2020年湖北省孝感市联考协作体高二(下)期中物理试卷

1、1.2.3.4.5.期中物理试卷题号一一三四总分得分、单选题（本大题共 10小题，共40.0分）首次成功解释光电效应和首次提出物质波的科学家分别是（）A.普朗克、爱因斯坦B.爱因斯坦、德布罗意C.普朗克、德布罗意D.爱因斯坦、康普顿手机大多有拍照功能，用来衡量其拍照性能的一个重要的指标就是像素，像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，300万像素的手机拍出的照片比 30万像素的手机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为（）A.光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性B.光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 C.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的D.大量光子表现光具有粒子性关于光电

2、效应，下列说法正确的是（A.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多B.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小C.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应D.截止频率越大的金属材料逸出功越大如图所示是一交变电流的电流随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分, 则该交变电流的有效值为（A. 2AB. 'AC. -A如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系绳小球拉开到 一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程 中（）A.小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒 B.小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒 C.小球向左

3、摆到最高点，小球的速度为零而小车的速度 不为零D.在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反6 .如图所示，L为电感线圈，C为电容器，A、B为两只相同的灯泡，将他们接在电压为U的交流电源上，两只灯泡的亮度一样， 若保持电源电压不变， 而将电源频率增大，下列说法正确的是（）A. A灯泡变暗，B灯泡变亮B. A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C.两灯泡的亮度不变D. A灯泡变亮，B灯泡变暗7 . 一小型水电站输出的电功率为40KW,输电线总电阻为2Q,如果发电机输出电压为400V,直接以400V电压进行输电，输电导线上损失的电功率Pi,若用变压器将电压升为2000V电压输电，则输电导线上

4、损失电功率为P2,则Pi与P2的比值是（ ）A. 1 : 1B. 25: 1C. 25: 2D. 1: 258 .某高处落下一个鸡蛋，分别落到棉絮上和水泥地上，下列结论正确的是（）A.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎，是因为它的动量变化小 B.落到水泥地上的鸡蛋易碎，是因为它受到的冲量大C.落到棉絮上的鸡蛋不易破碎，是因为它的动量变化率小D.落到水泥地上的鸡蛋易碎，是因为它的动量变化慢9 .某小型水电站的电能输送示意图如图所示。发电机的输出电压为 220V,输电线总 电阻为r,升压变压器原、副线圈匝数分别为m、n2,降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4 （变压器均为理想变压器），要使额定电压为22

5、0V的用电器正常工作，则（）第13页，共11页升压变压器降压变压器C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率小于降压变压器的输入功率10 .为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表 A1、A2,导线电阻不计，如图所示.当开关S闭合后（）A. A1示数不变,B. A1示数变大,C. V2示数变小,D. V2示数不变,A1与A2示数的比值不变A1与A2示数的比值变大V1与V2示数的比值变大V1与V2示数的比值不变、多选题（本大题共 2

6、小题，共8.0分）11 .今年春节上映的国产科幻大片流浪地球中有这样的情节：为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划， 即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和 转向发动机，推动地球离开太阳系，用 2500年的时间奔往另外一个栖息之地。这个科幻情节中里有反冲运动的原理。现实中的下列运动，属于反冲运动的有（）A.汽车的运动B.直升飞机的运动C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动12 .质量相等的甲乙两球在光滑水平面上沿同一直线运动.甲以7kg?m/s的动量追上前方以5kg?m/s的动量同向运动的乙球发生正碰，则碰后甲乙两球动量可能的是6kg ?m/s8kg?m/sA. 6.5kg?m/s,

7、 5.5kg?m/sB. 6kg?m/s,C. 5.5kg?m/s, 6.5kg?m/sD. 4kg?m/s,三、实验题（本大题共 2小题，共14.0分）13 .为探究变压器两个线圈的电压关系，张明同学设计如下实验中，操作步骤如下：将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上。（1）以上操作的合理顺序是 （填步骤前数字序号）；（2）如图所示，在实验中，两线圈的匝数Q=1600, n2=400,当将n1做原线圈时,原线圈两

8、端电压为16V,副线圈两端电压为 4V； n1与此对调后，原线圈两端电压 为8V时，副线圈两端电压为 32V,那么可初步确定，变压器两个线圈的电压5、U2与线圈匝数 m、n2的关系是 （填写字母关系式）。S和 （用字母表14 .用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为mA的钢球A用细线悬挂于。点，质量为 mB的钢球B放在离地面高度 为H的小支柱N上，。点到A球球心的距离为 L,使悬线 在A球释放前伸直，且线与竖直线夹角为a, A球释放后摆到最低点时恰与 B球正碰，碰撞后，A球把轻质指示针 OC推移到与竖直线夹角 3处，B球落到地面上，地面上铺 有一张盖有复写纸的白纸 D,保持a角度不变，多次重

9、复 上述实验，白纸上记录到多个B球的落点.（1）图中S应是B球初始位置到 的水平距离； （2）为了验证两球碰撞过程动量守恒，应测得的物理量有示）；（3）用测得的物理量表示碰撞前后 A球、B球的动量：Pa=, Pa，=PB=0. Pb' = （当地的重力加速度为 g）。四、计算题（本大题共 3小题，共38.0分）15 .冰球运动是一项对抗性极强的冰雪体育竞技项目。如图所示，甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而合理水平冲撞，冲撞过程中运动员手中的冰球杆未与地面接触。已知甲运动员的总质量为m二50kg,乙运动员的总质量为m2=60kg,冲撞前两运动员速度大小均为V0=4m/s,冲撞结束，甲被撞回，

10、速度大小为 v1=1.4m/s,如果冲撞接触时间为 0.2s, 忽略冰球鞋与冰面间的摩擦。问：（1）撞后乙的速度 V2大小是多少？方向又如何?（2）冲撞时两运动员相互间的平均作用力多大？16.发电机转子是匝数为 100匝，长为20cm、宽为30cm的长方 形线圈，将线圈置于磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，使其绕垂直于磁场方向且在线圈平面内的轴以角速度50rad /s匀速转动当线圈平面与磁场平行时开始计时，若线圈电阻为 2Q, 线圈的两端通过滑环与一个阻值R=8Q的电阻连接。试求：(1)发电机线圈中感应电动势的瞬时值表达式；17.如图所示，质量为 M的木球用足够结实的细绳连接挂在。点处(2)电

11、阻R的电功率。于静止状态，。点到球心的距离为 L,现有一质量为m的子弹以速度V0入木球并留在木球中，求：(1)子弹射入木球后，木球的速度大小；(2)子弹射入木球后瞬间，细绳所受的弹力大小；(3)若子弹射入木球后，木球(含子弹)在竖直平面内恰好能绕。点做圆周运动，求子弹的最小入射速度大小。答案和解析1 .【答案】B【解析】解：首次成功解释光电效应和首次提出物质波的科学家分别是爱因斯坦、德布罗意，故B正确，ACD错误。故选：B。根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。2 .【答案】A

12、【解析】 解：AD、光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性，故 A正确，D错 误；B、光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互作用无关，故B错误；C、光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”进行的，用很弱的光做双缝干涉实验时的照片上的白点就是光子落在胶片上的痕迹，清楚的显示了光的粒子性， 但数码相机拍出的照片不是白点，所以不是因为此原因，故 C错误；故选：Ao光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”进行的，用很弱的光做双缝干涉实验时的照片上的白点就是光子落在胶片上的痕迹，清楚的显示了光的粒子性， 光的波粒二象性是光的内在属性，即使是单个光

13、子也有波动性，跟光子的数量和光子之间是否有相互 作用无关，大量光子表明光具有波动性。本题考查理论知识在实际生活中应用的分析，特别注意大量光子表现出光的波动性，少数光子表现为粒子性，属于基础题目。3 .【答案】D【解析】 解：A、发生光电效应的前提下，入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，单位时间内逸出的光电子数就越少，故A错误。B、D、逸出功 W=h必 知截止频率越大，逸出功越大，与光电子的最大初动能无关， 故B错误，D正确。C、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的照射时间无关，故C错误。故选：Do光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率，与入射光的强度无关。根

14、据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素。解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程， 知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目， 光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大，而光电子数目与光强有关。4 .【答案】C【解析】解：图象上半部分电流的有效值Ii=；_A=2a,下半部分电流的有效值I2=2A,根据有效值的定义有：Ii2Rti+l22Rt2=I2R (ti+t2),其中ti=0.01s, t2=0.02s,代入数据解 炳一得电流的有效值为：I= A,故C正确，ABD错误。J I故选：Co先求出一个周期内，上半部分和下半部分电流的有效值，再根据有效值的定义，利用Ii2

15、Rti+l22Rt2=I2R （ti + t2）,可以求出电流的有效值。本题考查了交变电流的有效值的求法。求有效值的时候，一定要注意在一个完整的周期来求解。【解析】解：A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，故AB错误C、小球向左摆到最高点，竖直方向速度为零，水平速度小球与车等大反向，则小球的速度为零而小车的速度也为零，故C错误D、系统只在在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反。故 D正确故选：D。小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，满足水平方向动量守恒定律；系统机械能守恒，但对小球来说，不

16、满足动量和机械能守恒的条件。本题对照机械能和动量守恒的条件进行判断。对于系统而言，机械能守恒、总动量不守恒，但由于系统所受的外力都在竖直方向上，系统水平方向上动量守恒。6 .【答案】A【解析】解：若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，电容器对其阻碍变小，线圈对其阻碍变大。所以 A灯泡将变暗，B灯泡将变亮，故 A正确，BCD错误。 故选：Ao对于电容器来说能通交流隔直流， 而频率越高越容易通过. 对于线圈来讲通直流阻交流， 通低频率交流阻高频率交流.当电容器的电容越小，频率越低时，容抗越高；而线圈的自感系数越大，频率越高时， 感抗越高.7 .【答案】B【解析】 解：输送功率为 P,则输

17、电电压为 U时，输电电流为：I="输电电阻为R,则损失的功率为：F质=产R =则由题意得，两种输电电压下的损失功率为:及二薪二（匕）=（祠）=T故B正确，ACD错误。故选：Bo根据输送功率和输电电压由P=UI求得输电电流，再功率损耗的功率p=i2r求得不同输电电压下的损失功率比即可。掌握输电时，损失的功率等于输电导线上消耗的热功率，掌握功率和热功率表达式是关键。8 .【答案】C【解析】 解：AB、鸡蛋分别落到棉絮上和水泥地上，在与棉絮和水泥地接触的过程中， 鸡蛋的速度都由v变化为零，可知动量变化量相同，根据动量定理知，合力的冲量相等, 故AB错误。C、落到棉絮上的鸡蛋不易破碎，根据F

18、合t = AP知，落到棉絮上的作用时间长，动量的变化率小，即合力小，导致对鸡蛋的作用力较小，不容易破碎，故 C正确。D、落到水泥地上，作用时间较短，动量的变化率大，动量变化快，导致对鸡蛋的作用 力大，所以易碎，故 D错误。故选：Co鸡蛋落地前是自由落体运动；与地面碰撞过程，根据动量定理列式分析即可.本题关键是明确鸡蛋的运动情况和受力情况，然后根据动量定理列式分析，基础问题.9 .【答案】A【解析】解：AB、由变压器的电压比匝数之比 卜；=：，伊:言，又因为线路电压损失，即U2>u3,所以 H故A正确,B错误;CD、由于远距离输电，输电线电阻不能忽略，导致输电线路上电压损失，使功率损失，

19、所以升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压；升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。故 CD错误。故选：Ao通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中。提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率。理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象。远距离输电，由于导线通电 发热导致能量损失，所以通过提高输送电压，从而实现降低电损。10 .【答案】D【解析】解：由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变，C错误、D正确。开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小， V2不变，由欧姆定律

20、可得 Ai示数变大， 由于理想变压器 P2=Pi, Vi与V2示数的比值不变，所以 Ai与A2示数的比值不变，AB 错误。故选：Do本题和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R2的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.电路的动态变化的分析， 总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.11 .【答案】CD【解析】【分析】汽车的运动是由汽车的牵引力拉汽车前进，不属于反冲运动；直升飞机的运动是利用气体动力学的原理制成的，不属于反冲运动；火箭的运动

21、是利用喷气的方式而获得动力， 属于反冲运动；反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动。本题考查了反冲运动。对直升飞机的运动是否为反冲运动，很容易出错，和喷气式飞机不一样。【解答】A、汽车的运动是由汽车的牵引力拉汽车前进，不属于反冲运动，故A错误；B、直升飞机的运动是利用空气的反作用力的原理制成的，不属于反冲运动，故B错误；C、火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，属于反冲运动，故 C正确；D、反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动。故D正确。故选：CD。12 .【答案】BC【解析】解：以两物体组成的系统为研究对象，以甲的初速度方向为正方向，两个物体 的

22、质量均为m,碰撞前系统的总动能：Ek=51+H=3+ =方Hq,加二口开2限|m系统的总动量：P=7kg?m/s+5kg?m/s=12 kg?m/s；A、碰后甲乙两球动量为：6.5kg?m/s, 5.5 kg?m/s,系统的总动量 P' =6.5+5.5=12kg?m/s,动量守恒。碰后，两球同向运动，甲的速度比乙球的速度大，两者发生第二次碰撞，不 符合两球的运动情况，所以不可能，故 A错误。B、碰后甲乙两球动量为：6 kg?m/s, 6 kg?m/s,系统总动量 P' =6+6=12kg?m/s,系统的P才白动量守恒，总动能：E=''+='一系统动能增

23、加，并且不会发生二次碰撞，是可能的，故B正确；C、碰后甲乙两球动量为：5.5kg?m/s, 6.5 kg?m/s,系统动量总 P' =5.5+6.5=12 kg?m/s,系统动量守恒，总动能：Ek'=匚"+'”三上，系统动能不增加，不会发生二次碰撞，是2a?t 2m I可能的，故C正确；D、如果4kg?m/s, 8 kg?m/s,系统总动量 P' =4+8=12 kg?m/s,系统动量守恒，系统总 动能：EJ =*三：系统总动能增加，违反了能量守恒定律，不可能，故 D错误； 故选：BC。当甲球追上乙球时发生碰撞时，遵守动量守恒.由动量守恒定律和碰撞过程

24、总动能不增加，通过列式分析，再进行选择.对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况.13 .【答案】(1)；【解析】 解：(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关、用多用电表的交流电压档分别测 量原线圈和副线圈两的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤；故以上操作 的合理顺序是。(2)根据法拉第电磁感应定律，原副线圈的磁通量的变化率相同，则感应电动势的大小与匝数成正比，两线圈的匝数 n=1600,

25、 n2=400,当将m做原线圈时，U=16V,副线圈两端电压 U2=4V; 当原线圈与副线圈对调后，UT =8V时，U2，=32V,此日U2,为原线圈的电压，而U1'为副线圈的电压；1);由上数据可得： 故答案为:(1)根据变压器的工作原理：原副线圈的磁通量的变化率相同，结合法拉第电磁感应定律，求解电压与匝数关系，再依据实验操作步骤，即可求解；(2)根据法拉第电磁感应定律，结合实验数据，即可求解。本题考查变压器的工作原理，要掌握法拉第电磁感应定律的应用，注意原副线圈的中磁通量变化率相同是解题的关键。14 .【答案】（1）落地点；（2） mA、mB、a、& H、L、S ;mBS（

26、3） mAL(_l-cosay 刖八 2英(1-的夕),【解析】解：（1） B球离开小支柱后做平抛运动，S是B球做平抛运动的水平位移，即:B球初始位置到落地点的水平距离.（4） 小球从A处下摆过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：2mAgL （1-cos , =.mAVA-0, 解得：VA八2gLe,贝U PA=mAVA=mAj2ffL（l-cosa；;小球A与小球B碰撞后继续运动，在 A碰后到达最左端过程中，机械能再次守恒，由机械能守恒定律得：-mAgL （1-cos $ =0-£mAVA，2,解得 Va，=j2g“l-c心0）,Pa' =mAVA' =

27、mA2g£（lcns/?）；碰前小球B静止，则Pb=0 -碰撞后B球做平抛运动，水平方向：S=Vb，t,竖直方向H = gt2,解得vb，=S岛,则碰后B球的动量Pbz =mBVBz =mBS；由动量守恒定律可知，实验需要验证的表达式为：m a2L（1-coset = mA j2gL（lcos（i', + mBSj,实验需要测量的量有：mA； mB；弭3； H; L； S.故答案为：（1）落地点；（2）mA、mB、& H、L、S. （ 3）心颤声画 册小丽三硒；0; mBSj品；（3） mBS向.A球下摆过程机械能守恒，根据守恒定律列式求最低点速度；球A上摆过程机械能

28、再次守恒，可求解碰撞后速度； 碰撞后小球B做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式求解 碰撞后B球的速度，然后验证动量是否守恒即可.本题考查了动量守恒定律的验证实验；重点考查了确定实验需要测量的量，知道实验原理、求出实验需要验证的表达式是正确解题的关键.15 .【答案】解：（1）取甲碰前的速度方向为正方向，对两甲、乙组成的系统，由动量 守恒定律得：m1V0-m2V0=-m1V1-m2 V2代入数据得：V2=0.5m/s；方向与甲碰前速度方向相同。（2）取甲碰前的速度方向为正方向，以甲为研究对象，设冲撞时平均作用力大小为F,由动量定理得：-Ft=-m1V1-m1V0代入数据得：F=1350N答：（1

29、）撞后乙的速度大小是 0.5m/s,方向与甲碰前速度方向相同。（2）冲撞时两运动员相互间的平均作用力是1350N。【解析】（1）取冲撞前甲的速度方向为正方向，对两人组成的系统运用动量守恒定律, 即可求出冲撞后乙的速度大小和方向。(2)对甲，运用动量定理列式，可求得乙对甲的平均作用力。对于碰撞、打击、爆炸等瞬间问题求作用力时往往根据动量定理求解，由于相互作用力 是变力，不好运用牛顿运动定律求解。碰撞的基本规律是动量守恒定律，要注意在规定 正方向的基础上，用正负号表示动量的方向。16 .【答案】 解：(1)感应电动势最大值为：Em=NBSco =100 X 0.5 X 0,2 X (V315050故交变电动势瞬时值的表达式为：e=Emcos d=150cos50t (V)(2)感应电动势