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福建省莆田第一中学2018-2019年高二下学期期中考试物理试题及答案


福建省莆田第一中学 2018-2019 年高二下学期期中考试物理试题及答案

2018-2019 学年度莆田一中、擢英中学高二物理下学期期中考试

高二 物理选修 3-2 第三、四、五章,选修 3-3,选修 3-5

命题人:李艳丽

审核人: 方青凡 王毓馨

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 100 分.请将第

Ⅰ卷的正确答案填涂在答题卡上,第Ⅱ卷按要求作答在答题卡上.

考试时间 120 分钟 第Ⅰ卷 (选择题,共 51 分)

一、选择题(本题共 15 小题,单选题每小题 3 分,多选题每小题 4 分,共 51

分。在每小题给出的四个选项中,第 1 题~9 题只有一个选项符合要求,第 10 题~15

题有多个选项符合要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有错选的得 0

分,请把答案涂在答题卡上。)

1.下列关于物体动量和冲量的说法,正确的是( ) A.物体所受合力的冲量越大,它的动量也越大 B.物体所受合力的冲量不为零,它的动量不一定要改变 C.物体动量增量的方向,就是它所受冲量的方向 D.物体所受合力越大,它的动量改变的越多
2.下列说法正确的是( ) A.液体分子的无规则运动称为布朗运动 B.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温
度相同

C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加 D.一定质量的100?C 的水变成100?C 的水蒸气,其分子平均动能增加 3. 分子力 F、分子势能 EP 与分子间距离 r 的关系图线如图甲、乙两条曲线所示 (取无穷远处为分子势能 Ep ? 0 ),下列说法错误的是( ) A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线 B.随分子间距离的增大,分子力先减少后一直增大 C.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减 小,但斥力减小得更快

D.在 r ? r0 阶段,分子力减小时,分子势能也一定减小 4.一质量为 2 kg 的物块在合外力 F 的作用下从静止开始沿直线运动。F 随时间 t

变化的图线如图所示,则(

)

A.0~1s 内合外力做功 2J

B.t=2 s 时物块的动量大小为 4 kg·m/s

C.t=3 s 时物块的动量大小为 5 kg·m/s

D.t=4 s 时物块的速度为零

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5.光滑水平面上的三个小球 a、b、c 的质量均为 m,小球 b、c 与轻弹簧相连且静

止,小球 a 以速度 v0 冲向小球 b,与之相碰并粘在一起运动.在整个运动过程中,下列

说法正确的是 (

)

A. 三个小球与弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒

B. 当小球 b、c 速度相等时,弹簧弹性势能最大

C. 弹簧压缩到最短时 c 球速度最大

D. 当弹簧第一次恢复原长时,小球 c 的速度一定最大,球 b 此时的速度方向一

定水平向左

6. 如图所示,在光滑的水平轨道上有甲、乙两个等大的小球沿轨道向右运动,取向

右为正方向,它们的动量分别为 p1 ? 5kg ? m s 和 p2 ? 7kg? m s 。若两球能发生正碰, 则碰后两球动量的增量 ?p1和?p2 可能是( )。
A. ?p1 ? ?3kg ? m s , ?p2 ? 3kg ? m / s B. ?p1 ? 3kg? m s , ?p2 ? 3kg? m / s C. ?p1 ? 3kg ? m s , ?p2 ? -3kg ? m / s D. ?p1 ? ?10kg? m s , ?p2 ? 10kg? m / s 7.如图所示,矩形线圈面积为 S,匝数为 N,线圈电阻为 r,

在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω 匀速转

动,外电路电阻为 R。下列判断正确的是 (

)

A.电压表的读数为 NBS?R 2

B.当线圈由图示位置转过

30°的过程中,通过电阻

R

的电荷量为

NBS
2?R ? r

?

C.在线圈转过一周的过程中,电阻

R

上产生的焦耳热为

N 2B2S 2?R?
4?R ? r?2

D.当线圈由图示位置转过

30°时,通过电阻

R

的电流为

NBS?
2?R ? r

?

8.图甲中 L1、L2 是规格为 “6V,3W”的灯泡, a、b 端接图乙所示的交变电压。

现调节电阻箱 R 为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光。则(

)

A.电压表示数为 18V B.变压器原副线圈匝数比为 3:1 C.电阻箱消耗的电功率为 3W D.增大电阻箱 R 连入电路的电阻值,电压表的示数将减小
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9.如图所示,一个倾角为? 的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为 M ,

顶端高度为 h ,今有一质量为 m 的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶

端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )

A. mh M ?m

B. Mh M ?m

C.

?M

mh
? m?tan?

D.

?M

Mh
? m?tan

?

10.下列关于热现象的描述正确的是(

)

A.用棉线做酒精灯的灯芯是利用了毛细现象

B.水蒸气的压强离饱和汽压越远,越不利于水的蒸发,人感觉越潮湿

C.小草上的露珠呈球形是由于液体表面张力使其表面积具有扩张到最大的趋



D.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性,是不可逆的

11.一定量的理想气体从状态 a 开始,经历三个过程:从 a 到 b,b 到 c,c 到 a 回到

原状态,其中V ?T 图像如图所示。用 pa 、 pb 、 pc 分别表示状态 a、b、c 的压强,

下列说法正确的是(

)

A. pa ? pc ? pb B.由 b 到 c 的过程中,气体放出的热量一定等于外界对

气体做的功

C.由 c 到 a 的过程中,气体分子的平均动能不变

D.由 b 到 c 的过程中,每一个气体分子的速率都减小

12. A、B 两球沿一直线运动并发生碰撞,如图所示为两球碰撞前后的位移时间图

像。a、b 分别为 A、B 两球碰撞前的位移-时间图线,c 为碰撞后两球共同的位移

-时间图线,若 A 球质量 m ? 2kg ,则由图像判断下列结论正确的是(

)

A.B 球的质量为 4 kg 3

B. A、B 碰撞前的总动量为 3kg? m / s

C.碰撞前后 A 的动量变化 ? 4kg ? m / s D.碰撞前后 A、B 系统损失的动能为 10J

13.如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器,升压变压器原、副线 圈匝数比为 1∶100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为 100 Ω。 降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中 R1 为一定值电阻, R2 为用 半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表 V 显示加在 报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时,升压变压器的输入功率为 750 kW。下列说法正确的是( )
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A. 远距离输电线路中的电流为 30A B.远距离输电线路损耗功率为 180 kW C.当出现火警时,电压表V 的示数变小 D.当出现火警时,输电线上的电流变小 14.如图甲所示电路,已知电阻 R1 ? R2 ? R , 和 R1 并联的 D 是理想二极管(正向电阻可 视为零,反向电阻为无穷大),在 A、B 之 间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正 值时,U AB ? 0 )。由此可知( ) A.R1 时而有电流通过时而没有,R2 始终有电流通过 B.R2 时而有电流通过时而没有,R1 始终有电流通过 C.加在 R1 上电压的有效值为 10 V D.加在 R2 上电压的有效值为 5 10 V 15.如图所示,光滑水平面上有 A、B 两辆小车,质量均为 m ? 1kg ,现将小球 C 用长为 0.2 m 的细线悬于轻质支架顶端, mC ? 0.5kg 。开始时 A 车与 C 球以 v0 ? 4m / s 的速度冲向静止的 B 车。若两车正碰后粘在一起,不计空气阻力,重 力加速度 g 取 10 m/s2,则( ) A.从两车粘在一起到小球摆到最高点的过程中,A、B、C 组成的系统动量守 恒 B.A 车与 B 车碰撞结束瞬间的共同速度为 2m/s C.小球上升到最大高度时的速度为 1.6m/s D.小球能上升的最大高度为 0.16 m
第ⅠI 卷 (非选择题,共 49 分)
二、实验题(本题共 2 小题,第 16 题 4 分,第 17 题 5 分,共 9 分。把答案填在 答题卡的横线上并按题目要求作答。)
16.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,现有用油酸和酒精按体积比为 n : m 配 制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个盛有约 2 cm 深水的浅盘,一支滴管, 一个量筒。
请补充下述实验步骤: (1)_______________________________________________。(需测量的物理量用 字母表示)
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(2)在浅盘中注入约 2 cm 深的清水,在水面上均匀撒上痱 子粉。
(3)用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,等油酸薄膜稳 定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示,则油膜面积 为________(已知坐标纸上每个小方格面积为 S,求油膜面 积时,半个以上方格面积记为 S,不足半个舍去)。
(4)估算油酸分子直径的表达式为 d=________。 17.在验证动量守恒定律实验中,实验装置如图所示,a、b 是两个半径相等的小 球,按照以下
步骤进行操作: ①在平木板表面钉上白纸和复写纸,并将该木板 竖直 立于紧靠槽口处,将小球 a 从斜槽轨道上固定点 处由 静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹 O; ②将木板水平向右移动一定距离并固定,再将小 球a 从固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹 B; ③把小球 b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球 a 仍从固定点处由静止 释放,和小球 b 相碰后,两球撞在木板上得到痕迹 A 和 C。 (1)若碰撞过程中没有机械能损失,为了保证在碰撞过程中 a 球不反弹,a、b 两球的质量 m1、m2 之间的关系是 m1 ______ m2 。(选填“>”“=”或“<”) (2)为完成本实验,必须测量的物理量有________。 A.小球 a 开始释放的高度 h B.木板水平向右移动的距离 l C.a 球和 b 球的质量 m1、m2 D.O 点到 A、B、C 三点的距离 y1、y2、y3 (3)在实验误差允许的范围内,若动量守恒,其关系式应为_______________。 三、计算题(本题共 4 小题,第 18 题 8 分,第 19 题 10 分,第 20 题 10 分,第 21 题 12 分,共 40 分。解答应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤。只 写出最后答案不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。) 18(8 分).如图所示,一质量 m1=0.45 kg 的平板小车静止在光滑的水平轨道上。 车顶右端放一质量 m2=0.5 kg 的小物块,小物块可视为质点,小物块与小车上表 面之间的动摩擦因数 μ=0.5。现有一质量 m0=0.05 kg 的子弹以 v0=100 m/s 的 水平速度射中小车左端,并留在车中,子弹与车相互作用时间很短。g 取 10 m/s2, 求:
(1)子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小 v1; (2)要使小物块不脱离小车,小车的长度至少为多少?
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19(10 分).如图所示,一根两端开口、横截面积为 S ? 2cm2 足够长的玻璃管竖直插 入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活 塞,活塞下封闭着长 L=21 cm 的气柱,气体的温度为 t1 ? 7?C ,外界大气压取 p0=1.0×105 Pa。
(1)若在活塞上放一个质量为 m=0.1 kg 的砝码,保持气体的温度 t1 不变,则平 衡后气柱为多长? (g=10 m/s2)
(2)若保持砝码的质量不变,对气体加热,使其温度升高到 t2 ? 77?C ,此时气 柱为多长?
(3)若在(2)过程中,气体吸收的热量为 10 J,则气体的内能增加多少?
20(10 分).如图所示,导热气缸是由半径不同的两个圆柱形容器组成,气缸上部 横截面积为 1.5S,深度为 0.5L,下部横截面积为 S,深度为 L,侧面有阀门 C, C 处于打开状态。活塞上表面通过滑轮与一水桶相连。关闭阀门后向水桶中缓慢 加水,使活塞上升到距气缸上口 0.3L 处停下。已知大气压强为 p0 ,室温为T0 , 重力加速度为 g,不计一切摩擦,忽略水桶质量、活塞质量及活塞厚度。求:
(1)加入水桶中水的质量 (2)将水桶中的水取走一半,并对杠中气体缓慢加热,当活塞再次停于离气缸 上口 0.3L 处时,气体的温度
21(12 分).如图所示,A、B 质量分别为 m1=1 kg,m2=2 kg,置于小车 C 上,小 车的质量为 m3=1 kg,A、B 与小车间的动摩擦因数为 0.5,小车静止在光滑的水 平面上。A、B 间夹有少量炸药,某时刻炸药爆炸,若 A、B 间炸药爆炸的能量 有 12 J 转化为 A、B 的机械能,其余能量转化为内能。A、B 始终在小车表面水 平运动,小车足够长,求:
(1)炸开后 A、B 获得的速度大小; (2)A、B 在小车上滑行的时间各是多少?
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参考答案及评分标准

1.C

2.B

3.B

4.B

5.B

6.A

7.D

8.C

9.C 10.AD 11.AC 12.AD 13.AC 14.AD 15.BD

16.(1)用滴管向量筒内加注 N 滴油酸酒精溶液,读出其体积 V (3)113S (1 分)

(1 分)

(4)

nV

113 NS(m ? n)

(2 分)

17.(1)> (1 分)

(2)CD (2 分)

(3) m1 ? m2 ? m1

y2

y1

y3

(2 分)

18(8 分). (1)子弹射入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒

定律得 m0v0=(m0+m1)v1...................2 分 解得 v1=10 m/s.....................1 分 (2)子弹、小车、小物块组成的系统动量守恒,设当小物块与车共速时,共

同速度为 v2,两者相对位移大小为 L,由动量守恒定律和动能定理有: (m0+m1)v1=(m0+m1+m2)v2..............................................2 分 μm2gL=12(m0+m1)v12-12(m0+m1+m2)v22........................2 分

解得 L=5 m...........................................1 分

故要使小物块不脱离小车,小车的长度至少为 5 m。

19(10 分).

(1)被封闭气体的初状态为 p1 ? p0 ? 1.0?105 Pa,V1 ? LS ? 42cm3,T1 ? 280 K..... 1分

末状态压强

p2

?

p0

?

mg S

? 1.05?105 Pa,V2

?

L2S......1分

根据玻意耳定律,有 p1V1 ? p2V2.......... 1分 ,

得 L2=20 cm..................1 分

(2)对气体加热后,气体的压强不变, p3 ? p2,V3 ? L3S,T3 ? 350 K...... 1分

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根据盖—吕萨克定律,有 V2 ? V3 ........ 1分 , T2 T3
得 L3=25 cm..........1 分 (3)气体对外做的功 W=p2Sh=p2S(L3-L2)=1.05 J........1 分 根据热力学第一定律 ΔU=Q+W..........1 分 得 ΔU=10 J+(-1.05 J)=8.95 J.........1 分 即气体的内能增加了 8.95 J。

20(10 分). (1)V1 ? SL ?1.5S(0.5L ? 0.3L)....... 1分 p0SL ? p1V1.......... 2分 1.5 p0S ? 1.5 p1S ? mg...... 1分 由以上三式可得: m ? 9p0S ........ 1分
26 g

(2)1.5

p0S

?

1.5

p2S

?

mg 2

......1分

p1 ? p2 ......... 2分 T1 T2

由以上两式可得:

T2

?

23 20

T0.

.

.

.

........1分

21(12 分). (1)根据爆炸过程中能量的转化,

有:E=12m1v12+12m2v22............................2 分 爆炸过程中,根据动量守恒得:m1v1=m2v2.................1 分 联立解得:v1=4 m/s,v2=2 m/s..............................2 分 (2)爆炸后 A、B 都在 C 上滑动,由题意可知 B 会与 C 先相对静止,设此时 A 的速度为 v3,B、C 的速度为 v4,在该过程中,A、B、C 组成的系统动量守恒。 设该过程的时间为 t1。 对 A 应用动量定理:-μm1gt1=m1v3-m1v1.....................1 分 对 B 应用动量定理:-μm2gt1=m2v4-m2v2......................1 分 对 C 应用动量定理:(μm2g-μm1g)t1=m3v4...................................1 分

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代入数据解之得:v3=3 m/s,v4=1 m/s,t1=0.2 s.....................1 分 之后,A 在 C 上滑动直到相对静止,由动量守恒定律可知三者速度都为 0。 即:(m1+m2+m3)v=0..........................1 分 解得 v=0。 设 A 滑动的总时间为 t,对 A 应用动量定理,则: -μm1gt=0-m1v1........................................1 分 解得:t=0.8 s................................................1 分
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