0.002s，则木块受到子弹的平均推力多大？
 【17题答案】【答案】（1）20m/s；（2）4500N【解析】【分析】【详解】（1）子弹打木块过程，根据动量守恒定律可得解得（2）对木块分析，根据动量定理可得解得18. 如图所示，发电机输出功率为100kW，输电电压U1=250V，用户需要的电压U4=220V，两变压器之间输电线的总电阻为R=10Ω，其它电线的电阻不计。若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4%，变压器为理想变压器。试求：（1）输电线上的电流大小；（2）发电机输出电流大小；（3）在输电线路中设置的降压变压器，原、副线圈的匝数比n3∶n4。【18题答案】【答案】（1）20A；（2）400A；（3）240∶11【解析】【详解】（1）输电线上损耗的功率为解得（2）发电机输出电流大小为（3）升压变压器原、副线圈电流之比等于匝数比的倒数，即升压变压器原、副线圈电压比等于匝数比，则根据闭合电路欧姆定律可得所以降压变压器的原、副线圈的匝数比为19. 如图所示，一质量为M的木板静止置于光滑的水平面上，一质量为m的木块可视为质点，以初速度滑上木板的左端，已知木块和木板间的动摩擦因数为，木块始终没有滑离木板。 （1）求木板的最大速度？（2）因摩擦而产生的热量是多少？（3）为使木块不掉下木板，板长至少多少？
 【19题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）木块滑上木板后，木块对木板的滑动摩擦力使木板做匀加速运动，木块自身做匀减速运动，当二者速度相同时木板达到最大速度v，而木块与木板组成的系统所受合外力为零，根据动量守恒定律有解得（2）根据能量守恒定律可得因摩擦而产生的热量为（3）当木块滑至木板右端恰好相对木板静止时，木板长度最小，根据功能关系有解得20. 如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为、间距为，轨道电阻不计；在轨道顶端连有一阻值为的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为。现有一根长度稍大于L、质量为、电阻不计的金属棒从轨道的顶端处由静止开始下滑，到达轨道底端时受到轨道的支持力为。整个过程中金属棒与导轨电接触良好，重力加速度。求：（1）棒到达最低点时的速度大小和通过电阻R的电流；（2）棒从下滑到过程中回路中产生的焦耳热。
 【20题答案】【答案】（1）1m/s，0.1A；（2）0.5J【解析】【详解】（1）设金属棒到达轨道底端时的速度大小为v，由题意，根据牛顿第二定律有解得此时回路中的感应电动势大小为E=BLv=0.1V通过电阻R的电流为（2）根据能量守恒定律可知金属棒从下滑到过程中回路中产生的焦耳热为